种植方式对土壤水分及高梁生长的影响

崔凤娟　李默　王振国　李岩　邓志兰　徐庆全

摘要：为明确种植方式与土壤水分含量、高粱生长发育、产量及产量构成因素的关系，以高梁杂交种‘通杂139’为试验材料，研究了大田条件下种植方式对土壤含水量、高梁生长、产量及其构成因素的影响。采用随机区组设计，3次重复。试验设3个处理方式，分别为Bl-等行距50 cm（种植密度10.5万株/hm2）、B2--比空1（行距50 cm种2行空l行，种植密度10.5万株/hm2）和B3--比空2（行距50 cm种2行空2行，种植密度7.0万株mm2）。结果表明：等行距种植方式平均株高最高，二比空2种植方式平均茎粗最大，且各处理差异显著。二比空1种植方式可显著提高0—40 cm垄上土壤含水量，提高整个生育期内土壤平均含水量，显著增加叶面积指数和显著提升籽粒产量。本研究结论：‘通杂139’种植方式为种2行空1行，种植密度10.5万株/hm2，株距10.58 cmX50 cm时，能更好地协调群体结构，使籽粒产量达到较高水平。

关键词：高梁;种植方式;叶面积指数;土壤含水量;籽粒产量;‘通杂139’

中图分类号：S514，S352.3

文献标志码：A

论文编号：cjas18120010

0 引言

不同种植方式是影响高粱产量的重要因素之一。近年来，随着全球气候的变化，干旱成为农业生产中经常遇到的问题，是影响农业可持续发展的重要因素。合理的种植方式是高梁实现高产稳产的重要保障。有研究表明，合理的种植方式可以提高玉米穗位层叶片数，减少叶茎夹角，获得更多的光截留量，改善棵间通风透光情况，通过人为创造的边行效应达到增产的目的。玉米双株错位种植模式提高了冠层竞争空间，从而达到增产的目的。笔者在研究高梁等行距最适宜种植密度后，提出合理的种植方式，以期达到促进高梁生长，提高土壤水分含量，改善群体空间分布和植株的姿态，增加群体内透光率，增大叶面积指数且延长持绿时间，进而显著提高高梁的籽粒产量，探索‘通杂139’的高产高效的栽培模式，以期为其在通辽地区农业推广种植，提升群体质量及高梁单产提供理论依据及技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验时间、地点

试验于2018年5-10月在内蒙古通辽市科尔沁区钱家店镇通辽市农业科学研究院试验基地进行。该基地海拔203m，E 122°37’，N 43°43’，属温带大陆性气候。0—20 cm土层的土壤有机质含量为11.61 g/kg，碱解氮67.65 mg/kg，速效磷16.68 mg/kg，速效钾138.5mg/kg，pH 8.62。土质为白五花土，前茬作物为蓖麻。年平均降雨量371.8 mm，6-8月降雨占全年的80%以上，年均气温7.3℃。

1.2 试验材料

供试材料为高梁杂交种‘通杂139’，由通辽市农科院高梁研究所提供。

1.3 试验方法

1.3.1 试验设计试验设3个植方式，分别是：（1）B1：等行距50cm，种植密度10.5万株mm2，株距15.87 cm;（2）B2：二比空1（行距50 cm种2行空l行）种植密度10.5万株/hm2，株距10.58 cm; （3）B3：二比空2（行距50 cm种2行空2行）种植密度7.0万株/hm2，株距15.87 cm。

小区面积15m2，行长5m，6行区，四周设保护行。每处理3次重复，随机排列，共9个小区。底肥施二铵，450 kg/hm2，其他田间管理按当地传统种植方式。

1.3.2 高梁形态及生长指标

（1）株高。每小区于苗期选择10株生长比较均匀的连续植株挂牌标记，在拔节期、孕穗期、开花期和灌浆期测量高梁自然株高。

（2）茎粗。每小区于苗期选择10株生长比较均匀的连续植株挂牌标记，在开花期用游标卡尺测定茎基部直径。

（3）叶面积。每小区选取10株生长比较均匀有代表性的连续植株挂牌标记，分别于在拔节期、孕穗期、开花期、灌浆期和成熟期测定叶面积，

单株叶面积（/A）采用长宽系数法，量取高梁叶片长度和宽度（垂直主叶脉的最大距离），计算见公式（l）。

LA =0.75×长×宽…………………（1）

叶面积指数（LAI）是指单位土地面积上植物叶片总面积占土地面积的倍数，计算见公式（2）。

LAI=LA×单位土地面积内株数

单位土地面积

………（2）

1.3.3 高梁产量和穗部性状的测定在成熟期收获测产的植株中，每处理随机取20株，风干后进行考种。考种指标包括：单穗穗重、千粒重、单株穗粒数、单穗粒重、全区测产量。

