向日葵干物質(zhì)轉(zhuǎn)運及產(chǎn)量對播種期和栽培密度的響應

趙軒微 趙雅杰 田振東 胡樹平 趙 榕 任亞寧 包海柱 高聚林

（內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院，010019，內(nèi)蒙古呼和浩特）

向日葵（Helianthus annuus L.）為菊科向日葵屬的一年生草本植物，具有生物量大、適應性強等特點，是全球新興油料作物中發(fā)展最快的作物之一[1]。在我國，向日葵籽實產(chǎn)量位居油菜和花生等八大油料作物中的第5位；向日葵油在我國食用油消費中排名第5位[2]。我國向日葵產(chǎn)區(qū)主要在東北、華北、西北的半干旱或輕鹽堿地區(qū)[3]，其中內(nèi)蒙古是我國重要的向日葵主產(chǎn)區(qū)之一，年均種植面積和產(chǎn)量居全國首位，年均種植面積約39.86萬hm2，產(chǎn)量107.1萬t，占全國總產(chǎn)量的46.1%[4]。

作物生育期長短直接影響其對水熱資源的利用和干物質(zhì)積累，進而影響產(chǎn)量。如何利用現(xiàn)有的自然條件，最大限度地提高向日葵對光熱水資源的利用從而提高干物質(zhì)積累，成為提高向日葵產(chǎn)量迫切需要解決的問題之一[5-7]。有研究表明，生育期間的光、溫和水等生態(tài)因子與作物生長發(fā)育密切相關，適宜播期可以調(diào)節(jié)光、溫因子，改善群體生育期環(huán)境條件，進而影響作物生長發(fā)育，使其產(chǎn)量性狀、品質(zhì)參數(shù)達到最優(yōu)[7-9]；合理的種植密度可使向日葵群體與個體協(xié)調(diào)發(fā)展，獲得單位面積最大產(chǎn)量[10]。近年來，關于播期與密度互作對干物質(zhì)積累與轉(zhuǎn)運的研究大多在玉米、小麥等作物上，而在向日葵上的研究較少，基于此，通過開展不同的播種期和栽培密度處理下向日葵干物質(zhì)積累、干物質(zhì)轉(zhuǎn)運和產(chǎn)量的研究，明確適宜的播種期及種植密度，為油用向日葵高產(chǎn)栽培提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

試驗于2019年在內(nèi)蒙古呼和浩特市賽罕區(qū)農(nóng)業(yè)大學教學農(nóng)場進行（45°5′N，110°E，海拔 1063m），土壤為沙壤質(zhì)的暗栗鈣土，pH值7.8～8.2，肥力適中，灌溉條件良好。

1.2 供試材料和試驗設計

供試材料為油用向日葵品種T562。試驗采用二因素的裂區(qū)設計，主區(qū)為播種期，副區(qū)為種植密度。設置5個播期和4個密度，播期分別為D1（4月25日）、D2（5月2日）、D3（5月9日）、D4（5月16日）和D5（5月23日）；種植密度分別為 3.75×104、4.50×104、5.25×104、6.00×104株/hm2。試驗設3次重復，播種方式為人工點播，小區(qū)面積16m2，行長5m，行距0.65m。田間整地時按150kg/hm2施入底肥NH4H2PO4，于現(xiàn)蕾期結合灌水按100kg/hm2追施尿素。其他管理措施同大田管理。

1.3 試驗方法

1.3.1 生育進程 調(diào)查記錄不同播種期處理的出苗期、現(xiàn)蕾期、開花期和成熟期，調(diào)查標準均為達到各小區(qū)植株70%以上。

1.3.2 干物質(zhì)積累量 于1對真葉、3對真葉、現(xiàn)蕾期、開花期、成熟期分別取5株不同處理的地上部器官，將葉片、莖稈、葉柄和花盤分開晾曬，于85℃烘干至恒重，稱干物質(zhì)質(zhì)量[11]。

1.3.3 干物質(zhì)轉(zhuǎn)移計算 干物質(zhì)對籽粒的貢獻率、轉(zhuǎn)移量和轉(zhuǎn)運率是評價地上部干物質(zhì)轉(zhuǎn)運的關鍵指標。計算公式[12]如下：地上部干物質(zhì)積累量=莖稈質(zhì)量+葉片質(zhì)量+葉柄質(zhì)量+花盤質(zhì)量+籽粒質(zhì)量，干物質(zhì)轉(zhuǎn)運量=開花期營養(yǎng)器官干物質(zhì)重-成熟期營養(yǎng)器官干物質(zhì)重，干物質(zhì)轉(zhuǎn)運率=（營養(yǎng)器官干物質(zhì)轉(zhuǎn)運量/開花期營養(yǎng)器官干物質(zhì)重）×100%，貢獻率=（營養(yǎng)器官干物質(zhì)轉(zhuǎn)運量/成熟期籽粒干重）×100%。

