不同種植密度對(duì)高粱生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響

張周凱

六盤水市水城區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，貴州 六盤水 553000

0 引言

貴州省位于我國(guó)西南地區(qū)，以其多山的地理特征和多樣的農(nóng)業(yè)文化而聞名。高粱作為貴州省重要的糧食作物之一，在地區(qū)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)中扮演著重要的角色［1］。然而，隨著人口的增加，土地資源的有限性越發(fā)明顯，如何提高高粱的產(chǎn)量并確保農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展成為當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)研究的重要議題之一。高粱的產(chǎn)量受多種因素影響，其中種植密度是一個(gè)關(guān)鍵因素。種植密度是指在單位面積內(nèi)種植的植株數(shù)量，其直接影響植株之間的競(jìng)爭(zhēng)、養(yǎng)分利用效率及作物的生長(zhǎng)狀況。不同的種植密度可能會(huì)對(duì)高粱的長(zhǎng)勢(shì)、倒伏率、病株率、產(chǎn)量及品質(zhì)產(chǎn)生影響。貴州省獨(dú)特的地理和氣候條件可能會(huì)對(duì)高粱的生長(zhǎng)產(chǎn)生特殊的影響［2］，因此需要對(duì)貴州省的高粱種植密度進(jìn)行深入研究，以制定適合貴州省的農(nóng)業(yè)管理策略［3］。此次研究旨在探討不同種植密度對(duì)貴州省高粱生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響。深入了解這些影響，可以為貴州省的高粱種植提供更科學(xué)的建議，促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，保障食品安全和糧食安全。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于貴州省六盤水市水城區(qū)雞場(chǎng)鎮(zhèn)旗幟村，平均海拔1 450 m，年平均氣溫16.3 ℃，年平均降水量為900 mm。前茬作物為油菜，試驗(yàn)地測(cè)土結(jié)果表明，該試驗(yàn)地土壤有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為11.61 g/kg、堿解氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)為67.65 mg/kg、速效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)為16.68 mg/kg、速效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)為138.50 mg/kg，pH值為8.62。

1.2 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)用高粱品種為紅纓子高粱，是一種有機(jī)糯性高粱。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2021年5—9月進(jìn)行，設(shè)計(jì)5個(gè)種植密度，分別為90 000 株/hm2（A1組）、120 000 株/hm2（A2組）、150 000株/hm（2A3組）、180000株/hm（2A4組）、210000株/hm2（A5組），每個(gè)處理為1個(gè)小區(qū)，每小區(qū)面積為20 m2。5 個(gè)小區(qū)隨機(jī)排列。

1.4 田間管理

除種植密度不同外，各小區(qū)其他管理措施保持一致。整地過程中施加底肥，統(tǒng)一使用琨恩生物有機(jī)肥，施肥量為750 kg/hm2。在高粱拔節(jié)期進(jìn)行1次除草、營(yíng)養(yǎng)液噴施與病蟲害防治工作。

1.5 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.5.1 生長(zhǎng)指標(biāo)

在高粱成熟期，每小區(qū)隨機(jī)選擇長(zhǎng)勢(shì)良好的10 株高粱進(jìn)行株高、莖直徑、節(jié)間長(zhǎng)、莖節(jié)數(shù)等指標(biāo)的測(cè)量。

1.5.2 倒伏率和病株率

在高粱生長(zhǎng)期間，記錄高粱植株的倒伏情況和病株數(shù)量，計(jì)算倒伏率和病株率。

1.5.3 產(chǎn)量

在高粱收獲期，每小區(qū)選取1 m2對(duì)高粱進(jìn)行收割，就地稱取莖稈鮮質(zhì)量（鮮草產(chǎn)量），將莖稈烘干殺青后再稱取莖稈干質(zhì)量（干草產(chǎn)量）。

1.5.4 葉綠素含量和光合指標(biāo)

葉綠素含量和光合指標(biāo)可以體現(xiàn)高粱光合作用效率和葉片健康狀況。在高粱灌漿期，每小區(qū)選取具有代表性的高粱10 株，于09∶00—11∶00 用SPAD-502 型測(cè)定儀測(cè)定倒二葉的葉綠素相對(duì)含量（Soil and Plant Analyzer Development，SPAD），用CI-340 型光合作用測(cè)定儀測(cè)定倒二葉的氣孔導(dǎo)度、凈光合速率、蒸騰速率［4］，測(cè)定位置為葉片中部。

1.5.5 營(yíng)養(yǎng)成分

高粱收獲后，將高粱秸稈干樣粉碎過篩，測(cè)定其營(yíng)養(yǎng)成分，包括粗蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)、粗脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)、粗纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)及含糖量。粗蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)采用凱氏定氮法測(cè)定，粗脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)采用索氏提取法測(cè)定，粗纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)參照《飼料中粗纖維的含量測(cè)定過濾法》（GB/T 6434—2006）測(cè)定［5］，使用糖分測(cè)定儀測(cè)定莖基部第2節(jié)間的含糖量［6］。

