沙漠治理区甜高粱的改良种植模式与抗倒伏性能主成分研究

谯显明，王祎

沙漠治理区甜高粱的改良种植模式与抗倒伏性能主成分研究

谯显明1，王祎2#

（1.甘肃省华池县农业技术推广中心，庆阳745000；2.甘肃省凉州区农业技术推广中心，武威733000）

应用农艺改良+化学改良+排灌改良+甜高粱种植结合模式，把开发利用沙漠作为目标和方向，科学改良沙漠盐碱地两年。结果表明：其地力质量能很大改善，种植甜高粱两年后的土壤容重平均降低幅度1%～3%，有机质含量提升幅度为5%～10%，pH降低0.3～0.5个单位。由主成分计算得到，沙漠区甜高粱的抗倒伏主成分因子为：茎部重、重心高度、根量、秸秆数、茎杆机械强度、茎粗、株高。

甜高粱；盐碱地；改良种植模式；抗倒伏；主成分

土地沙漠化是指在生态环境脆弱性的各种气候区（包括极干旱、干旱、半干旱、亚湿润干旱和湿润区），在多风和疏松沙质地表条件下，叠加不合理的人事活动，破坏了原有的生态平衡，使原非沙漠的地区出现了以风沙活动、沙丘活动为主要标志的土地退化过程[1]。研究区沙漠区土壤沙化严重、有机质含量低、土壤养分极度贫乏、熟化程度差、盐碱危害较重、保水保肥性能较差，农业综合生产潜力发挥尺度小，严重影响当地农业现代化发展。若得不到有效控制和采取积极的治理措施，将制约绿洲灌溉农牧业生产可持续发展。

1　材料与方法

1.1改良方法与措施

区域：绿洲灌区沙漠改良区；作物：甜高粱。改良方法与措施：坚持试验与示范推广相结合、技术指导与群众实践相结合，传统技术与新技术的引进相结合的技术路线，开展以农艺改良+化学改良+排灌改良+甜高粱的新技术，以提高土地产出率和经济效益为目标，组装配套各项改良增产技术措施，从而完成研究区沙漠改良建设和防沙治沙建设的各项任务指标要求。

1.2计算方法

所有调查项目按照《高粱种质资源描述规范和数据标准》进行，将所有品种各性状的平均值运用SAS软件进行主成分分析。采用Jacobi法进行转换，得到一个新的相关矩阵R，从R中求得10个特征根及相应的特征向量，根据累积贡献率≥85%的特征根及相应的特征向量作为主成分。用倒伏系数来表示高粱的抗倒性。倒伏系数越大，表示抗倒伏的能力越弱；反之，倒伏系数越小，表示抗倒伏的能力越强，越不容易发生倒伏。并取样进行测定[2-6]。

2　结果与分析

2.1甜高粱改良模式的效应分析

2.1.1地力效益土壤容积比重是土壤熟化的程度指标。通常，含有机质多而结构好的土壤，容重在1.1 g/ cm3～1.4 g/cm3之间。种植甜高粱两年后的土壤容重平均降低幅度1%～3%。土壤有机质具有保水保肥能力，能增强土壤的抗旱能力，减少土壤养分流失，有利于土壤微生物繁殖，促进土壤养分转化分解。目前研究区沙漠区域有机质含量水平为0.5～12.1g/kg，种植甜高粱两年后土壤的有机质含量提升幅度5%～10%。土壤pH值是土壤溶液中氢离子活度的负对数，是土壤最重要的属性之一，是影响土壤肥力质量的重要因素之一，直接关系到土壤养分的存在形态和有效性。目前研究区沙漠区耕地pH表现为8.1～8.7，种植甜高粱两年后的土壤pH降低0.3～0.5个单位，其值大概为7.7～8.2。土壤的一个重要属性是水溶性盐，测定土壤水溶性盐的指标是土壤的电导率，运用此项指标是判定土壤中盐类离子是否限制作物生长。目前研究区盐碱地土壤电导率1.1～2.6ms/cm，种植甜高粱两年后的电导率降低幅度为5%～10%。

全盐量是评价耕地生产性能的重要指标之一。土壤中盐类离子的总量是限制作物生长的重要因素。目前研究区盐碱地全盐含量0.5%～0.8%，种植甜高粱两年后的全盐含量降低幅度为10%～16%。