1.3.4 產(chǎn)量及其構成因子 于成熟期在每個處理小區(qū)取8株典型花盤，測定單盤粒重、百粒重、皮殼率、秕粒率和籽仁率，折算單位面積產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

利用Microsoft Excel 2007完成圖表制作分析；采用SPSS 23.0統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)的差異性檢驗。

2 結果與分析

2.1 不同播期處理對生育期的影響

由表1可知，隨著播期的推遲，向日葵各生育階段的天數(shù)呈現(xiàn)縮短趨勢，5月23日播種的比4月25日播種的從播種-出苗縮短4d，出苗到現(xiàn)蕾縮短8d，開花-成熟縮短2d，其中播種-出苗及出苗-現(xiàn)蕾天數(shù)縮短較明顯，說明隨著播期的推遲，導致生育期縮短的主要階段為播種-現(xiàn)蕾期；開花-成熟階段雖呈現(xiàn)縮短，但趨勢表現(xiàn)不明顯，說明開花-成熟階段受播期影響不大。而現(xiàn)蕾-開花階段，隨著播期的推遲，歷經(jīng)天數(shù)增加，5月23日播種的比4月25日播種的向日葵現(xiàn)蕾-開花的天數(shù)多4d，說明現(xiàn)蕾-開花階段受播期影響較大。隨著播期的推遲，各處理生育階段歷經(jīng)天數(shù)不同，但最終生育期均縮短。

表1 不同播期對油葵生育期的影響Table 1 Effects of different sowing dates on the growth period of oilseed sunflower

2.2 不同播期及密度處理下地上部植株干物質(zhì)積累量變化

圖1為不同密度下不同播期處理的成熟期干物質(zhì)積累量變化。在不同密度處理下，各播期在3對真葉時差異較明顯，D2處理干物質(zhì)積累量均低于其他處理，不同密度下干物質(zhì)積累量分別為8.77、9.03、9.27、8.57g；D4處理均高于其他處理，干物質(zhì)積累量較高，不同密度下干物質(zhì)積累量分別為17.37、13.77、15.23、14.13g?，F(xiàn)蕾期和開花期進行營養(yǎng)生長和生殖生長，不同密度下不同播期處理的干物質(zhì)轉(zhuǎn)運量及貢獻率不同，最終成熟期干物質(zhì)積累量發(fā)生了變化。在4.50×104株/hm2的種植密度下，各播期處理差異較明顯，D2處理的干物質(zhì)積累量最大，為391.65g；其他密度的播期處理差異均不顯著，成熟期干物質(zhì)積累量在不同密度下的均值依次為 4.50×104＞3.75×104＞6.00×104＞5.25×104株/hm2（圖1）。

圖1 不同密度和播種期處理地上部干物質(zhì)在不同時期的積累量Fig.1 The accumulation of dry matter above ground of different periods under different planting densities and sowing dates

2.3 不同播期及密度處理下干物質(zhì)積累與運轉(zhuǎn)變化

由表2可知，不同密度對干物質(zhì)轉(zhuǎn)運率影響較大，呈極顯著性差異；播期和密度對干物質(zhì)轉(zhuǎn)運量、轉(zhuǎn)運率和貢獻率影響較小，無顯著性差異。

表2 不同播期及密度對向日葵干物質(zhì)積累與運轉(zhuǎn)的影響方差分析（F值）Table 2 Variance analysis of the effects of different sowing dates and densities on sunflower dry matter accumulation and transportation(F-value)

由表3可知，在播期D4、密度6.00×104株/hm2處理下，干物質(zhì)轉(zhuǎn)運量最大，為54.61g；播期D3、密度6.00×104株/hm2處理下最小，為26.86g。在播期D3、密度5.25×104株/hm2處理下，干物質(zhì)轉(zhuǎn)運率最大，為29.49%；播期D5、密度5.25×104株/hm2處理下最小，為11.70%。干物質(zhì)貢獻率在播期D5、密度4.50×104株/hm2處理下最大，為38.50%；播期D3、密度6.00×104株/hm2處理下最小，為16.54%。

