播期密度互作對紅小豆產(chǎn)量及農(nóng)藝性狀的影響

宋瑞軍 王彩萍 侯小峰 成玉紅 凌旭煒

摘要：為探討晉西生態(tài)區(qū)連作地春播紅小豆栽培技術(shù)，以紅小豆新品種汾小豆2號為材料，采用3個播期（主區(qū)）和5個密度（副區(qū)）的二因素裂區(qū)試驗設(shè)計，研究不同播期和密度對連作紅小豆產(chǎn)量及農(nóng)藝性狀的影響。結(jié)果表明，在同一播期下隨播種密度的增加，紅小豆株高呈增加趨勢，而莖粗、主莖分枝、主莖節(jié)數(shù)均呈減少趨勢，莢長和莢寬變化不大且沒有規(guī)律。隨著播期推遲，紅小豆株高、莖粗、主莖分枝、主莖節(jié)數(shù)和莢長均以5月29日播期處理最高。相同播期下，隨著密度增加紅小豆產(chǎn)量構(gòu)成因素除5月14日播種處理的百粒重外，其余產(chǎn)量構(gòu)成因素均呈降低趨勢。紅小豆單株莢數(shù)、莢粒數(shù)、單株產(chǎn)量、百粒重均以5月29日播種的處理最高，且單株莢數(shù)、莢粒數(shù)和單株產(chǎn)量均顯著高于其他2個播期處理。各作用因子對群體產(chǎn)量的影響大小順序為播期×密度（F=2.304） > 播期（F=0.93） > 密度（F=0.51）。利用播期X1、密度X2與產(chǎn)量Y的回歸方程：Y=16 575.6X1-74.9X2-1 504.1X12-1.6X22+26.4X1X2-45 229.6（R2=0.766 5），得出連作最佳播期、密度組合，即播期為5月19日、種植密度為14.3萬株/hm2時，紅小豆產(chǎn)量最高，為1 362.52 kg/hm2。

關(guān)鍵詞：播期;密度;紅小豆;產(chǎn)量;農(nóng)藝性狀

中圖分類號：S643.1? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1001-1463（2022）02-0032-07

doi：10.3969/j.issn.1001-1463.2022.02.009

Effects of Sowing Date and Planting Density on Yield and Agronomic Traits in Adzuki Bean

SONG Ruijun， WANG Caiping， HOU Xiaofeng， CHENG Yuhong， LING Xuwei

（Economic Crop Research Institute of Shanxi Agricultural University， Fenyang Shanxi 032200， China）

Abstract：To achieve a high yield of adzuki bean， a field split-plot design with sowing date （T1：14th May， T2：29th May， T3：13th June） as the main plot and density（×104 plants/hm2） （D1： 12.0， D2： 16.5， D3： 21.0， D4： 25.5 and D5： 30.0） as the subplot， a new erect variety Fenxiaodou 2 （B4795×Niaodan 3） was used to explore the effects of sowing date and planting density on yield and agronomic characters. The results showed that under the same sowing date， plant height of adzuki beans showed an increasing trend with the increase of sowing density. Decreasing trend was observed in the stem thickness， main stem branches， and the number of main stem nodes. Pod length and pod width vary little and irregularly. With delay in sowing date， plant height， stem thickness， main stem branching， main stem node numbers， and pod length of adzuki beans were the highest under the treatment of sowing date on May 29. Under the same sowing date， the yield components of adzuki bean showed a decreasing trend with the increase of density， except the 100-grain weight of sowing date（14 May）. The number of pods per plant， pods per seed， yield per plant， 100-seed weight and biomass per plant were the highest in the treatment of May 29， and the number of pods per plant， pods per seed and yield per plant were significantly higher than those in the other two sowing dates. The influence factor of yield was sequenced as sowing date-×density （F=2.304） > sowing date （F=0.93） > the planting density （F=0.51）. A regression equation with the sowing date （X1）， the planting density （X2） and yield （Y）： Y=16 575.6 X1-74.9 X2-1 504.1 X12-1.6 X22+26.4 X1X2-45 229.6（R2=0.766 5）， the optimal sowing date and density combination of continuous cropping was obtained. In May 19 and the planting density 143 000 plants/hm2， the yield of adzuki bean was the highest， which was 1 362.52 kg/hm2.

