不同種植方式對鮮食蠶豆產量及生長的影響

李波，石曉旭，劉建，楊美英，王學軍，魏亞鳳

（江蘇沿江地區農業科學研究所，江蘇南通 226541）

0 引言

蠶豆(Vicia faba)為豆科野豌豆屬一年生草本，別稱胡豆、佛豆、羅漢豆等[1]。蠶豆起源于亞洲中部和西部[2]，中國是蠶豆生產大國[3]，目前在中國大部分地區都有種植，種植面積占全世界的38.62%[4]。蠶豆有良好的營養價值，其富含蛋白質、膳食纖維、微量元素等營養物質[5]。近年來，隨著人們生活水平提高，具有高營養價值的鮮食蠶豆作為蔬菜越來越受人們的青睞。但目前中國蠶豆平均單產顯著低于世界平均水平，與其他豆類相比，蠶豆產量也不穩定[6-7]，因此高產穩產是中國蠶豆種植的重要目標之一。許多學者通過肥料運籌、播期和密度調節等措施提高蠶豆產量[9]。

壟作栽培是一種新型栽培方法，有利于土壤節水、減少肥料淋失去，具有提高肥料利用率等作用，壟作改變了土壤溫濕度等微環境，可以較好地協調作物賴以生存的小氣候條件[10]。地膜覆蓋可以改善耕層土壤水熱狀況，促進作物根系生長發和營養元素吸收[11]。秸稈覆蓋能改善土壤結構，是保持水土的重要措施之一。覆蓋秸稈可以減少作物根區水分消耗，提高作物水分利用率等[12]。關于不同種植方式下對鮮食蠶豆產量及生長相關研究較少。本研究在施肥、灌水一致的條件下，探討壟作、壟作覆蓋地膜、壟作覆蓋地膜和秸稈等不同種植方式對蠶豆產量和生長的影響，以期為選擇適宜的種植方式提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

蠶豆品種選用江蘇沿江地區農業科學研究所選育‘通蠶鮮7號’，試驗材料均于2016年11月8日種植于江蘇沿江地區農業科學研究所試驗田。

1.2 試驗設計

主、副處理設計。主處理按照鮮食蠶豆是否起壟設置起壟種植、平作種植2個處理。副處理按鮮食蠶豆的覆蓋方式，設不覆蓋、地膜覆蓋、先覆蓋稻草再覆地膜3個處理。小區長7.2 m、寬2.7 m，蠶豆行距90 cm、株距25 cm，其中稻草覆蓋量為4500 kg/hm2,壟作處理壟高30 cm、壟寬40 cm，間隔50 cm，重復3 次。每穴播3 粒，基施45%(CO(NH2)2:P2O5:K2O=15:15:15)復合肥375 kg/hm2，過磷酸鈣375 kg/hm2，蠶豆11月20日出苗，出苗后間苗，每穴留2 株，每公頃基本苗90000株。結合施肥進行灌溉。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 土壤溫濕度測定將土壤溫濕度記錄儀放置小區里，自動記錄試驗小區土壤溫濕度。

1.3.2 蠶豆根系形態測定盛花期挖取蠶豆根系先用流水沖洗干凈，Microtek根系掃描儀進行圖像掃描，后采用軟件進行分析和計算，獲得總根長、總根表面積、總根體積和根系平均直徑等指標參數。

1.3.3 蠶豆干物重測定于蠶豆盛花期，按各小區的平均分蘗數各取代表性蠶豆5株，分根、莖、葉和籽粒4部分，所有樣品在105℃下殺青30 min，而后在70℃下烘干至恒重并稱重。

