播期和密度對釀酒高粱生長發育、主要農藝性狀和產量的影響

張 林，殷 勇，張德銀，應 恒，杜勇利，周俊輝

（宜賓市農業科學院，四川 宜賓 644000）

高粱（Sorghum bicolor L.)是種植面積僅次于玉米、小麥、水稻、大麥的第五大谷類作物，也是中國釀造白酒的優質原料，五糧液、茅臺、瀘州老窖、郎酒、汾酒等眾多名酒的主要原料均是高粱。隨著我國農業種植結構的不斷調整，糯紅高粱在我國西南地區種植面積逐年增加，已成為該地區農民增收、企業增效的重要經濟作物。適期播種是高粱產量和籽粒品質形成的關鍵，過早或推遲播種都會降低產量。針對播期和密度對高粱生長發育和產量的影響，前人做了很多研究，由于地區生態、品種及栽培制度等差異，研究結果不盡相同。研究表明，釀酒高粱的生長發育、物質積累及產量形成除了受遺傳特性、栽培制度、病蟲害等因素影響外，還與生長發育期間的氣象因子配置密切相關。過早播種會降低高粱籽粒總淀粉含量，適時播種有利于提高高粱籽粒總淀粉、支鏈淀粉的含量，改善品質，并最終提高產量。延遲播種可能在揚花期或籽粒灌漿期遇到高溫逼熟，進而影響籽粒灌漿結實，導致產量和品質下降。隨著播期推遲，生育期縮短，高粱各時期干物質積累量、產量及構成因素呈先增加后降低的趨勢，溫度是引起高粱播期間產量差異的關鍵氣象因子，最終影響產量。播期對高粱株高、穗粒數、千粒質量及產量均有顯著影響，且積溫、降水量均隨播期的延遲而減小。前人針對高粱的最適播期研究較多，不同地區不同高粱品種的最佳適宜播期不同，在重慶地區種植‘川糯粱1號’的最適播期為4月20日左右；在黃淮西部地區，高粱的最適播期在5月20日左右，有利于高粱生長期間有效地趨利避害，實現較高的生產潛力；‘紅纓子’品種在貴州金沙縣的最適播期為4月15日前后。目前，釀酒高粱新品種‘宜糯紅4號’已逐漸成為川南地區主推品種，在川南丘陵地區針對釀酒高粱新品種‘宜糯紅4號’的最適播期和種植密度方面的研究鮮有報道。由于缺乏配套的高產高效栽培技術，品種的豐產性和穩產性難以達到預期目標。因此，研究不同播期和密度對高粱的生育期、主要農藝性狀及產量的影響，確定該品種的適宜播期和種植密度，對本地區釀酒高粱產業發展具有重要的指導意義。基于此，本研究以釀酒高粱新品種‘宜糯紅4號’為試驗材料，旨在探討不同播期和密度對高粱生長發育進程、主要農藝性狀和產量性狀的影響，以期為高粱高產高效栽培提供理論參考依據。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

試驗選用釀酒高粱新品種‘宜糯紅4號’為材料，品種特征特性為：全生育期平均122.5 d，幼苗綠色，芽鞘綠色，平均株高260.0 cm，穗傘形，散穗，穗長35.5 cm，穗粒質量51.6 g，千粒質量18.4 g，紅殼，紅褐粒，胚乳糯質，總淀粉77.12%，其中支鏈淀粉98.66%，粗脂肪3.72%，單寧1.31%，中抗絲黑穗病，中抗炭疽病。該品種于2018年通過農業農村部品種登記，登記編號：GPD高粱（2018）510254，由宜賓市農業科學院高粱和薯類研究所提供。

