種植密度對(duì)飼用高粱農(nóng)藝性狀及生物量的影響

梁萬(wàn)鵬,柴世偉，赫春杰，高 鈺，徐振飛,張有龍，張郁萍

慶陽(yáng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，甘肅 慶陽(yáng) 745000

種植密度對(duì)飼用高粱農(nóng)藝性狀及生物量的影響

梁萬(wàn)鵬,柴世偉，赫春杰，高 鈺，徐振飛,張有龍，張郁萍

慶陽(yáng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，甘肅 慶陽(yáng) 745000

為了研究不同種植密度對(duì)飼用高粱主要農(nóng)藝性狀及生物量的影響，對(duì)飼用高粱株高、葉面積、莖粗、分蘗數(shù)等農(nóng)藝性狀及各指標(biāo)的相關(guān)性進(jìn)行分析，明確了不同密度對(duì)相關(guān)指標(biāo)的影響：20 cm×30 cm密度株高最高，20 cm×50 cm密度下葉面積最大，40 cm×30 cm密度下苗期分蘗最多,并得到了綜合評(píng)價(jià)得分公式：綜合得分=F1×33.112+F2×31.012+F3×24.643，根據(jù)綜合得分得出大卡Big Kahuna最優(yōu)種植密度行株距為40 cm×30 cm。

種植密度；飼用高粱；農(nóng)藝性狀；生物量

飼用高粱\%(forage sorghum\%)因其光合效率高、抗逆性強(qiáng)、生產(chǎn)成本低等特點(diǎn)被認(rèn)為是我國(guó)最具潛力的作物之一,是世界第五大糧食作物，同時(shí)又是一種優(yōu)質(zhì)飼料作物。但由于其配套的栽培技術(shù)滯后，品種的增產(chǎn)作用沒能充分發(fā)揮，一定程度影響了開發(fā)與推廣。密度是關(guān)系到作物產(chǎn)量的重要因素，對(duì)甜高粱也不例外。不同栽培密度對(duì)飼用高粱產(chǎn)量和農(nóng)藝性狀的影響開展研究，為指導(dǎo)甜高粱生產(chǎn)提供一些科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

對(duì)引進(jìn)的15個(gè)飼用高粱新品種進(jìn)行品比試驗(yàn)，篩選出大卡Big Kahuna，研究不同種植密度對(duì)大卡Big Kahuna農(nóng)藝性狀及生物量的影響，并篩選出其最適宜的種植密度。

1.2 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)點(diǎn)位于慶陽(yáng)市寧縣和盛鎮(zhèn)揪包頭村，本地區(qū)屬溫帶半干旱半濕潤(rùn)大陸性季風(fēng)氣候，海拔1 220 m，土壤為黑壚土，有機(jī)質(zhì)含量不足1%，pH=8.1，土壤孔隙度54%，容重1.1～1.3 g/m3；田間儲(chǔ)水量22%，降水滲深度1.6～2.0 m；年平均降水量500 mm；年均溫度10.4℃，年積溫4 028.3℃≥ 0℃,年有效積溫3 735.7℃≥10℃,無(wú)霜期169 d。

1.3 試驗(yàn)方法

通過(guò)在大田中設(shè)置8個(gè)不同種植密度、24個(gè)試驗(yàn)小區(qū)進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)。整地前每667 m2施有機(jī)肥1 000 kg、復(fù)合肥20 kg、毒死蜱4 kg。試驗(yàn)共設(shè)置8個(gè)密度梯度，行距×株距分別為：

20 cm×20 cm(25.12萬(wàn)株/hm2)、20 cm×30 cm (16.67萬(wàn)株/hm2)、20 cm×40 cm(12.51萬(wàn)株/hm2)、20 cm×50 cm(10.01萬(wàn)株/hm2)。

40 cm×20 cm(12.51萬(wàn)株/hm2)、40 cm×30 cm(8.34萬(wàn)株/hm2)、40 cm×40 cm(6.25萬(wàn)株/hm2)、40 cm×50 cm(5.00萬(wàn)株/hm2)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同生長(zhǎng)期各密度條件下，農(nóng)藝性狀結(jié)果

