摘 要:【目的】研究不同種植密度和行距對(duì)膜下滴灌紅花生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量的影響,為構(gòu)建紅花高光效種植模式提供參考。
【方法】2020~2021年在新疆塔城地區(qū)裕民縣設(shè)置田間試驗(yàn),采用兩因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),種植密度設(shè)4個(gè)處理:1.0×104株/667m2(A1)、1.5×104株/667m2(A2)、2.0×104株/667m2(A3)和2.5×104株/667m2(A4),行距設(shè)2個(gè)處理:20 cm(B1)和30 cm(B2),分析不同種植密度和行距對(duì)膜下滴灌紅花農(nóng)藝性狀、干物質(zhì)積累和產(chǎn)量的影響。
【結(jié)果】在一定種植密度范圍內(nèi),紅花株高、葉綠素含量、干物質(zhì)積累量、產(chǎn)量等指標(biāo)均隨種植密度的增加而逐漸增加,單株果球數(shù)、每果粒數(shù)和千粒重則隨著種植密度的增加而降低,而不同行距則對(duì)紅花的各指標(biāo)影響較小。A3B1和A3B2處理下紅花的綜合指標(biāo)和產(chǎn)量均顯著優(yōu)于其他處理,A3處理下花絲產(chǎn)量分別比A1、A2和A4處理增加了15.73%、11.23%和7.97%,籽粒產(chǎn)量分別比A1、A2和A4處理增加了18.75%、11.96%和14.50%。
【結(jié)論】種植密度(2.0×104株/667m2(A3),20 cm(B1)或30 cm(B2),等行距)為紅花高產(chǎn)高效的栽培模式,能協(xié)調(diào)紅花生長(zhǎng),顯著提高紅花花絲和籽粒產(chǎn)量。
關(guān)鍵詞:紅花;種植密度;行距;干物質(zhì)積累;生長(zhǎng);產(chǎn)量
中圖分類(lèi)號(hào):S567 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1001-4330(2024)04-0804-10
0 引 言
【研究意義】種植密度和行距配比是作物獲得高產(chǎn)的基礎(chǔ)[1-3]。不同作物、不同地區(qū)和不同種植模式均有其特有的適宜種植方式、種植密度和行距[4-6]。隨著膜下滴灌水肥一體化技術(shù)的運(yùn)用,紅花(Carthamus tinctorius L.)產(chǎn)量得到提高。因此,篩選膜下滴灌下紅花適宜的種植模式和行距配比,對(duì)協(xié)調(diào)紅花主要農(nóng)藝性狀、干物質(zhì)積累和產(chǎn)量的調(diào)控效應(yīng)具有重要意義?!厩叭搜芯窟M(jìn)展】不同種植密度和行距配比對(duì)作物的生長(zhǎng)發(fā)育、干物質(zhì)積累和產(chǎn)量形成具有調(diào)控效應(yīng)[7-9]。鄭迎霞等[10]研究發(fā)現(xiàn),適應(yīng)的種植密度可促進(jìn)玉米生長(zhǎng),進(jìn)而獲得較高的產(chǎn)量,但當(dāng)密度過(guò)大時(shí),玉米個(gè)體發(fā)育不良時(shí),則導(dǎo)致倒伏率和空稈率增加而影響產(chǎn)量。石必顯等[11]研究發(fā)現(xiàn),復(fù)播食葵的生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量與種植密度在一定范圍內(nèi)呈正相關(guān),但隨著種植密度的增加,食葵的株高、籽仁率和產(chǎn)量均顯著增加,粒寬、單盤(pán)粒重和千粒重則均有所下降。