种植密度对高粱群体生理指标及产量影响

分类：论文范文 发表时间：2020-02-04 08:30

　　摘要：为明确种植密度与高粱产量和产量构成因素以及群体光合生理指标的关系，以极早熟高粱杂交种‘通早2’为试验作物，采用大田试验方法，采用随机区组设计，3次重复。试验设15万株/hm2、18万株/hm2、21万株/hm2、24万株/hm2和27万株/hm25个种植密度，结果表明：随种植密度的增加，株高增高，茎粗变细。单株干物质量、群体净同化率、群体生长率显著下降。叶面积指数、叶片光合势及总光合势随种植密度的增加而显著上升；种植密度在15万~21万株/hm2时，籽粒产量随种植密度的增加而增加，种植密度持续增加，籽粒产量呈下降趋势，且各处理之间籽粒产量差异显著。随着种植密度增加，单位面积穗数相应增加，单株穗粒重、千粒重随种植密度的增加而逐渐降低，且各处理之间达到显著水平。本试验研究结果表明，‘通早2’种植密度为21万株/hm2，株行距9.5cm×60cm时，能更好地协调群体结构，使籽粒产量达到较高水平。

　　关键词：高粱；种植密度；叶面积指数；叶片光合势；群体净同化率；群体生长率；籽粒产量

　　0引言

　　高粱是短日照异花授粉作物，抗旱、抗涝、耐盐碱、耐瘠薄，光合效率高，适应性广。主要分布在中国的内蒙古、吉林、四川西部、辽宁、山西等省区的干旱或半干旱地区[1-2]。高粱原产热带，是C4作物，喜温，喜光，全生育期都需要充足的光照。在获得较高的生物学产量的同时也获得较高的经济产量[3-4]。‘通早2’是由通辽市农业科学研究院高粱所育成并于2015年通过内蒙古自治区农作物品种审定委员会审定的极早熟高粱杂交种，该杂交种适宜机械化作业、抗性强、适应性广，在东北地区极具推广价值[5]。

　　1材料与方法

　　1.1供试材料

　　试验于2016年5—10月在内蒙古通辽市科尔沁区钱家店镇通辽市农业科学研究院试验基地进行。该基地海拔203m，122°37′E，43°43′N，属温带大陆性气候。0~20cm土层的土壤有机质含量为11.61g/kg，碱解氮67.65mg/kg，速效磷16.68mg/kg，速效钾138.5mg/kg，pH8.62。土质为白五花土，前茬作物为蓖麻。年平均降雨量371.8mm，6—8月份降雨占全年的80%以上，年均气温7.3℃。供试材料为高粱杂交种‘通早2’，由通辽市农科院高粱研究所提供。

　　1.2试验设计

　　试验设5个密度处理，分别为D1：15万株/hm2，株行距13.3cm×50cm；D2：18万株/hm2，株行距11.1cm×50cm；D3：21万株/hm2，株行距9.5cm×60cm；D4：24万株/hm2，株行距8.3cm×50cm。D5：27万株/hm2，株行距7.4cm×60cm，小区面积为15m2，行长5m，行距为0.5m，6行区，四周设保护行。每处理4次重复，随机排列，共20个小区。底肥施二铵，450kg/hm2。行距、密度、田间管理按当地传统种植方式。

　　2结果与分析

　　2.1不同密度对高粱生长的影响

　　2.1.1不同密度对高粱株高和茎粗的影响由表1可以看出，随着生育进程的推进，株高的增长趋势表现为先快速增长后趋于平缓；随着密度的增加，各生育期的株高也呈递增趋势，各处理之间基本达到显著水平，尤其在拔节期、挑旗期，密度对株高的影响较为明显。茎粗随生育进程的推进也呈现出先快后平缓的增长趋势，随着密度的增加，茎粗呈降低趋势，且各处理之间达到显著水平。以上表明，种植密度对高梁株高和茎粗有显著影响，密度越大，株高越高，而茎粗越细。

　　2.1.2不同密度对高粱单株干物质积累量的影响由图1可知，随生育进程的推进，单株干物质的积累量呈递增的趋势，抽穗期和灌桨期，单株干物质积累量迅速增长，增长率分别为133.56%~186.68%、108.45%~127.32%。拔节期、挑旗期有成熟期，增长相对缓慢，增长率分别为17.74%~22.66%、30.35%~58.26%和75.74%~96.63%。第72天（灌桨期）以前，各处理之间单株干物质积累量没有达到显著性差异，灌桨期以后各处理之间差异显著。其中抽穗期以D1处理（15万株//hm2）处理的增长率最大，为127.32%，比D2、D3、D4、D5分别高出5.83%、9.48%，15.45%、17.59%。灌桨期D1的增长率最大为186.68%，比D2、D3、D4、D5分别高出11.98%、14.72%、31.69%、40.60%。结果显示，种植密度越大，单株干物质积累量越小。

