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摘要：为了探明免耕直播对高粱生物学性状、叶绿素含量和产量的影响，以吉杂123、龙杂11号和泸糯8号3个品种为材料，开展免耕直播和旋耕播种两种耕种方式的田间比较试验。结果表明，不同耕种方式除对植株干重的影响显著外，对株高、茎粗、穗长、鲜重、叶绿素含量、产量和产量构成因素均无显著影响。综合分析，免耕直播可以作为代替传统旋耕播种的一种简化高粱栽培措施推广应用。
关键词：免耕直播;高粱;产量;叶绿素含量
中图分类号：S514.01 文献标识号：A 文章编号：1001-4942（2019）08-0038-03
Abstract A field comparison experiment with three cultivars，Jiza 123， Longza 11 and Lunuo 8，was conducted under the conditions of no-tillage direct seeding and conventional tillage to explore their effects on biological character， chlorophyll content and grain yield of sorghum. The results showed that there were no significant differences on plant height， stem diameter， ear length， fresh weight， chlorophyll content， yield and yield components between no-tillage and conventional tillage except dry weight. In conclusion， no-tillage direct seeding as a simplified cultivation mode for sorghum production could be popularized and applied instead of conventional tillage.
Keywords No-tillage direct seeding; Sorghum; Grain yield; Chlorophyll content
免耕直播是保护性耕作中的一项重要技术，具有蓄水保墒、减少土壤扰动、防止水土流失、节约生产成本、促进农业可持续发展等重要作用[1-3]。免耕直播技术在水稻、小麦和玉米等粮食作物上已有大量研究。高明等[3]研究表明免耕有利于改善水稻土壤结构，提高土壤肥力和生物酶活性;还有研究表明，免耕能够有效提高玉米土壤水分利用效率[2]、水稻生長后期的光合性能[4]和根系活力[5]，促进作物生长发育，从而提高作物产量 [6-8]。
高粱是一种高抗旱、耐盐碱、耐涝和耐瘠薄的C4植物，现广泛用于酒精、淀粉生产和酿酒原料及畜禽饲料，在农业和轻工业生产中具有重要作用。但高粱的耕种方式仍采用传统的模式，费时费力，影响高粱产业化的快速发展[9]。关于高粱耐盐碱、抗旱、抗除草剂和能源利用等方面前人已经做了大量研究[10-14]。而关于高粱的轻简种植方式特别是免耕直播耕作方式鲜有报道，因此本试验选用3个粒用高粱品种，研究两种耕种方式对高粱产量性状和叶片叶绿素含量的影响，以期为简化高粱栽培模式方面提供理论依据和技术途径。
1 材料与方法
1.1 试验材料
供试高粱杂交品种：吉杂123、龙杂11号和泸糯8号分别由吉林省农业科学院作物资源研究所、黑龙江省农业科学院作物育种研究所和四川省农业科学院水稻高粱研究所提供。
1.2 试验设计与种植措施