表3 不同播期和密度下油葵干物質(zhì)積累與運轉(zhuǎn)變化Table 3 Changes in dry matter accumulation and transportation of oil sunflower under different sowing dates and planting densities

2.4 不同播期及密度處理下產(chǎn)量及其構成因子變化

由表4可知，不同播期對籽實皮殼率、籽仁率和百粒重影響較大，呈顯著性差異；對籽實單盤粒重和產(chǎn)量影響較小。不同密度對籽實單盤粒重和產(chǎn)量影響較大，呈顯著性差異；對籽實皮殼率、籽仁率和百粒重影響較小。

表4 不同播期及密度對向日葵產(chǎn)量及其構成因子變化影響方差分析結果（F值）Table 4 The results of variance analysis of the influence of different sowing dates and densities on sunflower yield and component factors(F-value)

由表5可知，密度6.00×104株/hm2處理的產(chǎn)量在D1、D2、D3、D5播期處理中較其他密度大，分別為 6176.80、6859.00、5859.20、6010.00kg/hm2。D2、D3和D5播期處理下的百粒重隨密度的增加逐漸降低。D1、D3和D5播期處理下的單盤粒重隨密度的增加逐漸降低。籽仁率在播期D4、密度5.25×104株/hm2處理下最大，為74.09%；百粒重及產(chǎn)量在播期D2、密度6.00×104株/hm2處理下最大，為8.76g、6859.00kg/hm2；單盤粒重在播期D5、密度3.75×104株/hm2處理下最大，為138.14g。

表5 不同播期和密度下產(chǎn)量及其構成因子變化Table 5 Changes in yield and component factors under different sowing dates and densities

3 討論

調(diào)整播期是協(xié)調(diào)作物生長和光熱水資源的有效手段，而合適的種植密度可充分利用可再生資源促進作物群體和個體的生長，因此，將播期和密度互作，可以尋求資源最大利用效率[13-14]。有研究表明，隨著播種時間推遲，溫度逐漸升高，播種至出苗天數(shù)減少，玉米各生育期長度依次縮短，全生育期縮短，使玉米生育進程加快[15]。小麥拔節(jié)期的干物質(zhì)積累量隨播期推遲逐漸降低，且各播期間差異顯著；開花期的干物質(zhì)積累量隨播期推遲呈下降趨勢，成熟期的干物質(zhì)積累量處理間無顯著差異[11]。余娟娟等[16]研究表明，種植密度對復播油葵生長發(fā)育有顯著影響，開花前干物質(zhì)積累隨著密度增加而增加，灌漿期密度處理有利于花前干物質(zhì)向花盤轉(zhuǎn)移，同時提高花后轉(zhuǎn)移干物質(zhì)對籽粒貢獻率。在油菜的播期及密度試驗中發(fā)現(xiàn)，隨著播期的推遲，產(chǎn)量逐漸減少，隨著密度的增加，單產(chǎn)逐漸增大[17-18]。在大豆的播期密度試驗中表明，晚播降低大豆單位面積的地上生物量和葉面積指數(shù)，最終導致產(chǎn)量降低；隨著密度的增加，單盤粒重和千粒重均下降，而生物量及產(chǎn)量均增加。

4 結論

隨著播期的推遲，向日葵各生育期均縮短，播期對向日葵出苗到開花階段影響較大，對開花到成熟階段影響較小。不同播期處理對向日葵1對真葉時的整株干物質(zhì)積累量影響較小，從開花灌漿到子實成熟，干物質(zhì)轉(zhuǎn)運率及貢獻率呈現(xiàn)差異性，6.00×104株/hm2密度處理下，D3播期的干物質(zhì)轉(zhuǎn)運量及籽實貢獻率均最小，同密度下的D4播期干物質(zhì)轉(zhuǎn)運量最大；最終成熟期整株干物質(zhì)積累量在不同密度下的均值依次為 4.50×104＞3.75×104＞6.00×104＞5.25×104株/hm2。不同播期處理下單盤粒重隨密度的增加逐漸降低，產(chǎn)量逐漸增加。籽仁率在播期D4、密度5.25×104株/hm2處理下最大，為74.09%；百粒重及產(chǎn)量在播期D2、密度6.00×104株/hm2處理下最大，分別為8.76g、6859.00kg/hm2；單盤粒重在播期D5、密度3.75×104株/hm2處理下最大，為138.14g。