高粱品種（系）耐密性分析及其對主要產(chǎn)量性狀的影響

于澎湃 白曉倩 盧華雨 譚 燕 羅 峰 孫守鈞

（天津農(nóng)學(xué)院農(nóng)學(xué)與資源環(huán)境學(xué)院，天津 300380）

隨著勞動力成本增加和土地流轉(zhuǎn)加快，高粱機(jī)械化生產(chǎn)是必然趨勢，截至目前，針對適宜機(jī)械化栽培的高粱品種種植密度的研究較少[1]，因此本試驗通過調(diào)查不同品種的高粱在不同密度下的產(chǎn)量性狀，通過相關(guān)性分析找出最適的種植密度，并且通過研究密度對不同性狀的變化影響以及耐密性研究[2-3]，以期找出密度與不同性狀之間的關(guān)系，為高粱的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料及地點試驗于2017年在天津市寧河區(qū)天津市實驗林場進(jìn)行，前茬作物為小麥。供試材料為美引-20、美引-31、美引-65、美引-185、忻粱52、三尺三6個不同基因型的高粱品種（系），由天津農(nóng)學(xué)院高粱課題組提供，其中前4個品系從美國普渡大學(xué)引進(jìn)。

1.2 試驗設(shè)計6個品種（系）均設(shè)5個密度水平，分別為D1（45 000 株 /hm2）、D2（60 000 株 /hm2）、D3（90 000 株/hm2）、D4（120 000 株 /hm2）、D5（150 000 株 /hm2）。隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，3次重復(fù)，行長10 m，7行區(qū)，行距0.5 m，小區(qū)面積30 m2。于2017年5月11日、2018年5月13日分別播種，其他田間管理同大田生產(chǎn)。

1.3 測定項目與方法成熟期測量粱單株株高、莖粗、穗長、穗柄長、葉夾角、葉鞘長、葉面積、穗重、千粒重以及單株產(chǎn)量，收獲后測小區(qū)產(chǎn)量。

高粱本試驗參考玉米耐密性數(shù)學(xué)表達(dá)式，對高粱不同品種（系）的耐密性進(jìn)行評價。耐密性數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

其中，N為耐密系數(shù)X1為低密度水平，X2為高密度水平，y1為低密度下單株產(chǎn)量，y2為高密度下單株產(chǎn)量，為高密度時個品種的平均單株產(chǎn)量，N值越大表示耐密性越好。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析利用SPSS 19.0及Excel 2007分析數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 種植密度對不同高粱品種（系）產(chǎn)量的影響6個品種（系）的產(chǎn)量與密度呈拋物線的關(guān)系，隨著密度的增加產(chǎn)量先增后減，說明增加密度能有效提高單位面積內(nèi)的產(chǎn)量，且隨著密度的增加產(chǎn)量呈增長的趨勢，由于環(huán)境脅迫和植株間的相互競爭，繼續(xù)增加密度產(chǎn)量則逐漸較少，減少幅度不大，說明6個品種（系）在一定范圍的密度條件下產(chǎn)量趨于穩(wěn)定，耐密性較強(qiáng)；回歸分析表明6個品種（系）都存在獲得高產(chǎn)的最適密度，通過計算可得最佳的理論種植密度分別為12.15、12.65、13.16、13.38、13.17、13.46萬 株 /hm2， 對 應(yīng) 的最高產(chǎn)量分別為 2 674.18、2 912.7、4 700.9、4 501.3、7 162.6、6 746.8 kg/hm2。

2.2 種植密度對不同高粱品種（系）穗重的影響6個品種（系）的穗重隨著密度的增加都呈遞減的變化趨勢，這是由于低密度下環(huán)境脅迫相對較小，有利于單個植株的生長發(fā)育，但不同品種（系）間存在差異，美引-31、美引-185、三尺三在高密度條件下的穗重雖然呈下降的趨勢，但相對較穩(wěn)定，而美引-20、美引-65、忻粱52減小的幅度大，相對不穩(wěn)定?；貧w分析表明：在有效密度內(nèi)，在45 000株/hm2處理下穗重最大，分別為37.66、38.56、32.33、44.13、81.82、78.51 g。