秦樂(lè)等[2]試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),適當(dāng)?shù)姆N植密度可以顯著增加冬小麥的單位面積穗數(shù)、干物質(zhì)積累和籽粒產(chǎn)量,當(dāng)行距縮短至7.5 cm仍表現(xiàn)出增產(chǎn)。陳猛等[12]和馮學(xué)穎等[13]均發(fā)現(xiàn),合理的種植密度可增加作物的有效穗數(shù)、干物質(zhì)積累和光合效率,協(xié)調(diào)產(chǎn)量構(gòu)成因素,進(jìn)而獲得較高的產(chǎn)量?!颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】紅花生產(chǎn)中種植密度偏低、群體結(jié)構(gòu)不合理和自然資源利用不充分是限制其高產(chǎn)高效的重要因素。適當(dāng)增加作物的種植密度可以提高產(chǎn)量,但密度過(guò)高反而抑制作物生長(zhǎng)。新疆光熱資源豐富,但目前有關(guān)紅花高光效種植模式的研究卻鮮見(jiàn)報(bào)道。需要研究不同種植密度和行距對(duì)紅花生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量的影響?!緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】于新疆塔城地區(qū)裕民縣進(jìn)行紅花田間試驗(yàn),供試紅花品種為18068,設(shè)置不同的種植密度和行距處理,分析其對(duì)紅花生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量形成的影響,篩選出紅花的高光效種植模式,為新疆紅花高產(chǎn)栽培提供理論依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 材 料
試驗(yàn)于2020~2021年在新疆塔城地區(qū)裕民縣霍斯哈巴克鄉(xiāng)進(jìn)行(82°12′~83°30′E,45°24′~46°3′N(xiāo))。
供試紅花品種為18068(新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所提供)。地膜采用普通聚乙烯地膜覆蓋。采用輸液管模擬滴頭灌水,可保證每個(gè)區(qū)均能夠精確控制灌水量與施肥量。
1.2 方 法
1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
采用兩因素隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)。種植密度設(shè)4個(gè)處理:1.0×104株/667m2(A1),1.5×104株/667m2(A2),2.0×104株/667m2(A3),2.5×104株/667m2(A4);行距設(shè)2個(gè)處理:20 cm(B1),30 cm(B2),等行距種植。小區(qū)行長(zhǎng)7 m,寬4 m,小區(qū)面積28 m2,處理間間距1 m,重復(fù)間走道1.5 m,重復(fù)3次,共24個(gè)小區(qū),試驗(yàn)面積28×24=672 m2。
1.2.2 測(cè)定指標(biāo)
1.2.2.1 農(nóng)藝性狀
于紅花伸長(zhǎng)期、分枝期、現(xiàn)蕾期和開(kāi)花期,每個(gè)小區(qū)分別采集5株代表性植株,測(cè)定株高、莖粗、根長(zhǎng)、葉片數(shù)和分枝數(shù)等主要性狀指標(biāo)。
1.2.2.2 干物質(zhì)積累量
于紅花伸長(zhǎng)期、分枝期、現(xiàn)蕾期和開(kāi)花期,每個(gè)小區(qū)分別采集5株代表性植株,洗凈后用濾紙吸干,剪去植株的根部,將植株的莖、葉、花蕾分開(kāi),放入105℃烘箱中30 min進(jìn)行殺青,80℃烘干稱(chēng)干重。
