种植密度对饲用高粱农艺性状及生物量的影响

梁万鹏,柴世伟，赫春杰，高 钰，徐振飞,张有龙，张郁萍

庆阳市农业科学研究院，甘肃 庆阳 745000

种植密度对饲用高粱农艺性状及生物量的影响

梁万鹏,柴世伟，赫春杰，高 钰，徐振飞,张有龙，张郁萍

庆阳市农业科学研究院，甘肃 庆阳 745000

为了研究不同种植密度对饲用高粱主要农艺性状及生物量的影响，对饲用高粱株高、叶面积、茎粗、分蘖数等农艺性状及各指标的相关性进行分析，明确了不同密度对相关指标的影响：20 cm×30 cm密度株高最高，20 cm×50 cm密度下叶面积最大，40 cm×30 cm密度下苗期分蘖最多,并得到了综合评价得分公式：综合得分=F1×33.112+F2×31.012+F3×24.643，根据综合得分得出大卡Big Kahuna最优种植密度行株距为40 cm×30 cm。

种植密度；饲用高粱；农艺性状；生物量

饲用高粱\%(forage sorghum\%)因其光合效率高、抗逆性强、生产成本低等特点被认为是我国最具潜力的作物之一,是世界第五大粮食作物，同时又是一种优质饲料作物。但由于其配套的栽培技术滞后，品种的增产作用没能充分发挥，一定程度影响了开发与推广。密度是关系到作物产量的重要因素，对甜高粱也不例外。不同栽培密度对饲用高粱产量和农艺性状的影响开展研究，为指导甜高粱生产提供一些科学依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

对引进的15个饲用高粱新品种进行品比试验，筛选出大卡Big Kahuna，研究不同种植密度对大卡Big Kahuna农艺性状及生物量的影响，并筛选出其最适宜的种植密度。

1.2 试验地概况

试验点位于庆阳市宁县和盛镇揪包头村，本地区属温带半干旱半湿润大陆性季风气候，海拔1 220 m，土壤为黑垆土，有机质含量不足1%，pH=8.1，土壤孔隙度54%，容重1.1～1.3 g/m3；田间储水量22%，降水渗深度1.6～2.0 m；年平均降水量500 mm；年均温度10.4℃，年积温4 028.3℃≥ 0℃,年有效积温3 735.7℃≥10℃,无霜期169 d。

1.3 试验方法

通过在大田中设置8个不同种植密度、24个试验小区进行对比试验。整地前每667 m2施有机肥1 000 kg、复合肥20 kg、毒死蜱4 kg。试验共设置8个密度梯度，行距×株距分别为：

20 cm×20 cm(25.12万株/hm2)、20 cm×30 cm (16.67万株/hm2)、20 cm×40 cm(12.51万株/hm2)、20 cm×50 cm(10.01万株/hm2)。

40 cm×20 cm(12.51万株/hm2)、40 cm×30 cm(8.34万株/hm2)、40 cm×40 cm(6.25万株/hm2)、40 cm×50 cm(5.00万株/hm2)。

2 结果与分析

2.1 不同生长期各密度条件下，农艺性状结果

2.1.1 株高变化 由图1得知，在8月10日之前，各密度条件下株高没有明显差异，8月24日有效降雨后，株高呈现出了分化，20 cm×30 cm密度株高最高，40 cm×20 cm密度下株高最低。表明株距对株高影响较大，行距对株高没有影响。株距过小，土壤含水量不能满足生长需要，株距过大，地面出现裸露加大了地面水分蒸发量，造成土壤含水量降低。因此，30 cm的株距密度比较适合。

2.1.2 叶面积变化 由图2得知，各密度下叶面积的变化没有明显差别。随着时间推移，叶面积在持续增加，但20 cm×50 cm密度下，叶面积最大，表明较大的株距，有利于叶片展开。

图1 不同密度条件下株高随时间变化

图2 不同密度条件下叶面积随时间变化

2.1.3 茎粗变化 由图3得知，在7月20日之前，茎粗变化最大，随后变化不大，表明茎粗生长主要在苗期。

2.1.4 分蘖数变化 由图4得知，分蘖数也呈现出先降后升、随后保持平稳的状态。表明饲用高粱出苗后具有较高的分蘖能力，但是由于水分、养分等因素的限制，生长较弱的分蘖逐渐枯萎死亡，当生长限制因素改善之后，苗期又会重新产生新的分蘖。但40 cm×30 cm密度下苗期分蘖最多，预示在此密度下，如果土壤含水量能够满足生长需求，将会有更高的产量。

图3 不同密度条件下茎粗随时间变化

图4 不同密度条件下分蘖数随时间变化

2.2 不同密度条件下、各指标与产量相关性及最优种植密度

影响产量的因素较多，不同密度及各指标如何对产量进行影响，哪些因素对产量的影响较大、定量关系是多少。利用因子分析法对多因素进行降维，找出其中主要影响因素及最优种植密度。

从表1得知，KMO的值为0.886，接近1；同时，Sig.=0.000<0.5，拒绝原假设：相关系数矩阵为单位阵，说明变量之间存在相关关系，由以上分析得知，适合做因子分析。

表1 KMO和 Bartlett 的检验

由表2得知，前三个因子特征值>1，且累计影响已经达到了88.767%，代表了所有因子的大部分信息，提取前三个因子作为主因子。

表2 解释的总方差

注：提取方法：主成份分析。Note:the extraction methods:principal component analysis.

