种植密度与分蘖交互作用对饲用型甜高粱产量的影响

孙学保，石晓瑛

（1.甘肃省武威市农业技术推广中心，甘肃武威 733000；2.甘肃省平凉市农业科学院，甘肃平凉 744000）

0 引言

甜高粱属C4作物，光合效率与生物产量高，用途广泛，既可作粮食作物、糖料作物，又可作为饲用作物和能源作物，是一种新的能源、糖料和饲用作物[1-4]。甜高粱最主要的用途是做饲料，按日计算甜高粱的干物质积累速率最高，按单位饲料能比计算甜高粱的饲料量最高，超过甘蔗和玉米青饲料和籽粒。随着我国畜牧业的快速发展，以及河西走廊养殖业快速兴起，同时在目前的脱贫攻坚行动中，为了打赢脱贫攻坚战，政府带动贫困户大力发展以牛羊为主的养殖业，导致饲草料短缺问题日益严重。且传统的小麦、玉米秸秆适口性差，而饲用型甜高粱因其生物产量高，适宜种植于盐碱地、贫瘠地、干旱地，其抗逆性强，生长快，富含糖分，营养价值较小麦、玉米秸秆更加全面，牛羊吃起来适口性好，因此越来越受到人们的关注。研究、应用甜高粱，尤其饲用型甜高粱越来越多[5-8]，但在实际栽培生产中种植饲用型甜高粱，生育期保留分蘖与否，苗期是否进行间苗、最佳种植密度等尚没有明确的定论，目前我国甜高粱栽培中大多数研究认为，苗期间苗留单株，生育期及时去除分蘖可减少对主茎养分的消耗，有利于营养成分的积累，从而为后期生物产量积累奠定基础[9-12]。但甜高粱分蘖期较长，分蘖再生能力亦强，掰除分蘖、间苗栽培不仅耗费大量人力财力、增加生产成本，且误工误时，已成为当前制约甜高粱大面积生产、尤其饲用型甜高粱推广种植的重要限制因素之一。甜高粱分蘖对茎秆、籽粒产量、穗数、开花期等性状产生影响[9]，在不同类型高粱的育种和生产中，对分蘖的处理也不同；进行甜高粱分蘖特性的研究，分析分蘖和密度之间的关系，全面掌握甜高粱的生物学特性，能提高种植甜高粱的产质量[13-20]。目前对高粱种植中针对密度、是否掰除分蘖在单因素作用下的研究较多[21-22]，但在不同种植密度、是否间苗、是否掰除分蘖三因素交互作用下，饲用型甜高粱最适宜种植密度和是否掰除分蘖、是否间苗尚未有报道，本文通过在掰除分蘖、保留分蘖，留单苗、不间苗条件交互作用下对饲用型甜高粱‘BJ0603’在不同种植密度下的生长发育、产量性状进行研究，明确其适宜甘肃河西绿洲灌区的种植密度、是否留单苗和分蘖去留问题，为甘肃河西绿洲灌区乃至全国同类型区域推广种植饲用型甜高粱提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验环境

试验位于甘肃省武威市凉州区金沙乡于庄村，地处北纬37°59'、东经102°35'，当地海拔高度1 516 m，年均降水量160 mm左右，前茬种植作物为马铃薯，土壤类型为灰钙土。