1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

采用Microsoft 2007 和DPS 15.0 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理及統(tǒng)計(jì)分析。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 不同種植密度對(duì)高粱生長(zhǎng)的影響

由表1 可知，隨著種植密度的逐漸增大，高粱的株高、莖直徑、節(jié)間長(zhǎng)呈現(xiàn)出明顯變化。各處理高粱株高為214.35～238.79 cm，高粱株高隨著種植密度的增大而增大，A5組高粱株高最高，A1組高粱株高最低，表明較大的種植密度對(duì)高粱的垂直生長(zhǎng)產(chǎn)生了積極影響。各處理高粱莖直徑為1.55～2.28 cm，高粱莖直徑隨著種植密度的增大而減小，A1組高粱莖直徑最大，A5組高粱莖直徑最小，意味著較小的種植密度可能有助于增大高粱的莖直徑。各處理高粱節(jié)間長(zhǎng)為17.18～22.71 cm，高粱節(jié)間長(zhǎng)隨著種植密度的增大而增大，A5組高粱節(jié)間長(zhǎng)最大，A1組高粱節(jié)間長(zhǎng)最小，意味著較大的種植密度可能導(dǎo)致高粱植株的節(jié)間長(zhǎng)增大，表明較大的種植密度可能會(huì)影響高粱的分枝和節(jié)間空間分布。各處理高粱莖節(jié)數(shù)為13.99～14.43 節(jié)，各處理高粱莖節(jié)數(shù)沒有明顯差異，表明種植密度對(duì)高粱的莖節(jié)數(shù)影響較小。

2.2 不同種植密度對(duì)高粱倒伏率及病株率的影響

由表2 可知，隨著種植密度的增大，高粱倒伏率和病株率整體呈增大趨勢(shì)。各處理倒伏率存在明顯差異，A1組和A2組高粱倒伏率小于其他處理，意味著相對(duì)較小的種植密度可以有效減少高粱的倒伏風(fēng)險(xiǎn)，從而降低倒伏率。各處理高粱病株率存在明顯差異，A1組和A2組高粱病株率小于其他處理，可能與較小的種植密度下高粱植株之間的通風(fēng)良好及單株可以獲得更多水分、光照等資源有關(guān)，從而使植株生長(zhǎng)更為健壯，病株率較小。

表2 不同種植密度對(duì)高粱倒伏率與病株率的影響%

2.3 不同種植密度對(duì)高粱產(chǎn)量的影響

由表3 可知，隨著種植密度的增大，高粱的鮮草產(chǎn)量和干草產(chǎn)量均呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢(shì)。各處理高粱鮮草產(chǎn)量為88.38～109.26 t/hm2，A3組高粱鮮草產(chǎn)量最大，A5組高粱鮮草產(chǎn)量最小。這一變化趨勢(shì)反映了種植密度對(duì)高粱生長(zhǎng)的復(fù)雜影響，初期較大的種植密度可以促進(jìn)高粱生長(zhǎng)，但隨著種植密度的繼續(xù)增大，植株之間資源競(jìng)爭(zhēng)加劇可能會(huì)導(dǎo)致高粱產(chǎn)量減小。各處理高粱干草產(chǎn)量為23.58～29.19 t/hm2，A3組高粱干草產(chǎn)量最大，A5組高粱干草產(chǎn)量最小，也進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了較大的種植密度可能會(huì)在一定程度上限制高粱對(duì)資源的獲取，從而影響高粱產(chǎn)量。

表3 不同種植密度對(duì)高粱產(chǎn)量的影響

2.4 不同種植密度對(duì)高粱葉片SPAD 值及光合作用的影響

由表4 可知，隨著種植密度的增大，高粱葉片的SPAD 值呈逐漸減小的趨勢(shì)。各處理高粱葉片的SPAD 值為22.11～28.56，A1組高粱葉片的SPAD 值最大，A5組高粱葉片的SPAD 值最小，表明較小的種植密度有助于增大高粱葉片的SPAD 值。隨著種植密度的增大，高粱葉片的氣孔導(dǎo)度、凈光合速率和蒸騰速率均呈逐漸減小的趨勢(shì)，A1組和A2組高粱葉片的氣孔導(dǎo)度、凈光合速率和蒸騰速率均大于A3組、A4組和A5組，其中A1組高粱葉片的氣孔導(dǎo)度、凈光合速率、蒸騰速率分別比A5組增大了10.6%、21.0%、24.3%，意味著較小的種植密度條件下，高粱植株能夠獲得更多的生長(zhǎng)空間，充分利用光照資源增強(qiáng)光合作用，促進(jìn)單株生物產(chǎn)量的積累。

表4 不同種植密度對(duì)高粱葉片SPAD值及光合作用的影響

2.5 不同種植密度對(duì)高粱營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響

由表5 可知，各處理高粱粗蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.66%～8.58%，A2組高粱粗蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)最大，A5組高粱粗蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)最小，表明不同種植密度對(duì)高粱粗蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)有一定影響，尤其是較小的種植密度可能有助于增大高粱粗蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)，從而增加其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

