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        矮稈高粱光合物質(zhì)生產(chǎn)及產(chǎn)量對種植密度的響應(yīng)

        2019-08-20 13:46:50段有厚盧峰張飛朱凱鄒劍秋
        江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2019年9期
        關(guān)鍵詞:種植密度產(chǎn)量

        段有厚 盧峰 張飛 朱凱 鄒劍秋

        摘要:以適于機(jī)械化栽培的矮稈高粱遼雜37為試驗(yàn)材料,研究植株株高、柄伸長、葉面積指數(shù)、光合參數(shù)、籽粒產(chǎn)量、收獲指數(shù)等對種植密度的響應(yīng)。結(jié)果表明,隨種植密度的增加,高粱單株干物質(zhì)積累量逐漸減小,植株葉片光合作用受到抑制;種植密度為13.5萬~15.0萬株/hm2時,遼雜37單株的光合速率保持在較高水平,更有利于群體的物質(zhì)積累,密度為13.5萬、15.0萬株/hm2時的籽粒產(chǎn)量分別為9 976.8、9 947.1 kg/hm2,顯著高于其他3個密度的籽粒產(chǎn)量(P<0.05)。

        關(guān)鍵詞:機(jī)械化生產(chǎn);矮稈高粱;種植密度;光合作用;產(chǎn)量

        中圖分類號: S514.04文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A

        文章編號:1002-1302(2019)09-0131-03

        高粱曾經(jīng)是北方地區(qū)最主要的糧食作物之一,是重要的糧食、飼料及釀酒原料[1]。目前,我國推廣的高粱品種大多為大穗型,中高稈,易倒伏,耐密性差,不能滿足機(jī)械化栽培的要求,成為影響高粱機(jī)械化栽培的重要因素之一[2-3]。隨著適于機(jī)械化栽培矮桿髙梁的出現(xiàn),高粱機(jī)械化生產(chǎn)成為可能。但是,株高變低往往意味著植株生物產(chǎn)量變低,而生物產(chǎn)量是經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的基礎(chǔ),在一定密度范圍內(nèi),經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量隨生物產(chǎn)量的提高而提高[4]。

        在以往研究中,多以遼雜13、遼雜18、晉雜23、晉中911等中高稈高粱為試驗(yàn)對象,試驗(yàn)密度大多在7.5萬~12.0萬株/hm2之間[4-6]。Mousavi等研究表明,隨種植密度的增加,高粱千粒質(zhì)量、穗粒質(zhì)量下降,但由于單位面積的穗數(shù)增加,經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量有所增加[7]。目前,有關(guān)高粱種植密度對群體光合特性、干物質(zhì)積累與分配及產(chǎn)量影響的研究報(bào)道較多,但對矮桿、適于機(jī)械化栽培高粱品種的相關(guān)研究鮮見報(bào)道。本試驗(yàn)旨在研究矮稈、適于機(jī)械化栽培高粱品種的單位面積合理產(chǎn)量,探討不同種植密度與單株、群體干物質(zhì)積累量的關(guān)系,以期為矮稈高粱高產(chǎn)高效栽培提供理論參考。

        1 材料與方法

        1.1 試驗(yàn)概況

        試驗(yàn)于2017年5—10月在遼寧省農(nóng)業(yè)科學(xué)院創(chuàng)新中心試驗(yàn)地進(jìn)行,供試高粱品種為遼寧省農(nóng)業(yè)科學(xué)院創(chuàng)新中心選育的遼雜37,屬雜交種,矮稈、早熟、適宜機(jī)械化種植,其株高約155 cm,穗長約25 cm,莖粗約14.5 mm,柄伸長約30 cm,在遼寧生育期約107 d。試驗(yàn)土壤類型為壤土,前茬作物為大豆;0~20 cm耕層土壤有機(jī)質(zhì)含量、全氮含量分別為19.03、0.07 g/kg,速效鉀含量、有效磷含量分別為120.2、30.7 mg/kg,pH值為6.1。