试验于2015年在山东省农业科学院作物研究所试验场进行。试验地前茬为小麦，中壤土，肥力中等。设旋耕播种和免耕直播两种耕种方式，分别为：①CK（旋耕播种）——小麦秸秆粉碎造墒后机械旋耕，播种机种肥同播，播量5.25 kg/hm2。②NT（免耕直播）：小麦秸秆粉碎后在畦内顺垄铺放，不进行旋耕，造墒后播种机种肥同播，播量5.25 kg/hm2。两种耕种方式的施肥量和施肥方法相同，氮磷钾肥用量分别为N 150 kg/hm2，P2O5 90 kg/hm2和K2O 180 kg/hm2。氮肥基肥和拔节肥各占一半，磷肥和钾肥作基肥一次施入。小区面积200 m2，行长20 m，行距0.66 m，15行区。随机区组排列，重复3次。6月7日播种，其它管理措施各处理均一致。
1.3 测定项目与方法
开花期开始用SPAD 502叶绿素仪测定倒三叶的叶绿素含量，生育期内共测定4次，测定时期为花后0、14、28、42 d。收获前每小区测定10个单株的株高、茎粗、穗长等性状，随机收获10株测定植株鲜重和干物质重。成熟期收获4行测产并考种。
1.4 数据处理
用Microsoft Excel 2010进行数据处理和做图，用软件Minitab 18进行差异显著性分析。
2 结果与分析
2.1 免耕直播对高粱生物学性状的影响
由表1可知，免耕直播和旋耕播种两种方式对单株干重和鲜重有一定影响，与旋耕播种方式相比，免耕直播降低单株干重，其中吉杂123和泸糯8号两种耕种方式的差异达到显著水平，龙杂11号差异不显著;3个品种单株鲜重有着相似规律，吉杂123、龙杂11号和泸糯8号在免耕直播条件下分别下降3.06%、0.97%和8.63%，但两种耕种方式之间的差异都未达到显著水平。免耕直播降低株高和穗长，增加茎粗，但是三个性状差异都未达到显著水平。3个高粱品种间的生物学性状差异大部分达显著性水平;耕种方式和品种间的综合效应在植株干重、鲜重方面达显著水平。 2.2 免耕直播对高粱产量性状的影响
由表2可以看出，免耕直播产量比旋耕播种方式有一定程度的降低，但差异均未达到显著水平，吉杂123、龙杂11号和泸糯8号产量在免耕直播条件下分别下降0.45%、3.1%和3.27%。免耕直播降低3个品种的穗粒数和穗粒重，但千粒重和公顷穗数都稍有上升，4个产量性状差异均未达到显著水平。3个高粱品种间的产量性状差异均达显著水平，耕种方式和品种间的综合效应也达显著水平。
2.3 免耕直播对高粱叶片叶绿素含量变化的影响
3个品种叶片的叶绿素含量在两种耕种方式下，随着生育进程均呈先升高后降低趋势（图1）;免耕直播对吉杂123和龙杂11号的最大叶绿素含量形成时间无显著影响，但推迟泸糯8号叶片的叶绿素含量下降时间。与旋耕播种相比，免耕直播提高叶片的叶绿素含量，3个品种在花后0、14、28、42 d 4个时期SPAD值都有一定程度提高，但差异未达显著水平。
3 讨论与结论
本试验结果表明，与旋耕播种相比，免耕直播对高粱的生长发育和产量有一定影响。株高降低、穗长减少、茎粗增加和单株鲜重降低，差异未达到显著水平，但部分品种单株干重显著降低。免耕直播产量比旋耕播种有一定程度降低，但差异均未到显著水平。免耕直播虽然降低穗粒数和穗粒重，但千粒重和单位面积穗数都稍有上升，产量性状差异均未达到显著水平。叶绿素含量在两种耕种方式下，随着生育进程均呈先升后降趋势，免耕直播提高叶绿素含量，但与旋耕播种相比差异未达到显著水平。
有研究表明，由于免耕直播中前茬作物秸秆被粉碎于地表，夏播作物生長发育时期恰好雨热同期，非常有利于秸秆腐解，从而提高表层土壤有机质含量，因此免耕具有较好的保水、保墒效果，相对于传统的旋耕播种谷子和玉米产量有一定程度提高[15，16]。本试验中虽然高粱产量稍有下降，但未达到差异显著水平;免耕直播主要通过提高叶绿素含量、增加千粒重来弥补穗粒数和穗粒重的减少。随着农业生产机械化程度的提高，高粱栽培的机械化、简约化是必然趋势，试验证实免耕直播可以作为替代传统旋耕播种方式的一种简化粒用高粱栽培措施。但其深入机理和进一步提高籽粒产量的简化栽培技术仍需进一步的研究。
参 考 文 献：
[1] 郭晓霞，刘景辉，田露，等. 免耕轮作对内蒙古地区农田贮水特性和作物产量的影响[J].作物学报，2012，38（8）：1504-1512.
[2] 余海英，彭文英，马秀，等. 免耕对北方旱作玉米土壤水分及物理性质的影响[J]. 应用生态学报，2011，22（1）：99-104.
[3] 高明，张磊，魏朝富，等. 稻田长期垄作免耕对水稻产量及土壤肥力的影响研究[J]. 植物营养与肥料学报，2004，10（4）：343-348.
