蓋志佳 劉婧琦 蔡麗君 張敬濤 姜艷喜 焦少杰 李如來(lái) 王雪潔谷 維張俐俐

（1 黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院佳木斯分院，佳木斯 154007；2 黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物資源研究所，哈爾濱 150086；3 黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，哈爾濱 150086；4 黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所，哈爾濱 150086）

高粱是自1949 年以來(lái)生產(chǎn)變化最大的作物之一，由過(guò)去的北方地區(qū)主要糧食作物逐漸演變?yōu)楝F(xiàn)在局部地區(qū)種植的主作釀造原料的小雜糧作物[1]。高粱具有耐旱、耐瘠薄、耐鹽堿、適應(yīng)性廣等特點(diǎn)，是我國(guó)干旱和半干旱地區(qū)重要的糧食和釀造原料作物，是當(dāng)前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)調(diào)整結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)變生產(chǎn)方式的理想作物之一。高粱是黑龍江省三江平原地區(qū)重要的經(jīng)濟(jì)作物，種植效益較高。近幾年農(nóng)民種植高粱的積極性不斷提高，但是高粱產(chǎn)量不理想，種植收益持續(xù)提高遭遇瓶頸。高粱窄行密植栽培技術(shù)給高粱產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了曙光，選擇好品種后，掌握科學(xué)種植高粱的栽培方式就變得尤為重要。種植方式是對(duì)高粱籽粒產(chǎn)量影響較大的栽培技術(shù)因子。通過(guò)改變種植方式來(lái)協(xié)調(diào)個(gè)體之間的矛盾，使群體內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)達(dá)到最小，更充分地利用環(huán)境資源，有效改善群體內(nèi)部小氣候，進(jìn)而獲得高產(chǎn)。黑龍江省高粱種植模式主要有65cm 壟上2 行和130cm 大壟3 行或4 行這兩種主要種植模式。關(guān)于不同栽培方式對(duì)高粱籽粒產(chǎn)量影響的研究在黑龍江省尚未見(jiàn)報(bào)道。本試驗(yàn)以合雜1 號(hào)高粱為試驗(yàn)材料，研究不同栽培方式（大壟3 行和小壟2 行）對(duì)高粱生長(zhǎng)發(fā)育、農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量構(gòu)成因子及產(chǎn)量的影響，以期為黑龍江省三江平原地區(qū)高粱高產(chǎn)栽培提供依據(jù)和參考，為農(nóng)民增收提供技術(shù)支撐，提高農(nóng)民種植高粱的收益和積極性，進(jìn)而助力鄉(xiāng)村振興。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料選用高粱新品種合雜1 號(hào)[2]為研究材料，試驗(yàn)材料由黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院佳木斯分院提供。

1.2 試驗(yàn)地點(diǎn)與試驗(yàn)設(shè)計(jì)試驗(yàn)于2020 年在黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院佳木斯分院試驗(yàn)示范基地進(jìn)行（46°18′N，130°22′E），本地區(qū)屬于寒溫帶大陸性季風(fēng)氣候，雨熱同期，無(wú)霜期130d 左右，≥10℃活動(dòng)積溫2500℃左右，平均年降雨量500mm 左右。

本試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)置兩種高粱栽培方式，分別為130cm 大壟3 行（小行距40cm）和65cm 小壟2 行（小行距10cm），保苗密度19 株/m2，每個(gè)處理3 次重復(fù)。小區(qū)行長(zhǎng)20m、寬5.2m，小區(qū)面積104m2。前茬作物為大豆，土壤類型為草甸黑土，土壤肥力均勻，0～20cm 土壤的pH 值為6.98，每kg 土壤有機(jī)質(zhì)含量29.67g、全氮含量1.92g、全磷含量1.54g、全鉀含量25.82g、速效磷含量36.58mg、堿解氮含量126.82mg、速效鉀含量118.25mg。5 月15日播種，9 月25 日收獲。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法在拔節(jié)期、挑旗期、開(kāi)花期和成熟期測(cè)定高粱葉片干重、穗干重、葉面積和葉片葉綠素含量，并計(jì)算高粱葉片比葉重。每個(gè)處理取3 次重復(fù)，每個(gè)重復(fù)連續(xù)取有代表性的高粱植株5株，測(cè)定高粱葉片形態(tài)生理指標(biāo)。

