摘 要：【目的】研究不同种植密度和行距对膜下滴灌红花生长发育和产量的影响，为构建红花高光效种植模式提供参考。
【方法】2020～2021年在新疆塔城地区裕民县设置田间试验，采用两因素随机区组设计，种植密度设4个处理：1.0×104株/667m2（A1）、1.5×104株/667m2（A2）、2.0×104株/667m2（A3）和2.5×104株/667m2（A4），行距设2个处理：20 cm（B1）和30 cm（B2），分析不同种植密度和行距对膜下滴灌红花农艺性状、干物质积累和产量的影响。
【结果】在一定种植密度范围内，红花株高、叶绿素含量、干物质积累量、产量等指标均随种植密度的增加而逐渐增加，单株果球数、每果粒数和千粒重则随着种植密度的增加而降低，而不同行距则对红花的各指标影响较小。A3B1和A3B2处理下红花的综合指标和产量均显著优于其他处理，A3处理下花丝产量分别比A1、A2和A4处理增加了15.73%、11.23%和7.97%，籽粒产量分别比A1、A2和A4处理增加了18.75%、11.96%和14.50%。
【结论】种植密度（2.0×104株/667m2（A3），20 cm（B1）或30 cm（B2），等行距）为红花高产高效的栽培模式，能协调红花生长，显著提高红花花丝和籽粒产量。
关键词：红花；种植密度；行距；干物质积累；生长；产量
中图分类号：S567 文献标志码：A 文章编号：1001-4330（2024）04-0804-10
0 引 言
【研究意义】种植密度和行距配比是作物获得高产的基础［1-3］。不同作物、不同地区和不同种植模式均有其特有的适宜种植方式、种植密度和行距［4-6］。随着膜下滴灌水肥一体化技术的运用，红花（Carthamus tinctorius L.）产量得到提高。因此，筛选膜下滴灌下红花适宜的种植模式和行距配比，对协调红花主要农艺性状、干物质积累和产量的调控效应具有重要意义。【前人研究进展】不同种植密度和行距配比对作物的生长发育、干物质积累和产量形成具有调控效应［7-9］。郑迎霞等［10］研究发现，适应的种植密度可促进玉米生长，进而获得较高的产量，但当密度过大时，玉米个体发育不良时，则导致倒伏率和空秆率增加而影响产量。石必显等［11］研究发现，复播食葵的生长发育和产量与种植密度在一定范围内呈正相关，但随着种植密度的增加，食葵的株高、籽仁率和产量均显著增加，粒宽、单盘粒重和千粒重则均有所下降。秦乐等［2］试验发现，适当的种植密度可以显著增加冬小麦的单位面积穗数、干物质积累和籽粒产量，当行距缩短至7.5 cm仍表现出增产。陈猛等［12］和冯学颖等［13］均发现，合理的种植密度可增加作物的有效穗数、干物质积累和光合效率，协调产量构成因素，进而获得较高的产量。【本研究切入点】红花生产中种植密度偏低、群体结构不合理和自然资源利用不充分是限制其高产高效的重要因素。适当增加作物的种植密度可以提高产量，但密度过高反而抑制作物生长。新疆光热资源丰富，但目前有关红花高光效种植模式的研究却鲜见报道。需要研究不同种植密度和行距对红花生长发育和产量的影响。【拟解决的关键问题】于新疆塔城地区裕民县进行红花田间试验，供试红花品种为18068，设置不同的种植密度和行距处理，分析其对红花生长发育和产量形成的影响，筛选出红花的高光效种植模式，为新疆红花高产栽培提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材 料
试验于2020～2021年在新疆塔城地区裕民县霍斯哈巴克乡进行（82°12′～83°30′E，45°24′～46°3′N）。
供试红花品种为18068（新疆农业科学院经济作物研究所提供）。地膜采用普通聚乙烯地膜覆盖。采用输液管模拟滴头灌水，可保证每个区均能够精确控制灌水量与施肥量。
1.2 方 法
1.2.1 试验设计
