种植密度与行距对秋闲田饲用甜高粱单株生产力的影响

周汉章 ，刘 环，贾海燕，魏志敏，袁淑红，侯升林，李顺国

（1.国家谷子改良中心 河北省农林科学院谷子研究所 河北省杂粮研究重点实验室，河北 石家庄 050035；2.河北省深泽县农业局，河北 深泽 052560）

甜高粱［Sorghum bicolor（L.）Moench］属禾本科（Gramineae）高粱属（Sorghum）一年生粮饲、糖料与能源兼用作物。甜高粱作为重要的非常规饲料作物，具有抗旱、耐涝、耐瘠薄、耐盐碱和再生性强的特点［1-2］；其植株高大，茎叶繁茂，富含糖分，营养丰富、适口性好，既可青饲，也可调制成草粉或其他草产品［3-4］，但以青贮饲料为主。利用秋闲田种植饲用甜高粱，能够充分利用秋季光、气、热、水、土、肥等自然资源，提高土地复种指数，对提高农牧民收入、促进饲用甜高粱产业与畜牧业快速、持续、稳定发展具有重要的意义。

饲用甜高粱单株生产力是以茎、叶、穗的重量构成的，是影响其生物产量的重要因素，种植密度与行距是调控其单株生长和群体生长之间矛盾的有效措施。研究种植密度、行距与单株生产力的关系，对探讨秋闲田饲用甜高粱品种及其丰产技术具有重要意义。一直以来，有关单株生产力的研究也较多，许怀高等［5］明确了提高谷子单株生产力的技术；严威凯等［6］研究了小麦单株生产力与密度的关系；盛海君等［7］对肥床旱育稀植水稻单株生产力进行了相关研究；郭陞垚等［8］以花生新品种为研究对象，对主要农艺性状与单株生产力进行相关性分析；杨树宗等［9］认为种植密度增大会导致小麦单株生产力降低。但是，目前关于秋闲田饲用甜高粱单株生产力的研究尚未见报道。该研究以甜高粱品种能饲1号 （Sorghum bicolor cv.Nengsi No.1）为供试作物，研究种植密度与行距耦合的最适比例及其对饲用甜高粱单株生产力的影响，旨在探求秋闲田饲用甜高粱栽培的最优方案，为秋闲田饲用甜高粱高产高效栽培技术提供基础数据与技术支撑。

1 试验材料与方法

1.1 试验材料

供试品种为能饲1号 （河北省农林科学院谷子研究所/国家高粱改良中心河北分中心提供）。

1.2 试验地概况

试验于2015年在河北省石家庄市栾城区东客村进行。 该村地理位置位于北纬 37°58′32″，东经 114°36′33″，海拔 56 m，交通便利。 试验田地势平整，排灌方便，墒情适宜，肥力中等，土质为壤土，土壤有机质含量1.73%、全氮含量1.12 g/kg、碱解氮79.5 mg/kg、速效磷22.3 mg/kg、速效钾113.9 mg/kg，土壤pH值7.2。

1.3 试验方法

1.3.1 试验设计：采用二因素裂区试验设计［10-11］，主区处理为留苗密度， 设 7.50、22.50、37.50、52.53万株/hm24 个水平，分别以 A1、A2、A3、A4表示；副区处理为播种行距，设 10、20、30、40、50、60 cm 6 个水平，分别以 B1、B2、B3、B4、B5、B6表示；主、副区内均随机排列，重复3次，共72个小区。副区面积20 m2（4 m×5 m），区组间留 1.0 m 宽的观察道，试验田四周留宽1 m的保护区。

前茬作物为油葵，7月26日收获。7月28日多云转阵雨，7月29日中雨，7月30日晚上至31日晚上阵雨，8月3—4日耕地，8月7日播种。采用人工条播方式播种，播种深度3～4 cm，覆土均匀，播后踩压。2～3叶期间苗，4～6叶期按设定密度定苗。播种前不施基肥，播种后不施追肥。

