王 萍 ,趙宏亮 ,譚 賀 ,李 琬 ,許捷思 ,許顯濱
(1.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學院信息中心,哈爾濱150086;2.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學院耕作栽培研究所,哈爾濱150086;3.東北俄亥俄州醫(yī)科大學,美國 俄亥俄州44272)
甜菜是我國及世界的主要糖料作物之一[1],2012年全國甜菜播種面積23.6萬hm2,主要集中在黑龍江、新疆和內(nèi)蒙古三省區(qū),2012年黑龍江省甜菜種植面積為7.3萬hm2,占全國播種面積的30.94%,主要集中在東部的佳木斯、雙鴨山以及西南部的齊齊哈爾、綏化、大慶等地區(qū)[2]。甜菜種子發(fā)芽出苗過程,在土壤水分得到滿足的情況下,其速度主要取決于溫度狀況[3],進而影響到甜菜的產(chǎn)量以及含糖。有研究表明,氣溫積溫、土壤積溫是影響甜菜出苗、產(chǎn)量及含糖的重要環(huán)境因子[4-5]。然而在自然條件下,溫度變化對甜菜出苗的影響研究甚少,為此,本研究在自然條件下,利用分期播種試驗對溫度變化與甜菜出苗天數(shù)之間的關(guān)系進行了研究,以期為黑龍江省的甜菜栽培提供理論依據(jù)。
試驗材料為甜菜品種KWS3418。2011年試驗地點為賓縣二龍山村,2012年試驗地點為黑龍江省農(nóng)業(yè)科學院民主試驗田,土壤肥力中等,前茬作物為玉米。
試驗設(shè)計:每5 d為一個播期,共5個播期,即:2011年為①4月15日播種;②4月20日播種;③4月25日播種;④4月30日播種;⑤5月5日播種。2012年為①4月5日播種;②4月10日播種;③4月15日播種;④4月20日播種;⑤4月25日播種。小區(qū)采用隨機區(qū)組排列,3次重復,每處理4行,行長10 m,行距0.65 m,株距0.20 m,采用人工播種器播種,播深3.5~4.0 cm。每10m行長施二銨133 g、尿素125 g、硫酸鉀(50%)78 g,播前采用人工側(cè)深施15~20cm均勻施入。田間管理同一般大田。
自第1期播種開始利用CR10X自動氣象觀測器在試驗地每天每0.5 h對氣溫、0.10 m土壤溫度進行連續(xù)觀測與記載。播種5 d后每天調(diào)查所有試驗區(qū)出苗情況,按每區(qū)統(tǒng)計出苗情況,再求得平均值。播種當日到甜菜第1棵苗出現(xiàn)所經(jīng)歷的天數(shù)稱為出苗天數(shù),單位為天。試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2007及DPS 7.05[6]統(tǒng)計軟件進行分析。
從表1可以看出,播種時間越早,甜菜出苗越早;隨著播種期的推遲,出苗所需天數(shù)逐漸減少,2011年和2012年最長出苗天數(shù)分別為19和24 d,最短出苗天數(shù)分別為9和12 d,分別相差10和12 d。在出苗率上,2011年和2012年分別為69.5%~71.5%和60.0%~98.0%,兩年均是處理1>處理2>處理3>處理4>處理5,總體上播種時間早的處理出苗率好于播種時間晚的。
表1 不同播種期出苗日期及天數(shù)變化
隨著播種期的推遲,日平均氣溫逐漸升高,出苗天數(shù)逐漸減少。當播種至出苗期間的日平均氣溫低于8℃時,出苗天數(shù)需15 d以上;日平均氣溫8~10℃時出苗需10~15 d;日平均溫度高于10℃時,出苗天數(shù)小于10 d。以播種當日至甜菜第1棵苗出現(xiàn)期間平均氣溫(x)為自變量,出苗天數(shù)(y)為因變量,利用DPS 7.05統(tǒng)計軟件進行一元非線性回歸分析,獲得數(shù)據(jù)擬合曲線及方程(圖1)。由圖1可知,播種當日至甜菜第1棵苗出現(xiàn)期間平均氣溫(x)與出苗天數(shù)(y)之間存在冪函數(shù)曲線關(guān)系,其表達式為:y=251.1723x-1.3093,對方程進行檢驗,R2=0.8940、F=67.4898、P=0.0001,達到極顯著水平,方程擬合合適。由此可知,平均氣溫的升高對甜菜的出苗起了良好的作用,此方程可根據(jù)平均氣溫預測甜菜出苗天數(shù),為甜菜生產(chǎn)播種期的選擇提供指標依據(jù)。
