箭筈豌豆的梨園景觀化利用及養(yǎng)分特征

牛雅瓊， 冉 斌， 吳興洪， 姚單君， 張愛華， 況勝劍， 朱 青， 王文華， 張 欽*

(1.貴州大學(xué) 農(nóng)學(xué)院， 貴州 貴陽 550025； 2.貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 土壤肥料研究所/農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所/農(nóng)業(yè)部貴州耕地保育與農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)觀測試驗站， 貴州 貴陽 550006)

隨著經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展，人民生活水平不斷提高，環(huán)保意識逐漸增強(qiáng)，人們對城鄉(xiāng)綠化水平及工作生活環(huán)境品質(zhì)的要求越來越高[1-2]。伴隨著新農(nóng)村建設(shè)的不斷深入，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的進(jìn)一步深化，農(nóng)業(yè)觀光旅游的發(fā)展前景受到廣泛關(guān)注。各地結(jié)合當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)，大力發(fā)展生態(tài)觀光農(nóng)業(yè)園區(qū)，對當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展和營造自然美麗的景觀起到了積極的促進(jìn)作用[3]。觀賞植物是城市綠化、園林景觀的重要組成部分，相關(guān)研究對發(fā)展農(nóng)業(yè)觀光旅游業(yè)、森林旅游及觀賞花卉等相關(guān)新興產(chǎn)業(yè)具有重要意義。綠肥種植不僅可以改善土壤理化性質(zhì)、增加農(nóng)作物產(chǎn)量、提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)，且還是很好的飼草作物[4-9]。綠肥因其具有觀花、觀葉或觀果等觀賞性[10]在果茶園種植具有重要開發(fā)價值。張澤煌等[11]于2018年首次提出觀賞綠肥的概念。目前對觀賞植物的研究，很多人重視從國外引進(jìn)新品種，而忽視國產(chǎn)品種的研究，特別是國產(chǎn)品種商品化的研究較少；且我國目前對觀賞植物研究手段相對落后，尚未能與國際完全接軌[12]。箭筈豌豆是雙子葉植物綱薔薇目豆科野豌豆屬一年生葉卷須半攀援性草本植物[13]，羽狀復(fù)葉，莖葉柔軟，葉量多[14]，蝶形花，花冠紫紅色、紅色或粉紅色，可用于景觀打造。對綠肥景觀化利用的研究報道不多見，箭筈豌豆在貴州省綠肥景觀化應(yīng)用的研究尚未見報道。鑒于此，以箭筈豌豆為試驗材料，通過大田試驗研究其適宜的種植模式及景觀和肥料效應(yīng)，旨在為貴州觀賞綠肥的研究和促進(jìn)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)觀光農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供理論基礎(chǔ)。

1材料與方法

1.1試驗地概況

試驗于2017-2018年在貴州安順普定縣某秋錦梨園(105°42′11″E，26°16′20″N)進(jìn)行，樹齡8 a，樹距2.5 m×2 m。試驗地土壤類型為黃壤，基礎(chǔ)養(yǎng)分(0～20 cm土層)：pH 6.15，有機(jī)質(zhì)31.67 g/kg，全氮、全磷和全鉀分別為0.21 g/kg、0.12 g/kg和0.76 g/kg，堿解氮、有效磷、速效鉀及緩效鉀分別為147.35 mg/kg、19.90 mg/kg、62.50 mg/kg及199.33 mg/kg。

1.2材料

箭筈豌豆，由國家綠肥產(chǎn)業(yè)體系貴陽綜合試驗站提供。

1.3方法

1.3.1試驗設(shè)計以箭筈豌豆播種量為處理對象，試驗設(shè)3個處理：T1，2 kg/667m2；T2，3 kg/667m2(常規(guī)用量)；T3，4 kg/667m2。隨機(jī)區(qū)組排列，各處理面積8 m2(2 m×4 m)，3次重復(fù)。箭筈豌豆于2017年10月20日條播，距離梨樹0.25 cm，不施肥，梨園按照當(dāng)?shù)毓r(nóng)習(xí)慣進(jìn)行管理。

