周棱波　汪灿　陆秀娟　张国兵

摘要：【目的】探討醬香型白酒专用糯高粱品种黔高7号在贵州地区种植时的最佳施肥量和种植密度，为科学制定其高产高效栽培技术提供参考依据。【方法】采用裂区试验设计，以复合肥施用量（A1：150 kg/ha、A2：225 kg/ha、 A3：300 kg/ha）为主处理，以种植密度（B1：1.0×105株/ha、B2：1.5×105株/ha、B3：2.0×105株/ha）为副处理。抽穗期测定叶片净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度和蒸腾速率；籽粒80%～90%成熟时每小区单独收获计产，并于收获前3 d在每小区随机选取5株代表性植株测定其株高、茎粗、穗长和千粒重。【结果】施肥量和种植密度对黔高7号的光合特性、农艺性状指标及产量均有极显著影响（P<0.01，下同）；随施肥量和种植密度的增加，其株高、茎粗、穗长、千粒重、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和产量均表现为先增大后减小的变化趋势，胞间CO2浓度则先减小后增大；施肥量和种植密度的交互作用表明，A2B2处理组合的农艺性状最优，光合性能最佳，产量最高。相关性分析结果表明，产量与株高、茎粗、穗长、千粒重、净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均呈极显著正相关，与胞间CO2浓度呈极显著负相关。【结论】在贵州地区种植糯高粱黔高7号时，复合肥施用量以225 kg/ha、种植密度以1.5×105株/ha为宜。

关键词： 糯高粱；黔高7号；施肥量；种植密度；光合特性；农艺性状；产量

中图分类号： S514 文献标志码：A 文章编号：2095-1191（2016）05-0644-05

Abstract：【Objective】The present experiment was conducted to investigate the optimal fertilizer application rate and planting density for maotai-flavor liquor special waxy sorghum Qiangao 7， in order to provide reference for formulating high-yield and high-efficiency cultivation technique of Qiangao 7. 【Method】The experiment was conducted by using a split-plot design， the main treatment was compound fertilizer application， with three levels（A1：150 kg/ha， A2：225 kg/ha， A3：300 kg/ha）， and the sub-treatment was planting density， with three levels（B1：1.0×105 plants/ha， B2：1.5×105 plants/ha， B3：2.0×105 plants/ha）. The net photosynthetic rate， stomatal conductance， intercellular CO2 concentration， and transpiration rate were determined at the heading stage. Plants was harvested when 80%-90% of total seeds were fully ripe， and the yield of each plot was measured. Five representative plants in each plot were randomly chosen within 3 days before harvest to investigate their plant height， stem diameter， spike length， and 1000-grain weight. 【Result】The results showed that， the fertilizer application rate and planting density had significant effects on photosynthetic characteristics， agronomic traits and yield（P<0.01， the same below）. With increase of fertilizer application rate and planting density， the plant height， stem diameter， spike length， 1000-grain weight， net photosynthetic rate， stomatal conductance， transpiration rate and yield increased first and then decreased， while the intercellular CO2 concentration decreased first and then increased. The interaction between fertilizer application rate and planting density showed that， the A2B2 treatment group had the optimal agronomic traits， the best photosynthetic performance， and the highest yield. The correlation analysis showed that， the yield was extremely significantly positively correlated with plant height， stem diameter， spike length， 1000-grain weight， net photosynthetic rate， stomatal conductance and transpiration rate， while extremely significantly negatively correlated with intercellular CO2 concentration. 【Conclusion】The fertilizer application rate of 225 kg/ha and planting density of 1.5×105 plants/ha is recommended for cultivation of waxy sorghum Qiangao 7 in Guizhou region.

Key words： waxy sorghum； Qiangao 7； fertilization； planting density； photosynthetic characteristics； agronomic traits； yield