采用两因素随机区组试验设计。种植密度设4个处理：1.0×104株/667m2（A1），1.5×104株/667m2（A2），2.0×104株/667m2（A3），2.5×104株/667m2（A4）；行距设2个处理：20 cm（B1），30 cm（B2），等行距种植。小区行长7 m，宽4 m，小区面积28 m2，处理间间距1 m，重复间走道1.5 m，重复3次，共24个小区，试验面积28×24=672 m2。
1.2.2 测定指标
1.2.2.1 农艺性状
于红花伸长期、分枝期、现蕾期和开花期，每个小区分别采集5株代表性植株，测定株高、茎粗、根长、叶片数和分枝数等主要性状指标。
1.2.2.2 干物质积累量
于红花伸长期、分枝期、现蕾期和开花期，每个小区分别采集5株代表性植株，洗净后用滤纸吸干，剪去植株的根部，将植株的茎、叶、花蕾分开，放入105℃烘箱中30 min进行杀青，80℃烘干称干重。
1.2.2.3 花丝、籽粒产量和品质
于红花成熟期各处理下取5株代表性植株进行考种，测量单株果球数、每果粒数和千粒重。于红花开花时分别采摘各处理花丝，晾干后记录产量。于籽粒成熟后分别收获各处理籽粒，晒干扬净后测产。
1.3 数据处理
采用Excel 2010和R语言进行数据整理与分析，采用最小显著性差异LSD法进行显著性测验。
2 结果与分析
2.1 不同种植密度和行距对红花主要农艺性状的影响
研究表明，随着种植密度的增加，红花株高、叶片数和分枝数均呈先升后降的趋势，而红花茎粗和根长则随着种植密度的增加持续减少，并且所有种植密度下B1和B2处理间红花的农艺性状均无显著差异。随着生育时期的推进，红花农艺性状均呈现“慢-快-慢”的生长趋势，至现蕾期农艺性状生长趋于稳定。不同种植密度对伸长期红花农艺性状无显著影响。开花期后，A1～A4处理间红花株高、叶片数和分枝数均显著差异，其中A3处理下三者均达到最高水平，A3处理下株高比A1、A2和A4处理分别增加了15.70%、10.82%和18.60%；叶片数比A1和A4处理分别增加了53.78%和102.10%；分枝数比A2和A4处理分别增加了16.51%和40.82%。开花期后，A1～A3处理间红花茎粗和根长显著差异较小，并且均高于A4处理下的茎粗和根长，A1～A3处理下茎粗比A4处理分别增加了24.74%、14.58%和23.70%；A1～A3处理下根长比A4处理分别增加了14.43%、15.58%和15.15%。此外，不同种植密度下，B1和B2处理间红花农艺性状均差异不显著。适宜的种植密度和行距能够促进红花的生长发育，A1～A3处理可显著增加红花的茎粗和根长，其中A3处理还可显著增加红花的株高、叶片数和分枝数。表1
2.2 不同种植密度和行距对红花生育进程的影响
2.2.1 红花叶绿素相对含量
研究表明，在不同生育时期，红花叶绿素含量随着种植密度的增加均呈先升后降的趋势。不同种植密度处理间，伸长期红花叶绿素含量均无显著差异，分枝期、现蕾期和开花期红花叶绿素含量间差异显著，并且均随着种植密度的增加而提高，于A3处理下达到最高水平，开花期A3处理下红花叶绿素含量比A1、A2和A4处理分别增加了4.79%、4.44%和6.67%。不同种植密度处理下，B1和B2处理间红花叶绿素含量无显著差异，但B2处理下叶绿素含量总是大于B1处理。适当的种植密度和行距可显著提升红花的光合能力，A3B1和A3B2处理可促使红花光合能力达到最高水平，但种植密度过大反而抑制红花的光合作用。图1
2.2.2 红花总干物质积累量和干物质积累速率
