不同种植密度对高梁成穗数、产量及其构成因素的影响

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。