不同播期、积温、降水量对高粱农艺性状形成及产量的影响

赵建武　白文斌　刘贵锋　王金转　郑香萍

摘要：为了探索气候条件变化下不同熟期高粱品种的最适播期，研究中早熟、中晚熟、晚熟3个不同熟期高粱品种的不同播期与农艺性状和产量的关系。结果表明，高粱不同播期对株高、穗粒重、千粒重、产量的影响显著。中早熟品种最佳播期在5月15日左右，中晚熟和晚熟品种最佳播期在5月5日左右。积温、降水量与播期的关系是随播期的推迟而减少。播期对株高的影响是随播期的推迟而降低，播期对产量的影响是最佳播期产量最高，提早和推迟播期产量都表现为减产。积温与产量、降水量与产量的关系均呈正相关，但降水量与产量的相关系数较小。

关键词：高粱；播期；积温；降水量；产量

中图分类号：S-3

文献标志码：A

论文编号：2013-0641

0 引言

高粱[Sorghum bicolor（L.）Moenchl是全球农业生态系统中重要的作物，具有抗逆性强、光合效率高等显著特性，是干旱、盐碱和瘠薄等边际农田生长的先锋作物、相对高产作物。在国内，高粱主要作为传统酿造业的主要原料，随着传统酿造业白酒、山西老陈醋产业的不断发展，高粱种植面积将呈逐步扩大的趋势。在20世纪80-90年代，段瑞荃等、张效梅山西省高粱科研人员较为系统的开展了高粱不同品种、不同播期与产量的关系研究，研究品种包括早熟、中晚熟和晚熟品种，确定了不同生育期高粱的适宜播期。但随着全球气候的变化，特别是近年来极端气候的频繁出现。为更好利用高粱生育期内的降水和有效积温，针对性的研究全国不同高粱主栽生态区的适宜播期十分必要、紧迫。笔者研究山西省高粱主栽生态区的不同高粱生育期品种的适宜播期，以期与生育期内的降水和有效积温吻合，为进一步提高降水和有效积温利用效率提供理论支持。

1 材料与方法

1.1试验地区概况

试验于2011年在山西省太谷县范村镇闫村试验田进行。试验区属暖温带大陆性季风气候，年平均气温9.4℃，≥10℃有效积温3875.6℃，常年平均降水量437.4mm，其中5-10月降水量423.9mm，无霜期平均为151天。试验年度5-10月降水量453.8mm，降水属丰水年型。试验地土质为褐土，土壤基础肥力：有机质11.0g/kg，全氮0.76g/kg，速效磷4.60mg/kg，速效钾120.40mg/kg。

1.2试验材料

供试试验品种为山西省农业科学院高粱研究所选育的中熟品种‘晋杂12号、中晚熟品种‘晋杂18号和新选育成的晚熟种‘晋中911。

1.3试验方法

1.3.1试验设计 试验地前茬玉米，2011年4月15日撒施底肥，有机肥按45m³/hm²撒施腐熟羊粪、无机肥按600kg/hm²撒施复合肥料（施可丰）总养分≥40%，氮磷钾含量20-14-6，撒施底肥后于4月17日旋耕1次。试验分为6个播期，分别为4月25日、5月5日、5月15日、5月25日、6月5日、6月15日。试验期间记载出苗期、抽穗期、成熟期。农艺性状调查株高、叶片数。产量性状考种穗粒重、千粒重。留苗密度10.5万株/hm²，小区面积4m×6m=24m²，3次重复，随机排列。

1.3.2相关系数估算 选取产量、生育期、株高、穗粒重、千粒重、播期、积温与降水量9个性状平均值，估算表型相关系数。

1.4数据分析

采用Microsoft Excel进行数据处理，DPS软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1不同播期对株高及产量因素的影响

不同播期对高粱生育期、叶光合特性、干物质积累、糖氮代谢、产量及品质有较大影响，播期成为限制高粱产量和质量的重要因素之一。高粱不同熟期品种在不同播期的情况下，株高、穗粒重、千粒重也有变化。

从表1看出，株高性状的变化趋势是随着播期的推后而增高；穗粒重、千粒重与产量基本相同。高粱不同熟期品种在不同播期的情况下产量的差距比较大。‘晋杂12号属于中熟品种，播期在5月15日产量最高，达到11781.0kg/hm²，播期在6月15日产量最低，只有6715.5.0kg/hm²，产量只是6月15日的1/2，产量从高到低播期为5月15日、5月5日、4月25日、5月25日、6月5日、6月15日，说明‘晋杂12号最佳播期在5月15日左右。‘晋杂18号属于中晚熟品种，播期在5月5日产量最高，达到10267.5kg/hm²，播期在6月15日产量最低，只有3777.0kg/hm²，产量只是6月5日的1/3，产量从高到低播期为5月5日、4月25日、5月15日、5月25日、6月5日、6月15日，说明‘晋杂18号最佳播期在5月5日左右。‘晋中911属于晚熟品种，播期在5月5日产量最高，达到11155.5kg/hm²，播期在6月15日产量最低，只有1026.0kg/hm²，产量只是6月5日的1/3，由于未正常成熟，产量受到严重影响，产量从高到低播期为5月5日、4月25日、5月15日、5月25日、6月5日、6月15日，说明‘晋中911最佳播期在5月15日左右。