1.3.2 测定项目与方法：于10月28日刈割。每个小区选取3行，每行连续刈割正常植株10株、混匀，然后从每小区随机选取10株样本分别编号标记（注明品种、处理编号、刈割与取样时间），称量鲜重后于通风遮雨处风干至含水量13%～15%时称量干重，计算单株生产力。单株生产力以单株鲜重或单株干重表示。

1.3.3 数据处理与分析：试验数据采用Microsoft Excel2010软件整理，采用IBM.SPSS.Statistics.v22软件进行统计分析、制图，将区组（重复）作为1个因素一并进行分析，对主、副区因素进行方差分析时需要选用不同的误差项，检验主区因素（Ai）时，用 Eb=MS［R（A）］作为误差项，检验副区因素（Bj）时，用Ec=MS（e）作为误差项，再通过LSD法进行多重比较［10，12-13］，所有统计结果均以“平均值±标准差”表示。

2 结果与分析

2.1 各个处理对饲用甜高粱单株生产力的作用

表1为该试验条件下能饲1号各处理组合的单株鲜重与干重结果。由表1可以看出，各留苗密度的单株生产力随田间种植密度的增大呈现出直线下降的变化趋势；各播种行距的单株生产力随播种行距的增大呈现出抛物线形状的变化趋势。经方差分析可知（见表2），该试验的区组（重复）单株鲜草与干草重量的F值 （Sig.）分别为0.455（Sig.=0.655＞0.05）与 2.923（Sig.=0.130＞0.05），差异不显著，表明该试验区组（重复）间的土壤差异不大，肥力比较均匀，减少了地力不匀造成的误差；主区处理（种植密度）组间的单株鲜草与干草重量的 F 值（Sig.）分别为 1 770.860（Sig.=0.000＜0.01）与 1 918.028（Sig.=0.000＜0.01），差异均极显著，表明不同种植密度对能饲1号单株生产力具有重要的影响；副区处理（播种行距）组间的单株鲜草与干草重量的 F 值（Sig.）分别为 2.373（Sig.=0.056＞0.05）与 4.781（Sig.=0.002＜0.01），单株鲜重差异不显著，但干重差异极显著，表明播种行距对能饲1号单株生产力具有一定的影响；种植密度与行距互作的单株鲜草和干草重量的F值（Sig.）分别为0.491 （Sig.=0.811＞0.05）和 1.259 （Sig.=0.272＞0.05），差异不显著，表明种植密度与行距间没有交互作用，即种植密度的作用不因播种行距大小而变化，播种行距的作用也不因种植密度的大小而变化。

2.2 不同种植密度对饲用甜高粱单株生产力的影响

由表3可以看出，能饲1号种植密度由7.50万株/hm2升到52.53万株/hm2时，其单株鲜重由602.74 g/株降到79.73 g/株，单株干重由135.90 g/株降到18.25 g/株，差异均达到了极显著水平，表明种植密度对能饲1号单株生产力具有重要影响。能饲1号种植密度7.50万株/hm2的单株生产力最大（见图1），单株鲜重（602.74 g/株）较其他种植密度的单株鲜重增加42.41%～86.77%，单株干重（135.90 g/株）较其他种植密度的单株干重增加41.79%～86.58%，差异极显著。种植密度22.50万株/hm2的单株生产力居中，其单株鲜重与干重分别为347.12、79.11 g/株，其中，单株鲜重较留苗密度7.50万株/hm2的单株鲜重减少73.64%，较留苗密度37.50、52.53万株/hm2的单株鲜重分别增加48.35%、77.03%，差异极显著；其单株干重较留苗密度7.50万株/hm2的单株干重减少71.79%，较留

