種植密度和施肥對“茅梁1號”產量及其相關性狀的影響

陸秀娟，李祥棟，任明見，石　明

(1. 貴州黔西南喀斯特區域發展研究院，貴州 興義　562400； 2. 貴州大學農學院，貴州 貴陽　550025；3. 國家小麥改良中心貴州分中心，貴州 貴陽　550025 )

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種植密度和施肥對“茅梁1號”產量及其相關性狀的影響

陸秀娟1，李祥棟1，任明見2,3，石明1

(1. 貴州黔西南喀斯特區域發展研究院，貴州 興義562400； 2. 貴州大學農學院，貴州 貴陽550025；3. 國家小麥改良中心貴州分中心，貴州 貴陽550025 )

摘要：研究采用二因素隨機區組實驗設計方法，以酒用高粱“茅梁1號”為試驗材料，進行田間栽培試驗，來探索種植密度和施肥量對其產量及其相關性狀的影響。結果表明，不同處理條件下的高粱單株產量和單產分別在29.67～46.67 g、261.80～519.70 kg/667m2。種植密度對單株產量、群體產量和穗長都具有重要影響，單株產量隨著密度的增大而減小，群體產量卻顯著提高；當種植密度為10000株/667m2時與對照處理相比的增產效果最為明顯，在57.20%～68.17%之間，當種植密度10000株/667 m2、施肥量30kg/667 m2時單產最高，但是對千粒重影響不顯著。施肥對高粱單株產量、群體產量、穗長和千粒重的影響均不顯著。

關鍵詞：高粱； 茅梁1號；密度；施肥；產量

白酒制造業是中國重要的傳統產業，而高粱(特別是糯性高粱)已成為中國眾多優質白酒的重要原料。貴州作為國內釀酒大省，白酒產業也已成為其極具特色的支柱產業；其中，茅臺酒、習酒、金沙回沙酒等優質醬香型白酒就是其典型代表。目前，貴州省在生產上一直以“紅纓子”高粱為主打品種，由于單一品種的常年大規模種植，病蟲害、土壤板結和營養虧缺等問題亦逐步顯現。為了緩解貴州酒用高粱品種單一所帶來的不良影響，貴州大學麥作研究中心與仁懷市豐源有機高粱育種中心針對醬香型白酒對高粱品質的特殊要求進行種質改良，最終選育出優質酒用糯高粱品種“茅梁1號”。一直以來，種植密度[1-4]和施肥[5-7]是影響作物增產的重要因素。本研究通過設置不同的種植密度和施肥量組合進行田間實驗，以期更深入的探明主要農藝措施(種植密度和施肥)對“茅梁1號”產量及其相關性狀的影響，為其規模化生產提供重要參考。

1材料與方法

1.1試驗材料

供試高粱[Sorghum bicolor (L.) Moench]品種：“茅梁1號”，2012年通過貴州省農作物品種審定委員會審定(審定編號：黔審粱2012001號)。

肥料為商品用無機復合肥(總養分≥48%，N: P: K = 16: 16: 16)。

1.2試驗方法

1.2.1試驗設計

田間試驗于2013年在貴陽市花溪區麥坪鄉種植基地進行。按二因素隨機區組試驗設計方法，分別設置不同的種植密度和施肥量水平(表1)，不同處理組合(表2),并以8000株/667m2、不施肥作對照。肥料的施用采用“50%基肥+25%穗肥+25%粒肥”的施肥比例進行，基肥、穗肥和粒肥分別在播種期、撥節期和抽穗期施用。小區面積12 m2(長×寬 = 4 m×3 m)，每小區種植6行，行距60 cm，每窩2株，每小區重復3次，四周設置保護行。

表1 隨機區組試驗因素水平表

Table 1　Factor levels of random block experiments

1.2.2產量測定

每試驗小區隨機選取10株，測定穗長、千粒重和單株籽粒產量；每小區單打單收，風干后測定每小區的群體籽粒產量，折算出畝產量。單產(kg/667m2)=小區產量(kg)×667(m2)/小區面積(m2)，增產百分率(%) = (處理小區產量平均單產 - 對照小區單產)/對照小區單產 × 100%。

2結果與分析

2.1種植密度和施肥對單株和群體產量的影響

不同種植密度和施肥量組合處理下的單株產量和群體產量變化均較大(表2)。在處理1～9中，單株產量、小區產量和單產的變幅分別為29.67～46.67 g、4.71～9.35 kg、261.80～519.70 kg/667m2。方差分析結果表明，隨著種植密度的增加，單株產量下降，群體產量卻顯著增加；增加施肥量能夠使群體產量有一定程度的提高，但是其對單株產量和群體產量的影響均不顯著(圖1和圖2)。當種植密度為6000株/667m2時，其增產百分率為負值，說明在低密度時畝產量低于對照而不利于增產；當種植密度為8000株/667m2時，增產百分率在11.63%～28.90%之間；當種植密度為10000株/667m2時與對照處理相比的增產效果最為明顯，在57.20%～68.17%之間。

