王 亮,李 艷,王橋江,左文慶,張 力,劉志剛,韓 萍,魏建軍(.新疆農(nóng)墾科學(xué)院作物研究所,新疆石河子82000;2.作物種質(zhì)創(chuàng)新與基因資源利用兵團(tuán)重點實驗室,新疆石河子82000;.新疆天鷹生物科技有限公司,新疆沙灣8200;.石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院,新疆石河子82000)
花生是我國重要的油料作物和經(jīng)濟(jì)作物,是食品加工工業(yè)原料的重要來源,其具有經(jīng)濟(jì)效益好、產(chǎn)量高、用途廣、抗逆性強(qiáng)、營養(yǎng)價值高等特點[1-2]。隨著人民生活水平的提高和對花生營養(yǎng)成分的認(rèn)識,花生的食用消費量在逐漸增長,所以對花生的總需求量也在逐年加大。目前,我國花生栽培方式主要有露地直播和覆膜栽培,其中春花生起壟覆膜栽培是花生主產(chǎn)區(qū)的一種重要栽培模式[3-5],而膜下滴灌栽培是最近幾年出現(xiàn)的新的節(jié)水栽培方式,因其產(chǎn)量高、效益好,在我國新疆和東北等花生重要產(chǎn)區(qū)廣泛應(yīng)用。
通過選擇適宜的種植方式和密度來提高花生單產(chǎn)水平是花生高產(chǎn)栽培的有效途徑之一[6-7]。以往我國花生大田生產(chǎn)大多數(shù)采用雙粒播種方式,雙粒播種大大提高了花生的出苗率和整齊度,但同時也增加了花生的播種量及種子成本,并且單株生產(chǎn)力明顯下降。最近幾年山東等花生主產(chǎn)區(qū)開始系統(tǒng)研究與示范花生單粒精播技術(shù),李安東等[8]研究表明單粒精播不僅節(jié)省20%~30%的種子,而且花生產(chǎn)量也提高了5% ~10%。鄭亞萍等[9]研究表明,在不同密度單粒精播條件下,花生的主莖高、側(cè)枝長均隨著密度的增加而提高,而分枝數(shù)、單株結(jié)果數(shù)、雙仁果率和飽果率均隨密度的增加而減少,并且單粒精播比常規(guī)雙粒穴播分別增產(chǎn)2.2% ~4.1%。馮燁等[10-11]研究表明,花生單粒精播顯著提高了干物質(zhì)積累量和積累速率,它通過影響花生花后活性氧代謝水平,延緩植株衰老進(jìn)程,改善地上部群體和莢果的干物質(zhì)積累動態(tài),從而促進(jìn)莢果產(chǎn)量的提高。因此,花生單粒精播栽培技術(shù)是一項新的節(jié)本增效生產(chǎn)技術(shù),具有廣泛的推廣應(yīng)用前景。
新疆天山北坡經(jīng)濟(jì)帶農(nóng)業(yè)集約化程度和機(jī)械化程度較高,適宜花生規(guī)?;N植與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,是新疆花生優(yōu)勢產(chǎn)區(qū),也是新疆花生高產(chǎn)紀(jì)錄(10 190.85 kg/hm2)的誕生地[12],但因新疆花生用種量較大(一般需 300~375 kg/hm2),且花生種子價格較高,所以大大增加了種植成本。為了在保持產(chǎn)量不減的情況下降低花生生產(chǎn)成本,筆者選用高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)大花生“花育25號”為材料,研究了滴灌條件下花生單粒播種密度對產(chǎn)量及其相關(guān)性狀的影響,以期為新疆綠洲農(nóng)業(yè)區(qū)機(jī)收花生膜下滴灌高產(chǎn)栽培提供理論依據(jù)。
1.1 材料 供試品種為中熟高產(chǎn)大花生品種“花育25號”,由山東省花生研究所陳靜博士課題組選育,2007年通過山東省農(nóng)作物品種審定委員會審定定名,2011年新疆農(nóng)墾科學(xué)院作物研究所引進(jìn)該品種。
1.2 試驗區(qū)概況 試驗于2014年在新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第八師150團(tuán)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站試驗地進(jìn)行,該區(qū)位于新疆古爾班通古特大沙漠南緣、天山北麓中段,地理坐標(biāo)為43°26'N、84°58'E,海拔高度為400 m,屬典型的溫帶大陸性氣候,試驗地前茬作物為棉花,土壤為沙壤土,土壤肥力中等,0~20 cm土壤有機(jī)質(zhì)含量為 58.5 g/kg,全氮 0.7 g/kg,全磷 1.6 g/kg,全鉀26.5 g/kg,速效磷(P2O5)53.2 mg/kg,速效鉀(K2O)216.0 mg/kg,堿解氮 64.3 mg/kg,田間持水量為 24.0%。另外增施農(nóng)家肥45 000 kg/hm2,滴灌設(shè)施等條件較完善。
