不同種植密度對高粱生長和產量的影響

張周凱

六盤水市水城區農業農村局，貴州 六盤水 553000

0 引言

貴州省位于我國西南地區，以其多山的地理特征和多樣的農業文化而聞名。高粱作為貴州省重要的糧食作物之一，在地區農業經濟中扮演著重要的角色［1］。然而，隨著人口的增加，土地資源的有限性越發明顯，如何提高高粱的產量并確保農業可持續發展成為當地農業研究的重要議題之一。高粱的產量受多種因素影響，其中種植密度是一個關鍵因素。種植密度是指在單位面積內種植的植株數量，其直接影響植株之間的競爭、養分利用效率及作物的生長狀況。不同的種植密度可能會對高粱的長勢、倒伏率、病株率、產量及品質產生影響。貴州省獨特的地理和氣候條件可能會對高粱的生長產生特殊的影響［2］，因此需要對貴州省的高粱種植密度進行深入研究，以制定適合貴州省的農業管理策略［3］。此次研究旨在探討不同種植密度對貴州省高粱生長和產量的影響。深入了解這些影響，可以為貴州省的高粱種植提供更科學的建議，促進農業可持續發展，保障食品安全和糧食安全。

1 試驗材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于貴州省六盤水市水城區雞場鎮旗幟村，平均海拔1 450 m，年平均氣溫16.3 ℃，年平均降水量為900 mm。前茬作物為油菜，試驗地測土結果表明，該試驗地土壤有機質質量分數為11.61 g/kg、堿解氮質量分數為67.65 mg/kg、速效磷質量分數為16.68 mg/kg、速效鉀質量分數為138.50 mg/kg，pH值為8.62。

1.2 試驗材料

試驗用高粱品種為紅纓子高粱，是一種有機糯性高粱。

1.3 試驗設計

試驗于2021年5—9月進行，設計5個種植密度，分別為90 000 株/hm2（A1組）、120 000 株/hm2（A2組）、150 000株/hm（2A3組）、180000株/hm（2A4組）、210000株/hm2（A5組），每個處理為1個小區，每小區面積為20 m2。5 個小區隨機排列。

1.4 田間管理

除種植密度不同外，各小區其他管理措施保持一致。整地過程中施加底肥，統一使用琨恩生物有機肥，施肥量為750 kg/hm2。在高粱拔節期進行1次除草、營養液噴施與病蟲害防治工作。

1.5 測定項目與方法

1.5.1 生長指標

在高粱成熟期，每小區隨機選擇長勢良好的10 株高粱進行株高、莖直徑、節間長、莖節數等指標的測量。

1.5.2 倒伏率和病株率

在高粱生長期間，記錄高粱植株的倒伏情況和病株數量，計算倒伏率和病株率。

1.5.3 產量

在高粱收獲期，每小區選取1 m2對高粱進行收割，就地稱取莖稈鮮質量（鮮草產量），將莖稈烘干殺青后再稱取莖稈干質量（干草產量）。

1.5.4 葉綠素含量和光合指標

葉綠素含量和光合指標可以體現高粱光合作用效率和葉片健康狀況。在高粱灌漿期，每小區選取具有代表性的高粱10 株，于09∶00—11∶00 用SPAD-502 型測定儀測定倒二葉的葉綠素相對含量（Soil and Plant Analyzer Development，SPAD），用CI-340 型光合作用測定儀測定倒二葉的氣孔導度、凈光合速率、蒸騰速率［4］，測定位置為葉片中部。

1.5.5 營養成分

高粱收獲后，將高粱秸稈干樣粉碎過篩，測定其營養成分，包括粗蛋白質量分數、粗脂肪質量分數、粗纖維質量分數及含糖量。粗蛋白質量分數采用凱氏定氮法測定，粗脂肪質量分數采用索氏提取法測定，粗纖維質量分數參照《飼料中粗纖維的含量測定過濾法》（GB/T 6434—2006）測定［5］，使用糖分測定儀測定莖基部第2節間的含糖量［6］。