表2隨機區組實驗設計方案及產量表現

Table 2　Scheme and results of random block experiments

圖1　種植密度和施肥量對單株產量的影響Fig.1　Effect of planting density and fertilizer amount on individual yield

圖2　種植密度和施肥量對產量的影響Fig.2　Effect of planting density and fertilizer amount on yield

2.2種植密度和施肥對穗長的影響

不同種植密度和施肥處理條件下的穗長有一定程度的變異。當施肥量固定為B1水平時，穗長為處理A1B1> A2B1> A3B1，且A1B1和A3B1差異顯著；施肥量在B2水平時，處理A2B2>A1B2>A3B2，處理A2B2、A1B2和A3B2差異顯著；施肥量在B3水平時，處理A2B3>A1B3>A3B3，3者差異不顯著(圖1)。當種植密度分別為A1、A2和A3水平時，不同處理間穗長的大小順序分別為：A1B1>A1B2>A1B3，A2B3>A2B2>A2B1，A3B3>A3B1>A3B2，而且A2B1與A2B3，A3B3與A3B1、A3B2差異顯著，其余均存在不顯著差異。不同因素間的多重比較發現，種植密度A3和A1、A2之間差異極顯著，A1和A2之間差異不顯著，而且3個施肥水平間差異不顯著(表3)。由此可知，高密度種植穗長會使穗長減小，然而增加施肥量對穗長影響不明顯。

圖3　種植密度和施肥對穗長的影響Fig.3　Effect of planting density on panicle length

圖4　施肥對千粒重的影響Fig.4　Effect of fertilizer application on TKW

表3不同因素水平間穗長的多重比較

Table 3　Multiple comparisons of panicle length in different factor levels

2.4種植密度和施肥對千粒重的影響

在1～9不同的種植密度和施肥組合處理中，千粒重的變化較小，在12.08 ～15.59g之間。在施肥量為B3水平時，A1B3和A2B3、A3B3差異顯著，其余不顯著；在種植密度分別為A2和A3水平時，A2B2和A2B3、A3B2和A3B3之間差異顯著，其余處理間不顯著(圖5和圖6)。此外，不同因素水平間的多重比較表明，各水平間的千粒重均不顯著。這表明，在實驗水平范圍內，種植密度和施肥量對千粒重的影響不明顯。

圖5　種植密度對千粒重的影響Fig. 5　Effect of planting density on 1000-grain weight

圖6 施肥對千粒重的影響Fig. 6　Effect of planting density on 1000-grain weight

表4不同因素水平間千粒重的多重比較

Table 4　Multiple comparisons of 1000-grain weight among

3結論與討論

已有研究表明，在一定的密度大小范圍內，隨著種植密度的增加，作物的群體產量呈現出先上升后下降的趨勢，而單株產量會有所減小[8]。研究結果也表明，在6000～10000株/667m2的種植密度范圍內，“茅梁1號”的產量明顯提高，單株產量的也有所下降，這與前人研究基本一致。再者，較高的種植密度時，穗長相對變小，但是千粒重變化不明顯，由此推測，種植密度對單株產量的影響和可能是通過對穗長、穗粒數等其他性狀引起的。在現代農業生產中，施肥是作物生長礦質元素的重要來源，合理的肥料運籌亦是實現高產的重要條件[9-11]。已有研究表明，N、P、K肥的施用對高粱生長[12]、籽粒產量[13]、籽粒灌漿[14-15]等均有影響，而且在一定范圍內，增加施肥量群體產量也會增加，但是超過一定限度時，出現報酬遞減效應。然而，研究中，增加施肥量會使產量有所增加，但是它對高粱的單株產量、群體產量、穗長和千粒重的影響均不顯著，這很可能與實驗地塊的肥力及其分布不均衡有關，因為高粱是一種比較耐貧瘠的作物再加上肥力分布的不均勻性，從而導致不同施肥梯度之間高粱產量差距的減小。此外，測土配方施肥是近年來提高作物產量和肥料利用率的重要手段，在小麥[16]、油菜[17]等作物中應用均有所報道。因此，了解不同貴州地區的肥力分布特點，然后根據養分虧缺狀況進行合理施肥，也不失為提高酒用高粱產量的重要途徑。

參考文獻

[1]楊楠,丁玉川,焦曉燕,等.種植密度對高粱群體生理指標、產量及其構成因素的影響[J].農學學報,2013,3(7):11-17.

[2]Ogunlela V B, P N Okoh.Response of three sorghum varieties to N supply and plant density in a tropical environment[J]. Fertilizer Research, 1989, 21(2): 67-74.