苗密度37.50、52.53万株/hm2的单株干重分别增加49.74%、76.94%，差异极显著。种植密度52.53万株/hm2的单株生产力最小，其单株鲜重与干重分别为79.73、18.25 g/株，与其他种植密度的单株鲜重、单株干重进行比较，均减产明显，差异极显著。结果表明，能饲1号随着种植密度的增加，群体竞争力加大，抑制了饲用甜高粱单株的增产潜力，导致其单株生产力降低。

表1 饲用甜高粱不同种植密度与行距的单株生产力结果

表2 不同种植密度与行距对饲用甜高粱单株生产力的方差分析（主体间效应检验）

表3 饲用甜高粱不同种植密度单株生产力及其结果比较

图1 不同种植密度对饲用甜高粱单株生产力的影响

图2 不同种植行距对饲用甜高粱单株生产力的影响

表4 不同种植行距对饲用甜高粱单株生产力的影响

2.3 不同播种行距对饲用甜高粱单株生产力的影响

由表4可以看出，播种行距对饲用甜高粱单株生产力具有重要影响。播种行距为40 cm的单株生产力最大，单株鲜重 （323.60 g/株，暂设为CK）比其他播种行距的单株鲜重增加4.53%～13.72%，该单株鲜重与行距20、30、50 cm的单株鲜重差异不显著，与行距10、60 cm的单株鲜重差异显著；单株干重（74.32 g/株，暂设为CK）比其他播种行距的单株干重增加3.38%～19.09%，该单株干重与行距30、50 cm的单株干重差异不显著，与行距20、60 cm的单株干重差异显著，与行距10 cm的单株干重差异极显著。行距为30 cm的单株生产力较大，单株鲜重（308.93 g/株）与行距 20、50 cm的单株鲜重差异不显著，与行距10、60 cm的单株鲜重差异显著；单株干重（71.81 g/株）与行距10 cm的单株干重差异极显著，与其他行距的单株干重差异不显著。行距为10 cm的单株生产力最低，单株鲜重与干重分别为279.19、60.13 g/株，明显低于其他行距的单株鲜重与干重。在该试验条件下，播种30～50 cm的行距为适宜行距，播种40 cm的行距为最适行距（见图2）。

表5 不同处理组合对饲用甜高粱单株生产力的影响

2.4 不同处理组合对饲用甜高粱单株生产力的影响

由表5可以看出，能饲1号在24个处理组合中的单株生产力不同，其中，以A1B4处理的单株生产力最高，单株鲜重（654.37 g/株）与A1B3单株鲜重的差异不显著，与其他各个处理组合单株鲜重的差异均达到显著水平；单株干重（147.11 g/株）与A1B3、A1B5单株干重的差异不显著，与A1B2单株干重的差异显著，但与其他各个处理组合单株干重的差异均极显著。处理组合A1B3、A1B5单株生产力较高，其单株鲜重均在600.00 g/株以上，单株干重均在138.00 g/株以上，二者与A1B2、A1B6单株重量的差异不显著，与其他各个处理单株重量的差异极显著。处理组合A4B1的单株生产力最低，单株鲜重与干重分别为73.43、14.78 g/株，该处理组合与 A4B2、A4B3、A4B4、A4B5、A4B6之间的单株重量，不论其单株鲜重还是单株干重的差异均不显著，与其他各处理的差异均极显著。结果表明，处理组合对饲用甜高粱单株生产力具有重要影响，处理组合 A1B3、A1B4、A1B5为发挥能饲 1号个体增产潜力的优化组合，而A1B4为最优组合（见图3）。