1.2 試驗方法

試驗于2020年3—9月在宜賓市農業科學院大觀科研基地試驗田進行，試驗地前茬為油菜綠肥。試驗田土壤為紅粘土，地面平坦，土壤肥力中等，土壤pH值為6.4，耕層土壤有機質含量2.8%，全氮含量1.28%，有效氮5.82 mg·kg，有效磷58.2 mg·kg，速效鉀74.12 mg·kg。試驗采用裂區試驗設計，主區為播期B，設置6個水平，分別為：B1（3月10日）、B2（3月20日）、B3（3月30日）、B4（4月9日）、B5（4月19日）、B6（4月29日）；副區為密度A，設置4個水平，分別為：A1（8.25萬株·hm）、A2（9.00萬株·hm）、A3（9.75萬株·hm）和A4（10.50萬株·hm）。試驗共設24個處理，每個處理3次重復，小區面積15 m，采用育苗盤育苗移栽，等行距種植，6個行區，行距50 cm，每穴定植壯苗2株。試驗地移栽前施入過磷酸鈣（PO）150 kg·hm做穴邊底肥，拔節期培土起壟追施20%三元復合肥（N∶PO∶KO=10∶5∶5）675 kg·hm，其他管理同當地大田生產管理一致。

1.3 測定項目和方法

1.3.1 氣象數據 2020年氣象數據由宜賓市農業科學院烤煙研究所提供。

1.3.2 生育期調查記載 播期、出苗期、拔節期、抽穗期、開花期、成熟期，每個時期的記載至少75%達到要求，并計算生育期天數和生育期階段天數。

1.3.3 植株主要農藝性狀的測定 乳熟末期，每個小區中間一行連續選取10株，用卷尺、游標卡尺分別測量株高、穗長、穗下柄長度和莖粗，并分別計算平均值。

1.3.4 產量相關性狀指標的測定 去除邊際效應后，收獲全部有效穗，編號后帶回室內進行脫粒、晾曬、稱質量，測定水分，計算小區產量。每個處理取10株樣品考種，調查千粒質量、穗粒質量和穗粒數，以平均值進行統計分析。

1.3.5 數據分析 數據平均值采用Microsoft Excel 2010整理，應用DPS9.01軟件進行統計分析，用Duncan法進行多重比較（a=0.05）。

2 結果與分析

2.1 不同播期和密度對高粱生育期的影響

播期對高粱生育期的影響高于密度，密度間差異不顯著。隨著播期的不斷推遲，高粱生育期天數明顯縮短。由表1可以看出，不同播期對高粱全生育期影響表現為：B1＞B2＞B3＞B4＞B5＞B6，其中B1生育天數最長為126 d，B6生育天數最短為104 d，兩者相差22 d。播期每延長1 d，全生育期天數縮短0.44 d。如圖1所示，日均溫和日均日照與全生育期天數呈負相關，相關性達到極顯著水平（P＜0.01），表明日均溫和日均日照是影響高粱生育期的最重要氣象因子。如圖2所示，從高粱各個主要生育階段分析，播栽期（播種期至移栽期的天數）的平均值為16 d，占全生育期的1/6。隨著播期的不斷推遲，播栽期呈緩慢上升趨勢。4月9日處理播栽期達到最大值為20 d，之后呈下降趨勢。擬合方程為y=-0.011x+1 044x-2E+07，R=0.969**，各處理間差異顯著。播拔期（播種期至拔節期的天數）的平均值為50 d，占全生育期的2/5，播期間差異顯著。隨著播期的推遲，播拔期呈線性下降趨勢。3月10日播拔期為57 d，4月29日播拔期為41d，相差16 d，擬合方程為y=-0.337x+14 982，R=0.978**。播抽期（播種期至抽穗期的天數）的平均值為82 d，占全生育期的3/5以上，播期間差異顯著，隨著播期的推遲，播抽期呈線性下降趨勢。3月10日播抽期為96 d，4月29日播抽期為70 d，兩者相差26 d。擬合方程為y=-0.494x+21 974，R=0.983**。抽熟期（抽穗期至成熟期的天數）的平均值為35 d，占全生育期的1/4，播期間差異顯著，隨著播期的推遲，抽熟期呈上升趨勢，3月30日抽熟期達到最大值為39 d，隨后逐漸下降，擬合方程y=-0.012x+1 091x-2E+07，R=0.963**。在高粱主要生育階段中，播抽期在全生育期中占比最大，且隨著播期推遲，播抽期顯著縮短。