[3]劉貴鋒, 白文斌, 趙建武, 等. 旱地不同種植密度對中晚熟矮稈高粱品種農藝性狀及產量的影響[J]. 農學學報, 2012, 2(5): 32-35.

[4]汪由, 王恩杰, 王巖, 等. 種植密度對高粱食用雜交種遼雜13生長發育及產量的影響[J]. 遼寧農業科學, 2010, (06): 24-27.

[5]王俊忠, 張超男, 趙會杰，等. 不同施肥方式對超高產夏玉米葉綠素熒光特性及產量性狀的影響[J]. 植物營養與肥料學報, 2008, 14(03): 479-483.

[6]胡建利, 王德建, 王燦，等. 不同施肥方式對水稻產量構成及其穩定性的影響[J]. 中國生態農業學報, 2009, 17(01):48-53.

[7]劉恩科, 趙秉強, 胡昌浩，等.長期不同施肥制度對玉米產量和品質的影響[J]. 中國農業科學, 2004, 37(05): 711-716.

[8]Staggenborg S A. Grain sorghum response to row spacing and seeding rates in Kansas[J]. Journal of Production Agriculture, 1999, 12(3): 390-395.

[9]趙士誠, 裴雪霞, 何萍, 等. 氮肥減量后移對土壤氮素供應和夏玉米氮素吸收利用的影響[J]. 植物營養與肥料學報, 2010, 16(2): 492-497.

[10]高素玲, 劉松濤, 楊青華, 等. 氮肥減量后移對玉米冠層生理性狀和產量的影響[J]. 中國農學通報, 2013, 29(24): 114-118.

[11]陳祥, 同延安, 亢歡虎, 等. 氮肥后移對冬小麥產量、氮肥利用率及氮素吸收的影響[J]. 植物營養與肥料學報, 2008, 14(3): 450-455.

[12]董二偉，王勁松，韓鵬遠，等. 施肥對高粱生長、干物質積累與養分吸收分配的影響. 山西農業科學, 2012,40(06): 645-650.

[13]周懷平, 郝保平, 關春林,等. 施肥對飼草高粱生長及營養品質的影響[J]. 中國生態農業學報, 2009, 17(01): 60-63.

[14]黃瑞冬, 于泳, 肖木輯,等. 施磷、鉀肥對高粱子粒淀粉積累規律的影響[J]. 作物雜志, 2009, (02): 29-32.

[15]曹昌林, 董良利, 宋旭東,等. 氮、磷、鉀配施對高粱籽粒淀粉含量的影響[J]. 山東農業科學, 2010, (05): 68-70.

[16]戢林, 張錫洲, 李廷軒. 基于“3414”試驗的川中丘陵區水稻測土配方施肥指標體系構建[J]. 中國農業科學, 2011, 44(01): 84-92.

[17]黃億, 李廷軒, 張錫洲, 等. 基于“3414”試驗的川中丘陵區油菜施肥指標體系構建[J]. 中國農業科學, 2013, 46(10): 2058-2066.

Effects of Planting Density and Fertilizer Amount on Yield and Its Related Characters of Maoliang No.1

LU Xiu-juan1, LI Xiang-dong1, REN Ming-jian2,3, SHI Ming1

(1.SouthwestGuizhouInstitueofKarstRegionalDevelopment,Xingyi,Guizhou562400,China;2.CollegeofAgronomy,GuizhouUniversity,Guiyang,Guizhou550025;China3.GuizhouSub-centerofNationalWheatImprovementCenter,Guiyang,Guizhou550025,China)

Abstract:In order to investigate the effects of planting density and fertilizer rates on yield and related characters of sorghum,field trials were conducted in brewing sorghum “Maoliang No.1” by randomized block experiment design method in two factors. The results showed that yield individual and population ranged from 29.67～46.67 g, 261.80～519.70 kg/667m2. With the increasing of planting density, the individual yield were decreased and population yield were soared indicating an stronger on single plant yield, population yield and panicle length. The maximum yield was 519.70kg/667 m2, a increasing rate of 57.20%～68.17% compared with the contrast, while the planting density and fertilizer amount were 10000 plants/667 m2 and 30 kg/667 m2, but it has not obviously effect on 1000-grain weight. However, the effects of fertilizer supply on single plant yield, population yield, panicle length and 1000-grain weight were not significant.

Key words:sorghum; Maoliang No.1;density;fertilizition; yield

收稿日期：2016-03-01

基金項目：科技部農業科技成果轉化資金項目(2013GB2F200437)、貴州省科技廳的工程中心建設計劃項目(黔科合農G字[2012]4004號)、農業部引進國際先進農業科學技術項目(2012-Z37)、貴州省國際科技合作計劃項目(黔科合外G字[2012]7014)。

通訊作者：任明見(1972-)，男，教授，主要從事作物遺傳育種和分子生物學研究。

第一作者：陸秀娟(1989-)，女，研究實習員，主要從事作物栽培技術研究。