　　2.2不同密度对高粱群体特征的影响

　　2.2.1不同密度对高粱叶面积指数的影响叶片是高粱光合产物的主要合成器官，环境是影响其大小的重要因素。叶面积指数是反映单位土地面积上植物叶片总面积占土地面积的倍数。从图2可以看出，随生育进程的推进，叶面积指数呈先增高后下降的趋势，在挑旗期达到最大值，之后各处理叶面积指数以不同程度下降，在但下降幅度较小。在拔节期，各处理之间叶面积指数并无显著差异。挑旗期以后，各处理叶面积指数的大小依次为D3>D4>D2>D5>D1，其中D2和D5两处理之间无显著差异。处理D3（21万株/hm2）叶面积指数最高，为5.60，比D4、D2、D5、D1分别高8.42%、23.26%、23.69%、40.16%。灌桨期以后，处理D1、D2下降幅度相对较小，而处理D3、D4、D5叶面积指数下降幅度较大，这可能是由于种植密度增加，植株之间水肥竞争激烈，营养供给不足，导致叶落。

　　2.2.2不同密度对高粱群体光合势的影响光合势是生育期内高粱进行光合生产的绿叶面积的积数。光合势越大，干物质积累量也就越多。从表2可以看出，不同的生育阶段群体光合势不同，在整个生育进程中，呈先增后降再增加的趋势。随种植密度的增加，群体光合势先增后减，在挑旗-抽穗阶段达到最大值。出苗-拔节期，各处理之间差异不明显。拔节期以后，各处理光合势表现为D3（21万株//hm2）最大，D4次之，D2和D5两处理之间差异未达显著水平，D1处理群体光合势最弱。整个生育期内，D3处理总光合势最大，分别比D4处理高7.80%，D2处理和D5处理差异不显著，比D3处理分别低19.5%和17.02%。D1处理总光合势最低，比D3处理低28.72%。密度越大，植株下部叶片越容易早衰，从而使高密度处理群体光合势下降迅速。

　　3讨论

　　高粱干物质量的95%来自光合作用形成的有机物质，因此，提高光合效率是增加作物产量的关键因素。提高叶面积指数，叶片光合势和群体净同化率是提高作物光合效率的重要指标[17]。合理的种植密度是作物高产的关键因素。过度密植致使作物中下部叶片及功能器官迅速衰老，而合理密植可有效提高植株生理活性，延缓叶片光合性能的衰退，延长光合同化产物的积累时间[18]。本研究结果表明，随种植密度的增加，叶面积指数及干物质均呈现先增后减的趋势，密度偏低时，由于没有合理利用土地和光照资源，致使植株间漏光，光能利用率降低，合成有机产物的量少，不能达到高产的目的。而密度过高，则导致田间荫蔽，光照不足，植株之间水肥竞争激烈，营养供给不足，叶片早衰，光合产物在灌浆期以后供给不足，最终导致减产[19]。

　　4结论

　　本研究综合一年的试验数据得出，种植密度为27万株/hm2时，株高最高，随着种植密度的增加，各处理的株高也呈递增趋势，在拔节期以后，各处理株高差异达显著水平。种植密度为15万株/hm2时，茎秆最粗，茎粗随生育进程的推进也呈现出先快后平缓的增长趋势，随着密度的增加，茎秆逐渐变细，且各处理之间达到显著水平。种植密度为15万株/hm2时，单株干物质积累量最大，密度增加，单株干物质积累量逐渐减小，抽穗期和灌桨期，单株干物质积累量迅速增长，灌桨期以后，各处理单株干物质积累量达显著差异。叶面积指数随种植密度的增加呈先增后减的趋势，密度为21万株/hm2时，光合作用最强，植株积累的光合产物最多。随种植密度的增加，群体光合势先增后减，密度为21万株/hm2时，总光合势最大，拔节期以后，各处理差异达显著水平。密度越大，高粱群体净同化率及群体生长率反而越小，密度为15万株/hm2时，挑旗期和灌桨期的群体净同化率最大，分别为2.70g/(m2·d)、2.40g/(m2·d)，群体生长率在灌桨期最大为9.63g/d，且群体净同化率及群体生长率随生育进程的推进具有相同的变化趋势。高粱早熟杂交种‘通早2’的最适种植密度为21万株/hm2，该密度能更好地协调植株个体与群体间的关系，充分利用资源和空间优势，有机产物合成量最大，作物产量增加。

　　参考文献

　　[1]王劲松,杨楠,董二伟,等.不同种植密度对高粱生长、产量及养分吸收的影响[J].中国农业通报,2013,29(36):253-258.

　　[2]李鲁华,陈树宾,王友德,等.密度对高油玉米群体生理特性的影响[J].石河子大学学报,2006,24(2):183-186.

　　[3]邓志兰,呼瑞梅,王振国,等.种植密度对杂交甜高粱通甜1号生长发育、品质及产量的影响[J].内蒙古农业科技,2013(1):20-23.

　　[4]焦少杰,王黎明,姜艳喜,等.不同栽培密度对甜高粱产量和含糖量的影响[J].中国农学通报,2010,26(6):115-118.

　　[5]李岩,王振国,李默,等.适宜机械化作业极早熟高粱杂交种通早2号选育及栽培技术[J].黑龙江农业科学,2016(9):158-159.

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