膜下滴灌甜菜最適種植密度的研究

林明，白曉山，劉華君，潘竟海，陳友強，鄧超紅，李承業

(新疆農業科學院經濟作物研究所，烏魯木齊 830091)

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膜下滴灌甜菜最適種植密度的研究

林明，白曉山，劉華君，潘竟海，陳友強，鄧超紅，李承業

(新疆農業科學院經濟作物研究所，烏魯木齊 830091)

【目的】篩選出新疆甜菜主栽品種，在膜下滴灌條件下與機械作業相配套的最佳密度。【方法】采用行距固定改變株距的密度方式，進行6個密度水平3次重復的小區試驗。【結果】葉面積指數在生育前期，隨著密度的增加呈增長趨勢，在生育中后期葉面積指數呈下降趨勢，密度越大下降越快；干物質積累以10×104株/hm2處理取得最大單位面積干物質積累量、產量及含糖率。隨密度的增大而增加，但是密度超過10×104～11×104株/hm2時，產量及含糖率則表現出下降的趨勢。【結論】在新疆甜菜機械化播種地區，甜菜適宜栽培密度為10×104株/hm2，此密度下可以取得較高產量和品質。

甜菜；密度；產量；含糖率

0 引 言

【研究意義】新疆作為我國甜菜糖重要生產基地之一，占據著全國甜菜糖業的半壁江山[1-3]。在全國最主要的東北、內蒙古、新疆這三大產區因地制宜的總結出膜下滴灌栽培、紙筒育苗栽培、起高壟紙筒栽培、覆膜紙筒栽培[4]等不同的栽培模式。膜下滴灌栽培模式是目前新疆在甜菜生產中的主要栽培模式，種植密度問題較突出。種植戶按照自己過去的經驗稀植，認為種植密度越小，塊根越大，產量越好，這種做法，忽略了群體效益，不但不能獲得較高的產量而且含糖率也會有大幅的降低，種植密度越小，雖然塊根大，產量高，但含糖率降幅較大；若甜菜種植密度過大，影響植株正常生長，植株爭光、爭肥現象嚴重，形成高低不等苗，導致塊根小，產量低。合理的甜菜高糖、高產栽培密度，既可以合理分配甜菜單株的營養面積，使甜菜塊根個體生長均衡，又可以提高甜菜含糖率。【前人研究進展】栽培密度對建立甜菜合理的群體結構有很大的影響，與產量有著密切的聯系。關于栽培密度對產量的影響，研究結果表明，不同地區根據當地的氣候條件、土壤條件和綜合的農藝栽培措施，應地制宜地采用合適的株、行距進行栽培，均可提高產量[5-6]。關于栽培密度對產量構成因素的影響，目前已有眾多研究結果。合理的群體結構，也就是合理的群體大小、組成、分布以及動態發展是實現作物高產、穩產、優質的基礎條件[7-9]。甜菜群體結構包括群體的組成、密度及其動態分布，是構成甜菜單產甚至總產的重要因素之一[10]。【本研究切入點】不同種植密度下，由于個體所處的微環境不同，植株在生長發育過程中會呈現不同的長勢和性狀。試驗選用的種植密度是在機械播種中，行距以確定的情況下，對甜菜株距進行改變從而改變其密度。通過對當地主栽品種不同處理的各階段生長數據的測量和計算，研究種植密度對其生長發育的影響，尋找最佳種植密度的數據。【擬解決的關鍵問題】通過觀察記載,測定不同時期各處理的株高及根圍、葉面積與葉面積指數、干物質積累、產量及含糖率，分析不同種植密度對當地甜菜主栽品種的影響差異，確定其最佳種植密度。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗地位于新疆奇臺縣西地鎮西地村，試驗地面積為6 667 m2(10畝)，土壤類型為壤土，肥力中等。播種期為5月10日，采用膜下滴灌技術，地膜厚度≥0.008 mm，幅寬75～80 cm；在播種甜菜時，利用播種機上的鋪管裝置，將滴灌管迷宮朝上鋪設于膜下的行間。鋪管、覆膜工作結束后，將PE支管或附管，對正出水管位置，橫鋪于地膜之上，并與膜下的滴灌管和干管上方的出水管相連接；支管或附管鋪設時，應有適量的彎曲。

選用當地主栽的國外引進甜菜品種HI0936，由先正達公司提供。

1.2 方 法

1.2.1 試驗設計

在行距為50 cm等行距的基礎上，設株距A、26 cm；B、24 cm；C、22 cm；D、20 cm；E、18 cm；F、16 cm六個處理，隨機區組排列，三次重復，采用人工膜上點種，一穴兩粒，確保出苗率，中后期田間管理按照平作膜下滴灌栽培技術規程執行。