2.1.2社会效益增强了耕地保护意识。通过多层次、多形式的宣传培训农技人员和农民，发放宣传资料，掀起了全社会重视、参与耕地质量保护的热潮，使社会不同阶层人员了解掌握盐碱地改良在耕地保护中的重要性，转变了农民的用地观念，增强了农民的改地、养地意识。同时沙漠区土地治理建设提高了耕地利用效率。2.1.3生态效益沙漠治理区甜高粱种植基地全面推广土壤改良、施用有机肥、测土配方施肥、高效节水等先进技术，达到养土、节水、增收的效果，使耕地资源得到充分利用，能够固定土壤的碳素，降低土壤盐分的含量，提升土壤有机质的含量，减少了化肥投入，改良了土壤，保护了生态环境。实现沙漠治理区甜高粱种植区域土地质量改良提升和区域生态环境改善的目标。

表1　性状的主特成征分向矩量阵

2.2甜高粱抗倒伏性状主成分分析

所有检测数据归并计算，其主成分分析结果见表1。从主成分分析的初始化特征值和因子提取后的特征值可见，初始化特征值中10个成分的累积贡献率达到100%，其中前7个成分累计达到90%以上，可将这7个成分作为概括不同甜高粱抗倒伏性能的主成分进行分析。

按照归并计算的沙漠区甜高粱性状数据的主成分矩阵的特征向量值表现：第二、第三主成分均为正值，第一主成分负值高于其余主成分，第一主成分中含糖量、茎部重、株高、分蘖占值较大，其中含糖量为品质成分因子，分蘖大小影响产量，为产量成分因子；第三主成分中因子全占正值，最大为倒伏系数，倒伏系数与倒伏面积成相关关系，从性状成分因子剔除；综合分析，研究所列的10个因子中，茎部重、重心高度、根量、秸秆数、茎秆机械强度、茎粗、株高为沙漠区甜高粱抗倒伏的主成分因子。

3　结论与讨论

试验区地力质量有很大改善，种植甜高粱两年后的土壤容重平均降低幅度1%～3%，有机质含量提升幅度为5%～10%，pH降低0.3～0.5个单位。通过分析，沙漠区甜高粱的抗倒伏主成分为茎粗、茎部重、茎秆机械强度、重心高度、株高、根量、秸秆数。倒伏系数与倒伏面积之间的相关关系达极显著水平，表明采用倒伏系数评价甜高粱倒伏抗性是可靠的。甜高粱是具有适应性强、抗旱、耐盐碱特性的高效节水型作物，其优良的抗逆性、适应性使其适合在自然条件相对恶劣的区域种植。通过配套应用相应的治理沙地措施、结合节水节肥、防止水土流失等改良措施，可以有效防沙固沙，改善治理沙漠土壤理化性状，促进沙漠区域生态环境良性循环。

[1]董玉祥，刘玉璋，刘毅华.沙漠化若干问题研[M]．西安：西安地图出版社，1995

[2]张志鹏，杨镇，朱凯，等.可再生能源作物一甜高粱的开发利用[J]．杂粮作物，2005，25（5）：334-335．

[3]张福耀，赵威军，平俊爱.高能作物一甜高粱[J]．中国农业科技导报，2006，8（1）：14-17．

[4]姜慧，胡瑞芳，邹剑秋．生物质能源甜高粱的研究进展[J]．黑龙江农业科学，2012（2）：139-141

[5]魏江春.沙漠生物地毯工程——干旱沙漠治理的新途径[J].干旱区研究，2005（3）：287-288

[6]孙守钧，曹秀云，候秀英，等.高粱抗倒机理的研究[J].辽宁农业科学，1999（1）：1-4

Study on Im proved Planting Pattern and Principal Com ponents of Lodging-resistance of Sweet Sorghum in Controlled Desert Region

QIAO Xian-ming1,WANG Yi2
(1.Agricultural Technology Service Center of Huachi County,Qingyang,Gansu 745000; 2.Agricultural Technology Service Center ofWuwei City Liangzhou District,Wuwei,Gansu 733000）

The desert such as saline-alkali soil was improved by means of integrated strategy that agricultural technology,chemistry measures,irrigation and drainage,and planting sweet sorghum for two years.Results showed that the soil quality could be improved greatly,average soil bulk density reduced by 1%～3%,organic matter content increased by 5%～10%,decrease of pH 0.3～0.5 units.By the analysis of principal component, the principal component factors for lodging-resistance of sweet sorghum in desert soilwere:stalk weight,height of center of gravity,rootweight,number of stem,mechanical strength of stem,stem diameter and plant height.

sweet sorghum;saline-alkali land;improved planting pattern;lodging-resistance;principal component

S566.5

A

1007－2624（2016）03－0028－02

10.13570/j.cnki.scc.2016.03.009