基于正交試驗的鮮食豌豆栽培技術研究

馬建輝,安建強,王殿宏,桑士舟,趙 奇,王鐵軍,荊玲玲,劉月平,吳永權*

(1.廊坊市農林科學院,河北廊坊 065000;2.廊坊市農業農村局,河北廊坊 065000)

豌豆起源于亞洲西部、地中海等地區,為一年生或越年生草本植物。我國是豌豆主要生產國之一,有2 000多年的栽培歷史[1],目前豌豆已成為種植結構調整中重要的間作、套作、輪作和養地作物[2]。鮮食豌豆生產以青豆?；蝓r莢為主[3-4],隨著人們飲食結構的改善和生活水平的提高,鮮食豌豆種植已成為一項新興產業,除大田種植外,目前已經開始向大棚種植的方向發展。筆者研究種植密度、高鉀復合肥、微生物菌肥在鮮食豌豆種植中的應用效果,旨在為豌豆種植提供栽培技術和最佳栽培模式。

1 材料與方法

1.1 試驗材料試驗用豌豆品種,為目前生產中的主栽鮮食豌豆品種“中豌6號”[5];高鉀復合肥為硫酸鉀型(N-P2O5-K2O 16∶6∶24)復合肥;微生物菌肥為含解淀粉芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌的復合菌肥,其有機質含量≥45%,有效活菌數≥6億/g。

1.2 試驗設計采用3因素3水平正交試驗設計[6-8],設置種植密度(A)、高鉀復合肥施用量(B)、微生物菌肥施用量(C)3個因素。種植密度(A)為75萬、90萬、105萬株/hm2;高鉀復合肥施用量(B)為150、300、450 kg/hm2;微生物菌肥施用量(C)為600、900、1 200 kg/hm2。各因素水平見表1。

1.3 試驗方法試驗于2021年3—6月在河北省廊坊市安次區柴家務村的試驗地進行,供試土地為壤土,土壤較肥沃,肥力均勻,有機質含量12 g/kg,前茬作物為玉米。試驗小區面積10 m2(2 m×5 m),設置3次重復,每個重復隨機排列,試驗區四周種植保護行。播種行數為5行,雙粒點播,行距40 cm,播種深度約3 cm,出苗后間苗至所需株數。高鉀復合肥和微生物菌肥作為底肥一次性施入,田間管理措施按照《國家食用豆產業技術體系春播區豌豆新品種聯合鑒定實施方案》實施,鮮莢在豆粒明顯鼓起80%～90%時統一采收[9]。取全小區測定產量平均值(按照市場豌豆鮮莢銷售標準),作為小區產量試驗結果,每區隨機抽取20株進行室內考種[10-11]。

表1 正交試驗因素和水平Table 1 Factor and level of orthogonal test

1.4 數據分析采用Excel整理試驗數據,采用SPSS v20.0軟件對產量和百莢重數據進行方差分析。

2 結果與分析

2.1 各因素對鮮食豌豆產量的影響不同處理鮮食豌豆經濟性狀及產量見表2。3因素各水平之間產量均值(k)比較,種植密度(A)k2最大,為13.73 kg;高鉀復合肥施用量(B)k3最大,為13.46 kg;微生物菌肥施用量(C)k3最大,為13.11 kg(表3)。說明鮮莢產量的最佳因素組合為A2B3C3,即種植密度90萬株/hm2、高鉀復合肥施用量450 kg/hm2、微生物菌肥施用量1 200 kg/hm2。極差分析結果與方差分析結果見表3、4。影響鮮莢產量的因素順序為種植密度(A)>高鉀復合肥施用量(B)>微生物菌肥施用量(C)。其中,種植密度(A)P=0.011<0.05,達差異顯著水平,高鉀復合肥施用量(B)P=0.032<0.05,達差異顯著水平,微生物菌肥施用量(C)P=0.892>0.1,差異不顯著。