1.2.2.3 花絲、籽粒產(chǎn)量和品質(zhì)
于紅花成熟期各處理下取5株代表性植株進(jìn)行考種,測(cè)量單株果球數(shù)、每果粒數(shù)和千粒重。于紅花開(kāi)花時(shí)分別采摘各處理花絲,晾干后記錄產(chǎn)量。于籽粒成熟后分別收獲各處理籽粒,曬干揚(yáng)凈后測(cè)產(chǎn)。
1.3 數(shù)據(jù)處理
采用Excel 2010和R語(yǔ)言進(jìn)行數(shù)據(jù)整理與分析,采用最小顯著性差異LSD法進(jìn)行顯著性測(cè)驗(yàn)。
2 結(jié)果與分析
2.1 不同種植密度和行距對(duì)紅花主要農(nóng)藝性狀的影響
研究表明,隨著種植密度的增加,紅花株高、葉片數(shù)和分枝數(shù)均呈先升后降的趨勢(shì),而紅花莖粗和根長(zhǎng)則隨著種植密度的增加持續(xù)減少,并且所有種植密度下B1和B2處理間紅花的農(nóng)藝性狀均無(wú)顯著差異。隨著生育時(shí)期的推進(jìn),紅花農(nóng)藝性狀均呈現(xiàn)“慢-快-慢”的生長(zhǎng)趨勢(shì),至現(xiàn)蕾期農(nóng)藝性狀生長(zhǎng)趨于穩(wěn)定。不同種植密度對(duì)伸長(zhǎng)期紅花農(nóng)藝性狀無(wú)顯著影響。開(kāi)花期后,A1~A4處理間紅花株高、葉片數(shù)和分枝數(shù)均顯著差異,其中A3處理下三者均達(dá)到最高水平,A3處理下株高比A1、A2和A4處理分別增加了15.70%、10.82%和18.60%;葉片數(shù)比A1和A4處理分別增加了53.78%和102.10%;分枝數(shù)比A2和A4處理分別增加了16.51%和40.82%。開(kāi)花期后,A1~A3處理間紅花莖粗和根長(zhǎng)顯著差異較小,并且均高于A4處理下的莖粗和根長(zhǎng),A1~A3處理下莖粗比A4處理分別增加了24.74%、14.58%和23.70%;A1~A3處理下根長(zhǎng)比A4處理分別增加了14.43%、15.58%和15.15%。此外,不同種植密度下,B1和B2處理間紅花農(nóng)藝性狀均差異不顯著。適宜的種植密度和行距能夠促進(jìn)紅花的生長(zhǎng)發(fā)育,A1~A3處理可顯著增加紅花的莖粗和根長(zhǎng),其中A3處理還可顯著增加紅花的株高、葉片數(shù)和分枝數(shù)。表1
2.2 不同種植密度和行距對(duì)紅花生育進(jìn)程的影響
2.2.1 紅花葉綠素相對(duì)含量
研究表明,在不同生育時(shí)期,紅花葉綠素含量隨著種植密度的增加均呈先升后降的趨勢(shì)。不同種植密度處理間,伸長(zhǎng)期紅花葉綠素含量均無(wú)顯著差異,分枝期、現(xiàn)蕾期和開(kāi)花期紅花葉綠素含量間差異顯著,并且均隨著種植密度的增加而提高,于A3處理下達(dá)到最高水平,開(kāi)花期A3處理下紅花葉綠素含量比A1、A2和A4處理分別增加了4.79%、4.44%和6.67%。不同種植密度處理下,B1和B2處理間紅花葉綠素含量無(wú)顯著差異,但B2處理下葉綠素含量總是大于B1處理。適當(dāng)?shù)姆N植密度和行距可顯著提升紅花的光合能力,A3B1和A3B2處理可促使紅花光合能力達(dá)到最高水平,但種植密度過(guò)大反而抑制紅花的光合作用。圖1
2.2.2 紅花總干物質(zhì)積累量和干物質(zhì)積累速率
