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【课题论文】关于种植密度对高粱群体生理指标、产量及其构成因素的影响 (论文案例)

星级: ★★★★★ 期刊: 《农学学报》作者:杨楠,丁玉川,焦晓燕,等浏览量:1724 论文级别:优质本章主题:高粱和密度原创论文: 5156论文网更新时间:12-16审核稿件编辑:Ansel本文版权归属:www.5156chinese.cn 分享次数:1099 评论次数: 4222

导读:现在请大家一起欣赏本篇文章高粱和密度专业方面的毕业论文范文,为广大学生们写作毕业论文是提供参考帮助。

杨楠1,丁玉川2,焦晓燕2,王劲松2,董二伟2,王立革2,武萍2

(1山西大学生物工程学院,太原030006;2山西省农业科学院农业环境与资源研究所,太原030006)

摘要:为合理的种植密度可构建良好的群体结构,优化群体光合生理功能,提高光能利用效率,充分发挥高粱品种的增产潜力.以酿造高粱(Sorghum bicolor L。 Moench) ‘晋杂23 号’为试验材料,在大田试验条件下研究了不同种植密度(4。5 万株/hm2、7。5 万株/hm2、10。5 万株/hm2和13。5 万株/hm2)对高粱生长、群体光合生理指标、籽粒产量及其构成因素的影响.结果表明:随着种植密度增加,高粱株高相应增高,而茎粗相应变细;高粱的叶面积指数(LAI)、群体光合势(LAD)和总光合势呈显著性增加,而透光率、群体净同化率(NAR)、群体生长率(CGR)呈现递减的趋势;高粱单株干物质积累量呈现递减的趋势,而群体干物质积累量呈显著性增加.在4。5 万株/hm2~10。5 万株/hm2密度范围内,籽粒产量随密度增加呈显著性增加,其中密度在10。5 万株/hm2的籽粒产量比4。5 万株/hm2增产13。8%.随着密度增加,单位面积穗数相应增加,穗粒数相应减少,千粒重没有显著的影响.相关分析表明,种植密度与LAI、LAD、生物产量和籽粒产量呈显著性正相关,而与透光率、NAR和CGR呈显著性负相关.本研究表明,种植密度对高粱群体生理指标、产量和产量构成因素有显著的影响.酿造高粱‘晋杂23 号’的种植密度以10。5 万株/hm2为宜,在高粱生产中可形成良好的群体结构,协调群体与个体的生长,优化群体光合生理功能,使生物产量与籽粒产量都达到较高水平.

关键词:高粱;密度;群体生理指标;籽粒产量

中图分类号:S514,S352。3 文献标志码:A 论文编号:2013-0265

Effects of Plant Density on Population Physiological Indices, Grain Yield and Yield Component Factors of Sorghum

Yang Nan1, Ding Yuchuan2, Jiao Xiaoyan2, Wang Jinsong2, Dong Erwei2, Wang Lige2, Wu Ping2

(1School of Biological Engineering, Shanxi University, Taiyuan 030006, Shanxi, China;2Institute of Agricultural Environment and Resources, Shanxi Academy of Agricultural Sciences, Taiyuan 030006, Shanxi, China)

Abstract: Reasonable plant density can construct the good population structure, enhance light energyutilization efficiency, optimize population physiological function, and give full play to the potential yield ofsorghum varieties。 The purpose of this research was to investigate the effects of plant density on growth,population physiological indices, grain yield and its component factors of brewing sorghum (Sorghum bicolor L。Moench var。‘Jinza No。 23’) under varying plant densities (45000, 75000, 105000, 135000 plants/hm2)。 Theexperiment was conducted in the randomized complete block design (RCBD) with three replications。 Theresults showed that, plant height of sorghum was significant increased, whereas stem diameter was thinned asplant density was increased。 Leaf area index (LAI), Leaf area duration (LAD), total LAD were significantincreased, but net assimilation rate (NAR), crop growth rate (CGR) and transmission rate decreased with increasing plant density。 Dry matter weight per plant declined, whereas dry matter weight of sorghumpopulations significantly increased when plant density increased。 When the plant density was at the ranges of45000-105000 plants/hm2, grain yield significantly increased with increasing plant density。 The grain yieldincreased by 13。8% in 105000 pants/hm2 as compared to plant density in 45000 plants/hm2。 Panicle numberper unit area increased, but grain number per panicle decreased as plant density increased