高粱葉片及穗干重采用烘干重法，高粱葉面積采用葉面積儀測(cè)定，高粱葉片葉綠素含量采用便攜式SPAD-502 葉綠素測(cè)定儀測(cè)定，比葉重=葉片干重/葉面積。成熟期每個(gè)處理連續(xù)取10 株高粱測(cè)定株高，然后進(jìn)行考種測(cè)定高粱穗長(zhǎng)、穗粒數(shù)、千粒重；每個(gè)處理取3 個(gè)點(diǎn)，每點(diǎn)5m2，脫粒測(cè)定高粱籽粒產(chǎn)量和水分，同時(shí)按標(biāo)準(zhǔn)水分（14%）折算高粱籽粒產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)處理采用Excel 2003 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理、統(tǒng)計(jì)和數(shù)據(jù)分析，采用DPS 7.05 軟件進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 栽培方式對(duì)高粱葉片干重的影響從表1 可知，130cm 大壟3 行和65cm 小壟2 行處理的高粱葉片干重在整個(gè)生育時(shí)期呈先增加再降低的趨勢(shì)，在挑旗期高粱葉片干重最高，隨著高粱的生長(zhǎng)發(fā)育葉片干重在挑旗期后開(kāi)始降低，這一方面與高粱部分葉片衰老有關(guān)，另外一方面也與干物質(zhì)向高粱穗部轉(zhuǎn)移有關(guān)；通過(guò)方差分析發(fā)現(xiàn)，栽培方式對(duì)高粱葉片干重影響顯著（P<0.05），130cm 大壟3 行處理在各生育時(shí)期高粱葉片干重均顯著高于65cm 小壟2 行處理，這可能與130cm 大壟3 行處理的高粱植株群體分布更合理有關(guān)。在高粱拔節(jié)期、挑旗期、開(kāi)花期和成熟期，130cm 大壟3 行處理較65cm 小壟2 行處理的葉片干重分別增加8.37%、7.07%、13.82%和9.48%。

表1 栽培方式對(duì)高粱葉片干重的影響 （g/株）

2.2 栽培方式對(duì)高粱葉面積的影響葉面積是衡量作物地上部分生長(zhǎng)狀態(tài)的重要指標(biāo)之一。從表2可知，130cm 大壟3 行和65cm 小壟2 行兩種種植方式的高粱葉面積在整個(gè)生育時(shí)期呈先增加再降低的趨勢(shì)，在挑旗期葉面積最高；方差分析結(jié)果表明，栽培方式對(duì)拔節(jié)期、挑旗期高粱葉面積影響不顯著（P>0.05）；而在開(kāi)花期、成熟期，130cm 大壟3 行處理的葉面積顯著高于65cm 小壟2 行處理（P<0.05），這可能與開(kāi)花期出現(xiàn)了干旱天氣有關(guān)，130cm 大壟3 行處理抗旱保墑效果要好于65cm 小壟2 行處理。

表2 栽培方式對(duì)高粱葉面積的影響 （cm2/株）

2.3 栽培方式對(duì)高粱葉綠素含量的影響葉綠素含量是衡量葉片光合作用的重要指標(biāo)之一。從表3 可知，130cm 大壟3 行和65cm 小壟2 行兩種種植方式的高粱葉片葉綠素含量在整個(gè)生育時(shí)期呈先增加再降低的趨勢(shì)，在開(kāi)花期葉片葉綠素含量最高，在成熟期高粱葉片雖然具備功能，但是葉綠素含量均降低；方差分析結(jié)果表明，在拔節(jié)期、挑旗期和開(kāi)花期不同栽培方式對(duì)高粱葉片葉綠素含量影響顯著（P<0.05），這可能與130cm 大壟3 行處理的高粱植株群體分布更合理有關(guān)。在拔節(jié)期、挑旗期、開(kāi)花期130cm 大壟3 行處理較65cm 小壟2 行處理的葉片葉綠素含量分別增加4.50%、6.66%和6.14%。