對播種當日至甜菜第1棵苗出現(xiàn)期間平均土壤溫度(x')與出苗天數(shù)(y)做一元非線性回歸分析,得出平均土壤溫度與出苗天數(shù)之間存在著指數(shù)關(guān)系,其方程為y=57.5499e-0.1624x',對方程進行檢驗,R2=0.8336、F=40.0739、P=0.0002,在0.01水平上差異顯著,方程擬合合適(圖2)。此方程可根據(jù)平均土壤溫度,對甜菜出苗天數(shù)進行預測,為甜菜生產(chǎn)上播種期的選擇提供指標依據(jù)。由圖2可知,隨著播種期的延后,平均土壤溫度逐漸增高,出苗所需的天數(shù)也隨之減少,最長出苗天數(shù)24 d,最短出苗天數(shù)9 d,相差15 d??梢?,平均土壤溫度的高低與出苗天數(shù)的關(guān)系極為密切,與平均氣溫變化反應(yīng)一致。
圖1 氣溫變化對出苗天數(shù)的影響
圖2 土壤溫度變化對出苗天數(shù)的影響
試驗表明,播種時間越早,甜菜出苗越早,隨著播種期的推遲,出苗所需天數(shù)逐漸減少,在出苗率上,處理1>處理2>處理3>處理4>處理5,總體上播種時間早的處理出苗率好于播種時間晚的。在自然環(huán)境下,隨著播種期的推遲,日平均氣溫和平均土壤溫度逐漸升高,出苗所需天數(shù)也逐漸減少,一元非線性回歸分析結(jié)果表明:平均氣溫(x)、平均土壤溫度(x')與出苗天數(shù)(y)分別呈冪函數(shù)和指數(shù)關(guān)系,其表達式分別為:y=251.1723x-1.3093、y=57.5499e-0.1624x',均達到極顯著水平,方程擬合合適,此方程可根據(jù)平均氣溫和平均土壤溫度,對甜菜出苗天數(shù)進行預測,為甜菜生產(chǎn)上播種期的選擇提供指標依據(jù),為甜菜的栽培提供理論依據(jù)。
綜上可知,播種當日至甜菜第1棵苗出現(xiàn)期間,溫度的變化對甜菜出苗天數(shù)影響較大,在甜菜栽培中可調(diào)整甜菜播種期來協(xié)調(diào)溫度變化,獲得甜菜最佳出苗天數(shù),以達到提高甜菜出苗率、產(chǎn)量及含糖率的要求。本研究探討了溫度變化對甜菜出苗天數(shù)的影響,且獲得了數(shù)據(jù)擬合曲線及方程,但所采用的品種單一,方程曲線并不能對所有的甜菜品種適用,因此為了明確溫度變化對甜菜出苗天數(shù)的影響,確定甜菜的最佳出苗天數(shù),需采用多個甜菜品種,同時將出苗率、產(chǎn)量、含糖率等因素結(jié)合起來做進一步研究,從而獲得甜菜的最佳出苗天數(shù),為甜菜最佳播種期及生產(chǎn)提供可靠的理論依據(jù)。
[1]王燕飛,李翠芳,李承業(yè),等.我國甜菜栽培模式研究進展[J].中國糖料,2011(1):55-57.
[2]孟京生.黑龍江省制糖業(yè)發(fā)展問題研究[J].黑龍江對外經(jīng)貿(mào),2011(6):6-7.
[3]劉宗文.甜菜生長與氣象條件的關(guān)系[J].作物學報,1965,4(3):211-218.
[4]趙宏亮,夏天舒,譚賀,等.黑龍江省甜菜播種期環(huán)境因子對甜菜出苗時間的影響[J].西北農(nóng)林科技大學學報(自然科學版),2013(12):74-79.
[5]趙宏亮,夏天舒,譚賀,等.不同播期甜菜產(chǎn)量及含糖率與氣象因子的灰色關(guān)聯(lián)分析[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學,2012,40(9):100-101.
[6]唐啟義,馮明光.實用統(tǒng)計分析及其計算機處理平臺[M].杭州:中國農(nóng)業(yè)出版社,1997.