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。 1000-grain weightwas not influenced by plant density variety。 Correlation analysis revealed that the relationship between plantdensity and LAI, LAD, biomass and grain yield of sorghum were significant and positive correlation。 Therelationship between plant density and transmission rate, NAR and CGR was significant and negativecorrelation。 This study indicated that plant density significantly influence on the population physiologicalindices, grain yield and its component factors of sorghum。 Optimal plant density for brew sorghum‘Jinza No。 23’production in this environment was 105000 plants/hm2。 It can construct the good population, coordinatepopulation growth and individual growth, and optimize population physiological function, which made bothbiomass and grain yield to achieve higher level。

Key words: Sorghum; Plant Density; Population Physiological Indices; Grain Yield

0 引言

高粱(Sorghum bicolor L。 Moench)是世界上最重要的禾谷类作物之一,其产量仅次于玉米、小麦、水稻和大麦名列第五[1].高粱抗旱性强,适应性广,广泛种植于干旱、半干旱地区,在中国主要分布在东北、华北、西北和黄淮流域的温带地区.同时高粱是C4作物,光合效率高,可以获得较高的生物学产量和经济产量[2].高粱产量形成受到诸如品种、气候、栽培措施等多种因素的影响.其中,种植密度是重要因素之一.合理种植密度可构建良好的群体结构,获得适宜的光合面积,减少漏光损失,提高光能利用效率,是作物实现高产的必要条件.关于高粱种植密度对其农艺性状、产量及其构成因素的影响研究国内外已有报道

种植密度对高粱群体生理指标、产量及其构成因素的影响
高粱和密度毕业论文的论文提纲

[3-5].有研究表明,在一定限度内,增加种植密度,高粱籽粒产量明显增产[3-4];而超过这一限度时,随着密度进一步增加,单穗变小,穗粒数减少,粒重也相应降低,产量下降[5].因此,必须采用适宜的密度来协调穗数、穗粒数和粒重的关系,创造适当的群体结构,使这3 个因素得到平衡提高.

作物生产是一个种群过程,而非个体表现[6].作物品种的高产潜力能否发挥与群体的光合性能有着密切关系[7-8].近年来,由于作物诊断技术的不断发展,用叶面积指数(LAI)、群体叶片光合势(LAD)、群体净同化率(NAR)、作物的生长速率(CGR)等群体生理指标来评价作物的群体质量受到许多学者的广泛关注[9-11],它们是评价作物最优生长的综合生理生态指标[9].不同作物、品种、种植密度、土壤肥力和气候环境等因素对群体生理指标产生较大的影响[11].迄今为止,有关酿造高粱群体光合生理指标的相关研究尚未见报道.为此,笔者选用‘晋杂23 号’高粱为试验材料,采用大田小区试验,探讨不同种植密度与群体生理指标的关系,以期为酿造型高粱高产、高效栽培技术提供理论依据.

1 材料与方法

1。1 试验地概况

试验于2012 年5 月至10 月在山西省晋中市榆次区山西省农业科学院东阳试验基地进行.该基地海拔802 m,年平均气温为9。7℃,年平均降水量440。7 mm,70%以上降水集中在6—9 月,最少日照数为2535 h.试验土壤类型为潮土,质地为粘土,前茬为玉米.0~20 cm耕层土壤有机质含量为14。81 g/kg、全氮1。04 g/kg、速效磷7。05 mg/kg、速效钾209 mg/kg,pH 8。35.

1。2 供试材料

供试作物为高粱,品种为‘晋杂23 号’,属于株型紧凑,适宜密植类型,由山西省农业科学院高粱研究所提供.

1。3 试验设计

试验设4。5 万株/hm2、7。5 万株/hm2、10。5 万株/hm2和13。5 万株/hm2 4 个种植密度,分别用D1、D2、D3和D4表示.试验小区面积40 m2,采用随机区组排列,每个处理3次重复.试验于2012年5月21日播种.施用肥料为史丹利(18-18-18),施肥量为600 kg/hm2,在播种前作为基肥一次施入.在生育期间中耕除草2 次,灌水2 次,打农药防治病虫害2 次.试验于2012 年10 月17日收获.1。4 测定项目与方法分别在拔节期(播种后43 天)、大喇叭口期(播种后59 天)、挑旗期(播种后60 天)、抽穗期(播种后81天)、扬花期(播种后87天)、灌浆期(播种后99天)选择每小区具有代表性的植株10 株,用卷尺测定其株高,用游标卡尺测定其植株基部茎粗.在全生育期,将高粱植株按各器官分解,置于干燥箱105℃杀青30 min后,在80℃下烘干至恒重,测定干物质积累量.于收获期调查测定生物学产量和籽粒产量.