研究表明,紅花干物質(zhì)積累量和速率隨著種植密度的增加均呈先升后降的趨勢(shì),于A3處理下達(dá)到最高水平,并且A1~A3處理下紅花干物質(zhì)積累量和速率均高于A4處理。隨著生育時(shí)期的推進(jìn),不同種植密度處理間,播種期至分枝期的紅花干物質(zhì)積累量無(wú)顯著差異,現(xiàn)蕾期至開(kāi)花期的紅花干物質(zhì)積累量在不同種植密度處理下表現(xiàn)出顯著差異。開(kāi)花期紅花干物質(zhì)積累量隨著種植密度的增加而提高,在A3處理時(shí)達(dá)到最高水平,隨后隨著種植密度的增加而降低。開(kāi)花期干物質(zhì)積累量表現(xiàn)為A3gt;A2gt;A1gt;A4,A3處理下干物質(zhì)積累量比A1、A2和A4處理分別提高了9.05%、7.92%和24.15%。紅花干物質(zhì)積累速率和干物質(zhì)積累量具有相似的變化趨勢(shì),其在開(kāi)花期也表現(xiàn)為A3gt;A2gt;A1gt;A4,A3處理下干物質(zhì)積累速率比A1、A2和A4處理分別提高了8.94%、8.25%和22.55%。此外,不同種植密度處理下B1和B2處理間紅花干物質(zhì)積累量和速率無(wú)顯著差異,但B2處理下干物質(zhì)積累量和速率總是大于B1處理。適當(dāng)增加種植密度可顯著促進(jìn)紅花干物質(zhì)的形成和積累,在A3B1和A3B2處理下干物質(zhì)積累量和速率均達(dá)到最高水平,但種植密度過(guò)高反而抑制紅花干物質(zhì)的積累。圖2
2.2.3 紅花地上和地下部分干物質(zhì)積累分配
研究表明,隨著生育時(shí)期的推進(jìn),紅花地上部干物質(zhì)分配比例隨著種植密度的增加呈逐漸降低的趨勢(shì),但始終保持在90%以上。不同種植密度處理間,伸長(zhǎng)期地上和地下部分干物質(zhì)分配比例無(wú)顯著差異;分枝期至開(kāi)花期地上部分干物質(zhì)分配比例隨著種植密度的增加呈降低趨勢(shì),其中A1~A3處理地上部分和地下部分干物質(zhì)分配比例無(wú)顯著差異,但均大于A4處理,分配比例表現(xiàn)為A1gt;A2gt;A3gt;A4。B1和B2處理間紅花地上部分和地下部分干物質(zhì)分配比例無(wú)顯著差異。適當(dāng)?shù)姆N植密度可促進(jìn)紅花干物質(zhì)向地上部分運(yùn)輸,但種植密度過(guò)高反而抑制紅花地下部分生長(zhǎng),導(dǎo)致紅花生長(zhǎng)變?nèi)鹾彤a(chǎn)量降低。圖3
2.3 不同種植密度和行距對(duì)紅花產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響
研究表明,紅花單株果球數(shù)、每果粒數(shù)和千粒重隨著種植密度的增加均呈逐漸降低趨勢(shì),紅花花絲產(chǎn)量和籽粒產(chǎn)量則隨著種植密度的增加均呈先升后降的趨勢(shì)。A1~A3處理間,單株果球數(shù)、每果粒數(shù)和千粒重均無(wú)顯著差異,但均高于A4處理。其中單株果球數(shù)在A1、A2和A3處理下較A4處理分別增加了16.51%、14.97%和12.96%,每果粒數(shù)在A1、A2和A3處理下較A4處理分別增加了9.61%、7.39%和7.46%,千粒重在A1、A2和A3處理下較A4處理分別增加了7.03%、4.88%和4.98%。不同種植密度處理間,紅花花絲產(chǎn)量和籽粒產(chǎn)量均表現(xiàn)為A3gt;A2和A4gt;A1,其中A3處理下花絲產(chǎn)量比A1、A2和A4處理分別增加了15.73%、11.23%和7.97%;A3處理下籽粒產(chǎn)量比A1、A2和A4處理分別增加了18.75%、11.96%和14.50%。不同種植密度處理下,B1和B2處理間紅花產(chǎn)量及其構(gòu)成因素均無(wú)顯著差異。適當(dāng)?shù)姆N植密度可顯著增加紅花花絲產(chǎn)量和籽粒產(chǎn)量,其中以A3B1和A3B2處理下紅花產(chǎn)量及其構(gòu)成因素表現(xiàn)最優(yōu),但種植密度過(guò)大反而抑制產(chǎn)量形成,降低紅花產(chǎn)量。圖4
2.4 不同種植密度和行距處理下紅花產(chǎn)量及構(gòu)成因素的相關(guān)性