2.1.1 株高變化 由圖1得知，在8月10日之前，各密度條件下株高沒有明顯差異，8月24日有效降雨后，株高呈現(xiàn)出了分化，20 cm×30 cm密度株高最高，40 cm×20 cm密度下株高最低。表明株距對(duì)株高影響較大，行距對(duì)株高沒有影響。株距過(guò)小，土壤含水量不能滿足生長(zhǎng)需要，株距過(guò)大，地面出現(xiàn)裸露加大了地面水分蒸發(fā)量，造成土壤含水量降低。因此，30 cm的株距密度比較適合。

2.1.2 葉面積變化 由圖2得知，各密度下葉面積的變化沒有明顯差別。隨著時(shí)間推移，葉面積在持續(xù)增加，但20 cm×50 cm密度下，葉面積最大，表明較大的株距，有利于葉片展開。

圖1 不同密度條件下株高隨時(shí)間變化

圖2 不同密度條件下葉面積隨時(shí)間變化

2.1.3 莖粗變化 由圖3得知，在7月20日之前，莖粗變化最大，隨后變化不大，表明莖粗生長(zhǎng)主要在苗期。

2.1.4 分蘗數(shù)變化 由圖4得知，分蘗數(shù)也呈現(xiàn)出先降后升、隨后保持平穩(wěn)的狀態(tài)。表明飼用高粱出苗后具有較高的分蘗能力，但是由于水分、養(yǎng)分等因素的限制，生長(zhǎng)較弱的分蘗逐漸枯萎死亡，當(dāng)生長(zhǎng)限制因素改善之后，苗期又會(huì)重新產(chǎn)生新的分蘗。但40 cm×30 cm密度下苗期分蘗最多，預(yù)示在此密度下，如果土壤含水量能夠滿足生長(zhǎng)需求，將會(huì)有更高的產(chǎn)量。

圖3 不同密度條件下莖粗隨時(shí)間變化

圖4 不同密度條件下分蘗數(shù)隨時(shí)間變化

2.2 不同密度條件下、各指標(biāo)與產(chǎn)量相關(guān)性及最優(yōu)種植密度

影響產(chǎn)量的因素較多，不同密度及各指標(biāo)如何對(duì)產(chǎn)量進(jìn)行影響，哪些因素對(duì)產(chǎn)量的影響較大、定量關(guān)系是多少。利用因子分析法對(duì)多因素進(jìn)行降維，找出其中主要影響因素及最優(yōu)種植密度。

從表1得知，KMO的值為0.886，接近1；同時(shí)，Sig.=0.000<0.5，拒絕原假設(shè)：相關(guān)系數(shù)矩陣為單位陣，說(shuō)明變量之間存在相關(guān)關(guān)系，由以上分析得知，適合做因子分析。

表1 KMO和 Bartlett 的檢驗(yàn)

由表2得知，前三個(gè)因子特征值>1，且累計(jì)影響已經(jīng)達(dá)到了88.767%，代表了所有因子的大部分信息，提取前三個(gè)因子作為主因子。

表2 解釋的總方差

注：提取方法：主成份分析。Note:the extraction methods:principal component analysis.

表3 特征向量值

利用spss中的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)功能對(duì)成份矩陣中的數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)換，得到表3特征向量值，根據(jù)特征向量矩陣得到主成分計(jì)算公式：

Z1=0.23X1+0.41X2+0.35X3+0.25X4+0.22X5+0.45X6+0.51X7-0.29X8-(1)

Z2=-0.27X1-0.20X2-0.26X3+0.51X4+0.58X5+0.26X6-0.05X7+0.39X8-(2)

Z3=0.69X1-0.40X2+0.14X3-0.28X4+0.09X5+0.24X6+0.06X7-0.44X8-(3)

其中各字母含義：

X1:密度、X2:株高、X3:葉面積、X4:莖粗、X5:分蘗數(shù)、X6:葉重、X7:莖葉比、X8:單株鮮重。然后利用spss中“分析-描述統(tǒng)計(jì)-描述”功能，將8個(gè)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化得分另存為變量：Z密度、Z株高、Z葉面積、Z莖粗、Z分蘗數(shù)、Z葉重、Z莖葉比、Z單株鮮重。

表4 主成分變量得分

再利用spss中“轉(zhuǎn)換-計(jì)算變量”功能，將上述公式(1)、(2)、(3)分別輸入，X1、X2…X8 用標(biāo)準(zhǔn)化得分值代替，即X1、X2…X8分別用Z密度、Z株高、Z葉面積、Z莖粗、Z分蘗數(shù)、Z葉重、Z莖葉比、Z單株鮮重代替，得到主成分變量值，如表4主成分變量得分所示。