相关群体光合生理指标计算方法[10]如下:

单株叶面积(LA)=叶长×叶宽×0。75

叶面积指数(LAI)=(单株叶面积×单位土地面积内株数)/单位土地面积

叶片光合势(LAD)=1/2×(LA2+LA1)×(T2-T1)

群体净同化率=[(M2-M1)/(T2-T1)] ×[(lnLA2-lnLA1)/(LA2-LA1)]

作物生长率(CGR)=(M2-M1)/(T2-T1)

式中,LA1 和LA2 为T1、T2 时间的叶面积;M1、M2分别为T1、T2时间的干物质.

透光率=(测定叶层的光强/植株顶部光强)×100%光照强度:用光强仪测定群体内植株顶部、上部、中部和下部的光照强度.

1。5 数据统计分析

试验数据采用Microsoft Excel 2003 和SAS 9。0 软件进行统计分析.各处理平均值间的差异显著性采用Fisher’s LSD检验.

2 结果与分析

2。1 种植密度对高粱生长的影响

2。1。1 种植密度对高粱株高和茎粗的影响从表1 看出,从拔节期到开花期期间,高粱的株高增长迅速,而后逐渐平缓.在各个生育期之间,随着种植密度的增加,株高均呈递增的趋势.特别在大喇叭口期、挑旗期和抽穗期,不同密度对株高影响最为明显.随着密度的增大,高粱不同生育期茎粗呈现递减的趋势,到灌浆期不同密度下的茎粗差异明显.以上结果表明,种植密度对高粱株高和茎粗有明显的影响,随着种植密度增加,株高相应增高,而茎粗相应变细.

2。1。2 种植密度对高粱干物质积累量的影响从图1 可以看出,在高粱生育期内,高粱单株干物质积累量呈递增的趋势,在抽穗期到扬花期的增幅最大,4。5万株/hm2、7。5万株/hm2、10。5 万株/hm2、13。5 万株/hm2的种植密度在这一时期内的增幅分别达到101。51%、96。55%、84。11%、74。44%,而扬花期之后增幅又趋于平缓.在播种81 天(挑旗期)以前,各种植密度下的干物质积累量无显著性差异.但在播种81 天后,干物质积累量呈现显著性差异,随着种植密度的增加,高粱单株干物质积累量呈现递减的趋势.表明低密度的单株干物质积累量大,而高密度的单株干物质积累量小.

2。2 种植密度对高粱群体特征的影响

2。2。1 种植密度对高粱叶面积指数(LAI)的影响从图2可以看出,随着高粱植株早期的快速生长,叶面积指数相应增加,到挑旗期(播种70 天),高粱叶面积指数达到最高,随后呈现出下降的趋势.随着种植密度的增加,高粱的叶面积指数呈上升的趋势,特别在大喇叭口期差异明显.从挑旗期开始,叶面积指数在不同生育阶段呈现出下降的趋势.抽穗期至灌浆期,13。5万株/hm2的种植密度叶面积指数下降明显,而在4。5 万株/hm2~10。5 万株/hm2密度范围内,叶面积指数随着密度的增加呈增加的趋势.13。5 万株/hm2高密度下的叶面积指数快速下降,可能与后期植株下部叶片衰老加速以及对光照、水分和养分等资源的竞争有密切关系.

2。2。2 种植密度对高粱群体光合势(LAD)的影响从表2 可以看出,在高粱的整个生育期进程中,高粱的群体光合势是一个增加的趋势.随着种植密度的增加,高粱的群体光合势呈现显著增加的趋势,其最大值在扬花期—灌浆期.总光合势是不同生育阶段光合势的总和,随着种植密度的增加总光合势呈显著性增加.

2。2。3 种植密度对高粱群体光照强度和透光率的影响从表3 可以看出,群体的光照强度从植株顶部到植株低部依次呈现明显下降的趋势.在4。5 万株/hm2~13。5万株/hm2的种植密度下,随着密度增加高粱的群体光照强度呈现出显著的下降趋势.