1.3.4 蠶豆農藝性狀測定于蠶豆收獲期，按各小區的平均分蘗數各取代表性蠶豆5 株進行考種，調查蠶豆株高、莢長、分支數等農藝性狀。

1.3.5 蠶豆產量蠶豆收獲期，每小區收取蠶豆植株，稱取蠶豆莢重。

2 試驗結果

2.1 不同種植方式對土壤溫濕度的影響

表1～2 數據是2016 年12 月7—14 日的數據土壤溫濕度，從平均溫度與平均水分可看出，壟作較平作土壤溫度差異不大，壟作土壤平均含水量較平作的小些。壟作與平作條件下，覆蓋地膜都有助于提高土壤溫度，同時覆蓋稻草和地膜更有利增溫保濕。

2.2 不同種植方式對蠶豆根系形態特征的影響

由表3可見，壟作與平作處理覆蓋地膜后，根系長度、根系面積都增加。同時覆蓋稻草和地膜增加了蠶豆根系長度、根系體積及根系面積。壟作較平作根系長度、根系表面積、根系直徑都增加，說明壟作有助于根系的生長。平作覆蓋地膜較平作的根系長度、根系表面積、根系體積、根系直徑都減少，說明覆蓋地膜有利于蠶豆根系生長，平作同時覆蓋稻草和地膜根系長度增加，根系表面積、體積都減少。

表1 不同種植方式土壤溫度 ℃

表2 不同種植方式土壤含水量 %

表3 開花期不同種植方式蠶豆根系形態特征

2.3 不同種植方式對蠶豆盛花期干物質積累的影響

由表4 可見，蠶豆開花期，不同處理之間SPAD值差異不大，壟作較平作單株莖重、葉重、根重、株高都較平作的高。說明壟作有利于蠶豆干物質積累，提高了蠶豆生長量。平作條件下，覆蓋地膜及稻草都增加了蠶豆干物質積累。壟作條件下，覆蓋地膜增加蠶豆干物質積累。所有處理覆蓋地膜的株高都增加。

2.4 不同種植方式對蠶豆生育期的影響

由表5可見，不同處理對蠶豆生育期影響不大，除出苗期相差幾天外，開花及收獲期幾乎一樣。

2.5 不同種植方式對蠶豆鮮食產量及農藝性狀的影響

由表6可見，壟作較平作的蠶豆產量增加，壟作條件下同時覆蓋地膜和稻草的產量較壟作和壟作覆蓋地膜的增加，平作條件下平作覆蓋稻草和地膜的較平作和平作覆蓋地膜的產量都增加。說明同時覆蓋稻草和地膜能增加蠶豆產量。

由表7 可見，鮮食收獲期不同處理間的株高差異不大，壟作與平作條件下，覆蓋稻草和地膜蠶豆百粒重都增加。

3 討論

3.1 不同種植方式對土壤溫濕度的影響

宋淑亞等[13]研究表明，地膜覆蓋使土壤形成一個封閉的微環境，使水分蒸發減少，達到增溫保墑提墑的作用，壟作和秸稈覆蓋有利于土壤提高溫濕度。湯文光等[14]研究表明，地膜覆蓋顯著提高土壤溫度。謝孟林[15]研究表明壟作和覆蓋地膜顯著增加土壤溫度和土壤水分含量。劉秀位等[16]研究表明，覆膜處理與溝播和平作處理相比，能夠提高棉花生育前期的地溫,有效地保持土壤水分，有利于棉花增產，最終提高了水分利用效率。韓軒軒等[17]研究表明，壟作和覆蓋地布提高土壤溫濕度。景媛媛等[18]研究表明壟溝覆膜處理提高了土壤含水量。胡廣榮等[19]研究表明壟溝覆蓋液體地膜和生物可降解地膜種植玉米提高了土壤表層(0～25 cm)溫度。劉震等[20]研究表明壟作覆膜栽培模式可以減少土壤水分蒸發，起到保墑作用，緩解旱作地區春玉米早期干旱現象。本研究表明壟作較平作土壤溫度增加，壟作和平作條件下覆蓋地膜和稻草都提高了土壤溫度與含水量，這研究結果與前人研究結果類似。說明壟作覆蓋地膜和稻草有助于土壤保溫保濕，促進蠶豆生長發育。

