不同种植密度对高粱生长和产量的影响

张周凯

六盘水市水城区农业农村局，贵州 六盘水 553000

0 引言

贵州省位于我国西南地区，以其多山的地理特征和多样的农业文化而闻名。高粱作为贵州省重要的粮食作物之一，在地区农业经济中扮演着重要的角色［1］。然而，随着人口的增加，土地资源的有限性越发明显，如何提高高粱的产量并确保农业可持续发展成为当地农业研究的重要议题之一。高粱的产量受多种因素影响，其中种植密度是一个关键因素。种植密度是指在单位面积内种植的植株数量，其直接影响植株之间的竞争、养分利用效率及作物的生长状况。不同的种植密度可能会对高粱的长势、倒伏率、病株率、产量及品质产生影响。贵州省独特的地理和气候条件可能会对高粱的生长产生特殊的影响［2］，因此需要对贵州省的高粱种植密度进行深入研究，以制定适合贵州省的农业管理策略［3］。此次研究旨在探讨不同种植密度对贵州省高粱生长和产量的影响。深入了解这些影响，可以为贵州省的高粱种植提供更科学的建议，促进农业可持续发展，保障食品安全和粮食安全。

1 试验材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于贵州省六盘水市水城区鸡场镇旗帜村，平均海拔1 450 m，年平均气温16.3 ℃，年平均降水量为900 mm。前茬作物为油菜，试验地测土结果表明，该试验地土壤有机质质量分数为11.61 g/kg、碱解氮质量分数为67.65 mg/kg、速效磷质量分数为16.68 mg/kg、速效钾质量分数为138.50 mg/kg，pH值为8.62。

1.2 试验材料

试验用高粱品种为红缨子高粱，是一种有机糯性高粱。

1.3 试验设计

试验于2021年5—9月进行，设计5个种植密度，分别为90 000 株/hm2（A1组）、120 000 株/hm2（A2组）、150 000株/hm（2A3组）、180000株/hm（2A4组）、210000株/hm2（A5组），每个处理为1个小区，每小区面积为20 m2。5 个小区随机排列。

1.4 田间管理

除种植密度不同外，各小区其他管理措施保持一致。整地过程中施加底肥，统一使用琨恩生物有机肥，施肥量为750 kg/hm2。在高粱拔节期进行1次除草、营养液喷施与病虫害防治工作。

1.5 测定项目与方法

1.5.1 生长指标

在高粱成熟期，每小区随机选择长势良好的10 株高粱进行株高、茎直径、节间长、茎节数等指标的测量。

1.5.2 倒伏率和病株率

在高粱生长期间，记录高粱植株的倒伏情况和病株数量，计算倒伏率和病株率。

1.5.3 产量

在高粱收获期，每小区选取1 m2对高粱进行收割，就地称取茎秆鲜质量（鲜草产量），将茎秆烘干杀青后再称取茎秆干质量（干草产量）。

1.5.4 叶绿素含量和光合指标

叶绿素含量和光合指标可以体现高粱光合作用效率和叶片健康状况。在高粱灌浆期，每小区选取具有代表性的高粱10 株，于09∶00—11∶00 用SPAD-502 型测定仪测定倒二叶的叶绿素相对含量（Soil and Plant Analyzer Development，SPAD），用CI-340 型光合作用测定仪测定倒二叶的气孔导度、净光合速率、蒸腾速率［4］，测定位置为叶片中部。

1.5.5 营养成分

高粱收获后，将高粱秸秆干样粉碎过筛，测定其营养成分，包括粗蛋白质量分数、粗脂肪质量分数、粗纤维质量分数及含糖量。粗蛋白质量分数采用凯氏定氮法测定，粗脂肪质量分数采用索氏提取法测定，粗纤维质量分数参照《饲料中粗纤维的含量测定过滤法》（GB/T 6434—2006）测定［5］，使用糖分测定仪测定茎基部第2节间的含糖量［6］。