高粱群体透光率是指群体光照强度占冠层处自然光照强度的比例.从表3 可以看出,植株不同部位的透光率差异明显,其大小顺序是上部>中部>底部.

随着种植密度增加,高粱植株上部、中部和底部的透光率均呈现递减趋势,说明种植密度越大,群体透光率就越低.

2。2。4 种植密度对高粱群体净同化率(NAR)的影响由图3 可知,高粱的群体同化率随着生育进程的推进,呈现“M”型的 曲线变化,即升高—降低—升高—降低的趋势.其中在挑旗期、抽穗期、灌浆期的群体净同化率非常低,依次为2。21、2。61、4。96 g/(m2·d).从不同种植密度下的高粱群体净同化率变化来看,随着

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种植密度的增加,高粱的群体净同化率呈现下降的趋势,但差异不明显.到灌浆期不同种植密度下的高粱净同化率均趋于一致.

2。2。5 种植密度对高粱群体生长率(CGR)的影响试验结果(图4)表明,在整个生育期内高粱的生长速率表现各异.随着高粱密度的增加,高粱的群体生长率呈现递减的趋势.其中在播种时期81~87 天(抽穗期—扬花期),高粱的群体生长率增长率达到最大,在这一时期的曲线表现与高粱的干物质积累量和群体净同化率相一致.

2。3 种植密度对高粱产量及其构成因素的影响

从表4 中可以看出,不同种植密度对高粱的产量及其产量构成因素有明显的影响.除7。5 万株/hm2与4。5 万株/hm2对生物产量没有显著增加外,随着种植密度的增加,生物产量呈显著性增加.从高粱籽粒产量来看,在4。5 万株/hm2~10。5 万株/hm2密度范围内,籽粒产量随密度增加呈显著性增加.当密度进一步增加时,籽粒产量相应下降.收获指数总体上随着种植密度的增加,呈现出下降的趋势.从产量构成因素来看,随着密度增加,单位面积穗数相应显著增加,穗粒数相应显著减少,而对千粒重没有显著的影响.这说明高密度下高粱增产的主要原因是增加了单位面积的穗数.从种植密度与高粱产量及构成因素结果来看,‘晋杂23号’高粱适宜的种植密度为10。5万株/hm2.

2。4 种植密度与高粱群体指标的关系

从表5 可以看出,种植密度与高粱群体指标具有显著相关关系.在扬花期,高粱种植密度与叶面积指数、群体光合势均呈显著正相关;然而与透光率、群体生长率、净同化率呈极显著负相关,即高粱种植密度越大,群体透光率、群体生长率、净同化率越小.高粱种植密度与生物产量和籽粒产量均呈极显著正相关.

3 结论与讨论

合理密植是构建良好生育群体,优化群体结构,协调群体和个体发育,解决穗数、粒数和粒重三者之间的矛盾,发挥群体生产力的基础[12].一个合理的群体,必须是三者乘积的最大值.大量研究表明,随着种植密度增加,单位面积穗数相应呈现增加趋势,而穗粒数和千粒重相应呈现下降趋势;单株籽粒产量呈现下降趋势,群体籽粒产量呈现升高-平稳-下降趋势.适宜的合理密度应根据当地的气候条件、土壤条件、生产条件、品种特性以及生产目的来合理安排.农作物产量的90%~95%来自光合作用形成的有机物质,增加作物产量的关键是提高光合作用的效率[13].而提高光合效率的关键是建立合理的群体指标,主要包括叶面积指数,叶片光合势和净同化率.叶面积指数是反映植物群体生长状况的一个重要指标,其大小直接与最终产量高低密切相关.在一定的范围内,作物的产量随叶面积指数的增大而提高.当叶面积指数增加到一定的限度后,田间郁闭,光照不足,光合效率减弱,产量反而下降.光合势是对绿叶面积大小及其光合作用时间的综合衡量指标,较高的光合势意味着较强的光合作用.净同化率是对光合作用和呼吸消耗的综合衡量指标,较高的净同化率意味着较强的同化产物积累能力.目前,群体光合指标已成为评价作物最优生长的综合生理生态指标[9].