0 引言

【研究意义】高粱（Sorghum bicolor L. Moench）是重要的禾谷类作物之一，其产量仅次于玉米、小麦、水稻和大麦（Xin et al.，2009）。高粱抗旱性强，适应性广，是酿造白酒的主要原料，其中，糯高粱是四川、贵州、重庆等地各名优白酒厂家的首选原料（卢庆善等，2009）。黔高7号是由贵州省旱粮研究所从贵州仁怀地方品种材料系统定向选育而成的丰产性好、适应性强、成熟期早、抗性强的优良酱香型白酒专用糯高粱品种。目前，黔高7号在贵州高粱种植地区已大面积示范应用，但由于缺乏相应的配套栽培技术措施，其单产水平较低，增产潜力未能得到充分发挥。因此，探讨黔高7號的高产栽培技术措施可充分发挥其增产潜力，对其进一步推廣应用具有重要意义。【前人研究进展】施肥量和种植密度是影响高粱高产的重要因素。尹新华等（1990）研究表明，高粱的产量及其产量结构均随施氮量的增加而先增加后降低。吕艳东等（2006）研究认为，施肥量是影响饲用杂交高粱产量的关键因素。刘丽华等（2010）研究认为，同一种植方式下的杂交甜高粱，以施肥水平高者其鲜质量较高。汪由等（2010）研究表明，在种植密度为9.75万株/ha时，高粱的农艺性状和生理指标均较适宜，籽粒产量也较高。呼瑞梅等（2012）研究表明，适宜的种植密度和施肥量有利于改善高粱群体结构，进而提高其产量。因此，合理的施肥量和种植密度能够协调好群体与个体的关系，使个体发育健壮而不早衰，既保证了一定数量的群体，又使单位面积穗数、穗粒数和千粒重得到协调发展，有利于发挥高粱品种的增产潜力（刘贵锋等，2012），同时可以减少因肥料过度使用而造成的环境污染及过多的经济投入（曹雄等，2015）。【本研究切入点】目前，关于施肥量和种植密度对酱香型白酒专用高粱品种黔高7号光合特性、农艺性状及产量影响的研究尚未见报道。【拟解决的关键问题】采用裂区试验设计，研究不同施肥量和种植密度对糯高粱品种黔高7号光合特性、农艺性状及产量的影响，探讨该品种在贵州地区种植时的最佳施肥量和种植密度，为科学制定其高产高效栽培技术提供参考依据。

1 材料与方法

1. 1 试验材料

供试品种为酱香型白酒专用糯高粱品种黔高7号，由贵州省农业科学院旱粮研究所提供；供试肥料为高浓度硫酸钾复合肥（N 15%，P2O5 15%，K2O 15%，总养分≥45%；贵州西洋肥业有限公司）。

1. 2 试验方法

试验于2013～2014年在贵州省农业科学院旱粮研究所试验基地进行。试验地土壤为黄壤土，土壤pH 5.08，含有机质21.61 g/kg、碱解N 75.68 mg/kg、速效P 3.05 mg/kg、速效K 95.67 mg/kg。

采用裂区试验设计，以复合肥施用量（A）为主处理，设150 kg/ha（A1）、225 kg/ha（A2）和300 kg/ha （A3）3个水平；以种植密度（B）为副处理，设1.0×105株/

ha（B1）、1.5×105株/ha（B2）和2.0×105株/ha（B3）3个水平。随机区组排列，小区面积9 m2（3 m×3 m），人工直播，行距60 cm，种植5行，重复3次，分别于2013年4月15日和2014年4月12日播种，试验地四周播种3行作为保护行，肥料以50%为基肥、50%为追肥，于拔节期进行追肥，田间管理措施按常规进行。

1. 3 项目测定及方法

选择抽穗期一晴天，于上午9：30～11：30进行光合特性指标的测定，在各小区的中间条带随机选择5株植株，用LI-6400 XT光合仪测定其倒数第3片功能叶的净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度和蒸腾速率。待籽粒80%～90%成熟时，对每小区进行单独收获，脱粒风干后称重、计产；于收获前3 d在每小区的中间条带随机选择5株有代表性的植株，测定其株高、茎粗、穗长和千粒重。

1. 4 统计分析

由于2013和2014两年数据无显著差异（P>0.05），因此采用两年平均值进行统计分析。采用Excel 2003整理数据，用DPS v7.05进行统计分析，采用LSD法检测显著性。

2 结果与分析

2. 1 施肥量和种植密度对黔高7号光合特性、农艺性状及产量影响的方差分析

由表1可看出，施肥量和种植密度对黔高7号的光合特性指标、农艺性状指标及产量均有极显著影响（P<0.01，下同），施肥量和种植密度的交互作用对气孔导度、胞间CO2浓度和蒸腾速率3个光合指标影响极显著，对其他指标的影响未达显著水平（P>0.05，下同）。