1.3.2指標(biāo)測定播種前采集試驗地耕層(0～20 cm)土壤樣品，參照文獻(xiàn)[15]的方法分析其養(yǎng)狀況。于箭筈豌豆盛花期(2018年4月22日)從各小區(qū)采集具有代表性的3株植株，分別測定株高、根長、每個花序的小花數(shù)、花序直徑并計算單朵花面積，參照文獻(xiàn)[15]的方法分別測定其地上及地下部分的氮、磷、鉀和碳含量。選取各小區(qū)具有代表性的1 m2箭筈豌豆測定其植株密度、花朵總數(shù)、地上及地下部分鮮重。參照綠肥種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計量：始花期為25%的莖枝開花的日期，盛花期為75%的莖枝開花的日期，終花穗期為75%的莖枝停止開花的日期，花穗期為從始花期到終花期所經(jīng)歷的時間。前人研究表明，植物每生產(chǎn)1 g干物質(zhì)需固定1.63 g CO2[16-17]。可根據(jù)作物采收時干物質(zhì)量計算地上部固碳量。

小花面積S=π×(a/2)×(b/2)

式中，箭筈豌豆單朵花面積以小花面積計算，a為單朵小花旗瓣長，b為單朵小花旗瓣寬；W表示地上部固碳量(g/m2)；A為采收時地上部分干質(zhì)量(g)；B為采收時地下部分干質(zhì)量(g)；r為干物質(zhì)凈積累量(g/株)，由采收時干物質(zhì)量減去定植時干物質(zhì)量得到；p為栽培密度(株/m2)[16]。

1.4數(shù)據(jù)處理分析

采用 Excel 2010和SPSS 17.0進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。

2結(jié)果與分析

2.1箭筈豌豆的植株生長及其生物量

2.1.1株高與根長由表1可知，出苗期株高為T1>T2>T3，T1的株高分別較T2和T3高6.90%和7.68%，T1與T2、T3差異顯著；始花期株高為T1>T3>T2，T1分別較T2和T3高24.41%和13.62%，三者差異不顯著；盛花期株高為T3>T1>T2，以T3最高，為138.00 cm，分別較T1和T2高15.00%和17.32%，三者差異不顯著。盛花期根長為T2>T3>T1，T2分別較T1和T3高36.03%和11.45%，三者差異不顯著。

表1 不同處理箭筈豌豆各生長期的株高與根長

2.1.2生物量從表2可知：地上部分、地下部分和全株的鮮重與干重均為T3>T2>T1，除地下部分干重外，T3與T1差異顯著，但與T2差異不顯著。其中，T3地上部分鮮重與干重分別為6 853.3 g/m2和1 507.7 g/m2，分別較T1顯著提高77.00%和83.62%，較T2提高11.60%和7.41%，T3地下部分鮮重與干重分別為168.67 g/m2和87.2 g/m2，分別較T1和T2提高79.94%、15.63%和49.68%、2.09%；3個處理地下部分干重的差異均不顯著。

表2 箭筈豌豆的生物產(chǎn)量

全株，鮮重與干重均以T3最高，分別為7 022.0 g/m2和 1 594.9 g/m2，分別較T1顯著提高77.07%和81.37%，較T2提高11.70%和7.10%，T3、T2與T1差異顯著，但T3與T2差異不顯著。

2.2箭筈豌豆的景觀效應(yīng)

箭筈豌豆花期為18 d，花朵顏色為粉紅色，蝶狀花，每朵花瓣數(shù)均為4瓣，花朵的垂直分布長度為25～45 cm。從表3可知，各處理的花瓣長和寬分別為1.47～1.50 cm和1.67～1.77 cm，各處理間差異不顯著。單花面積T1>T2=T3，以T1最大，為2.04 cm2/朵，T2和T3均為1.96 cm2/朵，3個處理間差異不顯著。花朵數(shù)和花面積均為T3>T2>T1，以T3最大，分別為1 525朵/m2和3 001 cm2/m2；其次是T2，分別為1 476朵/m2和2 894 cm2/m2；T3較T2和T1分別提高3.31%和3.66%及50.33%和44.78%，T2較T1分別提高45.51%和39.66%，T3與T2差異不顯著，T3、T2與T1差異顯著。

表3 箭筈豌豆的景觀效應(yīng)

2.3箭筈豌豆的養(yǎng)分積累及固碳量

2.3.1養(yǎng)分積累量由圖1可知，3個處理箭筈豌豆對氮、磷、鉀和碳的積累量。

1) 氮。箭筈豌豆地上部分的氮積累量為T3>T2>T1，以T3最高，為473.35 kg/hm2，T2和T1分別為426.34 kg/hm2和295.82 kg/hm2，T3較T1和T2分別提高60.01%和11.03%，T2較T1提高44.12%，T3、T2與T1差異顯著，T3與T2差異不顯著。箭筈豌豆地下部分的氮積累量為T3>T2>T1，以T3最高，為17.93 kg/hm2，T2和T1分別為17.00 kg/hm2和11.21 kg/hm2，T3與T1差異顯著，與T2差異不顯著。