[4] 冯跃华，邹应斌，Buresh R J ，等. 免耕直播对一季晚稻田土壤特性和杂交水稻生长及产量形成的影响[J]. 作物学报，2006，32（11）：343-348.
[5] 杨志远，孙永健，徐徽，等. 栽培方式与免耕对杂交稻Ⅱ优498灌浆期根系衰老和籽粒灌浆的影响[J]. 中国农业科学，2013，46（7）：1347-1358.
[6] 白瑞贤，杜文建，梅碧蓉. 秸秆还田免耕撒播小麦技术研究[J]. 安徽农业科学，2000， 28（4）：446-447.
[7] 胡春胜，陈素英，赵四申，等. 玉米整秸覆盖地小麦免耕播种技术初步研究[J]. 农业工程学报，2005，21（3）：118-120.
[8] 宫秀杰，钱春荣，于洋，等. 深松免耕技术对土壤物理性状及玉米产量的影响[J]. 玉米科学，2009，17（5）：134-137.
[9] 张志鹏，邹剑秋，朱凯. 能源高粱轻简栽培技术研究[J]. 园艺与种苗， 2012（6）：9-11，15.
[10] 张华文，秦岭，杨延兵，等. 种植密度和品种对甜高粱生物性状与产量的影响[J]. 山东农业科学，2008（7）：13-15.
[11] 张华文，秦岭，王海莲，等. 不同甜高粱品种（系） 萌发期耐盐性研究[J]. 山东农业科学，2011（9）：24-26.
[12] 张华文，王海莲，秦岭，等. 44%谷友（单嘧·扑灭）不同浓度对高粱田杂草的田间防除效果[J]. 山东农业科学，2012，44（10）：98-100.
[13] 管延安，张华文，杨延兵，等. 能源甜高粱高产高效栽培技术[J]. 山东农业科学，2008（7）：107-108.
[14] 王海莲，刘宾，张华文，等. 盐胁迫下高粱幼苗生长及其对耐盐性评价的影响[J]. 山东农业科学，2013，45（3）：42-46.
[15] 吕巨智，钟昌松，石达金，等. 不同播种方式对玉米播种质量及产量的影响[J]. 江苏农业科学，2016，44（9）：100-102.
[16] 郝洪波，崔海英，胡珈铭，等. 免耕直播对夏谷产量及土壤水、肥含量的影响[J]. 华北农学报，2015，30（增刊）：456-464.
关键词：免耕直播;高粱;产量;叶绿素含量
中图分类号：S514.01 文献标识号：A 文章编号：1001-4942（2019）08-0038-03
Abstract A field comparison experiment with three cultivars，Jiza 123， Longza 11 and Lunuo 8，was conducted under the conditions of no-tillage direct seeding and conventional tillage to explore their effects on biological character， chlorophyll content and grain yield of sorghum. The results showed that there were no significant differences on plant height， stem diameter， ear length， fresh weight， chlorophyll content， yield and yield components between no-tillage and conventional tillage except dry weight. In conclusion， no-tillage direct seeding as a simplified cultivation mode for sorghum production could be popularized and applied instead of conventional tillage.