1.3 方法
1.3.1 試驗設(shè)計。采用隨機(jī)區(qū)組排列,設(shè)以下9個不同種植密度(處理):7.5 萬、9.0 萬、10.5 萬、12.0 萬、13.5 萬、15.0萬、16.5 萬、18.0 萬、19.5 萬穴/hm2。3 次重復(fù),小區(qū)長為6.0 m,寬為1.8 m,小區(qū)面積為 10.8 m2,共 27 個小區(qū),走道寬為0.6 m,四周設(shè)保護(hù)行,田間栽培管理同大田。
1.3.2 種植模式。采用機(jī)收花生膜下滴灌種植方式,155 cm地膜,一膜種4行,膜上行距35+45+35 cm,穴(株)距不等,1粒/穴,4月26日人工點播,9月18日開始收獲,收獲前調(diào)查植株性狀,收獲后對各小區(qū)進(jìn)行實際測產(chǎn)。
1.3.3 測定方法。收獲時每小區(qū)選取長勢一致且有代表性的6株進(jìn)行考種,用鋼卷尺分別測量其主莖高、側(cè)枝長、莢果長、莢果寬、仁長、仁寬,分別調(diào)查總分枝數(shù)、結(jié)果枝數(shù)、單株結(jié)果數(shù)、雙仁果數(shù)、飽果數(shù)、秕果數(shù)、爛果數(shù)、果數(shù)、仁數(shù)和出仁率,用電子秤稱百果重、百仁重,計算單株生產(chǎn)力和花生干莢果產(chǎn)量。
1.4 數(shù)據(jù)處理 利用Excel2003軟件計算試驗數(shù)據(jù)平均值,用SPSS17.0軟件進(jìn)行多重比較分析。
2.1 不同種植密度對花生植株性狀的影響 單粒精播高產(chǎn)的基礎(chǔ)是充分發(fā)揮單株個體的增產(chǎn)潛力,培育健壯個體是精播高產(chǎn)的關(guān)鍵[8]。由表1可知,在不同處理間,“花育25號”的主莖高、側(cè)枝長變化趨勢基本相同,總體上都隨種植密度的增加而增加;總分枝數(shù)和結(jié)果枝數(shù)隨著密度的變化而變化,但表現(xiàn)出不同的反應(yīng)程度,當(dāng)種植密度達(dá)到19.5萬穴/hm2時,其平均值顯著減少;單株結(jié)果數(shù)在7.5萬穴/hm2時最大,達(dá)到76.7 個/株,在 9.0 萬 ~19.5 萬穴/hm2范圍內(nèi)隨著密度的增加呈減少趨勢,且處理間差異不顯著;雙仁果數(shù)、飽果數(shù)、秕果數(shù)3個性狀對種植密度的敏感程度表現(xiàn)不一,但都在 7.5 萬穴/hm2時均值最大,分別為47.0、58.7 和16.5 個/株;單株生產(chǎn)力在 7.5 萬穴/hm2時最大(150.0 g),在19.5萬穴/hm2時最小(72.5 g),且在兩處理間差異顯著,總體隨種植密度的增加而減少。
表1 不同種植密度對花生植株性狀的影響
2.2 不同種植密度對花生莢果及子仁性狀的影響 由表2可知,果數(shù)和仁數(shù)之間變化趨勢基本相同,隨著密度的增加,果數(shù)、仁數(shù)也相應(yīng)地增加,而百果重與百仁重則呈遞減趨勢,與果數(shù)、仁數(shù)呈負(fù)相關(guān)。在7.5萬~16.5萬穴/hm2范圍內(nèi),出仁率逐漸增加,且在 16.5萬穴/hm2時達(dá)到最大(71.9%),再隨著密度增加,出仁率逐漸減少,即總體變化趨勢為先增加后減少,最大出仁率(71.9%)與最小出仁率(69.5%)差值僅為2.4%,各處理間差異不顯著。莢果長隨密度增加而減少,在低密度(7.5萬~15.0萬穴/hm2)條件下變化差異較小,當(dāng)密度再增大時,15.0萬~16.5萬穴/hm2差異顯著,莢果長相差0.3 cm,在16.5萬 ~19.5萬穴/hm2密度之間差異不顯著;莢果寬隨密度增加整體變化差異不大,但在9.0萬穴/hm2時最小(1.62 cm);仁長和仁寬均隨種植密度的增加而減小,仁長在12.0萬穴/hm2時最小,僅為1.83 cm,與最大值(2.01 cm)相差 0.18 cm,仁寬在 7.5 萬穴/hm2時最大,為1.08 cm,在9.0萬 ~16.5萬穴/hm2密度之間變化較小,當(dāng)密度再增加時,變化較顯著。
表2 不同種植密度對花生莢果及子仁性狀的影響