圖1 氣象因子與高粱生育期的相關分析

圖2 不同播期和密度對高粱主要生育階段的影響

表1 不同播期處理對‘宜糯紅4號’生育期的影響

2.2 不同播期和密度對高粱主要農藝性狀的影響

由表2所示，高粱株高受播期影響，處理間差異極顯著，株高大小順序為：B6（288.6a）＞B1（287.6a）＞B2（286.9a）＞B4（278.6ab）＞B3（276.0b）＞B5（264.7c），說明隨著播期的推遲，株高呈減小的趨勢，但B6處理株高出現異常偏高。受密度影響，株高大小順序為：A4（282.3a）＞A2（280.8ab）＞A1（280.7ab）＞A3（277.8b），說明隨著密度的增加，株高逐漸增長。穗長受播期影響，處理間差異極顯著，大小順序為：B2（36.2a）＞B1（34.5b）＞B4（33.7b）＞B3（33.5b）＞B6（31.9c）＞B5（31.3c），說明隨著播期的推遲，穗長逐漸減小。密度間差異顯著，大小順序為：A1（33.9a）＞A2（33.7a）＞A3（33.5ab）＞A4（32.8b）,說明隨著種植密度的增大，穗長逐漸縮短。穗下柄長度受播期影響，處理間差異顯著，大小順序為：B6（19.8a）＞B4（17.0b）＞B5（16.8bc）＞B2（15.5cd）＞B3（15.4cd）＞B1（15.2d）,說明隨著播期的延遲，穗下柄長度逐漸伸長。密度間差異極顯著，A4（17.2a）＞A3（16.9ab）＞A2（16.3ab）＞A1（15.9b）,說明隨著種植密度的增加，穗下柄長度逐漸伸長。莖粗受播期影響，處理間差異顯著，大小順序為：B3（1.97a）＞B2（1.88ab）=B1（1.88ab）＞B4（1.77ab）＞B5（1.73ab）＞B6（1.71b），說明隨著播期的推遲，莖粗呈先增加后逐漸減小的趨勢，密度間差異不顯著。

表2 不同播期和密度對高粱主要農藝性狀的影響

2.3 不同播期和密度對高粱產量及其構成要素的影響

如表3所示，不同播期處理對籽粒產量表現為B2（5 296.6a）＞B1（5 232.9a）＞B3（4 672.6b）＞B4（3 730.5c）＞B5（2 492.8d）＞B6（1 596.4e）。不同密度處理對籽粒產量表現為A4（4 049.1a）＞A3（4 027.3a）＞A2（3 669.7b）＞A1（3 601.7c）。經方差分析結果表明，各播期處理籽粒產量之間的差異達到極顯著水平（P＜0.01），受密度影響達到顯著水平（P＜0.05），播期密度互作對籽粒產量、穗粒質量和穗粒數影響達到顯著水平（P＜0.05）。由圖3可以看出，隨著播期的不斷推遲，產量呈短暫上升后下降的趨勢，B2最大為5 296.6 kg·hm，B6最小為1 596.4 kg·hm。根據播期與產量的關系，擬合方程為y=0.066x-8 773x+4E+08x-6E+12，R=0.929**，擬合度較好。根據播期和密度對產量及其構成要素分析結果表明，千粒質量、穗粒質量和穗粒數受播期影響較大，達到極顯著差異（P＜0.01）；穗粒質量和穗粒數受密度影響較大，達到極顯著差異（P＜0.01），但千粒質量差異不顯著。隨著播期推遲和密度增大，穗粒質量減小，B1A1穗粒質量最大為73.71 g，B6A4穗粒質量最小為25.06 g，相差48.65 g，下降幅度較大。受播期和密度影響，穗粒數呈下降趨勢，B2穗粒數平均值最大，為3 775.5粒，B6穗粒數平均值最小，為1 529.3粒。