Keywords No-tillage direct seeding; Sorghum; Grain yield; Chlorophyll content
免耕直播是保护性耕作中的一项重要技术，具有蓄水保墒、减少土壤扰动、防止水土流失、节约生产成本、促进农业可持续发展等重要作用[1-3]。免耕直播技术在水稻、小麦和玉米等粮食作物上已有大量研究。高明等[3]研究表明免耕有利于改善水稻土壤结构，提高土壤肥力和生物酶活性;还有研究表明，免耕能够有效提高玉米土壤水分利用效率[2]、水稻生長后期的光合性能[4]和根系活力[5]，促进作物生长发育，从而提高作物产量 [6-8]。
高粱是一种高抗旱、耐盐碱、耐涝和耐瘠薄的C4植物，现广泛用于酒精、淀粉生产和酿酒原料及畜禽饲料，在农业和轻工业生产中具有重要作用。但高粱的耕种方式仍采用传统的模式，费时费力，影响高粱产业化的快速发展[9]。关于高粱耐盐碱、抗旱、抗除草剂和能源利用等方面前人已经做了大量研究[10-14]。而关于高粱的轻简种植方式特别是免耕直播耕作方式鲜有报道，因此本试验选用3个粒用高粱品种，研究两种耕种方式对高粱产量性状和叶片叶绿素含量的影响，以期为简化高粱栽培模式方面提供理论依据和技术途径。
1 材料与方法
1.1 试验材料
供试高粱杂交品种：吉杂123、龙杂11号和泸糯8号分别由吉林省农业科学院作物资源研究所、黑龙江省农业科学院作物育种研究所和四川省农业科学院水稻高粱研究所提供。
1.2 试验设计与种植措施
试验于2015年在山东省农业科学院作物研究所试验场进行。试验地前茬为小麦，中壤土，肥力中等。设旋耕播种和免耕直播两种耕种方式，分别为：①CK（旋耕播种）——小麦秸秆粉碎造墒后机械旋耕，播种机种肥同播，播量5.25 kg/hm2。②NT（免耕直播）：小麦秸秆粉碎后在畦内顺垄铺放，不进行旋耕，造墒后播种机种肥同播，播量5.25 kg/hm2。两种耕种方式的施肥量和施肥方法相同，氮磷钾肥用量分别为N 150 kg/hm2，P2O5 90 kg/hm2和K2O 180 kg/hm2。氮肥基肥和拔节肥各占一半，磷肥和钾肥作基肥一次施入。小区面积200 m2，行长20 m，行距0.66 m，15行区。随机区组排列，重复3次。6月7日播种，其它管理措施各处理均一致。
1.3 测定项目与方法
开花期开始用SPAD 502叶绿素仪测定倒三叶的叶绿素含量，生育期内共测定4次，测定时期为花后0、14、28、42 d。收获前每小区测定10个单株的株高、茎粗、穗长等性状，随机收获10株测定植株鲜重和干物质重。成熟期收获4行测产并考种。
1.4 数据处理
用Microsoft Excel 2010进行数据处理和做图，用软件Minitab 18进行差异显著性分析。
2 结果与分析
2.1 免耕直播对高粱生物学性状的影响
由表1可知，免耕直播和旋耕播种两种方式对单株干重和鲜重有一定影响，与旋耕播种方式相比，免耕直播降低单株干重，其中吉杂123和泸糯8号两种耕种方式的差异达到显著水平，龙杂11号差异不显著;3个品种单株鲜重有着相似规律，吉杂123、龙杂11号和泸糯8号在免耕直播条件下分别下降3.06%、0.97%和8.63%，但两种耕种方式之间的差异都未达到显著水平。免耕直播降低株高和穗长，增加茎粗，但是三个性状差异都未达到显著水平。3个高粱品种间的生物学性状差异大部分达显著性水平;耕种方式和品种间的综合效应在植株干重、鲜重方面达显著水平。 2.2 免耕直播对高粱产量性状的影响
由表2可以看出，免耕直播产量比旋耕播种方式有一定程度的降低，但差异均未达到显著水平，吉杂123、龙杂11号和泸糯8号产量在免耕直播条件下分别下降0.45%、3.1%和3.27%。免耕直播降低3个品种的穗粒数和穗粒重，但千粒重和公顷穗数都稍有上升，4个产量性状差异均未达到显著水平。3个高粱品种间的产量性状差异均达显著水平，耕种方式和品种间的综合效应也达显著水平。
2.3 免耕直播对高粱叶片叶绿素含量变化的影响