1.2 试验设计

试验采用双因素随机区组设计与分析，每处理3次重复。地膜选用幅宽120 cm、厚度0.01 mm 的白色地膜，全膜双垄沟灌栽培，一副地膜播种两行，在阳坡垄侧距离沟底5 cm 处种植；采用机械点播，每穴下种量为1～2 粒种子。试验设24 个处理，分别在（A）每穴留单株、生育期去除分蘖，（B）每穴留单株、生育期保留分蘖，（C）不间苗、保留分蘖，3 种操作下按相同行距60 cm、不同穴距设8 个密度梯度：（1）穴距9 cm（18 万穴/hm2）；（2）穴距11 cm（15 万穴/hm2）；（3）穴距12 cm（13.8万穴/hm2）；（4）穴距14 cm（11.85 万穴/hm2）；（5）穴距16 cm（10.35 万穴/hm2）；（6）穴距18 cm（9.15 万穴/hm2）；（7）穴距22 cm（7.5 万穴/hm2）；（8）穴距24 cm（6.9 万穴/hm2），种植品种为饲用型甜高粱‘BJ0603’，小区面积14.4 m2（4 m×3.6 m）。4 月8 日起垄覆膜，4 月16 日浇安种水，5月13日播种，9月25日收获（因当年试验地块来水较迟导致浇水播种推迟，河西灌区甜高粱种植最佳播种时间为4 月中下旬，一般较当年玉米播期推迟一周；冬水地块实行顶凌覆膜、春水地块3 月15 号左右浇水，随后适时覆膜）。底肥随整地覆膜施入田间，每公顷施纯N170 kg、P2O5150 kg、K2SO460 kg、ZnSO415 kg；拔节期结合浇水追施纯N65 kg/hm2，植株株高1.5 m时结合浇水追施纯N80 kg/hm2。生育期内总计灌水4次，每次灌水1 050 m3/hm2。

1.3 测量指标及方法

收获时每处理取10穴测量主茎株高、主茎茎粗、单株分蘖数、主茎叶片数、主茎含糖量，并测量土壤含水量、小区产量。主茎茎粗用游标卡尺测量，测量位置为根部向上第二节中间部分；含糖量用日本爱宕测糖仪PAL-1 测量，测量位置为根部向上第二节、第六节茎秆汁液含糖量；土壤含水量采用重量测定法，测量0～30 cm 土层水分状况，每小区3 次重复；根据土壤含水量测算土壤储水量（mm）、耗水量（mm）、土壤水分利用率[kg/(mm·hm2)]；小区全株收获计算甜高粱鲜物质产量。作物生育期降雨量由气象局提供。

数据采用Excel 2013和SPSS10.0软件进行分析处理。

2 结果与分析

2.1 不同处理对甜高粱生育时期的影响

试验品种饲用型甜高粱‘BJ0603’在甘肃河西绿洲灌区种植，拔节后不能孕穗、抽穗，无法达到成熟。从表1 看出，在是否间苗、是否保留分蘖以及不同栽培密度条件下，各处理间甜高粱出苗无差异；从拔节期看，无论是否保留分蘖、是否间苗处理，当密度达到10.35万穴/hm2以上时，随着密度的增加，各处理拔节期推迟；在相同密度条件下，不间苗、保留分蘖处理拔节期均显著推迟。

表1 不同处理对饲用型甜高粱物候期的影响Table 1 Treatment effects on phenological period of forage sweet sorghum

2.2 不同处理对甜高粱产量构成因子及含糖量的影响

从表2各处理看，无论是否留单苗、是否保留分蘖，随着密度的增大，植株株高总体呈增加趋势。在相同密度条件下，不间苗、保留分蘖处理的主茎茎粗基本呈高于间苗、掰除分蘖和间苗、保留分蘖处理的趋势；不同处理间植株主茎茎粗之间差异不显著。在A、B、C相同处理条件下，均表现出当密度达到13.8万穴/hm2时茎粗最粗。在相同密度条件下，是否掰除分蘖、是否留单苗对植株叶片数无影响。植株单株分蘖数随着密度的增加不断减少，当密度达到15 万穴/hm2以上时分蘖几乎为零。所有处理中，植株节间含糖量均表现为中部第六节高于基部第二节，因此是否掰除分蘖、是否间苗、密度高低等因素均不能改变甜高粱植株节间含糖量积累规律。不管是否间苗、是否保留分蘖，当密度在6.9 万穴/hm2～9.15 万穴/hm2时，植株主茎平均含糖量基本一致；当密度在10.35 万穴/hm2～11.85 万穴/hm2时，植株平均含糖量基本一致，但较密度在6.9 万穴/hm2～9.15万穴/hm2时平均含糖量降低；而当密度达到13.8万穴/hm2，植株平均含糖量达到最高，此后随着密度增加植株含糖量逐渐降低。所有处理主茎植株叶片数与株高不成正比例关系（y=0.0332x+7.322，R²=0.1081）；植株茎粗与密度之间相关度不高（y=0.0064x+2.3404，R²=0.0729），株高与密度之间相关度不高（y=1.6925x+267.11，R²=0.3099），含糖量与密度之间相关度亦不高（y=0.022x+7.9789，R²=0.0317）。因该试验结果表明饲用型甜高粱植株茎粗、株高、含糖量和密度之间不成正比例或反比例关系，而是在一定密度条件下，植株株高、茎粗均达到最大。