研究表明,不同種植密度和行距處理下紅花花絲產(chǎn)量與單株果球數(shù)和每果粒數(shù)呈極顯著正相關(guān),籽粒產(chǎn)量與單株果球數(shù)、每果粒數(shù)和千粒重均呈極顯著正相關(guān)?;ńz產(chǎn)量和籽粒產(chǎn)量之間均呈顯著正相關(guān),并且兩者分別與單株果球數(shù)、每果粒數(shù)和千粒重也均顯著正相關(guān),但經(jīng)過(guò)系數(shù)校正后,花絲產(chǎn)量?jī)H與單株果球數(shù)和每果粒數(shù)呈極顯著正相關(guān),對(duì)花絲產(chǎn)量的影響大小為單株果球數(shù)gt;每果粒數(shù);籽粒產(chǎn)量與單株果球數(shù)、每果粒數(shù)和千粒重均呈極顯著正相關(guān),對(duì)籽粒產(chǎn)量的影響大小為單株果球數(shù)gt;每果粒數(shù)gt;千粒重。圖5
3 討 論
3.1 不同種植密度和行距對(duì)紅花農(nóng)藝性狀影響
合理的種植密度不僅能提高作物對(duì)養(yǎng)分和水分的吸收能力,還可以促進(jìn)作物的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)[14-15]。作物產(chǎn)量均與種植密度有著密切的關(guān)系[15-16]。王彥輝等[17]和華燁等[18]研究均發(fā)現(xiàn),適當(dāng)?shù)姆N植密度可以促進(jìn)棉花的株高、果枝數(shù)、鈴數(shù),確保棉花高產(chǎn)。試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),不同種植密度及行距對(duì)紅花農(nóng)藝性狀有顯著影響,其中株高、葉片數(shù)、分枝數(shù)和葉綠素含量均隨著種植密度的增加呈先升后降的趨勢(shì),莖粗和根長(zhǎng)則隨著種植密度的增加而呈下降趨勢(shì)。紅花株高、葉片數(shù)、分枝數(shù)和葉綠素含量均以A3處理表現(xiàn)最高,相較其他處理分別增加了10.82%、53.78%、16.51%和4.44%以上。此外,紅花莖粗和根長(zhǎng)在不同處理間差異較小,但也均以A3處理表現(xiàn)最優(yōu)。不同種植密度下紅花農(nóng)藝性狀和葉綠素含量在B1和B2處理間均無(wú)顯著差異,但B2處理的表現(xiàn)均優(yōu)于B1處理,表明株行距對(duì)紅花生長(zhǎng)的影響較小,適當(dāng)擴(kuò)大行距有利于促進(jìn)紅花生長(zhǎng)和光合作用。試驗(yàn)研究表明,適當(dāng)?shù)姆N植密度和行距有利于促進(jìn)紅花的生長(zhǎng)發(fā)育,A3B2處理可顯著增加紅花株高、葉片數(shù)、分枝數(shù)和葉綠素含量,此研究結(jié)果與前人結(jié)果一致。
3.2 不同種植密度和行距對(duì)紅花干物質(zhì)積累的影響
適當(dāng)?shù)姆N植密度有利于促進(jìn)作物的干物質(zhì)積累,增加生殖器官的干物質(zhì)分配,進(jìn)而提高作物的產(chǎn)量[19-20]。侯振偉等[21]和李錐[22]試驗(yàn)均發(fā)現(xiàn),種植密度對(duì)小麥的干物質(zhì)積累及各器官干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)分配均有顯著影響。試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),不同種植密度及行距對(duì)紅花干物質(zhì)積累量及速率有顯著影響,干物質(zhì)積累量和速率均隨著種植密度的增加呈先升后降的趨勢(shì),地上部分分配比例則隨著種植密度的增加而降低。不同生育時(shí)期,紅花干物質(zhì)積累量及積累速率具有相似的變化規(guī)律,整體表現(xiàn)為A3gt;A2gt;A1gt;A4。