表2 不同處理鮮食豌豆經濟性狀及產量Table 2 Economic characteristics and yield of fresh peas

表3 正交試驗鮮莢產量Table 3 Fresh pod yield in orthogonal experiment

表4 正交試驗鮮莢產量方差分析結果Table 4 Variance analysis of fresh pod yield in orthogonal experiment

2.2 各因素對鮮食豌豆經濟性狀的影響3因素各水平對鮮食豌豆經濟性狀及產量的影響見表2和表5。百莢重的因素水平最佳組合是A1B3C3,即種植密度75萬株/hm2,高鉀復合肥施用量450 kg/hm2,微生物菌肥施用量1 200 kg/hm2。種植密度的影響最大,高鉀復合肥次之,微生物菌肥的影響較小。其中,百莢重方差分析結果表明(表6),種植密度、高鉀復合肥和微生物菌肥對百莢重的P>0.1,表明3個因素各水平對百莢重的影響均不顯著。

表5 正交試驗百莢重Table 5 100-pod weight in orthogonal experiment

表6 正交試驗百莢重方差分析結果Table 6 Variance analysis of 100-pod weight in orthogonal experiment

2.3 鮮莢產量趨勢分析從圖1可以看出,種植密度為(A2)90萬株/hm2時,鮮莢產量最高,低于和高于此種植密度,鮮莢產量均降低,說明90萬株/hm2為鮮莢生產的最適密度。鮮莢產量隨高鉀復合肥施用量的增加呈增長趨勢,增長幅度逐漸減小,以(B3)450 kg/hm2時鮮莢產量最高,說明高鉀復合肥施用量與鮮莢產量呈正相關關系,但高鉀復合肥第3水平的增產效果呈變緩趨勢。微生物菌肥施用量以(C3)1 200 kg/hm2時鮮莢產量最高,鮮莢產量隨微生物菌肥施用量的增加呈增長趨勢,但增長幅度較小。說明微生物菌肥施用量與鮮莢產量呈正相關關系,但對鮮莢產量的影響較小。

圖1 小區鮮莢產量趨勢Fig.1 Experiment plot yield trend

2.4 百莢重趨勢分析從圖2可以看出,種植密度以(A1)75萬株/hm2時百莢重最大,隨種植密度的增加呈下降趨勢,說明種植密度75萬株/hm2時,百莢重最大。百莢重隨高鉀復合肥施用量的增加呈增長趨勢,以(B3)450 kg/hm2時百莢重最大,說明高鉀復合肥施用量與百莢重呈正相關關系。微生物菌肥施用量以(C3)1 200 kg/hm2時百莢重最大,百莢重隨微生物菌肥施用量的增加呈增長趨勢,說明微生物菌肥施用量與百莢重呈正相關關系。

圖2 百莢重趨勢Fig.2 100-pod weight trend

3 結論

(1)鮮莢產量的因素水平最佳組合為A2B3C3。影響鮮莢產量的主要因素是種植密度。方差分析結果顯示,種植密度和高鉀復合肥施用量對產量的影響達顯著水平,微生物菌肥施用量的影響不顯著。

(2)莢長、莢寬、單莢粒數、單株莢數、單株有效莢數、百莢重、百粒重是決定鮮食豌豆經濟性狀的主要因素,性狀值越大,豌豆的商品性越好。對這些性狀影響的最佳因素水平為A1B3C3。方差分析結果顯示,種植密度、高鉀復合肥和微生物菌肥對經濟性狀的影響均不顯著。

(3)確定經濟性狀與鮮莢產量的因素水平最佳組合不一致,說明鮮莢產量的提高,降低了經濟性狀的表達。鮮莢的生產應在提高產量的基礎上,以經濟性狀為主。因此,確定A1B3C3為鮮食豌豆生產的因素水平最佳組合。即種植密度75萬株/hm2,高鉀復合肥施用量450 kg/hm2,微生物菌肥施用量1 200 kg/hm2。考慮到差異顯著性的區別和控制生產成本的需要,生產實踐中,微生物菌肥的用量600～1 200 kg/hm2都可以采用。