2. 2 施肥量和种植密度对黔高7号光合特性的影响

2. 2. 1 净光合速率 从表2可以看出，不同施肥处理间净光合速率差异均达显著水平（P<0.05，下同），其中A2处理最高，为12.95 μmol/m2·s，A1处理最小，为11.02 μmol/m2·s。不同种植密度处理间净光合速率差异也达显著水平，其中B2处理最高，为13.26 μmol/m2·s，B1处理最小，为10.54 μmol/m2·s。说明净光合速率随施肥量和种植密度的增加均表现为先增大后减小的变化趋势。表3中施肥量和种植密度的交互作用表明，A2B2处理组合下净光合速率最高，为14.61 μmol/m2·s，显著高于其他处理组合。

2. 2. 2 气孔导度 从表2可以看出，不同施肥量和种植密度间的气孔导度均存在显著差异，表现为A2>A3>A1和B2>B3>B1。随施肥量和种植密度的增加，气孔导度表现为先增大后减小的变化趋势。表3中施肥量和种植密度的交互作用表明，A2B2处理下气孔导度最大，平均达0.49 mol/m2·s。

2. 2. 3 胞间CO2浓度 从表2可以看出，不同施肥处理间的胞间CO2浓度存在显著差异，其中A1处理最高，为446.32 μmol/mol，A2处理最低，为377.90 μmol/mol。不同种植密度间的气孔导度也存在显著差异，其中B1处理最高，为521.45 μmol/mol，B2处理最低，为341.36 μmol/mol。随施肥量和种植密度的增加，气孔导度表现为先减小后增大的变化趋势。表3中施肥量和种植密度的交互作用表明，A2B2处理下胞间CO2浓度最低，平均为257.38 μmol/mol。

2. 2. 4 蒸腾速率 从表2可以看出，不同施肥量和种植密度间的蒸腾速率变化趋势与净光合速率和气孔导度一致，均随施肥量和种植密度的增加表现为先增大后减小的变化趋势，且各处理间差异显著。表3中施肥量和种植密度的交互作用表明，A2B2处理下蒸腾速率最大，平均达5.05 mmol/m2·s。

2. 3 施肥量和种植密度对黔高7号农艺性状的影响

2. 3. 1 株高 由表2可以看出，不同施肥處理间的株高表現为A2>A3>A1，A2处理株高为213.15 cm，显著高于A1和A3处理，A1和A3处理间差异不显著。不同种植密度处理间的株高表现为B2>B3>B1，且各处理间均存在显著差异。随施肥量和种植密度的增加，株高表现为先升高后降低的变化趋势。表3中施肥量和种植密度的交互作用表明，A2B2处理下植株最高，平均达226.01 cm。

2. 3. 2 茎粗 由表2可看出，不同施肥处理间的茎粗差异均达显著水平，其中A2处理茎粗最粗，为1.34 cm， A1处理茎粗最细，为1.01 cm。不同种植密度下的茎粗均差异显著，其中，B2处理茎粗最粗，为1.36 cm， B1处理茎粗最细，为1.02 cm。糯高粱黔高7号的茎粗随施肥量和种植密度的增加呈先增大后减小的变化趋势。表3中施肥量和种植密度的交互作用表明，A2B2处理组合下茎粗最粗，平均达1.54 cm。

2. 3. 3 穗长 由表2可看出，不同施肥处理间的穗长差异显著，A2处理穗长最长，为38.02 cm， A1处理穗长最短，为31.62 cm。不同种植密度下穗长差异均达显著水平，其中B2处理穗长最长，为38.25 cm， B1处理穗长最短，为31.18 cm。糯高粱黔高7号的穗长随施肥量和种植密度的增加呈先增大后减小的变化趋势。表3中施肥量和种植密度的交互作用表明，A2B2处理下穗长最长，平均达41.68 cm。

2. 3. 4 千粒重 由表2可看出，不同施肥量间的千粒重存在显著差异，表现为A2>A3>A1；不同种植密度间千粒重的差异也达显著水平，表现为B2>B3>B1。随施肥量和种植密度的增加，千粒重表现出先增大后减小的变化趋势。表3中施肥量和种植密度的交互作用表明，A2B2处理下千粒重最重，平均达22.13 g。