表3 特征向量值

利用spss中的转换数据功能对成份矩阵中的数据进行标准化转换，得到表3特征向量值，根据特征向量矩阵得到主成分计算公式：

Z1=0.23X1+0.41X2+0.35X3+0.25X4+0.22X5+0.45X6+0.51X7-0.29X8-(1)

Z2=-0.27X1-0.20X2-0.26X3+0.51X4+0.58X5+0.26X6-0.05X7+0.39X8-(2)

Z3=0.69X1-0.40X2+0.14X3-0.28X4+0.09X5+0.24X6+0.06X7-0.44X8-(3)

其中各字母含义：

X1:密度、X2:株高、X3:叶面积、X4:茎粗、X5:分蘖数、X6:叶重、X7:茎叶比、X8:单株鲜重。然后利用spss中“分析-描述统计-描述”功能，将8个指标标准化得分另存为变量：Z密度、Z株高、Z叶面积、Z茎粗、Z分蘖数、Z叶重、Z茎叶比、Z单株鲜重。

表4 主成分变量得分

再利用spss中“转换-计算变量”功能，将上述公式(1)、(2)、(3)分别输入，X1、X2…X8 用标准化得分值代替，即X1、X2…X8分别用Z密度、Z株高、Z叶面积、Z茎粗、Z分蘖数、Z叶重、Z茎叶比、Z单株鲜重代替，得到主成分变量值，如表4主成分变量得分所示。

对8个密度条件下各指标进行综合评价，对3个公因子F1、F2、F3得分进行加权求和，权数取表2中“旋转平方和方差的%”的贡献值。

综合得分=F1×33.112+F2×31.012+F3×24.643

从表5综合得分及排名中得知，密度条件下各指标综合得分最高，所以，40 cm×30 cm为最优种植密度。

表5 综合得分及排名

3 结论与讨论

不同生长期各密度条件下，株高、叶面积、茎粗、分蘖数等农艺性状分析结果显示：20 cm×30 cm密度株高最高，40 cm×20 cm密度下株高最低；20 cm×50 cm密度下，叶面积最大，表明较大的株距，有利于叶片展开；茎粗生长主要在苗期；40 cm×30 cm密度下苗期分蘖最多，预示在此密度下，如果土壤含水量能够满足生长需求，将会有更高的产量。不同密度条件下、各指标与产量相关性及最优种植密度分析结果表明：8个密度条件下各指标进行综合评价，对3个公因子F1、F2、F3得分进行加权求和，得到综合得分公式：综合得分=F1×33.112+F2×31.012+F3×24.643，由综合得分公式得大卡Big Kahuna最优种植密度行株距为40 cm×30 cm(8.34万株/hm2)，结果与刘丽华等的研究结论饲用高粱种植密度不相近，可能是高粱品种不同的原因所致。焦少杰等的研究结果“在甜高粱生产上，应注重品种与适宜的栽培密度相配套”也印证了这一点。

饲用高粱的生长也受外界环境如：气温、降雨、施肥、光照、土壤类型等因素的影响，本研究设置的8个密度梯度是在相同外界环境中，试验小区集中设置，土壤环境基本相同。因此，在相同外部环境下研究不同的密度对饲用高粱农艺性状及生物量的影响，其研究对象及结果具有针对性，对饲用高粱大卡Big Kahuna大面积示范推广具有科学一定的指导意义。

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Effects of the Planting Density on Agronomic Traits and Biomass of Forage Sorghum

LIANG Wan-peng, CHAI Shi-wei, HE Chun-jie, GAO Yu, XU Zhen-fei, ZHANG You-long, ZHANG Yu-ping

(InstituteofAgriculturalSciencesofQingyangCity,QingyangGansu745000China)

This paper aimed to investigate the effects of different planting density on main agronomic characters and biomass on forage sorghum, so that plant height, leaf area, stem diameter, tiller number and other agronomic characters were determined, and the correlation of those indexes were analyzed. The results showed that the influence of different density to related indicators:the 20cm×30cm had highest plant height, the 20cm×50cm had largest leaf area, and the 40cm×30cm had most tillers. And the comprehensive evaluation score formula were obtained:comprehensive score=F1×33.112+F2×31.012+F3×24.643. It is concluded that the optimum planting density of Big Kahuna planting distance is 40cm×30cm according to the estimated synthetically score.

Planting density; forage sorghum; agronomic traits; biomass

2016-06-21

庆阳市科技支撑计划项目“牧草新品种引进及高效安全生产集成配套技术”(NK2011-32)。

梁万鹏(1978-)，男，甘肃庆阳人，畜牧师，硕士，主要从事牧草栽培及草地生态研究，E-mail：liangwp1930@sina.com。

S 544+9

A

1004-6704(2016)06-0043-05