研究表明，红花干物质积累量和速率随着种植密度的增加均呈先升后降的趋势，于A3处理下达到最高水平，并且A1～A3处理下红花干物质积累量和速率均高于A4处理。随着生育时期的推进，不同种植密度处理间，播种期至分枝期的红花干物质积累量无显著差异，现蕾期至开花期的红花干物质积累量在不同种植密度处理下表现出显著差异。开花期红花干物质积累量随着种植密度的增加而提高，在A3处理时达到最高水平，随后随着种植密度的增加而降低。开花期干物质积累量表现为A3gt;A2gt;A1gt;A4，A3处理下干物质积累量比A1、A2和A4处理分别提高了9.05%、7.92%和24.15%。红花干物质积累速率和干物质积累量具有相似的变化趋势，其在开花期也表现为A3gt;A2gt;A1gt;A4，A3处理下干物质积累速率比A1、A2和A4处理分别提高了8.94%、8.25%和22.55%。此外，不同种植密度处理下B1和B2处理间红花干物质积累量和速率无显著差异，但B2处理下干物质积累量和速率总是大于B1处理。适当增加种植密度可显著促进红花干物质的形成和积累，在A3B1和A3B2处理下干物质积累量和速率均达到最高水平，但种植密度过高反而抑制红花干物质的积累。图2
2.2.3 红花地上和地下部分干物质积累分配
研究表明，随着生育时期的推进，红花地上部干物质分配比例随着种植密度的增加呈逐渐降低的趋势，但始终保持在90%以上。不同种植密度处理间，伸长期地上和地下部分干物质分配比例无显著差异；分枝期至开花期地上部分干物质分配比例随着种植密度的增加呈降低趋势，其中A1～A3处理地上部分和地下部分干物质分配比例无显著差异，但均大于A4处理，分配比例表现为A1gt;A2gt;A3gt;A4。B1和B2处理间红花地上部分和地下部分干物质分配比例无显著差异。适当的种植密度可促进红花干物质向地上部分运输，但种植密度过高反而抑制红花地下部分生长，导致红花生长变弱和产量降低。图3
2.3 不同种植密度和行距对红花产量及其构成因素的影响
研究表明，红花单株果球数、每果粒数和千粒重随着种植密度的增加均呈逐渐降低趋势，红花花丝产量和籽粒产量则随着种植密度的增加均呈先升后降的趋势。A1～A3处理间，单株果球数、每果粒数和千粒重均无显著差异，但均高于A4处理。其中单株果球数在A1、A2和A3处理下较A4处理分别增加了16.51%、14.97%和12.96%，每果粒数在A1、A2和A3处理下较A4处理分别增加了9.61%、7.39%和7.46%，千粒重在A1、A2和A3处理下较A4处理分别增加了7.03%、4.88%和4.98%。不同种植密度处理间，红花花丝产量和籽粒产量均表现为A3gt;A2和A4gt;A1，其中A3处理下花丝产量比A1、A2和A4处理分别增加了15.73%、11.23%和7.97%；A3处理下籽粒产量比A1、A2和A4处理分别增加了18.75%、11.96%和14.50%。不同种植密度处理下，B1和B2处理间红花产量及其构成因素均无显著差异。适当的种植密度可显著增加红花花丝产量和籽粒产量，其中以A3B1和A3B2处理下红花产量及其构成因素表现最优，但种植密度过大反而抑制产量形成，降低红花产量。图4
2.4 不同种植密度和行距处理下红花产量及构成因素的相关性
研究表明，不同种植密度和行距处理下红花花丝产量与单株果球数和每果粒数呈极显著正相关，籽粒产量与单株果球数、每果粒数和千粒重均呈极显著正相关。花丝产量和籽粒产量之间均呈显著正相关，并且两者分别与单株果球数、每果粒数和千粒重也均显著正相关，但经过系数校正后，花丝产量仅与单株果球数和每果粒数呈极显著正相关，对花丝产量的影响大小为单株果球数gt;每果粒数；籽粒产量与单株果球数、每果粒数和千粒重均呈极显著正相关，对籽粒产量的影响大小为单株果球数gt;每果粒数gt;千粒重。图5
3 讨 论
3.1 不同种植密度和行距对红花农艺性状影响