Key words：Sowing date;Density;Adzuki bean;Yield;Agronomic traits

紅小豆是我國重要的藥食同源食品和出口農(nóng)產(chǎn)品，隨著人們健康意識的增強以及對紅小豆小宗糧豆營養(yǎng)保健價值的認識，紅小豆在國內(nèi)外市場的消費量、貿(mào)易量不斷增加[1 ]。在我國春紅小豆主產(chǎn)區(qū)黑龍江、吉林、遼寧、內(nèi)蒙古和河北、山西、陜西的北部，由于栽培條件和氣候條件的限制，耕作模式多為一年一作，紅小豆栽培實施大面積連作，連作種植小豆發(fā)病率一般30%，嚴重可高達 80%，連作障礙已經(jīng)成為制約小豆產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素之一[2? ]。

生育期長短直接影響植物對水熱資源的利用和干物質(zhì)積累，從而影響產(chǎn)量。如何利用現(xiàn)有的自然條件，最大限度地提高紅小豆對光熱水資源的利用從而提高干物質(zhì)積累，已成為提高紅小豆產(chǎn)量迫切需要解決的問題之一[3 - 6 ]。適宜的播期，利于培育壯苗;而適宜的密度有利于建立高質(zhì)量的群體結(jié)構(gòu)，且由于播期和密度均相對容易控制，近年來逐漸成為研究的熱點[7 - 9 ]。

涉及連作地紅小豆播期與密度互作效應(yīng)的研究較少，我們結(jié)合山西省呂梁市生態(tài)環(huán)境，設(shè)置3個播期和5個密度水平，擬通過研究連作栽培下播期、密度及其互作效應(yīng)對紅小豆產(chǎn)量及農(nóng)藝性狀的影響，明確本地區(qū)連作地紅小豆種植不同播期下最佳播種密度，為晉西地區(qū)紅小豆主產(chǎn)區(qū)連作紅小豆優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)提供參考。

1? ?材料與方法

1.1? ?試驗材料

供試紅小豆品種為汾小豆2號，是山西農(nóng)業(yè)大學(xué)經(jīng)濟作物研究所通過有性雜交選育而成的紅小豆品種，母本B4795，父本鳥蛋3號。該品種春播生育期110 d，直立生長，有限結(jié)莢習(xí)性，株高44.65 cm，主莖13.2節(jié)，分枝2.4個，百粒重15.80 g。種皮紅色，籽粒大而有光澤，粒型長圓柱形，商品性優(yōu)良。

1.2? ?試驗區(qū)概況

試驗于2019、2020年在山西農(nóng)業(yè)大學(xué)經(jīng)濟作物研究所試驗田（山西省汾陽市，37° 15′ N，111°44′ E，海拔474.7m）進行。當?shù)貙贉貛Ъ撅L氣候，多年平均降水量467.2 mm，降水量年際變化較大，年內(nèi)分配不均，大部分集中在6 — 9月的汛期，春秋兩季降水偏少。年平均氣溫12.6 ℃，多年平均日照為2 601.3 h，無霜期179 d。2019紅小豆生育期內(nèi)降水量為377.7 mm，平均氣溫19.57 ℃，逐旬降水量和平均氣溫如圖1所示;2020紅小豆生育期內(nèi)降水量為401 mm，平均氣溫21.72 ℃，逐旬降水量和平均氣溫如圖2所示。該試驗田為多年連作地，粉沙質(zhì)壤土，呈堿性，全N含量42.92 mg/kg，有效P含量20.07 mg/kg，速效K含量106.30 mg/kg，有機質(zhì)含量15.63 g/kg，pH 8.65。依據(jù)當?shù)厣a(chǎn)管理水平進行生育期內(nèi)的田間管理，各小區(qū)田間操作保持一致。

1.3? ?試驗設(shè)計

試驗采用二因素裂區(qū)設(shè)計，主區(qū)為播期（T），設(shè)T1（5月14日）、T2（5 月29日）和T3（6月13日）3個水平; 副區(qū)為密度（D），設(shè)D1（12.00萬株/ hm2）、D2（16.50萬株/hm2）、D3（21.00萬株/hm2）、 D4（25.50萬株/hm2）和D5（30.00萬株/hm2）5個水平。同一播期不同密度隨機排列，3次重復(fù)，共15個處理，45個小區(qū)，小區(qū)面積14 m2（7 m×2 m），每小區(qū)種植5行，行距50 cm，株距根據(jù)密度處理調(diào)整。重復(fù)間設(shè)1 m走道，四周設(shè)保護行。

1.4? ?測定項目

產(chǎn)量測定：成熟期按小區(qū)分別實收測產(chǎn)，脫粒后籽粒清選、風干，稱量小區(qū)籽粒產(chǎn)量，按照13%含水量折合成單位面積產(chǎn)量（kg/hm2）。

考種：成熟期收獲前取各小區(qū)中間行的連續(xù)5株進行室內(nèi)考種，調(diào)查株高、主莖節(jié)數(shù)、分枝數(shù)、單株莢數(shù)、莢粒數(shù)、莢長、莢寬、單株生物量、單株產(chǎn)量和百粒重等。