1.2.2 株高及根粗

生育期內分別選擇各處理長勢均勻的5株甜菜，測定株高、根粗，根據王永坤，呂芳芝(1997)的測定方法，根粗測定基部根圍。

1.2.3 葉面積及葉面積指數

從各處理小區長勢均勻的植株中隨機選取5株，用打孔機取甜菜葉片的定量面積，測定單位面積甜菜葉片的干重，再用整株甜菜葉片干重換算得出甜菜葉面積。

葉面積指數(leaf area index)，又稱葉面積系數，是一塊地上作物葉片的總面積與占地面積的比值。

1.2.4 干物質積累

定點記載甜菜生育期，采用相似株取樣法，在幼苗期、葉叢生長盛期、塊根糖分增長期、糖分積累期、收獲期等5個時期，每處理選取生長整齊一致的植株5～6株，將葉、根分開，分別稱取鮮重，105℃下殺青30 min，80℃下烘干至恒重，再分別稱取干重。

1.2.5 產量及含糖率

收獲時采用全區計產的方法測定產量；取各小區中間行作檢糖樣品，用旋光儀進行含糖率測定。

1.3 數據統計

試驗數據采用Excel和DPS統計分析軟件進行處理及方差分析，新復極差測驗法比較各處理間的差異顯著性。

2 結果與分析

2.1 不同種植密度對甜菜株高的影響

甜菜的葉叢在整個生育期一直處于生長狀態，在老葉枯萎的同時就有新葉的產生，在不同的種植密度下，甜菜株高總體的趨勢為由低到高，各處理的株高隨著生育期的延長呈現上升趨勢，葉叢快速生長的階段在6月底到8月中旬，進入9月葉叢的高度不再有明顯的增高，此時營養都供給塊根部分，用于產量和含糖率的增加，葉叢基本上停止生長。另外，各處理的株高隨著種植密度的增加而降低，第一次調查時由于沒有完全封壟，單株葉片有相對足夠的空間進行光合作用，因此葉叢高度上的差異并不明顯，各處理平均高度在10.35 cm，到第二次調查時，田間封壟已經有一個月以上，密度較高的處理由于葉片之間相互遮蔭，葉片沒有足夠的空間進行光合作用，因此，生長較緩，而A處理密度最小，葉叢的生長相對較快，其他各處理的株高隨著種植密度的增加而降低。第三次調查時，處理間的差距最大，A處理相對于E處理高出5.32 cm左右，6月28日到8月28日為葉叢快速生長期，此時葉叢的生長速度最快，平均每天生長0.65 cm，而從8月28日到收獲前，葉叢平均每天生長只有0.21 cm。到收獲前，葉片已經長到最大，同時新葉的不斷增加，葉片數量已經達到最密的水平，各處理間的差異最小。圖1

圖1 不同種植密度下甜菜株高變化

2.2 不同種植密度對甜菜根圍的影響

密度對單株根圍的增加有著很大的影響，從苗期就可以看出，第一次取樣調查時，密度最小的A處理在所有處理當中根圍最大，而且在整個生育期中，A處理的根圍一直是所有處理中最高的，整個生育期各處理的根圍A

圖2 不同種植密度下甜菜根圍變化

2.3 不同種植密度對甜菜干物質積累量的影響

群體的干重主要由群體和個體間的協調生長所決定，A、B、C處理因群體小，總干物質累積明顯不及F、E、D處理；而到了生育后期，E、F處理由于個體間的競爭加劇，群體的調節能力達到了最高限度，所以各處理間的差異又有所減少，而此時D處理條件下的群體與個體配置最合理，所以D處理下的干物質總積累量最高。圖3

2.4 不同種植密度對甜菜葉面積指數的影響

甜菜不同種植密度下的葉面積指數發展過程大致呈現為單峰拋物曲線，各處理最大值均出現在7月18日。7月18日前葉面積指數隨著密度的增加而增大，即A

圖3 不同種植密度下甜菜干物質積累變化

圖4 不同種植密度下甜菜葉面積指數變化

2.5 不同種植密度對甜菜產量的影響

品種獨特的遺傳特性與環境因素以及種植方式的差異共同作用于甜菜產量結果。在相同品種的遺傳背景和環境下，不同時期的不同種植方式，能夠在一定程度上改變甜菜單株的生長環境，可使品種特性得到最大程度的發揮。合理的種植密度可以改善單位面積內單株的結構，使光能利用率得到提高，從而改善個體競爭產生的不利影響。根據最終的產量可知，不同處理間甜菜產量有極顯著的差異，其中隨著種植密度的增加，甜菜產量呈現先增大后減小的趨勢，其中以D處理最高，折合單產90 644.93 kg/hm2，由此可見，甜菜種植密度太大或太小都不能形成高產。所以，種植密度對產量有著較大影響，密度太小易造成漏光損失、土地浪費，而密度太大易造成田間郁閉，葉幕厚，通風透光性能差，葉光合效能不高、不利于高產的形成，適宜的種植密度是形成高產的先決條件。表1