表5 不同種植密度對(duì)高粱營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響%

各處理高粱粗脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.55%～3.69%，各處理高粱粗脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)沒有明顯差異，說明種植密度對(duì)高粱粗脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)影響較小。

各處理粗纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)為34.43%～37.58%，A4組高粱粗纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)最大，A1組高粱粗纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)最小，意味著較大的種植密度可能會(huì)增大高粱粗纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)，進(jìn)而影響其口感和消化性。

各處理高粱含糖量為14.38%～15.73%，A2組高粱含糖量最大，A4組高粱含糖量最小，表明較小的種植密度條件下，高粱可能積累更多的糖分，從而提升其甜度和口感。

3 結(jié)論與討論

高粱是一種重要的糧食作物，其生長(zhǎng)和產(chǎn)量受到多種因素的影響。時(shí)凱等［6］探究不同種植密度及不同畜禽糞肥作基肥對(duì)飼用甜高粱農(nóng)藝性狀及糖分含量的影響，發(fā)現(xiàn)使用雞糞作基肥時(shí)，不同種植密度的甜高粱農(nóng)藝性狀及糖分含量差異不顯著；使用羊糞作基肥時(shí)，株距45 cm的甜高粱株高、葉長(zhǎng)、莖質(zhì)量、莖稈長(zhǎng)及糖分含量顯著高于株距55 cm，葉面積和單株鮮質(zhì)量也高于株距55 cm；使用豬糞作基肥時(shí)，株距45 cm的甜高粱葉長(zhǎng)和葉綠素含量顯著高于株距55 cm。潘映雪等［7］探究不同施肥量和不同播種密度對(duì)帚高粱農(nóng)藝性狀和穗帚產(chǎn)量的影響，發(fā)現(xiàn)不同施肥量和不同種植密度下穂帚產(chǎn)量均有顯著差異。

此次研究結(jié)果表明，不同種植密度在一定程度上對(duì)高粱的生長(zhǎng)產(chǎn)生了影響，較大的種植密度有助于增大高粱的株高、節(jié)間長(zhǎng)，減小高粱的莖直徑。這些發(fā)現(xiàn)為進(jìn)一步研究不同種植密度對(duì)高粱生長(zhǎng)的影響提供了重要信息，并有助于優(yōu)化高粱種植的管理策略。

不同種植密度對(duì)高粱的倒伏率和病株率產(chǎn)生了明顯的影響，較小的種植密度條件下，高粱群體之間的通風(fēng)良好，植株能夠更好地獲取生長(zhǎng)所需的資源，有助于降低倒伏率和病株率。在實(shí)際生產(chǎn)中，種植密度的選擇不僅會(huì)影響高粱的產(chǎn)量，還會(huì)對(duì)高粱的健康和穩(wěn)定生長(zhǎng)產(chǎn)生重要影響，需要綜合考慮以實(shí)現(xiàn)最佳的種植管理策略。

不同種植密度對(duì)高粱產(chǎn)量產(chǎn)生了明顯的影響。較大的種植密度可能會(huì)在一定程度上增大高粱產(chǎn)量，但過大的種植密度可能會(huì)加劇高粱植株之間對(duì)資源的競(jìng)爭(zhēng)，導(dǎo)致高粱產(chǎn)量下降。因此，在實(shí)際生產(chǎn)中，種植人員需要謹(jǐn)慎考慮種植密度，以平衡高粱的生長(zhǎng)需求和最大化產(chǎn)量，從而實(shí)現(xiàn)高粱種植可持續(xù)發(fā)展。

不同種植密度對(duì)高粱葉片SPAD 值和光合作用產(chǎn)生了明顯影響。較小的種植密度有助于增大高粱葉片SPAD 值，同時(shí)增大氣孔導(dǎo)度、凈光合速率和蒸騰速率。這說明較小的種植密度條件下，高粱能夠更充分地利用光照資源，從而提高光合作用效率，對(duì)于高粱的生長(zhǎng)具有積極作用。這些發(fā)現(xiàn)強(qiáng)調(diào)了種植密度對(duì)于高粱的養(yǎng)分吸收和生長(zhǎng)非常關(guān)鍵，可以為高粱種植管理策略的優(yōu)化提供有力的指導(dǎo)，進(jìn)一步提高高粱的產(chǎn)量和品質(zhì)。

不同種植密度對(duì)高粱的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)產(chǎn)生了明顯影響。較小的種植密度有助于增大高粱的粗蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)和含糖量，使其更具營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。較大的種植密度導(dǎo)致高粱粗纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大，這可能會(huì)影響高粱的口感和消化性。這些結(jié)果強(qiáng)調(diào)了在高粱種植中，需要綜合考慮產(chǎn)量和品質(zhì)之間的權(quán)衡，以滿足不同市場(chǎng)需求。

筆者系統(tǒng)性地探討了不同種植密度對(duì)高粱生長(zhǎng)、產(chǎn)量的影響，綜合研究結(jié)果，建議貴州省六盤水市高粱種植密度為150 000株/hm2。