2.3 種植密度對不同高粱品種（系）千粒重的影響6個品種（系）的千粒重隨著密度的增加都呈遞減的變化趨勢，這同樣是由于低密度下環(huán)境脅迫較小，植株吸收的營養(yǎng)較多，適合單個植株的生長發(fā)育。不同品種（系）間存在差異，美引-20、美引-31、忻粱52在高密度條件下的千粒重變化幅度小，表現(xiàn)相對穩(wěn)定，而美引-31、美引-65、三尺三變化的幅度大，表現(xiàn)相對不穩(wěn)定?；貧w分析表明：在有效密度內(nèi)，在45 000株/hm2處理下千粒重最大，分別為29.49、39.42、28.18、31.23、45.27、38.12 g。

2.4 種植密度高粱產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的比較分析相關(guān)分析表明：單位面積內(nèi)穗的數(shù)量對產(chǎn)量影響最大，也就是密度對產(chǎn)量的影響因素最大，其次是穗重，最后是千粒重，其中穗數(shù)與產(chǎn)量的相關(guān)性達(dá)到了極顯著水平，穗重與產(chǎn)量相關(guān)性顯著，而千粒重與產(chǎn)量相關(guān)性不顯著。因此說明在產(chǎn)量的構(gòu)成因素中，穗數(shù)影響最大，其次是穗重，千粒重對產(chǎn)量沒有影響。

2.5 高粱品種（系）耐密性評價及指標(biāo)篩選試驗結(jié)果揭示了6個品種（系）的耐密性，耐密系數(shù)越大耐密性越強(qiáng)，美引-185在高密度下耐密性表現(xiàn)最好，美引-20在高密度下的耐密性最差，耐密性大小的順序依次為美引-185、美引-65、忻粱52、三尺三、美引-31以及美引-20。耐密性與其他7個表型性狀相關(guān)性分析表明，耐密系數(shù)與7個明顯的表型性狀并沒有顯著的相關(guān)性，其中耐密性與莖粗、穗柄長、葉夾角、葉面積呈正相關(guān)關(guān)系，株高、穗長、葉鞘長呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，說明不能通過表型性狀直接區(qū)分耐密性的優(yōu)劣。

3 結(jié)語

不同密度對6個品種的產(chǎn)量有很大的影響，隨著密度的增加產(chǎn)量呈拋物線的變化，6個品種（系）的產(chǎn)量均在120 000株/ hm2時達(dá)到最高，在達(dá)到最大產(chǎn)量后，密度增加開始不利于提高產(chǎn)量，說明每個品種（系）都有其最適宜的種植密度，這與邊大紅等[4]的研究結(jié)果一致，這是因為低密度條件下植株個體得到充分發(fā)育，能發(fā)揮出最大的生產(chǎn)潛力，超過最適密度競爭加大，產(chǎn)量開始下降。通過曲線回歸分析得出產(chǎn)量與密度的二元方程，通過計算6個品種（系）的理論高產(chǎn)種植密度為12.15、12.65、13.16、13.38、13.17、13.46萬株/hm2，這個結(jié)果與朱凱等[5]提出的在13.5株/hm2獲得最大產(chǎn)量結(jié)果相近。

綜合所有試驗結(jié)果，確定了120 000株/hm2是高粱收獲時獲得高產(chǎn)量的最適宜密度，為本地的高粱種植奠定了理論基礎(chǔ)[3]。選擇合適的種植密度可以合理地構(gòu)建群體結(jié)構(gòu)，提高生產(chǎn)量，同時，高粱的生長不僅受密度的影響，還與其生長環(huán)境和品種的基因型有著很大關(guān)系，不同基因型的形狀表現(xiàn)的與密度之間的關(guān)系還有待進(jìn)一步研究。