试验于2012~2013年在张家口市农业科学院科院宣化试验站进行。选用张杂谷5号为供试品种，通过设置24、27、30、33、36和39万株/hm26个处理，系统研究了杂交谷子光合特性、植株形态特性及产量性状特性的变化。本论文旨在研究种植密度对杂交谷子产量形成特征的影响，为杂交谷子高产及其推广和应用提供理论和技术依据。主要研究结果如下：1.种植密度对杂交谷子植株生物性状的影响随生育进程的推进，杂交谷子的叶面积指数和光合势均呈先增后减的趋势。从苗期至拔节期，叶面积指数和光合势均随密度的增加逐渐递增，净同化率随密度的增加逐渐下降。从抽穗到成熟期，叶面积指数和光合势均则呈现单峰曲线，净同化率随密度的增加呈先减后增的趋势。并且其单株干物质积累量随种植密度增加显著减少。2.种植密度对杂交谷子田间生态性状的影响杂交谷子随冠层的高度由低到高，叶面积指数先增后减，透光率则逐渐增大；随种植密度增加，叶面积指数也呈先增后减的趋势，透光率则逐渐减小。光合速率在日变化的趋势的变化大体一致，均呈随时间的推移光合速率先增加后降低，随密度的增加呈下降趋势。旗叶叶绿素相对含量则随生育的推进呈现逐渐减少的趋势并随着密度的增加而降低。密度24万株/hm2的光合速率和叶绿素相对含量始终保持者较高的水平。3.种植密度对杂交谷子产量性状的影响从密度24至39万株/hm2处理，杂交谷子在成熟后期的穗长从25.57cm下降到23.74cm，穗粗从3.3cm降至2.96cm，单穗重从23.3g下降至17g。千粒重变化趋势不明显，单穗粒数和谷码数均降低。经济系数和经济产量则呈单峰曲线。在处理33万株/hm2时达到最大值。4.种植密度对杂交谷子水分利用效果的影响随着种植密度的增加，杂交谷子的全生育期耗水量和日耗水量总体随之增大，而水分利用率则先增加后降低，处理33万株/hm2能过显著促进生育后期的光合速率，且蒸腾速率减小，并显著提高光合水分利用效率。5.种植密度对杂交谷子植株形态性状的影响随种植密度的增加，杂交谷子的株高从133.45cm升高至从144.78cm，重心高度则从63.8cm升高至71.68cm，茎秆的基部节间变细长，茎壁变薄。基部第3节间茎壁厚度下降120.34um，相同面积的大维管束数目则下降9个。茎秆秆型指数、穿刺力、机械强度和抗倒指数均显著降低。6.种植密度对杂交谷子植株营养含量的影响杂交谷子叶片中氮磷钾含量的积累量随密度的增加逐渐递减，其中氮磷钾的最大积累量都出现在抽穗期，其氮占总量的百分比也出现随着生育而降低的趋势。杂交谷子籽粒中氮磷积累变化的影响趋势基本一致，是随着生育进程不断增加的，但是钾的积累的变化趋势相反。表明，适宜的密度处理对于提高叶片和籽粒中氮磷钾的积累量、提高其中氮磷钾的分配比例、降低叶片中氮磷钾的转移率具有重要作用。另外，由于钾元素可促进茎秆维管束的发育,增加机械组织的厚度和茎壁厚度,故茎秆钾含量是影响茎秆性状的重要原因之一。