3 结论与讨论

3.1 明确了种植密度对秋闲田饲用甜高粱单株生产力的影响

该试验种植密度对秋闲田饲用甜高粱单株生产力具有重要影响，种植密度由7.50万株/hm2升到52.53万株/hm2时，其单株鲜重由602.74 g/株降到79.73 g/株，单株干重由135.90 g/株降到18.25 g/株，表明饲用甜高粱单株生产力随着种植密度的增大呈现下降趋势［7，9］。 其中，种植密度为 7.50 万株/hm2的单株生产力最大，其单株鲜重（602.74 g/株）比其他种植密度的单株鲜重增加42.41%～86.77%，其单株干重（135.90 g/株）比其他种植密度的单株干重增加41.79%～86.58%。由于饲用甜高粱植株高大，不宜过度密植，如果种植密度过大，将导致群体竞争力加大，个体竞争力降低［14-16］，抑制了个体的增产潜力，造成单株产量降低，单位面积上的生物产量就低；但若种植密度过小，将不能充分利用光、热、水、肥等环境资源，终将影响其生物产量；合理密植可以通过调整群体结构调节群体内个体间的竞争力，既是确保饲用甜高粱单株正常生长最基本的条件，又是协调饲用甜高粱单株生长和群体生长之间矛盾的有效措施，生产上应引起高度重视。

图3 不同处理组合对饲用甜高粱单株生产力的影响

3.2 明确了播种行距对饲用甜高粱单株生产力的影响

该试验播种行距对秋闲田饲用甜高粱单株生产力具有重要影响，播种行距由10 cm加到60 cm时，其单株生产力随着播种行距逐渐增大，呈先升后降的抛物线形状的变化趋势，表明行距过小或过大都不宜。适宜的行距是构建合理的群体结构、更好地发挥单株增产潜力的关键技术，若行距过小，则群体结构失调，群体内个体间竞争加剧，不能发挥单株增产潜力，这与许岳飞等［15］的研究结果一致；若行距过大，则株距缩小、叶片重叠、光照不足、热量减少，种内竞争力加大，单株竞争力降低，导致产量降低，这与代旭峰等［17］的研究结果相吻合。在该试验条件下，播种行距为40 cm的单株生产力最大，单株鲜重（323.60 g/株）比其他播种行距的单株鲜重增加4.53%～13.72%，单株干重（74.32 g/株）比其他播种行距的单株干重增加3.38%～19.09%。播种行距为10 cm的单株生产力最低，单株鲜重与干重分别为279.19、60.13 g/株，明显低于其他行距的单株重量。结果表明，播种30～50 cm的行距为适宜行距，播种40 cm的行距为最适行距，该适宜的播种行距既可调整群体结构及其群体内个体间的竞争力，又可调控其单株生长和群体生长之间矛盾，充分发挥单株增产潜力。

3.3 明确了处理组合对饲用甜高粱单株生产力的影响

该试验处理组合对秋闲田饲用甜高粱单株生产力具有重要影响，在24个处理组合中以A1B4处理的单株生产力最高，单株鲜重（654.37 g/株）与A1B3单株鲜重的差异不显著，单株干重（147.11 g/株）与A1B3、A1B5单株干重的差异不显著，二者均与其他各个处理组合单株重量的差异显著；处理组合A1B3、A1B5单株生产力较高，其单株鲜重均在600.00 g/株以上，单株干重均在138.00 g/株以上，二者与A1B2、A1B6单株重量的差异不显著，与其他各个处理单株重量的差异极显著；处理组合A4B1的单株生产力最低。结果表明，处理组合A1B4为发挥能饲1号个体增产潜力的最优处理组合。

3.4 明确了种植密度、播种行距对饲用甜高粱发挥单株生产力最大的优化组合A1B4

代旭峰等［17］报道了不同密度、不同行距对玉米产量影响的研究，认为种植密度、行距对产量均有显著影响，密度和行距互作的效应不显著，这与该试验结果的趋势一致。在该试验条件下，由于种植密度与行距之间没有交互作用，其最佳主处理A1与最佳副处理B4的效应直接相加就是该试验发挥单株生产力最大的优化组合（A1B4），即种植密度为7.50万株/hm2与播种行距为40 cm的配置。该优化组合与最优处理组合一致，是发挥能饲1号个体增产潜力的最优组合。该最优组合是否是草产量的最优组合尚待进一步研究。

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