1.5? ?數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)用Excel 2010進行處理和作圖，采用DPS 7.05數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進行統(tǒng)計分析。

2? ?結(jié)果與分析

2.1? ?不同播期和密度對紅小豆農(nóng)藝性狀的影響

由表1可知，在相同播期下，隨播種密度的增加，紅小豆株高呈增加趨勢，而莖粗、主莖分枝、主莖節(jié)數(shù)均呈減少趨勢，莢長和莢寬變化不大且沒有規(guī)律。同一播期下，各密度間紅小豆株高差異不顯著;而莖粗、主莖分枝和主莖節(jié)數(shù)在T1和T3播期下各密度間差異不顯著，在T2播期下D1處理顯著高于D5處理。不同播期，紅小豆株高、莖粗、主莖分枝、主莖節(jié)數(shù)和莢長均以T2播期最高，可見適宜的播期有利于紅小豆株高、莖粗、分枝和莢長的增加。方差分析顯示，播期對株高、莖粗及主莖分枝數(shù)影響達到顯著水平，密度、播期與密度互作效應(yīng)對株高、莖粗及主莖分枝數(shù)影響不顯著。播期、密度及播期與密度互作相應(yīng)對莢長、莢寬及主莖節(jié)數(shù)影響不顯著。

2.2? ?不同播期及密度對產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

由表2可知，隨著播期推遲，紅小豆單株莢數(shù)、莢粒數(shù)、單株產(chǎn)量、百粒重以T2播期下最高，且T2播期的單株莢數(shù)、莢粒數(shù)和單株產(chǎn)量要顯著高于其他2個播期處理，即適宜的播期有利于紅小豆產(chǎn)量的提高。T1播期下不同密度的各產(chǎn)量構(gòu)成因素差異均不顯著;T2播期不同密度的單株莢數(shù)、單株產(chǎn)量D1密度要顯著高于D5密度，莢粒數(shù)、百粒重和單株生物量差異不顯著;T3播期不同密度的莢粒數(shù)和單株生物量D1密度要顯著高于D5密度，單株莢數(shù)、單株產(chǎn)量及百粒重差異不顯著。方差分析顯示，播期對單株莢數(shù)和單株產(chǎn)量影響達到極顯著水平，對莢粒數(shù)、百粒重影響達到顯著水平，對單株生物量影響不顯著。密度、播期與密度互作對各個紅小豆產(chǎn)量構(gòu)成因素影響均不顯著。

2.3? ?不同播期及密度對紅小豆群體產(chǎn)量影響

對不同播期及密度條件下紅小豆的群體產(chǎn)量進行方差分析表明，各作用因子對群體產(chǎn)量的影響大小順序為播期×密度（F=2.304） > 播期（F=0.93） > 密度（F=0.51）。如表3所示，T2播期的群體產(chǎn)量顯著高于播期T1，平均比T1、T3播期下高出29.6%、4.4%。可見，適宜的播期有利于紅小豆群體產(chǎn)量的提高。總體來看，T1、T2播期下紅小豆群體產(chǎn)量隨密度的增加呈先升后降的趨勢，早播（T1）和適播（T2）時，密度過高和過低均不利于紅小豆群體產(chǎn)量的提高。早播（T1）時，以D3密度群體產(chǎn)量最高，顯著高于D1和D5處理;適播（T2）時，以D2密度群體產(chǎn)量最高，顯著高于D3、D4和D5處理;遲播（T3）時，以D5處理群體產(chǎn)量最高，顯著高于D1處理。可見，紅小豆晚播時增加播種密度有利于群體產(chǎn)量的提高。播期與密度互作處理間差異顯著，以T2D2處理的群體產(chǎn)量最高為1 236.02 kg/hm2，比T1D1處理高出111.46%。

2.4? ? 不同播期最優(yōu)種植密度篩選

從圖1可以看出，紅小豆早播時（T1），D3密度處理產(chǎn)量最高，與D2、D4不顯著，顯著高于D1和D5，D3處理是T1播期條件下紅小豆的最優(yōu)種植密度。適期播種時（T2），以D2密度處理產(chǎn)量最高，顯著高于D3、D4和D5，D2處理是T2播期條件下紅小豆的最優(yōu)種植密度。遲播時（T3），以D5處理產(chǎn)量最高，與D2、D3、D4處理均不顯著，該播期條件下紅小豆種植密度的適宜范圍大。以播期（日）為X1、播種密度（萬株/hm2）為X2，產(chǎn)量（kg/hm2）為Y進行回歸分析，得到回歸方程為：Y=16 575.6X1-74.9X2-1 504.1X12-1.6X22+ 26.4X1X2- 45 229.6（R2=0.766 5）。根據(jù)回歸方程得出最優(yōu)組合為：播期為5月29日、種植密度為14.3萬株/hm2時，紅小豆產(chǎn)量最高，為1 362.52 kg/hm2。