表3 不同播期密度處理對高粱產量及其構成要素的影響

圖3 不同播期對高粱籽粒產量的影響

2.4 不同播期和密度下產量與其構成要素的相關性

由表4可以看出，在不同播期和密度處理下，籽粒產量與穗長（X）、穗粒質量（X）和穗粒數（X）呈極顯著正相關（P＜0.01），與千粒質量（X）不顯著。籽粒產量與其構成要素的相關性表現為：穗粒數（0.91**）＞穗粒質量（0.90**）＞穗長（0.77**）＞千粒質量（-0.26），表明播期和密度主要通過調控穗粒數、穗粒質量及穗長差異變化，最終影響籽粒產量。

表4 不同播期和密度處理下產量及其構成要素相關性分析

3 結論與討論

3.1 播期和密度對高粱生育進程變化的影響

播期和密度是作物獲得高產高效的重要的栽培因素，作物生育期內的溫度、光照、水分、土溫等氣象因子都可以通過播期來調控，從而影響作物的生育進程。合理密植是作物群體結構分布和實現庫源協調的關鍵措施。本研究結果表明，隨著播期的不斷推遲，高粱的生育期明顯縮短，密度間差異不顯著，3月10日生育天數最長為126 d，4月29日生育天數最短為104 d，兩者相差22 d。播期每延長1 d，全生育期天數縮短0.44 d，這與前人的研究結果基本一致，說明播期是影響高粱生育期的關鍵因素。不同播期對夏高粱生育期影響的研究結果完全不一致，可能是春、夏兩季播種時期差異、種植區域生態氣候特點及品種特性引起的。播期和密度對高粱主要生育階段變化的研究結果表明，播種至移栽期和抽穗至成熟期呈先升后降的趨勢，播種至抽穗期受播期影響最大，明顯縮短，這與前人研究結果不一致，可能是品種本身特征特性和試驗區域氣候因素引起的。此外，根據氣象因子（日均溫、濕度、日照時數）與高粱主要生育階段的相關性分析可知，日均溫和日均日照對高粱生育期的影響呈極顯著負相關，與前人研究結果基本一致，說明播期主要是調節高粱生育期內的日均溫和日均日照外界因子變化，改變了作物的生長發育進程，最終影響生育期。

3.2 播期和密度對高粱主要農藝性狀和產量的影響

高粱的產量和品質形成不僅取決于品種特性，而且受到環境因子和栽培措施的影響。分期播種和調整種植密度作為重要的栽培手段，改變了作物生長發育期間的光熱資源，對作物產量形成具有重要的意義。已有研究表明，隨著播期的延遲和密度的增大，株高增加，莖粗變細，穗長變短，產量增加，但超過最適密度則下降或趨于平穩。本研究結果認為，在試驗設置密度范圍內，隨著播期的推遲和種植密度的增大，株高先降后升，穗長縮短，穗下柄長度增加、莖粗變細，與前人研究基本一致。在播期密度對高粱產量影響方面，隨著播期的不斷推遲，高粱穗長、穗粒質量、穗粒數、千粒質量和產量呈下降趨勢。本研究表明，播期對產量的影響高于密度，且受播期推遲影響，產量呈短暫上升后下降趨勢，穗長縮短，穗粒質量和穗粒數下降，與前人研究結果基本一致，說明選擇適宜播期是高粱獲得高產優質的關鍵。過早播種，由于早春氣溫低或倒春寒，影響了高粱種子發芽、出苗、苗期生長及移栽后苗期管理，不利于形成壯苗。過晚播種，日均溫升高，日均日照時數增加，高粱生長發育進程加快，生育期縮短，籽粒灌漿受7月中旬至8月上旬高溫逼熟，籽粒干物質積累未達到飽和狀態，進入脫水成熟階段，產量呈下降趨勢。

綜上所述，播期對高粱生長發育、主要農藝性狀及產量的影響高于密度。日均溫和日均日照是播期調節高粱生長發育的關鍵氣象因子。適宜早播有利于提高產量，晚播產量下降明顯。結合當地氣候條件和品種特性，釀酒高粱新品種‘宜糯紅4號’的推薦最適播期為3月20日左右，適宜種植密度為9.75萬～10.5萬株·hm，可獲得最高產量為5 296.6 kg·hm。