2.2不同播期对生育期、积温利用率和降水利用率的影响

根据品种的生育期不同，可在不造成显著性减产的前提下进行适当播期调整。在作物的营养生长和生殖阶段，积温越高生长越快，温度较高时酶的活性增强，物质代谢功能旺盛养分吸收快，运输速度快。

高粱是喜温作物，温度对植物体内生理机能的影响作用于高粱生长发育的各个阶段。当温度高时，细胞与组织分化进程加速，从而促进了植株的快速生长发育。相反，温度较低时则抑制了高粱的生长发育。从表2中可以看出，早播生育期要延长，究其原因主要是营养生长阶段温度低发育慢，苗期温度低延长了苗期生育期。反之，晚播缩短了苗期生育期。

从表2～4中看出，积温和降水量的利用率是随着播期的推迟而减少，但是不同熟期品种有效的利用率不同，产量也不同。中熟品种积温、降水量利用率与产量之间不成正比关系，而中晚熟和晚熟品种积温、降水量利用率与产量之间成正比关系。这是由于中熟品种生育期短，播期早不利于出苗及前期生长，延长了生长时间，并不是它的最佳生长期，产量并不是最高，只有在适宜的播期5月15日左右播种，才能收到最好的效果。中晚熟和晚熟品种由于中熟品种生育期长，早播能正常成熟，产量有保证，晚播种不能正常成熟从而影响产量，但是在晋中地区播期应该在5月5日左右是播种最适期。

2.3相关系数分析

产量作为农业生产中最重要的指标，是关注的重点。千粒重与穗粒重是构成产量的2个主要性状，相关系数很高，同一品种千粒重大穗粒重也高，同时产量也高。

从表5中看出，3个品种的产量与株高相关系数都是负值，‘晋杂12号、‘晋杂18号、‘晋中911分别为-0.3582、-0.6556、-0.8776，说明株高越高产量越低，生育期越长负相关越高，证明高粱在生育期内营养生长和生殖生长存在一定的矛盾，营养生长过剩不利于提高产量。产量与千粒重、穗粒重3个品种表现相同相关系数都很高，在0.85以上，说明同一品种千粒重、穗粒重高产量也高，产量是随着千粒重、穗粒重的增加而增加。产量与播期相关系数3个品种都是负值，都在-0.5以上，说明随着播期的推迟，产量呈减少趋势，这与前面结果相同。但是不同熟期品种有不同的适播期。产量与积温相关系数都是正值，晚熟品种‘晋中911的最高，为0.6046，说明产量是随着积温的增加而增加，晚熟品种对积温的要求更高些。产量与降水量相关系数都是正值，相关系数都不高，均在0.26以下，对产量的影响不如积温高。

播期与株高相关系数中，中熟品种‘晋杂12号、晚熟品种‘晋中911是正值，表明随着播期的推迟株高在增加，株高增加从而影响产量，只有中晚熟品种‘晋杂18号例外，播期对株高的影响不大，相关系数只有-0.1939。播期与千粒重、穗粒重和产量的相关系数均为负值，说明随着播期推迟，千粒重、穗粒重、产量呈降低趋势。

积温和降水量与产量的相关系数均为正值，表现为正相关。其中，积温与产量的相关性要比降水量与产量的相关性大。在积温的影响下，以晚熟品种‘晋中911与产量的相关系数最大，达0.6046。说明随品种生育期的增加，积温对产量的影响越大。由于本试验年为丰水年，降水量与产量的相关性相对较低。

3 结论与讨论

播期是影响植株性状和产量形成的重要因素，播期对出苗、各器官的形成以及产量都有极大的影响，适期播种可以充分利用光热资源，培育壮苗。分期播种处理产生的温度差异使作物生长发育速率发生改变。不同播期对全生育期有一定影响，表现为随播期的推迟，全生育期呈逐渐缩短的趋势。高粱生育期所需有效积温是品种能否正常成熟的基础，播期的推迟限度应以保证高粱生长所必需的积温要求为主要依据。最迟播期的确定要综合考虑生育期积温和品种因素，既要保证有足够的生长时间，更要保证生长所必需的有效积温，形成较高产量。在山西省晋中地区，无霜期平均为150天的气候条件下，适宜种植中晚熟品种，高粱最佳播期一般在5月1-20日，产量最高，5月1日之前播种因温度低，影响出苗，主要原因出苗时间长，出苗后苗弱，苗期因温度低生长慢，形不成壮苗，从而影响产量。但是不同成熟期的品种适宜播期不同，中熟品种应在5月10-20日为最佳播期，中晚熟品种与晚熟品种5月1-10日为最佳播期。通过对山西省目前生产上的主栽3个不同熟期高粱品种的筛选适宜播期试验，确定出不同生育期高粱品种的最佳播期来指导山西省的高粱生产再上新台阶。