1.6 數據統計與分析

采用Microsoft 2007 和DPS 15.0 數據處理系統對試驗數據進行處理及統計分析。

2 試驗結果與分析

2.1 不同種植密度對高粱生長的影響

由表1 可知，隨著種植密度的逐漸增大，高粱的株高、莖直徑、節間長呈現出明顯變化。各處理高粱株高為214.35～238.79 cm，高粱株高隨著種植密度的增大而增大，A5組高粱株高最高，A1組高粱株高最低，表明較大的種植密度對高粱的垂直生長產生了積極影響。各處理高粱莖直徑為1.55～2.28 cm，高粱莖直徑隨著種植密度的增大而減小，A1組高粱莖直徑最大，A5組高粱莖直徑最小，意味著較小的種植密度可能有助于增大高粱的莖直徑。各處理高粱節間長為17.18～22.71 cm，高粱節間長隨著種植密度的增大而增大，A5組高粱節間長最大，A1組高粱節間長最小，意味著較大的種植密度可能導致高粱植株的節間長增大，表明較大的種植密度可能會影響高粱的分枝和節間空間分布。各處理高粱莖節數為13.99～14.43 節，各處理高粱莖節數沒有明顯差異，表明種植密度對高粱的莖節數影響較小。

2.2 不同種植密度對高粱倒伏率及病株率的影響

由表2 可知，隨著種植密度的增大，高粱倒伏率和病株率整體呈增大趨勢。各處理倒伏率存在明顯差異，A1組和A2組高粱倒伏率小于其他處理，意味著相對較小的種植密度可以有效減少高粱的倒伏風險，從而降低倒伏率。各處理高粱病株率存在明顯差異，A1組和A2組高粱病株率小于其他處理，可能與較小的種植密度下高粱植株之間的通風良好及單株可以獲得更多水分、光照等資源有關，從而使植株生長更為健壯，病株率較小。

表2 不同種植密度對高粱倒伏率與病株率的影響%

2.3 不同種植密度對高粱產量的影響

由表3 可知，隨著種植密度的增大，高粱的鮮草產量和干草產量均呈現出先增大后減小的趨勢。各處理高粱鮮草產量為88.38～109.26 t/hm2，A3組高粱鮮草產量最大，A5組高粱鮮草產量最小。這一變化趨勢反映了種植密度對高粱生長的復雜影響，初期較大的種植密度可以促進高粱生長，但隨著種植密度的繼續增大，植株之間資源競爭加劇可能會導致高粱產量減小。各處理高粱干草產量為23.58～29.19 t/hm2，A3組高粱干草產量最大，A5組高粱干草產量最小，也進一步強調了較大的種植密度可能會在一定程度上限制高粱對資源的獲取，從而影響高粱產量。

表3 不同種植密度對高粱產量的影響

2.4 不同種植密度對高粱葉片SPAD 值及光合作用的影響

由表4 可知，隨著種植密度的增大，高粱葉片的SPAD 值呈逐漸減小的趨勢。各處理高粱葉片的SPAD 值為22.11～28.56，A1組高粱葉片的SPAD 值最大，A5組高粱葉片的SPAD 值最小，表明較小的種植密度有助于增大高粱葉片的SPAD 值。隨著種植密度的增大，高粱葉片的氣孔導度、凈光合速率和蒸騰速率均呈逐漸減小的趨勢，A1組和A2組高粱葉片的氣孔導度、凈光合速率和蒸騰速率均大于A3組、A4組和A5組，其中A1組高粱葉片的氣孔導度、凈光合速率、蒸騰速率分別比A5組增大了10.6%、21.0%、24.3%，意味著較小的種植密度條件下，高粱植株能夠獲得更多的生長空間，充分利用光照資源增強光合作用，促進單株生物產量的積累。