對(duì)8個(gè)密度條件下各指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，對(duì)3個(gè)公因子F1、F2、F3得分進(jìn)行加權(quán)求和，權(quán)數(shù)取表2中“旋轉(zhuǎn)平方和方差的%”的貢獻(xiàn)值。

綜合得分=F1×33.112+F2×31.012+F3×24.643

從表5綜合得分及排名中得知，密度條件下各指標(biāo)綜合得分最高，所以，40 cm×30 cm為最優(yōu)種植密度。

表5 綜合得分及排名

3 結(jié)論與討論

不同生長(zhǎng)期各密度條件下，株高、葉面積、莖粗、分蘗數(shù)等農(nóng)藝性狀分析結(jié)果顯示：20 cm×30 cm密度株高最高，40 cm×20 cm密度下株高最低；20 cm×50 cm密度下，葉面積最大，表明較大的株距，有利于葉片展開；莖粗生長(zhǎng)主要在苗期；40 cm×30 cm密度下苗期分蘗最多，預(yù)示在此密度下，如果土壤含水量能夠滿足生長(zhǎng)需求，將會(huì)有更高的產(chǎn)量。不同密度條件下、各指標(biāo)與產(chǎn)量相關(guān)性及最優(yōu)種植密度分析結(jié)果表明：8個(gè)密度條件下各指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，對(duì)3個(gè)公因子F1、F2、F3得分進(jìn)行加權(quán)求和，得到綜合得分公式：綜合得分=F1×33.112+F2×31.012+F3×24.643，由綜合得分公式得大卡Big Kahuna最優(yōu)種植密度行株距為40 cm×30 cm(8.34萬(wàn)株/hm2)，結(jié)果與劉麗華等的研究結(jié)論飼用高粱種植密度不相近，可能是高粱品種不同的原因所致。焦少杰等的研究結(jié)果“在甜高粱生產(chǎn)上，應(yīng)注重品種與適宜的栽培密度相配套”也印證了這一點(diǎn)。

飼用高粱的生長(zhǎng)也受外界環(huán)境如：氣溫、降雨、施肥、光照、土壤類型等因素的影響，本研究設(shè)置的8個(gè)密度梯度是在相同外界環(huán)境中，試驗(yàn)小區(qū)集中設(shè)置，土壤環(huán)境基本相同。因此，在相同外部環(huán)境下研究不同的密度對(duì)飼用高粱農(nóng)藝性狀及生物量的影響，其研究對(duì)象及結(jié)果具有針對(duì)性，對(duì)飼用高粱大卡Big Kahuna大面積示范推廣具有科學(xué)一定的指導(dǎo)意義。

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Effects of the Planting Density on Agronomic Traits and Biomass of Forage Sorghum

LIANG Wan-peng, CHAI Shi-wei, HE Chun-jie, GAO Yu, XU Zhen-fei, ZHANG You-long, ZHANG Yu-ping

(InstituteofAgriculturalSciencesofQingyangCity,QingyangGansu745000China)

This paper aimed to investigate the effects of different planting density on main agronomic characters and biomass on forage sorghum, so that plant height, leaf area, stem diameter, tiller number and other agronomic characters were determined, and the correlation of those indexes were analyzed. The results showed that the influence of different density to related indicators:the 20cm×30cm had highest plant height, the 20cm×50cm had largest leaf area, and the 40cm×30cm had most tillers. And the comprehensive evaluation score formula were obtained:comprehensive score=F1×33.112+F2×31.012+F3×24.643. It is concluded that the optimum planting density of Big Kahuna planting distance is 40cm×30cm according to the estimated synthetically score.

Planting density; forage sorghum; agronomic traits; biomass

2016-06-21

慶陽(yáng)市科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目“牧草新品種引進(jìn)及高效安全生產(chǎn)集成配套技術(shù)”(NK2011-32)。

梁萬(wàn)鵬(1978-)，男，甘肅慶陽(yáng)人，畜牧師，碩士，主要從事牧草栽培及草地生態(tài)研究，E-mail：liangwp1930@sina.com。

S 544+9

A

1004-6704(2016)06-0043-05