1.6 数据统计与分析

采用Microsoft 2007 和DPS 15.0 数据处理系统对试验数据进行处理及统计分析。

2 试验结果与分析

2.1 不同种植密度对高粱生长的影响

由表1 可知，随着种植密度的逐渐增大，高粱的株高、茎直径、节间长呈现出明显变化。各处理高粱株高为214.35～238.79 cm，高粱株高随着种植密度的增大而增大，A5组高粱株高最高，A1组高粱株高最低，表明较大的种植密度对高粱的垂直生长产生了积极影响。各处理高粱茎直径为1.55～2.28 cm，高粱茎直径随着种植密度的增大而减小，A1组高粱茎直径最大，A5组高粱茎直径最小，意味着较小的种植密度可能有助于增大高粱的茎直径。各处理高粱节间长为17.18～22.71 cm，高粱节间长随着种植密度的增大而增大，A5组高粱节间长最大，A1组高粱节间长最小，意味着较大的种植密度可能导致高粱植株的节间长增大，表明较大的种植密度可能会影响高粱的分枝和节间空间分布。各处理高粱茎节数为13.99～14.43 节，各处理高粱茎节数没有明显差异，表明种植密度对高粱的茎节数影响较小。

2.2 不同种植密度对高粱倒伏率及病株率的影响

由表2 可知，随着种植密度的增大，高粱倒伏率和病株率整体呈增大趋势。各处理倒伏率存在明显差异，A1组和A2组高粱倒伏率小于其他处理，意味着相对较小的种植密度可以有效减少高粱的倒伏风险，从而降低倒伏率。各处理高粱病株率存在明显差异，A1组和A2组高粱病株率小于其他处理，可能与较小的种植密度下高粱植株之间的通风良好及单株可以获得更多水分、光照等资源有关，从而使植株生长更为健壮，病株率较小。

表2 不同种植密度对高粱倒伏率与病株率的影响%

2.3 不同种植密度对高粱产量的影响

由表3 可知，随着种植密度的增大，高粱的鲜草产量和干草产量均呈现出先增大后减小的趋势。各处理高粱鲜草产量为88.38～109.26 t/hm2，A3组高粱鲜草产量最大，A5组高粱鲜草产量最小。这一变化趋势反映了种植密度对高粱生长的复杂影响，初期较大的种植密度可以促进高粱生长，但随着种植密度的继续增大，植株之间资源竞争加剧可能会导致高粱产量减小。各处理高粱干草产量为23.58～29.19 t/hm2，A3组高粱干草产量最大，A5组高粱干草产量最小，也进一步强调了较大的种植密度可能会在一定程度上限制高粱对资源的获取，从而影响高粱产量。

表3 不同种植密度对高粱产量的影响

2.4 不同种植密度对高粱叶片SPAD 值及光合作用的影响

由表4 可知，随着种植密度的增大，高粱叶片的SPAD 值呈逐渐减小的趋势。各处理高粱叶片的SPAD 值为22.11～28.56，A1组高粱叶片的SPAD 值最大，A5组高粱叶片的SPAD 值最小，表明较小的种植密度有助于增大高粱叶片的SPAD 值。随着种植密度的增大，高粱叶片的气孔导度、净光合速率和蒸腾速率均呈逐渐减小的趋势，A1组和A2组高粱叶片的气孔导度、净光合速率和蒸腾速率均大于A3组、A4组和A5组，其中A1组高粱叶片的气孔导度、净光合速率、蒸腾速率分别比A5组增大了10.6%、21.0%、24.3%，意味着较小的种植密度条件下，高粱植株能够获得更多的生长空间，充分利用光照资源增强光合作用，促进单株生物产量的积累。

表4 不同种植密度对高粱叶片SPAD值及光合作用的影响

2.5 不同种植密度对高粱营养品质的影响

由表5 可知，各处理高粱粗蛋白质量分数为7.66%～8.58%，A2组高粱粗蛋白质量分数最大，A5组高粱粗蛋白质量分数最小，表明不同种植密度对高粱粗蛋白质量分数有一定影响，尤其是较小的种植密度可能有助于增大高粱粗蛋白质量分数，从而增加其营养价值。