表4 不同種植密度對高粱葉片SPAD值及光合作用的影響

2.5 不同種植密度對高粱營養品質的影響

由表5 可知，各處理高粱粗蛋白質量分數為7.66%～8.58%，A2組高粱粗蛋白質量分數最大，A5組高粱粗蛋白質量分數最小，表明不同種植密度對高粱粗蛋白質量分數有一定影響，尤其是較小的種植密度可能有助于增大高粱粗蛋白質量分數，從而增加其營養價值。

表5 不同種植密度對高粱營養品質的影響%

各處理高粱粗脂肪質量分數為3.55%～3.69%，各處理高粱粗脂肪質量分數沒有明顯差異，說明種植密度對高粱粗脂肪質量分數影響較小。

各處理粗纖維質量分數為34.43%～37.58%，A4組高粱粗纖維質量分數最大，A1組高粱粗纖維質量分數最小，意味著較大的種植密度可能會增大高粱粗纖維質量分數，進而影響其口感和消化性。

各處理高粱含糖量為14.38%～15.73%，A2組高粱含糖量最大，A4組高粱含糖量最小，表明較小的種植密度條件下，高粱可能積累更多的糖分，從而提升其甜度和口感。

3 結論與討論

高粱是一種重要的糧食作物，其生長和產量受到多種因素的影響。時凱等［6］探究不同種植密度及不同畜禽糞肥作基肥對飼用甜高粱農藝性狀及糖分含量的影響，發現使用雞糞作基肥時，不同種植密度的甜高粱農藝性狀及糖分含量差異不顯著；使用羊糞作基肥時，株距45 cm的甜高粱株高、葉長、莖質量、莖稈長及糖分含量顯著高于株距55 cm，葉面積和單株鮮質量也高于株距55 cm；使用豬糞作基肥時，株距45 cm的甜高粱葉長和葉綠素含量顯著高于株距55 cm。潘映雪等［7］探究不同施肥量和不同播種密度對帚高粱農藝性狀和穗帚產量的影響，發現不同施肥量和不同種植密度下穂帚產量均有顯著差異。

此次研究結果表明，不同種植密度在一定程度上對高粱的生長產生了影響，較大的種植密度有助于增大高粱的株高、節間長，減小高粱的莖直徑。這些發現為進一步研究不同種植密度對高粱生長的影響提供了重要信息，并有助于優化高粱種植的管理策略。

不同種植密度對高粱的倒伏率和病株率產生了明顯的影響，較小的種植密度條件下，高粱群體之間的通風良好，植株能夠更好地獲取生長所需的資源，有助于降低倒伏率和病株率。在實際生產中，種植密度的選擇不僅會影響高粱的產量，還會對高粱的健康和穩定生長產生重要影響，需要綜合考慮以實現最佳的種植管理策略。

不同種植密度對高粱產量產生了明顯的影響。較大的種植密度可能會在一定程度上增大高粱產量，但過大的種植密度可能會加劇高粱植株之間對資源的競爭，導致高粱產量下降。因此，在實際生產中，種植人員需要謹慎考慮種植密度，以平衡高粱的生長需求和最大化產量，從而實現高粱種植可持續發展。

不同種植密度對高粱葉片SPAD 值和光合作用產生了明顯影響。較小的種植密度有助于增大高粱葉片SPAD 值，同時增大氣孔導度、凈光合速率和蒸騰速率。這說明較小的種植密度條件下，高粱能夠更充分地利用光照資源，從而提高光合作用效率，對于高粱的生長具有積極作用。這些發現強調了種植密度對于高粱的養分吸收和生長非常關鍵，可以為高粱種植管理策略的優化提供有力的指導，進一步提高高粱的產量和品質。

不同種植密度對高粱的營養品質產生了明顯影響。較小的種植密度有助于增大高粱的粗蛋白質量分數和含糖量，使其更具營養價值。較大的種植密度導致高粱粗纖維質量分數增大，這可能會影響高粱的口感和消化性。這些結果強調了在高粱種植中，需要綜合考慮產量和品質之間的權衡，以滿足不同市場需求。

筆者系統性地探討了不同種植密度對高粱生長、產量的影響，綜合研究結果，建議貴州省六盤水市高粱種植密度為150 000株/hm2。