表4 不同種植方式對蠶豆盛花期干物質積累及SPAD值影響

表5 不同種植方式的蠶豆主要生育期

表6 不同種植方式鮮食蠶豆產量

表7 不同種植方式鮮食蠶豆農藝性狀

3.2 不同種植方式對蠶豆根系生長發育的影響

本研究表明壟作較平作提高了蠶豆根系長度，根系表面積與根系體積，壟作覆蓋地膜后蠶豆根系長度、根系表面積與根系體積都增加，說明壟作覆蓋秸稈與地膜都能促進蠶豆根系生長發育。王秀娟等[21]研究表明壟作促進了番茄根系生長發育。萬琪慧等[22]研究表明壟作可以增加水稻的根長密度和根表面積。湯文光等[14]研究表明覆蓋地膜可促進玉米根系生長發育。嚴奉君等[23]研究表明秸稈覆蓋均可有效促進雜交稻各生育時期的根系生長、改善根系形態。查麗等[24]研究表明覆膜下壟作壟播促進了春玉米根系特別是深層根質量的增加，同時增加了深層根系和水平20～40 cm根系比例，而不覆膜下壟作溝播有利于根系生長，從而提高產量。馮軍等[25]研究表明秸稈覆蓋壟作下能提高蠶豆根系生物量，單株根長度，根總表面積和根平均直徑，徐成忠等[26]研究表明壟作栽培的夏玉米根系發達。本研究結果與這些研究結果類似，壟作較平作根系長度、根系表面積、根系直徑增加，壟作同時覆蓋稻草和地膜增加了蠶豆根系長度、根系體積及根系面積，這可能是壟作覆蓋地膜和秸稈后，提高了土壤溫度與含水量，從而促進了蠶豆根系的生長發育。

3.3 不同種植方式對鮮食蠶豆產量的影響

本研究表明壟作、壟作覆蓋地膜、壟作同時覆蓋地膜和稻草都顯著增加了鮮食蠶豆產量。湯文光等[14]研究表明覆蓋地膜可顯著提高玉米產量。查麗等[15]研究表明，壟作覆蓋地膜提高玉米產量。徐成忠等[26]研究表明壟作栽培的夏玉米根系發達，莖基部節間縮短，穗位高及其相鄰節間變長，株高降低，葉面積系數前期增長快，后期下降慢，葉面積高值持續期長，干物質積累快,生物產量高，穗粒數多，百粒重高，產量性狀明顯優于傳統平作，增產顯著。孫夢媛等[27]研究表明全膜壟作均能增加馬鈴薯產量。陳志權等[28]研究表明，壟作使水稻產量增加10%左右。王成雨等[29]研究表明寬行壟作增強苗期淹水夏玉米光合和抗倒性提高產量。潘永東等[30]研究表明壟作提高啤酒大麥產量和品質。本研究表明壟作提高了蠶豆單株莢重與百粒重，壟作覆蓋地膜和稻草主要通過提高蠶豆單株莢重與百粒重來增加鮮食蠶豆產量。壟作、壟作覆蓋地膜能提高鮮食蠶豆產量的主要原因可能是壟作、壟作覆蓋地膜改善土壤環境促進了蠶豆根系生長發育，從而增加了蠶豆生長量并提高產量。壟作有利于作物生長提高作物產量，但是生產上壟作機械較少，因此關于壟作機械研發是重點研究方向之一。

4 結論

本文研究表明壟作、壟作覆蓋地膜、壟作覆蓋地膜和稻草提高了土壤溫濕度，壟作、壟作覆蓋地膜、壟作覆蓋地膜和稻草增加、加了鮮食蠶豆干物質積累并且提高了鮮食蠶豆產量。壟作、壟作覆蓋地膜和稻草提高鮮食蠶豆產量的途徑主要是提高了鮮食蠶豆的百粒重與單株莢重。