株高和茎粗是作物生长量的基本标志之一,在作物栽培和耕作实践中,通常以株高和茎粗的动态变化来衡量各种技术措施的效果[14-15].本研究结果表明,种植密

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度越大,高粱的株高就越大,茎粗就越细;密度越小,高粱株高就越矮,茎粗就越粗壮.这与增加种植密度后植株间对光照、养分和水分等资源的需求竞争相应增加有密切关系.从高粱拔节期到开花期间,株高增长迅速.在花期后,株高达到最大并且基本稳定.这与以往研究报道[5]相一致.本研究表明,种植密度的增加没有对高粱植株单株干物质积累量增加有所贡献,反而随着种植密度的增加,高粱的干物质积累量呈减少的趋势,这与前人研究结果相一致[16].

作物群体的叶面积发展动态是影响光合效率的重要因素之一,对提高作物的光合效率和水分利用效率具有重要作用[17].本研究结果表明,种植密度的增加可以提高高粱的叶面积指数,但过高的种植密度会导致抽穗期以后叶面积指数急剧下降.这与黄瑞冬等研究结果相一致[18].但与王岩等[17]研究结果不一致,他们的研究结果表明,叶面积指数在苗期到扬花期逐渐升高,然后从扬花期到成熟期再逐渐下降.但从本试验观察结果,叶面积指数从苗期到挑旗期逐渐增高,而后逐渐下降.不一致的主要原因可能与不同品种、栽培措施、气候环境等有关.

本试验结果表明,随着种植密度增加,高粱群体净同化率呈现下降的趋势.这与成强生等[19]研究结果相一致.侯玉虹等[20]依据春玉米群体净同化率动态变化特征及定量化分析结果,构建春玉米群体相对净同化率动态变化数学模型,其模拟结果也与本研究结果相一致.这可能与叶面积指数快速增长,叶片相互遮荫而降低叶片光合效率有关.

叶片光合势是单位土地面积上叶面积持续时间,与叶面积指数有密切关系.试验结果表明,随着种植密度的增加,高粱的叶片光合势呈明显上升趋势,这与马国胜等[10]的研究结果相一致.另外随着种植密度的增加,高粱的叶片光合势呈明显上升趋势,而作物生长率呈明显下降趋势,群体净同化率也呈现下降的趋势,但差异不明显,说明密度对叶片光合势和作物生长率影响较大,对净同化率影响较小,这与马国胜等[10]研究结果相一致.

高粱产量构成因素包括穗数、穗粒数和千粒重,但大田高粱籽粒产量的形成是穗数、穗粒数、千粒重共同作用的结果,增加产量最直接有效的途径是增加穗数,既增加种植密度,但密度增加必然引起群体小气候条件的恶化,使穗粒数和千粒重相应下降.本研究结果也表明,随着种植密度增加,单位面积穗数显著增加,而穗粒数相应下降.高粱籽粒产量与密度有密切关系,通常随着密度增加籽粒产量相应增加[21].本研究结果表明,高粱种植密度的增加对高粱的籽粒产量与生物产量在4。5 万株/hm2~10。5 万株/hm2范围内有增加的效果,但超过这一范围,高粱的籽粒产量明显下降.这与前人研究的结果相一致[3,22].

相关分析结果表明,在扬花期,高粱种植密度与叶面积指数、叶片光合势均呈显著正相关;然而与透光率、作物生长率、NAR呈极显著负相关;与生物产量和籽粒产量均呈极显著正相关.说明种植密度与高粱群体指标和产量具有非常密切的关系.作物群体生理指标及作物产量与年际光照条件、降雨量和分布有很大关系,本研究仅为一年的试验结果,不同年际间的变化规律还有待进一步深入研究.

综合群体生理指标、生物量和籽粒产量之间的关系,在本试验条件下,酿造高粱‘晋杂23 号’的种植密度以10。5 万株/hm2为宜,可较好地发挥高粱茎叶及其资源空间优势,协调群体与个体的生长,使籽粒产量与生物产量都达到较高水平.

[ 参考文献 ]

1、酒用高粱不同种植密度对产量的影响(黔东南州农业技术推广站,贵州凯里 556000)不同种植密度,对酒用高粱产量以及质量均具有直接影响,同时种植密度调整也是提高高粱产量的主要措施之一。以黄平县旧州镇寨勇村的高粱种植为例,分析酒

2、不同种植密度对高粱成穗数、产量及其构成因素的影响 曹雄,梁晓红,黄敏佳,申登高,李占林 (山西省农科院经济作物研究所,山西汾阳032200) 为了探讨不同种植密度对高粱成穗数、产量及其构成因素的影响,确定酿造高粱品种在旱地的

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