與其他處理相比,A3處理下干物質(zhì)積累量提高了7.92%以上。此外,地上部分干物質(zhì)分配比例隨著種植密度的增加而提高,其中A1~A3處理下地上部分分配比例無(wú)顯著差異,但均大于A4處理。干物質(zhì)積累量及速率在B1和B2處理間無(wú)顯著差異,但均以B2處理表現(xiàn)最優(yōu),與行距對(duì)農(nóng)藝性狀的影響一致,株行距對(duì)紅花干物質(zhì)積累影響較小,適當(dāng)擴(kuò)大行距有利于干物質(zhì)積累。研究表明,適當(dāng)?shù)姆N植密度及行距可顯著增加紅花干物質(zhì)積累量及速率,協(xié)調(diào)紅花干物質(zhì)分配比例,但種植密度過(guò)大反而抑制紅花干物質(zhì)積累量及速率,其中以A3B1和A3B2處理下紅花干物質(zhì)積累量及速率表現(xiàn)最優(yōu),與前人結(jié)果一致。
3.3 不同種植密度和行距對(duì)紅花產(chǎn)量的影響
在一定種植密度下,作物的產(chǎn)量構(gòu)成因素及產(chǎn)量會(huì)隨著種植密度的增加而增加,但密度過(guò)大反而會(huì)產(chǎn)生抑制效應(yīng)[12,23]。張明明等[24]也發(fā)現(xiàn),在一定種植密度范圍內(nèi),小麥籽粒產(chǎn)量隨種植密度增加呈先升后降的趨勢(shì),有效穗數(shù)隨著種植密度的增加逐漸提高。試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),紅花花絲產(chǎn)量與單株果球數(shù)和每果粒數(shù)呈極顯著正相關(guān),籽粒產(chǎn)量與單株果球數(shù)、每果粒數(shù)和千粒重均呈極顯著正相關(guān),表明可以通過(guò)協(xié)調(diào)紅花產(chǎn)量構(gòu)成因素提高紅花產(chǎn)量。紅花花絲和籽粒產(chǎn)量隨著種植密度的增加呈先升后降的趨勢(shì),單株果球數(shù)、每果粒數(shù)和千粒重均隨著種植密度的增加而逐漸降低。其中,A1~A3處理間單株果球數(shù)、每果粒數(shù)和千粒重均無(wú)顯著差異,但均顯著高于A4處理?;ńz產(chǎn)量以A3處理表現(xiàn)最多,較其他處理增加了7.97%以上。籽粒產(chǎn)量以A3處理表現(xiàn)最高,較其他處理增加了11.96%以上。此外,不同種植密度下B1和B2處理間紅花產(chǎn)量及其構(gòu)成因素均無(wú)顯著差異。研究表明,適當(dāng)?shù)姆N植密度可協(xié)調(diào)紅花產(chǎn)量構(gòu)成因素,顯著增加花絲和籽粒產(chǎn)量,其中A3B1和A3B2處理下產(chǎn)量及其構(gòu)成因素表現(xiàn)最優(yōu),但種植密度過(guò)大反而會(huì)抑制單株果球數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重,此研究結(jié)果與前人結(jié)果一致。
4 結(jié) 論
適當(dāng)?shù)姆N植密度和行距對(duì)紅花的生長(zhǎng)發(fā)育、干物質(zhì)積累與分配和產(chǎn)量形成具有顯著影響。A3B1(2.0×104株/667m2,20 cm等行距)和A3B2(2.0×104株/667m2,30 cm等行距)處理均能顯著增加紅花株高、葉片數(shù)、分枝數(shù)等主要農(nóng)藝性狀,促進(jìn)葉綠素和干物質(zhì)的積累,協(xié)調(diào)地下部和地下部干物質(zhì)分配比例,調(diào)節(jié)紅花產(chǎn)量構(gòu)成因素,進(jìn)而顯著提高紅花花絲和籽粒產(chǎn)量。
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