表2 不同处理对饲用型甜高粱产量构成因子的影响Table 2 Treatment effects on yield components of forage sweet sorghum

2.3 不同处理对产量及水分利用效率的影响

由表3 看出，各处理收获后的储水量与鲜重产量成反比例关系（y=-3.6495x+351.59，R²=0.5349），产量越高，收后储水量越少；从各处理水分利用效率与产量之间的关系看，水分利用效率和产量有极显著的线性回归关系（y=0.5281x-4.1567，R2=0.999），尤其当密度达到13.5 万穴/hm2～15 万穴/hm2时，在不间苗、保留分蘖条件下，水分利用效率最高。不同处理间产量差异显著或极显著。各处理在密度相同的情况下，间苗与否、是否掰除分蘖之间产量差异不显著；在A、B、C三种处理情况下，均表现出当密度在13.5万穴/hm2～15万穴/hm2时产量最高，其平均产量较产量最低的处理6.9 万穴/hm2增产27.7%～29.7%。说明饲用型甜高粱获得高产的最佳种植密度为穴播量1～2 粒种子、13.5 万穴/hm2～15 万穴/hm2。在相同密度下，处理C 产量总体最高，说明不间苗、保留分蘖可增加产量。

表3 不同处理对饲用型甜高粱产量及水分利用效率的影响Table 3 Treatment effects on yield and water use efficiency of forage sweet sorghum

3 小结与讨论

（1）饲用型甜高粱‘BJ0603’在甘肃河西绿洲灌区种植，由于受光周期影响，生长拔节后植株不能完全孕穗，不能抽穗，导致早霜来临收获时生长达不到完全成熟，但收获时生物产量高，最适宜种植方式产量能达到130 t/hm2以上，作为饲草作物种植，不影响种植经济效益。

（2）饲用型甜高粱在低密度种植条件下，分蘖对产量有一定的贡献，但在高密度种植条件下分蘖对产量几乎无贡献，分蘖对产量的贡献与甜高粱品种有无关系，还有待进一步研究。

（3）饲用型甜高粱植株茎粗、株高和含糖量与密度之间相关度不高；在一定密度条件下，植株株高、茎粗均达到最大，此时产量亦最高。甜高粱植株茎粗、株高、含糖量、密度、产量之间的关系还有待进一步研究。

（4）种植饲用型甜高粱，在正常穴播量1～2 粒的情况下，生育期无需间苗、无需掰除分蘖，不间苗保留分蘖处理不仅产量高，且节本增效。邵荣峰等、吴秋平等[9-10]认为饲用型甜高粱当种植密度在7.5万株/hm2以下保留分蘖对主茎秆含糖量影响较小，且保留分蘖产量较掰除分蘖生物产量更高。此结论与本文结论基本一致，同时本研究是将饲用型甜高粱种植密度增大到了18 万穴/hm2种植条件下得出的结论，保留植株分蘖、生育期不间苗处理，植株生长更旺盛，产量最高。

（5）甘肃河西绿洲灌区种植饲用型甜高粱，不间苗保留分蘖最佳种植密度为13.5 万穴/hm2～15 万穴/hm2，此时植株水分利用效率最高，平均含糖量最高，产量亦达到最高139.6 t/hm2。杨丰力等[11]、管延安等[23]、冯国郡等[24]研究表明对于大多数甜高粱品种来说，当种植密度过大、超过10万株/hm2时，需要在3～4叶期间苗、5～6叶期定苗，同时生育期掰除所有分蘖，以此来减少养分消耗，以利于生物产量积累。与本试验结论相反，本试验认为高密度、不间苗、保留分蘖种植能增加饲用型甜高粱产量，这是否与品种、地域条件差异有关系，还需在下一步研究中通过增加饲用型甜高粱品种、在不同生态类型条件下进行试验研究，进一步验证试验结论的可靠性。