向日葵干物质转运及产量对播种期和栽培密度的响应

赵轩微 赵雅杰 田振东 胡树平 赵 榕 任亚宁 包海柱 高聚林

（内蒙古农业大学农学院，010019，内蒙古呼和浩特）

向日葵（Helianthus annuus L.）为菊科向日葵属的一年生草本植物，具有生物量大、适应性强等特点，是全球新兴油料作物中发展最快的作物之一[1]。在我国，向日葵籽实产量位居油菜和花生等八大油料作物中的第5位；向日葵油在我国食用油消费中排名第5位[2]。我国向日葵产区主要在东北、华北、西北的半干旱或轻盐碱地区[3]，其中内蒙古是我国重要的向日葵主产区之一，年均种植面积和产量居全国首位，年均种植面积约39.86万hm2，产量107.1万t，占全国总产量的46.1%[4]。

作物生育期长短直接影响其对水热资源的利用和干物质积累，进而影响产量。如何利用现有的自然条件，最大限度地提高向日葵对光热水资源的利用从而提高干物质积累，成为提高向日葵产量迫切需要解决的问题之一[5-7]。有研究表明，生育期间的光、温和水等生态因子与作物生长发育密切相关，适宜播期可以调节光、温因子，改善群体生育期环境条件，进而影响作物生长发育，使其产量性状、品质参数达到最优[7-9]；合理的种植密度可使向日葵群体与个体协调发展，获得单位面积最大产量[10]。近年来，关于播期与密度互作对干物质积累与转运的研究大多在玉米、小麦等作物上，而在向日葵上的研究较少，基于此，通过开展不同的播种期和栽培密度处理下向日葵干物质积累、干物质转运和产量的研究，明确适宜的播种期及种植密度，为油用向日葵高产栽培提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地点

试验于2019年在内蒙古呼和浩特市赛罕区农业大学教学农场进行（45°5′N，110°E，海拔 1063m），土壤为沙壤质的暗栗钙土，pH值7.8～8.2，肥力适中，灌溉条件良好。

1.2 供试材料和试验设计

供试材料为油用向日葵品种T562。试验采用二因素的裂区设计，主区为播种期，副区为种植密度。设置5个播期和4个密度，播期分别为D1（4月25日）、D2（5月2日）、D3（5月9日）、D4（5月16日）和D5（5月23日）；种植密度分别为 3.75×104、4.50×104、5.25×104、6.00×104株/hm2。试验设3次重复，播种方式为人工点播，小区面积16m2，行长5m，行距0.65m。田间整地时按150kg/hm2施入底肥NH4H2PO4，于现蕾期结合灌水按100kg/hm2追施尿素。其他管理措施同大田管理。

1.3 试验方法

1.3.1 生育进程 调查记录不同播种期处理的出苗期、现蕾期、开花期和成熟期，调查标准均为达到各小区植株70%以上。

1.3.2 干物质积累量 于1对真叶、3对真叶、现蕾期、开花期、成熟期分别取5株不同处理的地上部器官，将叶片、茎秆、叶柄和花盘分开晾晒，于85℃烘干至恒重，称干物质质量[11]。

1.3.3 干物质转移计算 干物质对籽粒的贡献率、转移量和转运率是评价地上部干物质转运的关键指标。计算公式[12]如下：地上部干物质积累量=茎秆质量+叶片质量+叶柄质量+花盘质量+籽粒质量，干物质转运量=开花期营养器官干物质重-成熟期营养器官干物质重，干物质转运率=（营养器官干物质转运量/开花期营养器官干物质重）×100%，贡献率=（营养器官干物质转运量/成熟期籽粒干重）×100%。

1.3.4 产量及其构成因子 于成熟期在每个处理小区取8株典型花盘，测定单盘粒重、百粒重、皮壳率、秕粒率和籽仁率，折算单位面积产量。

1.4 数据处理

利用Microsoft Excel 2007完成图表制作分析；采用SPSS 23.0统计软件进行数据的差异性检验。

2 结果与分析

2.1 不同播期处理对生育期的影响

由表1可知，随着播期的推迟，向日葵各生育阶段的天数呈现缩短趋势，5月23日播种的比4月25日播种的从播种-出苗缩短4d，出苗到现蕾缩短8d，开花-成熟缩短2d，其中播种-出苗及出苗-现蕾天数缩短较明显，说明随着播期的推迟，导致生育期缩短的主要阶段为播种-现蕾期；开花-成熟阶段虽呈现缩短，但趋势表现不明显，说明开花-成熟阶段受播期影响不大。而现蕾-开花阶段，随着播期的推迟，历经天数增加，5月23日播种的比4月25日播种的向日葵现蕾-开花的天数多4d，说明现蕾-开花阶段受播期影响较大。随着播期的推迟，各处理生育阶段历经天数不同，但最终生育期均缩短。

表1 不同播期对油葵生育期的影响Table 1 Effects of different sowing dates on the growth period of oilseed sunflower

