不同种植密度对高梁成穗数、产量及其构成因素的影响

2015-05-30 10:48曹雄梁晓红黄敏佳申登高李占林
农学学报 2015年9期
关键词:种植密度高粱产量

曹雄 梁晓红 黄敏佳 申登高 李占林

摘要:为了探讨不同种植密度对高梁成穗数、产量及其构成因素的影响,确定酿造高粱品种在旱地的合理种植密度,以酿造高粱‘晋杂23号为试验材料,在山西省农科院经济作物研究所试验田研究了不同种植密度(6.00万株/hm2、8.25万株/hm2、10.50万株/hm2、12.75万株/hm2、15.00万株/hm2)对高粱生长、产量及其构成因素、成穗数的影响。结果表明:随着种植密度的增加,高粱株高、茎粗、穗长、最大叶面积、穗粒重、千粒重呈下降趋势,但差异不显著。在6.00万株/hm2-10.50万株/hm2的密度范围内,籽粒产量随密度增加呈大幅度增加;当密度超过10.50万株/hm2时,籽粒产量趋于平稳。回归分析表明,高梁种植密度与成穗数间呈极显著的正相关,回归方程为y=26866.222+0.555χ。综合分析,酿造高梁‘晋杂23号的种植密度以10.50万株/hm2为宜。该研究为酿造高梁在该地区种植获得高产提供了一定理论依据。

关键词:高粱;种植密度;成穗数;产量

中图分类号:S514,S-3

文献标志码:A

论文编号:cjas15010021

0引言

高粱是主要的酿造原料,其光合效率高、生理优势强、抗旱、耐涝、耐盐碱、耐瘠薄的特性,使它在农业生产中占有重要的地位,是世界第五大谷类作物,其产量仅次于玉米、小麦、水稻和大麦名列第五。高梁产量的形成受品种特性、气候条件、栽培措施等因素的影响,种植密度是影响产量的重要因素之一,成穗数是指高粱形成产量的有效穗数,是产量形成的直接因素。合理的种植密度可以构建良好的冠层结构,提高光能利用率,实现高产。

关于种植密度对高梁生长、产量及其构成因素的影响,国内外已有较多的报道,有针对中晚熟矮秆、高秆大穗、甜高粱、饲用甜高粱、‘红缨子、‘泸糯8号、‘泸糯9号、‘新高粱3号等品种的适宜种植密度。研究表明,种植密度对高梁产量的影响很大,在一定范围内,增加密度高梁产量明显增加,超过一定限度则产量下降;种植密度不同,会不同程度地影响高粱株高、茎粗、穗粒重和千粒重,研究表明,随着种植密度增加,茎粗、穗粒重和千粒重呈减小趋势。但种植密度与酿造高粱成穗数和产量的关系研究甚少,为此笔者在前人研究的基础上,主要研究了种植密度对酿造高梁成穗数、产量及其构成因素的影响,旨在探讨不同种植密度与成穗数、产量及其构成因素之间的关系,以确定其在本地区的适宜种植密度,为酿造高粱获得高产提供一定理论依据。

1材料与方法

1.1供试材料

供试品种为酿造高梁‘晋杂23号,由山西省农科院高粱研究所提供。

1.2试验设计

试验于2011-2013年在山西省农科院经济作物研究所高粱试验田进行。土壤肥力基础见表1。3年试验设计相同,播前施有机肥22500kg/hm2,N、P、K缓控释肥750kg/hm2,全生育期不施肥。试验设5个密度6.00万株/hm2、8.25万株/hm2、10.50万株/hm2、12.75万株/hm215.00万株/hm2,试验小区面积5mx6m=30m2,采用完全随机区组排列,每个密度3次重复,正常田间管理,10月上旬去两边行收获记产。

1.3测定内容

成熟期在每小区选择具有代表性的植株10株,用卷尺测定其株高,用游标卡尺测定其植株基部茎粗,用卷尺测量其最大叶片的叶长和叶宽,单株最大叶面积=叶长×叶宽x0.75。

在成熟期记录成穗数:分别记录每个小区实际形成产量的有效穗数。

成熟期实收测产,并取样进行室内考种,测定穗长、穗粒重、千粒重。

1.4数据分析

试验数据采用SPSS18和Microsoft Excel 2003进行统计分析。

2结果与分析

2.1不同种植密度对‘晋杂23号农艺性状的影响

由表2可知,随种植密度的增加,高梁株高、茎粗、穗长、最大叶面积呈下降趋势。在6.00万株/hm2—15.00万株/hm2密度范围内,株高变化幅度为192.59-201.32cm,茎粗变化幅度为2.13-2.42cm,穗长变化幅度为31.48-32.95cm,最大叶面积变化幅度为630.96-699.05cm2;其中最大叶面积变化幅度最大,下降10.79%。经方差分析,不同种植密度间株高、茎粗、穗长、最大叶面积间差异不显著,说明高粱各农艺性状受密度变化的影响不大,更多的是受品种遗传特性的影响;不同种植密度下,高梁各农艺性状表现出较好的稳定性。