表1 不同種植密度下甜菜產量

2.6 不同種植密度對甜菜含糖率的影響

種植密度對甜菜含糖率有很大的影響，各處理間的含糖率有極顯著的差異，甜菜含糖率呈現出單峰拋物曲線。在D處理和E處理之間達到最高值，然后呈下降趨勢。這與在糖分增長期及糖分積累期間各處理的葉面積指數的規律一致。表2

表2 不同種植密度下甜菜含糖率變化

3 討 論

不同密度通過影響單株的性狀和產量，進而影響群體的性狀和產量，適宜的栽培密度是取得作物高產的前提條件。確定合理密度的關鍵就是要正確處理個體和群體的關系，試驗中不同密度對甜菜的葉叢高度會產生一定的影響，密度越小的處理葉叢高度越高，單株獲得的光合營養面積也逐步增大，根粗也相應越粗；干物質積累量是形成產量的基礎，試驗各處理最終的單位面積的干物質積累從A處理到D處理之間，單位面積的干物質呈現增加趨勢，處理D的單位干物質總量最大，從D處理到F處理時，單位干物質總量又呈現下降趨勢，說明干物質積累量與密度有密切的關系。不同處理間葉面積指數在生育前期，植株較小，互相影響不大，葉面積指數隨著密度的增加呈增長趨勢，在生育中后期植株間會出現莖葉郁閉，通風透氣不良，造成田間小氣候變劣，進而導致植株葉片脫落導致葉面積指數呈下降趨勢，密度越大下降越快。種植密度對甜菜的含糖率有很大的影響，較小種植密度下，大量的光合產物消耗在新葉片的生長和塊根重量的增加上，相對地減少了用于糖分積累光合產物的份量，最終影響了塊根含糖率的積累，密度過大，個體的生長發育受限，單株沒有能夠得到充分的營養，含糖率反而會降低。研究顯示不同處理下隨著種植密度的增加，甜菜產量呈現先增大后減小的趨勢，密度太高或太低都不利于高產的形成。說明植株都有自我調節能力，但這種自我調節能力是有限的，低于或超過一定密度范圍時，其自我調節作用就無法彌補密度對群體的影響。

4 結 論

合理規劃栽植密度，即可保證單株重，又可使單位面積上有較高產量，從而發揮品種的最大生產潛力，不同種植密度對甜菜的株高、根圍、干物質積累量、葉面積指數，都有著一定的影響，幾乎所有指標都隨密度變化而變化。密度過大，群體通風透光較差，部分葉片已經失去作用，光合效率較低。通過在不同生育期對比葉叢高度、根圍變化規律、干物質、葉面積指數等方面的變化規律發現，密度在10×104株/hm2左右時甜菜的產量及含糖率最高，含糖率為15.07%～15.13%，產量可以達到90 644.93 kg/hm2。

References)

[1] 許群，陳連江，孫以楚，等.淺談我國甜菜科研現狀和發展目標及對策[J].中國糖料，1994,(4):42-45.

XU Quan, CHEN Lian-jiang, SUN Yi-chu, et al.(1994).Talking about the current situation of China sugar beet research and development goals and countermeasures [J].SugarCropsofChina, (4):42-45.(in Chinese)

[2] 張古勤.新疆甜菜糖業的現狀和發展[J].中國甜菜糖業，2007,(3)：45-46.

ZHANG Gu-qin. (2007).Status and Development of Beet Sugar in Xinjiang [J].ChinaBeet&Sugar, (3):45-46. (in Chinese)

[3] 王燕飛，李翠芳，李承業，等.我國甜菜栽培模式研究進展[J].中國糖料，2011,(1)：55-57.

WANG Yan-fei, LI Cui-fang, LI Cheng-ye, et al.(2011). Progress of the sugar beet cultivation patterns in China [J].SugarCropsofChina, (1):55-57.(in Chinese)

[4] 李美清，張英俊，李潔，等.不同栽培方式對甜菜產質量的影響[J].中國糖料，2009,(3)：34-35.