3个品种叶片的叶绿素含量在两种耕种方式下，随着生育进程均呈先升高后降低趋势（图1）;免耕直播对吉杂123和龙杂11号的最大叶绿素含量形成时间无显著影响，但推迟泸糯8号叶片的叶绿素含量下降时间。与旋耕播种相比，免耕直播提高叶片的叶绿素含量，3个品种在花后0、14、28、42 d 4个时期SPAD值都有一定程度提高，但差异未达显著水平。
3 讨论与结论
本试验结果表明，与旋耕播种相比，免耕直播对高粱的生长发育和产量有一定影响。株高降低、穗长减少、茎粗增加和单株鲜重降低，差异未达到显著水平，但部分品种单株干重显著降低。免耕直播产量比旋耕播种有一定程度降低，但差异均未到显著水平。免耕直播虽然降低穗粒数和穗粒重，但千粒重和单位面积穗数都稍有上升，产量性状差异均未达到显著水平。叶绿素含量在两种耕种方式下，随着生育进程均呈先升后降趋势，免耕直播提高叶绿素含量，但与旋耕播种相比差异未达到显著水平。
有研究表明，由于免耕直播中前茬作物秸秆被粉碎于地表，夏播作物生長发育时期恰好雨热同期，非常有利于秸秆腐解，从而提高表层土壤有机质含量，因此免耕具有较好的保水、保墒效果，相对于传统的旋耕播种谷子和玉米产量有一定程度提高[15，16]。本试验中虽然高粱产量稍有下降，但未达到差异显著水平;免耕直播主要通过提高叶绿素含量、增加千粒重来弥补穗粒数和穗粒重的减少。随着农业生产机械化程度的提高，高粱栽培的机械化、简约化是必然趋势，试验证实免耕直播可以作为替代传统旋耕播种方式的一种简化粒用高粱栽培措施。但其深入机理和进一步提高籽粒产量的简化栽培技术仍需进一步的研究。
参 考 文 献：
[1] 郭晓霞，刘景辉，田露，等. 免耕轮作对内蒙古地区农田贮水特性和作物产量的影响[J].作物学报，2012，38（8）：1504-1512.
[2] 余海英，彭文英，马秀，等. 免耕对北方旱作玉米土壤水分及物理性质的影响[J]. 应用生态学报，2011，22（1）：99-104.
[3] 高明，张磊，魏朝富，等. 稻田长期垄作免耕对水稻产量及土壤肥力的影响研究[J]. 植物营养与肥料学报，2004，10（4）：343-348.
[4] 冯跃华，邹应斌，Buresh R J ，等. 免耕直播对一季晚稻田土壤特性和杂交水稻生长及产量形成的影响[J]. 作物学报，2006，32（11）：343-348.
[5] 杨志远，孙永健，徐徽，等. 栽培方式与免耕对杂交稻Ⅱ优498灌浆期根系衰老和籽粒灌浆的影响[J]. 中国农业科学，2013，46（7）：1347-1358.
[6] 白瑞贤，杜文建，梅碧蓉. 秸秆还田免耕撒播小麦技术研究[J]. 安徽农业科学，2000， 28（4）：446-447.
[7] 胡春胜，陈素英，赵四申，等. 玉米整秸覆盖地小麦免耕播种技术初步研究[J]. 农业工程学报，2005，21（3）：118-120.
[8] 宫秀杰，钱春荣，于洋，等. 深松免耕技术对土壤物理性状及玉米产量的影响[J]. 玉米科学，2009，17（5）：134-137.
[9] 张志鹏，邹剑秋，朱凯. 能源高粱轻简栽培技术研究[J]. 园艺与种苗， 2012（6）：9-11，15.
[10] 张华文，秦岭，杨延兵，等. 种植密度和品种对甜高粱生物性状与产量的影响[J]. 山东农业科学，2008（7）：13-15.
[11] 张华文，秦岭，王海莲，等. 不同甜高粱品种（系） 萌发期耐盐性研究[J]. 山东农业科学，2011（9）：24-26.
[12] 张华文，王海莲，秦岭，等. 44%谷友（单嘧·扑灭）不同浓度对高粱田杂草的田间防除效果[J]. 山东农业科学，2012，44（10）：98-100.
[13] 管延安，张华文，杨延兵，等. 能源甜高粱高产高效栽培技术[J]. 山东农业科学，2008（7）：107-108.
[14] 王海莲，刘宾，张华文，等. 盐胁迫下高粱幼苗生长及其对耐盐性评价的影响[J]. 山东农业科学，2013，45（3）：42-46.
[15] 吕巨智，钟昌松，石达金，等. 不同播种方式对玉米播种质量及产量的影响[J]. 江苏农业科学，2016，44（9）：100-102.
[16] 郝洪波，崔海英，胡珈铭，等. 免耕直播对夏谷产量及土壤水、肥含量的影响[J]. 华北农学报，2015，30（增刊）：456-464.