3? ?結(jié)論與討論

我國人多地少，人均耕地面積受限，存在連作現(xiàn)象的作物種類較多，涉及面積較廣[2 ]。蓋志佳等[10 ]研究發(fā)現(xiàn)，連作使得大豆根系生長受阻，根瘤菌數(shù)量減少，根系吸收土壤養(yǎng)分的能力變?nèi)酰瑥亩绊懙厣喜恐仓贽r(nóng)藝性狀，最終導(dǎo)致產(chǎn)量形成受阻。連作障礙在花生、棉花和豇豆等作物上表現(xiàn)出顯著變化，表現(xiàn)為生長發(fā)育受阻，農(nóng)藝性狀變差，明顯減產(chǎn)的現(xiàn)象[11 - 13 ]。本研究試驗地為多年紅小豆連作地，其單產(chǎn)較非連作地單產(chǎn)降低30%～50%。連作致使紅小豆單株表現(xiàn)弱小，本文希望通過增加密度達到增產(chǎn)的同時，但試驗發(fā)現(xiàn)增加密度對連作地紅小豆產(chǎn)量增加效果并不明顯。

紅小豆屬于典型的短日照植物，對光溫反應(yīng)十分敏感，其適應(yīng)范圍受光溫條件的控制。提早播種由于氣溫低，光溫不足，植株苗弱，影響后期生長而使產(chǎn)量降低;播期推遲，縮短了生育期，光合時間縮短，光合產(chǎn)物合成減少，也使產(chǎn)量降低，因而適宜的播期是提高產(chǎn)量的先決條件[14 - 15 ]。趙翠媛[16 ]的研究表明，播期的推遲不僅使有效積溫顯著減少，而且花后日均溫也會降低，不利于小豆開花結(jié)莢，從而影響產(chǎn)量;趙志強等[17 ]研究認為，播期過早，營養(yǎng)生長過旺，田間郁蔽，大量花莢脫落，結(jié)莢少，不利籽粒充實飽滿，導(dǎo)致減產(chǎn)。本試驗表明，紅小豆群體產(chǎn)量均隨播期的推遲而先升高后降低，與趙志強[17 ]的研究結(jié)果一致，但與趙翠媛[16 ]、王樂政等[18 ]早播有利于高產(chǎn)的結(jié)論不一致。可能與試驗地為連作地，紅小豆植株表現(xiàn)早衰有關(guān)。

適宜的密度，有利于協(xié)調(diào)群體生長與個體發(fā)育的矛盾，既有利于增加群體數(shù)量，充分利用中前期土地和光能資源，提高葉面積指數(shù);又有利于改善單株生育狀況和后期通風透光條件，使植株上、中、下始終處于良好的光合條件下，充分發(fā)揮后期單株生產(chǎn)力，從而獲得較高的群體產(chǎn)? ? 量[19 ]。徐寧等[20 ]研究表明，紅小豆的群體產(chǎn)量在一定密度范圍內(nèi)沒有明顯變化，單株產(chǎn)量隨著密度的增大而逐漸減少，與本試驗結(jié)果一致。王樂政等[18 ]研究表明，播期與密度的互作效應(yīng)顯著影響了紅小豆的群體產(chǎn)量。本試驗表明，播期與密度互作效應(yīng)對紅小豆群體產(chǎn)量影響顯著，以5月29日播期，播種密度16.50萬株/hm2處理群體產(chǎn)量最高，達1 236.02 kg/hm2，比5月14日播期，播種密度12.00萬株/hm2處理高111.46%，與上述研究基本一致。

適宜的播期有利于產(chǎn)量的提高，但紅小豆通常作為救災(zāi)作物或補茬作物進行種植，播期不易固定，或受氣候條件的影響而錯過最佳播種期，因此可根據(jù)不同的播種時期，選擇適宜種植密度來獲得較高的產(chǎn)量[21 ]。試驗表明，在晉西氣候條件下，連作地種植紅小豆，早播（5月14日）時，以密度為21.00萬株/hm2時群體產(chǎn)量最高;適期播（5月29日）時，以密度為16.50萬株/hm2時群體產(chǎn)量最高;遲播（6月13日）時，隨著密度的增加群體產(chǎn)量逐漸增加，以密度為30.00萬株/hm2時群體產(chǎn)量最高。對紅小豆播期和密度與產(chǎn)量進行回歸分析，播期為5月19日、密度為14.3萬株/hm2時，紅小豆產(chǎn)量最高，為1 362.52 kg/hm2。

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