2.2不同种植密度对‘晋杂23号产量及其构成因素的影响

种植密度的大小直接影响产量的高低。由图1可知,高梁产量随种植密度的增加而增加,密度从6.00万株/hm2增加到10.50万株/hm2时,产量增长比较快,密度10.50万株/hm2的籽粒产量比密度6.00万株/hm2增产15.58%;密度超过10.50万株/hm2时,产量增加较少,基本趋于平稳,密度15.00万株/hm2的籽粒产量比密度10.50万株/hm2仅增产1.26%。方差分析显示:密度在6.00万株/hm2时的产量显著低于其他密度下的产量,密度在8.25万株/hm2、10.50万株/hm2、12.75万株/hm2、15.00万株/hm2时的产量差异不显著。根据田间管理和营养消耗等实际情况,密度超过10.50万株/hm2可能会出现增产不增收,因此作者认为‘晋杂23号合理的种植密度为10.50万株/hm2

由图2、图3可知:随种植密度的增加,穗粒重、千粒重呈降低趋势;密度在15.00万株/hm2时的穗粒重、千粒重3年均值分别比密度6.00万株/hm2降低24.57%、19.14%(表3,表4);经方差分析,不同密度间穗粒重、千粒重差异不显著,说明穗粒重、千粒重受密度的变化影响不大,更多的是受品种遗传特性的影响。由表3,表4可知,密度在6.00万株/hm2时,穗粒重、千粒重3年均值居所有处理的第一位,但产量最低(图1);密度达到10.50万株/hm2时,穗粒重、千粒重3年均值为所有处理的第二位,产量达到7001.62kg/hm2(图1),进一步说明‘晋杂23号适宜种植密度为10.50万株/hm2

2.3不同种植密度对‘晋杂23号成穗数的影响

成穗数是指高粱形成产量的有效穗数。3年的试验数据(表5)表明,不同种植密度处理间的成穗数差异显著。经方差分析,种植密度12.75万株/hm2、15.00万株/hm2处理的成穗数显著高于其他处理,种植密度6.00/hm2、8.25万株/hm2、1O.50万株/hm2处理的成穗数差异也达到显著水平。当种植密度超过12.75万株/hm2,高粱的成穗数不再大幅度的增加,呈平稳趋势,稳定在10万株/hm2左右。

从表5可知,当种植密度为6.00万株/hm2时,3年平均成穗数为5.7317万株/hm2,比种植密度减少4.47%;当种植密度为8.25万株/hm2时,3年平均成穗数为7.3770万株/hm2,比种植密度减少10.58%;当种植密度为12.75万株/hm2和15.00万株/hm2时,成穗数分别为10.0265万株/hm2、10.6515万株/hm2,减少幅度分别达到21.36%和28.99%。可见,随种植密度的增加,成穗数比种植密度减少的幅度逐渐增大,减少百分比与种植密度的线性关系为y=11.574-2.65867χ,R2=0.996(图4)。

经回归分析,种植密度与成穗数间呈极显著正相关(表6,表7)。回归方程为y=26866.222+0.555χ,相关系数R2=0.782。因此,当‘晋杂23号在本地区的种植密度为10.50万株/hm2时,在生产中实际的收获密度为75252.928株/hm2, 95029.517株/hm2

3结论与讨论

本试验结果表明,随种植密度的增加,高粱株高、茎粗呈下降趋势,但方差分析表明差异不显著,这与已有的研究报道相一致,密度越大茎粗越小,低密度更有利于高粱茎粗的增长;也有研究报道指出,随密度的增加,株高相应增高,达到显著水平,这可能与栽培措施、土壤环境、气候条件等有关,还有待进一步研究。随种植密度的增加,高粱穗长、最大叶面积呈下降趋势,但差异不显著,本试验中,最大叶面积为下降幅度最大的农艺性状,说明高密度不利于高粱叶片的生长,这与单位面积过多的植株竞争空间有关。总之,本试验在不同的种植密度下,高粱各农艺性状表现出较好的稳定性,说明高粱农艺性状受密度的影响不大,更多的是由品种遗传特性决定。

高粱产量的形成是穗粒重、千粒重和穗数共同作用的结果。在本试验中,高粱穗粒重、千粒重随种植密度的增加呈下降趋势,各处理差异不显著,籽粒产量随密度的增加而增加,说明高粱增产的主要原因是有效穗数的增加,这与杨楠等的研究相一致。本研究结果也表明密度超过10.50万株/hm2时,产量增加较少,基本趋于平稳。有研究报道表明,当密度进一步提高时,会引起倒伏率的增加,光合速率的下降,从而高粱产量下降。本试验中,作者对‘晋杂23号设计的5个密度处理上限只到每公顷15.00万株,并没有出现高粱产量增减的拐点。根据本试验目前的试验结果可知,酿造高梁‘晋杂23号在本地区的适宜种植密度为10.50万株/hm2

种植密度与成穗数是2个不同的概念,本研究结果显示二者之间差异达到极显著水平,而且成穗数是产量形成的直接因素,因此,成穗数相对于种植密度对产量的形成更为重要。本试验相关分析结果表明,高粱种植密度与成穗数间呈极显著的正相关,回归方程为y=26866.222+0.555χ。在生产实践中,根据大田肥力基础和高粱形成一定产量所需的营养,可确定大田所能达到的产量,从而根据品种的穗粒重预测出成穗数,依据该回归方程可确定适宜的种植密度,这对田间科学种植高粱具有一定指导意义。随种植密度的增加,各处理成穗数差异显著,且成穗数比种植密度减少的幅度逐渐增大,导致成穗数大幅度减少有可能是由土壤养分供给不足、干旱、光照不足、机械损伤、地下虫害、土壤带菌所发生根部病害等所引起,但具体原因还有待进一步研究。

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