表3 栽培方式對(duì)高粱葉片葉綠素含量的影響（SPAD）

2.4 栽培方式對(duì)高粱比葉重的影響比葉重也是衡量葉片光合作用的重要指標(biāo)之一。從表4 可知，130cm 大壟3 行和65cm 小壟2 行兩種種植方式的高粱比葉重在整個(gè)生育時(shí)期呈先增加再降低的趨勢(shì)，在開(kāi)花期比葉重值最高；方差分析結(jié)果表明，在拔節(jié)期、挑旗期、開(kāi)花期、成熟期不同栽培方式對(duì)高粱比葉重影響顯著，130cm 大壟3 行處理比葉重顯著高于65cm 小壟2 行處理。在拔節(jié)期、挑旗期、開(kāi)花期和成熟期130cm 大壟3 行處理較65cm 小壟2行處理的比葉重分別增加4.39%、5.01%、5.94%和5.22%。

表4 栽培方式對(duì)高粱比葉重的影響 （g/m2）

2.5 栽培方式對(duì)高粱穗干重的影響在開(kāi)花期和成熟期測(cè)定了高粱穗干重，高粱穗干重在一定程度上也能反映產(chǎn)量的高低。方差分析結(jié)果表明（表5），栽培方式對(duì)高粱穗干重影響顯著，在各時(shí)期130cm大壟3 行處理穗干重均顯著高于65cm 小壟2 行處理，這可能與130cm 大壟3 行處理的高粱植株群體分布更合理有關(guān)；此外，也可能與高粱開(kāi)花期出現(xiàn)了干旱天氣有關(guān)，130cm 大壟3 行處理抗旱保墑效果要好于65cm 小壟2 行處理。

表5 栽培方式對(duì)高粱穗干重的影響 （g/株）

2.6 栽培方式對(duì)高粱籽粒產(chǎn)量、產(chǎn)量構(gòu)成因子以及農(nóng)藝性狀的影響從表6 可知，栽培方式對(duì)高粱籽粒產(chǎn)量、產(chǎn)量構(gòu)成因子影響顯著，而對(duì)高粱株高、穗長(zhǎng)2 個(gè)農(nóng)藝性狀影響不顯著。130cm 大壟3 行處理的千粒重、穗粒數(shù)顯著高于65cm 小壟2行，因此130cm 大壟3 行處理的高粱籽粒產(chǎn)量為636.25kg/667m2，65cm 小壟2 行處理高粱籽粒產(chǎn)量為605.25kg/667m2，130cm 大壟3 行處理的高粱籽粒產(chǎn)量顯著高于65cm 小壟2 行處理高粱產(chǎn)量，增產(chǎn)率為5.12%。在高粱生育期間，開(kāi)花期出現(xiàn)了階段性干旱，干旱持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，嚴(yán)重限制了高粱產(chǎn)量的提高，而130cm 大壟3 行處理的保水保墑效果要好于65cm 小壟2 行處理，所以130cm 大壟3 行處理的千粒重和穗粒數(shù)顯著高于65cm 小壟2 行處理。

表6 栽培方式對(duì)高粱籽粒產(chǎn)量、產(chǎn)量構(gòu)成因子以及農(nóng)藝性狀的影響

3 結(jié)論與討論

作物的生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量及品質(zhì)受到如品種、環(huán)境、栽培措施等諸多因素的影響，而行距是提升作物產(chǎn)量的重要栽培措施之一。高粱大壟窄行密植栽培技術(shù)是在選用耐密抗倒品種的基礎(chǔ)上，以品種為核心，以技術(shù)為突破口，通過(guò)縮小行距，增加株距，增加單位面積種植株數(shù)，促進(jìn)高粱群體結(jié)構(gòu)合理，提高葉片光能利用率，最終實(shí)現(xiàn)高粱增產(chǎn)的一項(xiàng)高產(chǎn)栽培技術(shù)[3]。合理的配置方式能夠改善植株對(duì)資源的利用，合理的行距可促進(jìn)作物的生長(zhǎng)發(fā)育，最大化地利用光、溫、水、養(yǎng)分等農(nóng)業(yè)自然資源，進(jìn)而提高作物產(chǎn)量。研究表明調(diào)整行距可以改善作物冠層內(nèi)的光照、溫度、氣體和濕度等自然因素，對(duì)于植株群體冠層結(jié)構(gòu)的構(gòu)建起重要作用，可以影響作物植株個(gè)體長(zhǎng)勢(shì)和光合效率，有利于提升作物產(chǎn)量[4-5]。