LI Mei-qing, ZHANG Ying-jun, LI-jie, et al. (2009). Effect of different cultivations on sugar beet yield and quality [J].SugarCropsofChina, (3): 34-35.(in Chinese)

[5] 張全國，馬瑞昆，賈秀領，等.種植密度和樣式對強筋小發產量及其構成的影響[J].河北農業科學，2006，10(2)：11-15.

ZHANG Quan-guo, MA Rui-kun, JIA Xiu-ling, et al. (2006). Effect of panting density and pattern on yield and yield components of different high-gluten winter wheat [J].HebeiAgriculturalSciences, (2):11-15. (in Chinese)

[6] 趙廣才，張艷，劉利華，等.施肥和密度對小麥產量及品質的影響[J].麥類作物學報，2005，25(5)：56-59.

ZHAO Guang-cai, ZHANG Yan, LIU Li-hua, et al.(2005). Effect of different fertilizing and plant density on grain yield and Its processing quality of wheat [J].JournalofTriticeaeCrops, (5):56-59. (in Chinese)

[7] 高揚，劉化龍，楊亮，等.插秧密度對寒地頻稻的產量及產量構成因素的影響[J].作物雜志，2009，(6)：64-68.

GAO Yang, LIU Hua-long, YANG Liang, et al. (2009). Effects of different transplanting densities on yield and yield component of japonica rice in cold region [J].Crops, (6):64-68. (in Chinese)

[8] 吳春贊，葉定池，林華，等.栽插密度對水稻產量及品質的影響[J].中國農學通報，2005，21(6)：190-191，205.

WU Chun-zan, YE Ding-chi, LIN Hua, et al.(2005). Effects of transplanting density on rice yield and its quality [J].ChineseAgriculturalScienceBulletin, (6):190-191,205. (in Chinese)

[9] 王成璦，王伯倫，張文香，等.栽培密度對水稻產量及品質的影響[J].沈陽農業大學學報，2004，35(4)：318-322.

WANG Cheng-ai, WANG Bo-lun, ZHANG Wen-xiang, et al. (2004). Effect of planting density on grain yield and quality of rice [J].JournalofShenyangAgriculturalUniversity, (4):318-322. (in Chinese)

[10] 李慶會，李志剛，智燕鳳，等.通遼地區甜菜最適種植密度分析[J].中國糖料，2014,(1)：48-50.

LI Qing-hui, LI Zhi-gang, ZHI Yan-feng, et al. (2014). Planting density experiment of Sugar beet in Tongliao [J].SugarCropsofChina, (1):48-50.(in Chinese)

[11] 王永坤，呂芳芝.植物葉面積測定的研究[J].農業與技術，1997，9 (3)：15-17

WANG Yong-kun,LU Fang-zhi,et al(1997).Study on the measure of leaf area[J]Agriculture and Technologh,(3):15-17.(in Chinese)

Fund project:Supported by Special funds for the construction of modern agricultural industry technology system (CARS-210410)

Research of the Optimum Beet Planting Density under Drip Irrigation Condition

LING Ming, BAI Xiao-Shan, LIU Hua-jun, PAN Jing-hai, CHEN You-qiang,DENG Chao-hong, LI Cheng-ye

(Research Institute of Industrial Crops, Xinjiang Academy of Agricultural Science, Urumqi 830091, China)

【Objective】 To screen out the optimum density of Xinjiang beet cultivars under drip irrigation and mechanical work conditions.【Method】Six density levels with 3 times repeated plot trials were conducted through changing the plant spacing under fixed row spacing.【Result】In early growth stage, leaf area index increased with the increasing density. In the latter part of growth, leaf area index showed a downward trend, the greater the density, the faster the fall. Dry matter accumulation per unit area got the maximum when the density was 100,000/hm2. The yield and sugar content increased with increasing density, but when the density was more than 100-110 thousand/hm2, the yield and the sugar content showed a downward trend【Conclusion】In Xinjiang mechanized areas, the suitable planting density of beet is 100,000/hm2, under which a higher yield and quality can be achieved.

beet; density; yield; sugar content

10.6048/j.issn.1001-4330.2016.07.010

2016-03-01

現代農業產業技術體系建設專項資金(CARS-210410)

林明(1982-)，男，甘肅人，助理研究員，研究方向為甜菜栽培，(E-mail)lm126com@126.com

李承業(1957-)，男，甘肅人，推廣研究員，研究方向為甜菜栽培，(E-mail)lcy7679@126.com

S566.3

A

1001-4330(2016)07-1245-06