2.3 不同種植密度對花生莢果產(chǎn)量的影響 由表3可知,花生莢果產(chǎn)量受種植密度影響較大,當(dāng)種植密度在7.5萬穴/hm2時,莢果產(chǎn)量最低,為7 777.5 kg/hm2,當(dāng)密度增加到18.0 萬穴/hm2時,其莢果產(chǎn)量達(dá)到最高,為9 648.0 kg/hm2,最高單產(chǎn)是最低單產(chǎn)的1.2倍以上。隨著種植密度的增加,“花育25號”莢果產(chǎn)量也有增加趨勢,但增幅隨密度增加有減小的趨勢。因此,綜合考慮單位面積用種量情況,通過產(chǎn)量比較認(rèn)為在新疆滴灌條件下,“花育25號”要獲得最高產(chǎn)量的最適宜種植密度應(yīng)為18.0萬穴/hm2。
表3 不同種植密度對花生莢果產(chǎn)量的影響
3.1 種植密度與花生植株相關(guān)農(nóng)藝性狀的關(guān)系 花生苗期生長好壞即壯苗與否直接決定著以后的生長和產(chǎn)量的高低[13]。花生不同種植密度對植株相關(guān)性狀具有不同程度的影響。密度過小或過密都不利于群體對干物質(zhì)的積累與分配,影響個體與群體的協(xié)調(diào)發(fā)展[14]。低密度時,群體之間競爭性較小,單個植株充分發(fā)揮個體優(yōu)勢,總分枝數(shù)、結(jié)果枝數(shù)、單株結(jié)果數(shù)、雙仁果數(shù)、飽果數(shù)和單株生產(chǎn)力達(dá)到最大,由于單個植株結(jié)果數(shù)較大,后期養(yǎng)分供應(yīng)不足,所以造成秕果數(shù)較大。隨著密度的增加,植株個體之間競爭也愈激烈,主莖高與側(cè)枝長隨著密度增加而增加,而總分枝數(shù)、結(jié)果枝數(shù)、單株結(jié)果數(shù)、雙仁果數(shù)、秕果數(shù)、飽果數(shù)和單株生產(chǎn)力呈減少趨勢,爛果數(shù)先增加后減少,個體優(yōu)勢不再凸顯,尤其是單株生產(chǎn)力減少較顯著。當(dāng)密度為19.5萬穴/hm2時,主莖高和側(cè)枝長達(dá)到最高,而總分枝數(shù)、單株結(jié)果數(shù)和單株生產(chǎn)力等性狀卻最低,且與上述密度差異性較大。當(dāng)種植密度在18.0萬穴/hm2時,各個性狀指標(biāo)比較理想,且符合實際情況。因此,花生種植密度不宜過低,但也不能太高,適當(dāng)密植可以協(xié)調(diào)個體和群體之間的關(guān)系,更好地促進(jìn)植株生長發(fā)育,使群體光合性能更高,有利于干物質(zhì)的積累和分配,促進(jìn)莢果的發(fā)育。
3.2 種植密度與花生莢果性狀及產(chǎn)量的關(guān)系 果重和仁重是花生產(chǎn)量的構(gòu)成因素,直接決定花生的果重和仁重。高飛等[15-16]研究表明,建立合理的群體結(jié)構(gòu),合理調(diào)控單株與群體的關(guān)系是充分發(fā)揮作物高產(chǎn)潛力的重要途徑。該試驗結(jié)果表明,隨著種植密度的增加,果數(shù)、仁數(shù)相應(yīng)增加,而百果重、百仁重、莢果長、莢果寬、仁長和仁寬則呈遞減趨勢。在一定密度范圍內(nèi),隨著種植密度的增加,花生單位面積產(chǎn)量呈逐漸增加的趨勢,這一結(jié)果與Hofmann等[17-18]的研究結(jié)論較吻合。同時不難看出,在膜下滴灌栽培條件下,當(dāng)種植密度在18.0萬穴/hm2時,產(chǎn)量達(dá)到最大,密度再增加,產(chǎn)量開始減少,但相比較于初始密度7.5萬穴/hm2,該試驗其他密度產(chǎn)量均顯著增加,因此,協(xié)調(diào)好個體與群體之間的關(guān)系,加強(qiáng)田間水肥藥管理,可獲得高產(chǎn)。
產(chǎn)量高低取決于光合產(chǎn)物的積累和分配,花生單位面積產(chǎn)量與每公頃株數(shù)、單株果數(shù)和果重三因素密切相關(guān)[19]。在該試驗中,雖然7.5萬穴/hm2密度的單株生產(chǎn)力最大,但由于葉面積指數(shù)較小,不能充分利用光能,造成光能浪費,不能獲得較高產(chǎn)量,但密度較大又會造成植株間的相互競爭,葉片互相遮擋,同時也增加了種子成本,不能獲得最大效益。另外,由于試驗難免出現(xiàn)誤差,在數(shù)據(jù)上會與理論值出現(xiàn)一些差異,例如密度為16.5萬穴/hm2的小區(qū),由于該小區(qū)花生缺苗,導(dǎo)致產(chǎn)量低于密度為15.0萬穴/hm2的小區(qū),有待于在今后研究中改進(jìn)和提高。
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