大豆栽培方式方面報(bào)道較多，如65cm“三壟栽培”模式[6]、130cm“大壟密”模式[7]和“暗壟密”模式[8]等。李瑞平等[9]研究結(jié)果表明，大豆壟上3窄行密植方式的葉面積指數(shù)、光合勢(shì)、光合速率、比葉重以及葉綠素含量均高于壟上2 行和1 行栽培方式處理，壟上3 行處理較后兩者分別增產(chǎn)4.1%和11.1%。植株在田間的分布更均勻、更合理可能是大壟密植栽培方式較小壟密植增產(chǎn)的原因之一。高粱栽培方式在黑龍江省之外的其他地區(qū)有相關(guān)研究和報(bào)道。肖繼兵等[10]研究指出，適宜種植密度下，寬窄行種植方式較等行距種植方式可有效改善冠層透光率，增加群體葉面積指數(shù)，擴(kuò)大光合作用面積，提高葉片尤其是中下層葉片光合性能，這是實(shí)現(xiàn)作物群體結(jié)構(gòu)和植株個(gè)體功能協(xié)同增益和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量提高的重要途徑。辛宗緒等[11]研究發(fā)現(xiàn)二比空（種2行空1 行）和大壟雙行種植方式有助于矮稈高粱光合條件的改善，可作為遼西地區(qū)矮稈高粱高產(chǎn)首選的種植方式。

不同栽培方式對(duì)黑龍江高粱籽粒產(chǎn)量影響的研究未見(jiàn)報(bào)道。本研究結(jié)果表明130cm 大壟3 行處理的高粱籽粒產(chǎn)量顯著高于65cm 小壟2 行處理。從產(chǎn)量構(gòu)成的角度來(lái)分析，130cm 大壟3 行處理的千粒重、穗粒數(shù)顯著高于65cm 小壟2 行處理，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了130cm 大壟3 行處理產(chǎn)量顯著高于65cm 小壟2 行處理。從高粱生長(zhǎng)發(fā)育角度來(lái)分析，130cm大壟3 行處理葉片干重、葉面積、葉片葉綠素含量、比葉重以及穗干重明顯高于65cm 小壟2 行處理，這為130cm 大壟3 行處理較高產(chǎn)量的形成奠定了基礎(chǔ)。從群體結(jié)構(gòu)角度分析，130cm 大壟3 行處理的植株分布均勻，光能利用利率較高，所以產(chǎn)量會(huì)更好。從兩種栽培方式的各自優(yōu)勢(shì)來(lái)分析，2020 年在高粱開(kāi)花期出現(xiàn)了階段性干旱，這種干旱稱之為“卡脖旱”，對(duì)高粱籽粒產(chǎn)量形成極為不利，130cm 大壟3 行處理抗旱保墑效果更好，所以該處理高粱籽粒產(chǎn)量更高。本研究為黑龍江省高粱高產(chǎn)栽培提供參考和依據(jù)。在生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)不同區(qū)域的生態(tài)環(huán)境特點(diǎn)、土壤類型等選擇不同的種植方式，進(jìn)行多點(diǎn)、多年和多品種試驗(yàn)以及栽培方式對(duì)高粱品質(zhì)、根系生長(zhǎng)發(fā)育的影響等相關(guān)研究，為高粱高產(chǎn)栽培技術(shù)的應(yīng)用推廣奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，做到一個(gè)高粱品種配套一個(gè)高產(chǎn)栽培技術(shù)。