表5 不同种植密度对高粱营养品质的影响%

各处理高粱粗脂肪质量分数为3.55%～3.69%，各处理高粱粗脂肪质量分数没有明显差异，说明种植密度对高粱粗脂肪质量分数影响较小。

各处理粗纤维质量分数为34.43%～37.58%，A4组高粱粗纤维质量分数最大，A1组高粱粗纤维质量分数最小，意味着较大的种植密度可能会增大高粱粗纤维质量分数，进而影响其口感和消化性。

各处理高粱含糖量为14.38%～15.73%，A2组高粱含糖量最大，A4组高粱含糖量最小，表明较小的种植密度条件下，高粱可能积累更多的糖分，从而提升其甜度和口感。

3 结论与讨论

高粱是一种重要的粮食作物，其生长和产量受到多种因素的影响。时凯等［6］探究不同种植密度及不同畜禽粪肥作基肥对饲用甜高粱农艺性状及糖分含量的影响，发现使用鸡粪作基肥时，不同种植密度的甜高粱农艺性状及糖分含量差异不显著；使用羊粪作基肥时，株距45 cm的甜高粱株高、叶长、茎质量、茎秆长及糖分含量显著高于株距55 cm，叶面积和单株鲜质量也高于株距55 cm；使用猪粪作基肥时，株距45 cm的甜高粱叶长和叶绿素含量显著高于株距55 cm。潘映雪等［7］探究不同施肥量和不同播种密度对帚高粱农艺性状和穗帚产量的影响，发现不同施肥量和不同种植密度下穂帚产量均有显著差异。

此次研究结果表明，不同种植密度在一定程度上对高粱的生长产生了影响，较大的种植密度有助于增大高粱的株高、节间长，减小高粱的茎直径。这些发现为进一步研究不同种植密度对高粱生长的影响提供了重要信息，并有助于优化高粱种植的管理策略。

不同种植密度对高粱的倒伏率和病株率产生了明显的影响，较小的种植密度条件下，高粱群体之间的通风良好，植株能够更好地获取生长所需的资源，有助于降低倒伏率和病株率。在实际生产中，种植密度的选择不仅会影响高粱的产量，还会对高粱的健康和稳定生长产生重要影响，需要综合考虑以实现最佳的种植管理策略。

不同种植密度对高粱产量产生了明显的影响。较大的种植密度可能会在一定程度上增大高粱产量，但过大的种植密度可能会加剧高粱植株之间对资源的竞争，导致高粱产量下降。因此，在实际生产中，种植人员需要谨慎考虑种植密度，以平衡高粱的生长需求和最大化产量，从而实现高粱种植可持续发展。

不同种植密度对高粱叶片SPAD 值和光合作用产生了明显影响。较小的种植密度有助于增大高粱叶片SPAD 值，同时增大气孔导度、净光合速率和蒸腾速率。这说明较小的种植密度条件下，高粱能够更充分地利用光照资源，从而提高光合作用效率，对于高粱的生长具有积极作用。这些发现强调了种植密度对于高粱的养分吸收和生长非常关键，可以为高粱种植管理策略的优化提供有力的指导，进一步提高高粱的产量和品质。

不同种植密度对高粱的营养品质产生了明显影响。较小的种植密度有助于增大高粱的粗蛋白质量分数和含糖量，使其更具营养价值。较大的种植密度导致高粱粗纤维质量分数增大，这可能会影响高粱的口感和消化性。这些结果强调了在高粱种植中，需要综合考虑产量和品质之间的权衡，以满足不同市场需求。

笔者系统性地探讨了不同种植密度对高粱生长、产量的影响，综合研究结果，建议贵州省六盘水市高粱种植密度为150 000株/hm2。