合理的种植密度不仅能提高作物对养分和水分的吸收能力，还可以促进作物的营养生长和生殖生长［14-15］。作物产量均与种植密度有着密切的关系［15-16］。王彦辉等［17］和华烨等［18］研究均发现，适当的种植密度可以促进棉花的株高、果枝数、铃数，确保棉花高产。试验研究发现，不同种植密度及行距对红花农艺性状有显著影响，其中株高、叶片数、分枝数和叶绿素含量均随着种植密度的增加呈先升后降的趋势，茎粗和根长则随着种植密度的增加而呈下降趋势。红花株高、叶片数、分枝数和叶绿素含量均以A3处理表现最高，相较其他处理分别增加了10.82%、53.78%、16.51%和4.44%以上。此外，红花茎粗和根长在不同处理间差异较小，但也均以A3处理表现最优。不同种植密度下红花农艺性状和叶绿素含量在B1和B2处理间均无显著差异，但B2处理的表现均优于B1处理，表明株行距对红花生长的影响较小，适当扩大行距有利于促进红花生长和光合作用。试验研究表明，适当的种植密度和行距有利于促进红花的生长发育，A3B2处理可显著增加红花株高、叶片数、分枝数和叶绿素含量，此研究结果与前人结果一致。
3.2 不同种植密度和行距对红花干物质积累的影响
适当的种植密度有利于促进作物的干物质积累，增加生殖器官的干物质分配，进而提高作物的产量［19-20］。侯振伟等［21］和李锥［22］试验均发现，种植密度对小麦的干物质积累及各器官干物质转运分配均有显著影响。试验研究发现，不同种植密度及行距对红花干物质积累量及速率有显著影响，干物质积累量和速率均随着种植密度的增加呈先升后降的趋势，地上部分分配比例则随着种植密度的增加而降低。不同生育时期，红花干物质积累量及积累速率具有相似的变化规律，整体表现为A3gt;A2gt;A1gt;A4。与其他处理相比，A3处理下干物质积累量提高了7.92%以上。此外，地上部分干物质分配比例随着种植密度的增加而提高，其中A1～A3处理下地上部分分配比例无显著差异，但均大于A4处理。干物质积累量及速率在B1和B2处理间无显著差异，但均以B2处理表现最优，与行距对农艺性状的影响一致，株行距对红花干物质积累影响较小，适当扩大行距有利于干物质积累。研究表明，适当的种植密度及行距可显著增加红花干物质积累量及速率，协调红花干物质分配比例，但种植密度过大反而抑制红花干物质积累量及速率，其中以A3B1和A3B2处理下红花干物质积累量及速率表现最优，与前人结果一致。
3.3 不同种植密度和行距对红花产量的影响
在一定种植密度下，作物的产量构成因素及产量会随着种植密度的增加而增加，但密度过大反而会产生抑制效应［12，23］。张明明等［24］也发现，在一定种植密度范围内，小麦籽粒产量随种植密度增加呈先升后降的趋势，有效穗数随着种植密度的增加逐渐提高。试验研究发现，红花花丝产量与单株果球数和每果粒数呈极显著正相关，籽粒产量与单株果球数、每果粒数和千粒重均呈极显著正相关，表明可以通过协调红花产量构成因素提高红花产量。红花花丝和籽粒产量随着种植密度的增加呈先升后降的趋势，单株果球数、每果粒数和千粒重均随着种植密度的增加而逐渐降低。其中，A1～A3处理间单株果球数、每果粒数和千粒重均无显著差异，但均显著高于A4处理。花丝产量以A3处理表现最多，较其他处理增加了7.97%以上。籽粒产量以A3处理表现最高，较其他处理增加了11.96%以上。此外，不同种植密度下B1和B2处理间红花产量及其构成因素均无显著差异。研究表明，适当的种植密度可协调红花产量构成因素，显著增加花丝和籽粒产量，其中A3B1和A3B2处理下产量及其构成因素表现最优，但种植密度过大反而会抑制单株果球数、穗粒数和千粒重，此研究结果与前人结果一致。
4 结 论
适当的种植密度和行距对红花的生长发育、干物质积累与分配和产量形成具有显著影响。A3B1（2.0×104株/667m2，20 cm等行距）和A3B2（2.0×104株/667m2，30 cm等行距）处理均能显著增加红花株高、叶片数、分枝数等主要农艺性状，促进叶绿素和干物质的积累，协调地下部和地下部干物质分配比例，调节红花产量构成因素，进而显著提高红花花丝和籽粒产量。
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