2. 4 施肥量和种植密度对黔高7号产量的影响

从表2可以看出，A2处理产量最高，显著高于A1和A3处理；A1处理产量最低，但与A3处理间差异不显著；在不同种植密度下，B2处理产量最高，显著高于B1和B3处理，B1处理产量最低，但与B3处理差异不显著。随施肥量和种植密度的增加，产量均呈先增加后减少的变化趋势。从表3施肥量和种植密度的交互作用可以看出，A2B2处理组合的产量最高， 为6892.92 kg/ha，且与其他处理均存在显著差异。从产量来看，黔高7号的施肥量以225 kg/ha、种植密度以1.5×105株/ha最佳。

2. 5 黔高7号产量与农艺性状及光合特性的相关性

相关分析结果（表4）表明，产量与株高、茎粗、穗长、千粒重、净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均呈极显著正相关，而与胞间CO2浓度呈极显著负相关，说明植株高大、茎秆粗壮、穗长较长、千粒重较高、光合性能好是高产高粱植株的特征。

3 讨论

光合作用是作物生长最基本的生理过程之一。作物生物学产量的90%～95%来自于光合作用产物，只有5%～10%来自于根系吸收的营养成分（Zelitch，1982）。刘建华等（2009）在冬小麦上的研究结果表明，高密度中肥处理有利于提高叶片光合速率，高密度高肥处理有利于提高叶片蒸腾速率，高肥水平则有利于提高叶片的气孔导度；王向阳等（2012）研究表明，随着施肥量的增加，春玉米净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度和单株叶面积均呈增加趋势，但超过一定范围后，光合性能有所下降；王忠孝等（2014）研究表明，适当的肥料供给和种植密度能提高玉米植株的总光合势及叶绿素含量，最终有助于增加产量。目前，关于施肥量和种植密度对高粱光合特性影响的研究尚未见报道。本研究结果表明，施肥量和种植密度对黔高7号光合特性有极显著影响，随施肥量和种植密度的增加，净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均表现为先升高后降低，而胞间CO2浓度表现为先降低后升高。其中A2B2处理组合的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均为最高，而胞间CO2浓度最低。因此，当复合肥施用量为225 kg/ha、种植密度为1.5×105株/ha时，能有效改善高粱叶片结构，提高光合能力，增加产量。

根据当地实际情况掌握适宜的施肥量和种植密度是高产栽培高粱的关键措施之一。贾东海等（2010）研究表明，新高粱3号的产量及主要农艺性状均随种植密度和施肥量的增加表现为先增加后减少的变化趋势。王劲松等（2013）研究表明，高粱的产量、株高、茎粗、穗长和千粒重在一定密度范围内随种植密度的增加而增加，但超过一定幅度后随种植密度的增加而下降。刘天朋等（2013）研究表明，种植密度低于11.25万株/ha、施氮量低于187.5 kg/ha时，杂交糯高粱的产量及主要农艺性状随种植密度和施氮量的增加而增加，当种植密度高于11.25万株/ha、施氮量高于187.5 kg/ha时，产量及主要农艺性状则随种植密度和施氮量的增加而减少。本研究结果表明，施肥量和种植密度对糯高粱黔高7号的株高、茎粗、穗长和千粒重等农艺性状及产量均有极显著影响，随着施肥量和种植密度的增加，农艺性状及产量均呈先增加后减少的趋势，与前人的研究结果总体表现一致。本研究中，A2B2处理组合产量及相关农艺性状均为最高值。因此，黔高7号的最佳栽培措施为复合肥施用量225 kg/ha、种植密度1.5×105株/ha。

黔高7号产量与光合特性和农艺性状指标间的相关性分析结果表明，产量除与胞间CO2浓度呈极显著负相关外，与其他指标均呈极显著正相关；其中在光合特性指标中，与蒸腾速率的相关系数最大；在农艺性状指标中，与茎粗的相关系数最大。此外，方差分析结果也表明施肥量和种植密度对黔高7号的茎粗和蒸腾速率有极显著影响。因此，不同的施肥量和种植密度可能是通过调节其茎秆粗细来改善植株群体结构，并通过调节叶片蒸腾速率来改善叶片光合能力，进而增加产量。

4 结论

随施肥量和种植密度的增加，黔高7号的株高、茎粗、穗长、千粒重、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和产量均表现出先增加后降低的变化趋势，胞间CO2浓度则呈先降低后增加的变化趋势。在贵州地区种植该品种时，复合肥施用量以225 kg/ha、种植密度以1.5×105株/ha为宜。

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（責任编辑 王 晖）