1.3.4 土壤含水量的测定在孕穗期、开花期、灌浆期和成熟期，两试验均采用土钻取土，按照0—20cm、20—40cm 2层次分别取土，用105℃烘干法求土壤含水量。其中，种植方式试验等行距种植在行间取土;二比空种植在2垄行间及空垄分别取土，分别计算再求平均数。

1.3.5 统计分析采用Microsoft Excel 2007和DPS 15.0数据处理系统对试验数据进行处理及统计分析。

2 结果与分析

2.1 种植方式对苗期高梁株高和茎粗的影响

不同种植方式，高梁的株高和茎粗不同。从表l可以看出，二比空1种植方式平均株高最高，拔节期各处理差异不显著，孕穗期二比空l株高最高，较等行距种植、二比空2种植方式分别提高3.26%、7.28%。等行距种植与二比空1种植方式的株高无显著差异。开花期的二比空2种植方式株高较等行距种植和二比空1种植方式分别低5.71%、5.91%，灌桨期的二比空2种植方式株高较等行距种植和二比空1种植方式分别低2.28%、2.89%，且等行距種植与二比空1种植方式无显著差异，均与二比空2种植方式达显著差异。二比空2种植方式平均茎粗最大，比等行距、二比空1种植方式分别提高34.20%、22.75%。3种种植方式均达到显著差异水平。说明二比空种植方式通过合理利用光能和水肥条件可达到壮苗的目的。

2.2 种植方式对土壤含水量的影响

2.2.1 种植方式对垄上土壤含水量的影响图l显示，孕穗期，二比空1种植方式0—20cm土层和20—40cm土层垄上土壤含水量均是最高，较等行距种植和二比空2种植0—40cm土层垄上平均含水量分别提高20.04%、31.97%，3种种植方式分别达显著差异水平。开花期由于降雨较少，作物需水处于亏缺状态，等行距和二比空12种种植0—20cm土层和20—40cm土层垄上土壤含水量均未达显著差异水平，0—20cm土层二比空1种植与二比空2种植达显著差异水平，20—40cm土层二比空2与二比空1和等行距种植均达到显著差异水平，其中，二比空l方式0—40cm土层平均含水量较等行距和二比空2种植方式分别提高4.22%、10.90%。灌桨期雨水充足，等行距和二比空2垄上含水量差异不显著，二比空1种植方式由于株距较小，叶片荫蔽，减少了水分蒸发，使垄上含水量相对较高，比等行距和二比空2种植方式分别高7.33%、9.26%，且与这两种种植方式均达显著差异。成熟期，二比空1种植方式与等行距、二比空2种植方式含水量达显著差异水平，0—40cm土层垄上平均含水量较二者分别高4.98%、8.97%。

2.2.2 种植方式对垄间土壤含水量的影响由图2可见，孕穗期，等行距种植和二比空1种植0—20cm和20—40 cm土层垄间土壤含水量未达显著差异，与二比空2均达显著差异水平，在0—40cm土层，等行距种植垄间土壤平均含水量较高，比二比空1、二比空2分别高4.10%、19.35%。开花期，0—20cm土层二比空1与二比空2未达显著差异水平，20—40cm土层，等行距与二比空1种植方式未达显著差异水平，其他处理间均达显著差异水平，在0—40cm土层，等行距种植垄间土壤平均含水量较高，比二比空1、二比空2分别高3.37%、7.79%。灌桨期一成熟期，此间降雨增多，日照减弱，使得耕层水分始终保持在较高水平，0—20cm和20—40cm土层，等行距与二比空12个处理均未达显著差异，与二比空2均达显著差异，在0～40cm土层，等行距种植垄间土壤平均含水量较高，比二比空1、二比空2分别高1.86%、19.83%。