2.2 不同播期及密度处理下地上部植株干物质积累量变化

图1为不同密度下不同播期处理的成熟期干物质积累量变化。在不同密度处理下，各播期在3对真叶时差异较明显，D2处理干物质积累量均低于其他处理，不同密度下干物质积累量分别为8.77、9.03、9.27、8.57g；D4处理均高于其他处理，干物质积累量较高，不同密度下干物质积累量分别为17.37、13.77、15.23、14.13g。现蕾期和开花期进行营养生长和生殖生长，不同密度下不同播期处理的干物质转运量及贡献率不同，最终成熟期干物质积累量发生了变化。在4.50×104株/hm2的种植密度下，各播期处理差异较明显，D2处理的干物质积累量最大，为391.65g；其他密度的播期处理差异均不显著，成熟期干物质积累量在不同密度下的均值依次为 4.50×104＞3.75×104＞6.00×104＞5.25×104株/hm2（图1）。

图1 不同密度和播种期处理地上部干物质在不同时期的积累量Fig.1 The accumulation of dry matter above ground of different periods under different planting densities and sowing dates

2.3 不同播期及密度处理下干物质积累与运转变化

由表2可知，不同密度对干物质转运率影响较大，呈极显著性差异；播期和密度对干物质转运量、转运率和贡献率影响较小，无显著性差异。

表2 不同播期及密度对向日葵干物质积累与运转的影响方差分析（F值）Table 2 Variance analysis of the effects of different sowing dates and densities on sunflower dry matter accumulation and transportation(F-value)

由表3可知，在播期D4、密度6.00×104株/hm2处理下，干物质转运量最大，为54.61g；播期D3、密度6.00×104株/hm2处理下最小，为26.86g。在播期D3、密度5.25×104株/hm2处理下，干物质转运率最大，为29.49%；播期D5、密度5.25×104株/hm2处理下最小，为11.70%。干物质贡献率在播期D5、密度4.50×104株/hm2处理下最大，为38.50%；播期D3、密度6.00×104株/hm2处理下最小，为16.54%。

表3 不同播期和密度下油葵干物质积累与运转变化Table 3 Changes in dry matter accumulation and transportation of oil sunflower under different sowing dates and planting densities

2.4 不同播期及密度处理下产量及其构成因子变化

由表4可知，不同播期对籽实皮壳率、籽仁率和百粒重影响较大，呈显著性差异；对籽实单盘粒重和产量影响较小。不同密度对籽实单盘粒重和产量影响较大，呈显著性差异；对籽实皮壳率、籽仁率和百粒重影响较小。

表4 不同播期及密度对向日葵产量及其构成因子变化影响方差分析结果（F值）Table 4 The results of variance analysis of the influence of different sowing dates and densities on sunflower yield and component factors(F-value)

由表5可知，密度6.00×104株/hm2处理的产量在D1、D2、D3、D5播期处理中较其他密度大，分别为 6176.80、6859.00、5859.20、6010.00kg/hm2。D2、D3和D5播期处理下的百粒重随密度的增加逐渐降低。D1、D3和D5播期处理下的单盘粒重随密度的增加逐渐降低。籽仁率在播期D4、密度5.25×104株/hm2处理下最大，为74.09%；百粒重及产量在播期D2、密度6.00×104株/hm2处理下最大，为8.76g、6859.00kg/hm2；单盘粒重在播期D5、密度3.75×104株/hm2处理下最大，为138.14g。

表5 不同播期和密度下产量及其构成因子变化Table 5 Changes in yield and component factors under different sowing dates and densities

3 讨论

调整播期是协调作物生长和光热水资源的有效手段，而合适的种植密度可充分利用可再生资源促进作物群体和个体的生长，因此，将播期和密度互作，可以寻求资源最大利用效率[13-14]。有研究表明，随着播种时间推迟，温度逐渐升高，播种至出苗天数减少，玉米各生育期长度依次缩短，全生育期缩短，使玉米生育进程加快[15]。小麦拔节期的干物质积累量随播期推迟逐渐降低，且各播期间差异显著；开花期的干物质积累量随播期推迟呈下降趋势，成熟期的干物质积累量处理间无显著差异[11]。余娟娟等[16]研究表明，种植密度对复播油葵生长发育有显著影响，开花前干物质积累随着密度增加而增加，灌浆期密度处理有利于花前干物质向花盘转移，同时提高花后转移干物质对籽粒贡献率。在油菜的播期及密度试验中发现，随着播期的推迟，产量逐渐减少，随着密度的增加，单产逐渐增大[17-18]。在大豆的播期密度试验中表明，晚播降低大豆单位面积的地上生物量和叶面积指数，最终导致产量降低；随着密度的增加，单盘粒重和千粒重均下降，而生物量及产量均增加。

4 结论

随着播期的推迟，向日葵各生育期均缩短，播期对向日葵出苗到开花阶段影响较大，对开花到成熟阶段影响较小。不同播期处理对向日葵1对真叶时的整株干物质积累量影响较小，从开花灌浆到子实成熟，干物质转运率及贡献率呈现差异性，6.00×104株/hm2密度处理下，D3播期的干物质转运量及籽实贡献率均最小，同密度下的D4播期干物质转运量最大；最终成熟期整株干物质积累量在不同密度下的均值依次为 4.50×104＞3.75×104＞6.00×104＞5.25×104株/hm2。不同播期处理下单盘粒重随密度的增加逐渐降低，产量逐渐增加。籽仁率在播期D4、密度5.25×104株/hm2处理下最大，为74.09%；百粒重及产量在播期D2、密度6.00×104株/hm2处理下最大，分别为8.76g、6859.00kg/hm2；单盘粒重在播期D5、密度3.75×104株/hm2处理下最大，为138.14g。