2) 磷。箭筈豌豆地上部分的磷積累量以T3最高，為31.96 kg/hm2，T2和T1分別為26.67 kg/hm2和16.67 kg/hm2，T3較T1和T2分別提高91.76%和19.85%，T2較T1提高60.0%，T3與T1差異顯著，與T2差異不顯著。箭筈豌豆地下部分的磷積累量以T3最高，為17.93 kg/hm2，T2和T1分別為17.00 kg/hm2和11.21 kg/hm2，T3與T1差異顯著，T3與T2差異不顯著。

3) 鉀。箭筈豌豆地上部分的鉀積累量以T3最高，為272.90 kg/hm2，T1和T2分別為125.22 kg/hm2和234.14 kg/hm2，T3較T1和T2分別提高117.93%和16.56%，T2較T1提高86.98%，T3、T2與T1差異顯著，T3與T2差異不顯著。地下部分的鉀積累量為T3>T2>T1，以T3最高，為12.90 kg/hm2，T2和T1分別為11.91 kg/hm2和8.42 kg/hm2，3個處理間差異均不顯著。

4) 碳。箭筈豌豆地上部分的碳積累量以T2最高，為5 781.73 kg/hm2，T1和T3分別為3 382.20 kg/hm2和4 836.58 kg/hm2，T2較T1和T3分別提高70.95%和19.54%，T3較T1提高43.00%，T3、T2與T1差異顯著，T3與T2差異不顯著。箭筈豌豆地下部分的碳積累量以T3最高，為3 447.93 kg/hm2，T2和T1分別為3 169.62 kg/hm2和2 138.09 kg/hm2，T3與T1差異顯著，T3與T2差異不顯著。

2.3.2箭筈豌豆的固碳量從圖2可知，箭筈豌豆的固碳量依次為T3>T2>T1，T3最高，為2 457.61 g/m2，T2和T1分別為2 288.02 g/m2和1 338.48 g/m2，T3較T1和T2分別提高83.62%和7.41%，T3、T2顯著高于T1，T3與T2差異不顯著。

3結(jié)論與討論

作物生長發(fā)育是干物質(zhì)與養(yǎng)分不斷積累的過程，干物質(zhì)和養(yǎng)分積累是作物產(chǎn)量形成的基礎(chǔ)[18-19]。研究結(jié)果表明，盛花期時，T3(播種量4 kg/667m2)箭筈豌豆的鮮草產(chǎn)量和干重及地下鮮重均最高，分別為6 853.33 g/m2、1 507.7 g/m2和168.67 g/m2，均與T1(播種量2 kg/667m2)差異顯著，與T2差異不顯著；T3的株高最高，為138.00 cm，T2(播種量3 kg/667m2)的根長最長，為18.5 cm，3個處理差異均不顯著；T3的地下干重最重，為87.2 g/m2，但與其余處理間差異不顯著。觀光綠肥是景觀生態(tài)學(xué)理論在生產(chǎn)實踐中的應(yīng)用[11]。箭筈豌豆莖葉柔軟，羽狀復(fù)葉，葉量多且翠綠，其花朵點綴其中，給人清新和生機(jī)勃勃的感受[20]。且箭筈豌豆栽植范圍廣、含有豐富的營養(yǎng)成分，在其生長期內(nèi)可不施或少施氮肥，既滿足對果園保濕保水保溫性能又可增加土壤肥力[21-22]。

隨著播種量的增加，箭筈豌豆的整株鮮草產(chǎn)量、花朵數(shù)、花朵面積、對N、P、K的積累量及固碳量均呈上升趨勢，播種量為4 kg/667m2時，鮮草產(chǎn)量、花朵數(shù)和花朵面積分別為7 022 g/m2、1 525朵/m2和3 001 cm2/m2，與其余處理間差異顯著；對N、P、K的積累量及固碳量均高于其余處理(除播種量為3 kg/667m2時的固碳量稍高外)。在果園綠肥景觀化利用中，箭筈豌豆的最佳播種量為4 kg/667m2可達(dá)最佳觀賞和利用效果。