2.2.3 种植方式对土壤含水量的影响综合整个生育期3种种植方式0—40cm土层平均含水量，图3结果显示，3种种植方式平均含水量均达显著差异水平，其中二比空1种植方式平均含水量最高，较等行距和二比空2种植方式分别高2.91%、13.89%。说明二比空1种植方式由于加大了棵间密度，减少了垄上水分的蒸发，空l行种植更有利于作物充分利用光能，叶片生长较旺盛，减少了垄间漏光现象。综合整个生育期来看，二比空1种植方式可提高0—40cm土层平均含水量。

2.3 种植方式对高粱各生育期叶面积指数的影-向

叶面积指数是衡量作物群体生产规模的主要指标，也是衡量株间光照的重要标准。从图4可以看出，在整个高梁生长期，各處理的叶面积指数均呈现先升后降的变化趋势，二比空1种植方式的叶面积指数均高于等行距种植和二比空2种植，其中等行距种植方式的叶面积指数在生育后期下降的速度高于二比空1和二比空2 2种种植方式，二比空l最大叶面积指数较等行距种植持续时间长。整个生育期内，二比空l平均叶面积指数最高，比等行距和二比空2种植方式分别高9.12%、57.49%，说明二比空种植方式对叶片生长最有利，并且对延长叶片持绿时间有明显促进作用。

2.4 种植方式对高梁产量及其构成因素的影响

由表2可以看出，3种种植方式的单穗穗重、千粒重、单株穗粒数、单穗粒重比较，二比空2均高于二比空l和等行距种植，二比空l和二比空2种植方式与等行距相比，单穗穗重分别提高6.49%、22.44%;千粒重分别提高2.50%、3.71%;单株穗粒数分别提高7.19%、17.65%;单穗粒重分别提高10.93%、16.51%;二比空2种植方式与其他2种种植方式相比在产量构成因素方面具有明显优势，但于种植密度过低，导致产量下降，二比空1在保证种植密度的同时充分利用光能条件，使得产量较等行距种植和二比空2种植分别高5.13%、33.82%，各处理间达显著差异水平，二比空l与二比空2达极显著差异水平。3种种植方式相比，二比空l产量增幅最大。

3 结论与讨论

本研究所设计的种植方式是在研究了‘通杂139’最适种植密度的前提下，提出“二比空l”的种植方式，其基础是种植密度不变而增加株距。有前人研究了玉米二比空种植方式与同密度种植方式相比，可以提高穗位层叶片数、减少叶茎夹角，获得更多的光截留量，改善棵间通风透光情况，通过人为创造的边行效应达到增产的目的。

本研究结果表明，“二比空1”通过改变高梁的种植方式，能够明显地改善群体空间分布和植株的姿态，增加群体内透光率，增大叶面积指数且延长持绿时间，显著提高垄上土壤水分含量，进而显著地提高高粱产量。等行距种植和二比空1种植方式的株高和茎粗在生育期内差异不显著，这说明在种植密度相同的情况下，对株高和茎粗无显著影响，而整个生育期内，二比空l平均叶面积指数最高，说明二比空1种植方式对叶片生长最有利，合理地利用光能条件，并且对延长叶片持绿时间有明显促进作用。二比空1种植方式由于增大了株距，叶片生长繁茂荫蔽，减少了水分蒸发，使得垄上土壤含水量高于其他2个处理，空l行种植更有利于作物充分利用光能，获得更多的光截留量，为后期籽粒灌桨“扩源”。由于叶片生长较旺盛，减少了垄间漏光现象，综合整个生育期来看，二比空1种植方式可能提高0—40cm土层平均含水量。二比空2种植方式与其他2种种植方式相比在产量构成因素方面具有明显优势，但于种植密度过低，导致产量下降。二比空l在保证种植密度的同时充分利用光能条件，使得产量较等行距种植和二比空2种植分别高7.13%，27.04%，各处理间达显著差异水平。因此，二比空l是高梁杂交种‘通杂139’在通辽地区值得推广的种植模式。