        1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

        試驗(yàn)設(shè)5個種植密度處理,分別為10.5萬、12.0萬、13.5萬、15.0萬、16.5萬株/hm2,分別以M1、M2、M3、M4、M5表示。重復(fù)3 次,隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),每個小區(qū)10行,行長8 m,行距0.6 m。2017年5月23日播種,5月28日出苗,9月14日成熟,收中間6行計(jì)產(chǎn),其他行作取樣用。種肥施磷酸二銨150 kg/hm2,拔節(jié)期追施尿素300 kg/hm2,其他管理同一般生產(chǎn)田。

        1.3 測定內(nèi)容和方法

        1.3.1 株高、莖粗、柄伸長 分別于高粱拔節(jié)期(出苗后41 d)、孕穗期(出苗后57 d)、開花期(出苗后68 d)、灌漿期(出苗后79 d)、成熟期(出苗后110 d),在每個小區(qū)選擇具代表性的植株10株,用直尺測量株高、柄伸長(穗柄至旗葉伸出的長度),用游標(biāo)卡尺測量植株距地面1/3處的莖粗。

        1.3.2 葉面積指數(shù) 分別在拔節(jié)期、孕穗期、開花期、灌漿期、成熟期,每個小區(qū)選擇具代表性的植株10株,用卷尺測定葉長、葉寬,計(jì)算葉面積、葉面積指數(shù),公式分別為

        葉面積=葉長×葉寬×0.75;

        葉面積指數(shù)=(單株葉面積×10)/10株高粱的占地面積。

        1.3.3 干物質(zhì)質(zhì)量 分別在苗期、拔節(jié)期、孕穗期、開花期、灌漿期、成熟期,每個小區(qū)選擇具代表性的植株10株,于烘箱中105 ℃烘30 min殺青,75 ℃烘干至恒質(zhì)量,用百分之一電子天平稱質(zhì)量。

        1.3.4 光合參數(shù) 分別在拔節(jié)期、開花期、灌漿期,利用美國產(chǎn)LI-6400 型便攜式光合測定系統(tǒng)分別測定高粱上部完全展開倒2葉、倒3葉的凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率,每個處理測3株,每張葉片讀數(shù)3次,取平均值。采用光合儀內(nèi)置光源,光照度為1 000 μmol/(m2·s)。

        1.3.5 產(chǎn)量 收獲前,調(diào)查每個小區(qū)的株數(shù)、折斷株數(shù);收獲時,田間測定各小區(qū)的實(shí)際產(chǎn)量。每個小區(qū)隨機(jī)選取自然風(fēng)干的植株10株,室內(nèi)考種,測量穗粒質(zhì)量、穗柄長、千粒質(zhì)量等,計(jì)算收獲指數(shù),公式為

        收獲指數(shù)=籽粒產(chǎn)量/生物產(chǎn)量×100%。

        1.4 數(shù)據(jù)處理

        采用Excel 2007軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、制作圖表,采用DPS 6.5軟件進(jìn)行方差分析。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 高粱株高、莖粗對種植密度的響應(yīng)

        由圖1可見,遼雜37高粱株高在拔節(jié)期到孕穗期有明顯增加,后隨生育時期變化,株高增加速度逐漸平緩;隨種植密度的增大,高粱植株株高呈增加趨勢,種植密度為16.5萬株/hm2(M5)時株高最高;成熟期時,不同種植密度的高粱株高在149.2~165.6 cm之間,相互之間差異不明顯。由圖2可見,隨種植密度的增大,植株莖粗呈減小趨勢;成熟期時,不同種植密度的高粱莖粗在12.6~15.0 mm之間。

        2.2 葉面積指數(shù)對種植密度的響應(yīng)

        由圖3可見,不同種植密度下,遼雜37隨植株的生長,葉面積指數(shù)呈先增大后減小的趨勢,開花期葉面積指數(shù)相對最大;開花期和灌漿期種植密度為13.5萬、15萬株/hm2的高粱葉面積指數(shù)明顯高于其他3個處理;最大種植密度(16.5萬株/hm2)高粱葉面積指數(shù)在成熟期時下降較快,可能與其植株相互間遮陰而葉片衰老有關(guān)。

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