劉振興 周桂梅 亞秀秀 陳 健 孟慶祥 何國慶

（1唐山市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，063001，河北唐山；2邯鄲市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，056002，河北邯鄲）

小豆（Vigna angularis）屬于豆科豇豆屬，是我國主要的食用豆類之一。小豆具有生育期短、耐貧瘠、適應(yīng)性廣等優(yōu)點，是禾谷類作物間作套種的適宜作物和良好前茬[1]。小豆屬于藥食同源作物，是我國傳統(tǒng)的出口創(chuàng)匯產(chǎn)品，是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)調(diào)整的重要經(jīng)濟作物及欠發(fā)達地區(qū)脫貧致富的重要經(jīng)濟來源[2]。隨著我國農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整及人們膳食營養(yǎng)結(jié)構(gòu)的改變，市場對小豆的需求量逐年增加[3]，小豆種植面積也隨之?dāng)U大?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展中，全程機械化作業(yè)是農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然趨勢，然而我國目前生產(chǎn)中的小豆底莢高度較低，第一節(jié)間長較短，影響了機械收割，致使我國小豆機械化生產(chǎn)尤其是機械收獲水平較低，一定程度上阻礙了小豆種植面積的擴大。植株形態(tài)特征是作物是否適宜機收的重要指標(biāo)。為了適應(yīng)機械化生產(chǎn)的迅速發(fā)展，學(xué)者們對水稻[4-5]、玉米[6-7]、小麥[8-9]、大豆[10-11]等作物進行了較多的研究，探討了種植密度對植株形態(tài)的影響，提出了相應(yīng)的栽培措施，使作物更適宜機械收獲。然而，在這方面有關(guān)小豆的研究還鮮有報道。

本研究以3個小豆品種為試驗材料，分析種植密度對小豆植株形態(tài)特征及產(chǎn)量的影響，探索小豆株高、底莢高度、第一節(jié)間長、主莖節(jié)數(shù)和主莖分枝數(shù)等主要農(nóng)藝性狀隨種植密度的變化規(guī)律，旨在通過調(diào)節(jié)種植密度使小豆植株形態(tài)特征更適于機械收割，為提高小豆機械化生產(chǎn)水平提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試小豆品種為冀紅20、冀紅21和唐紅201602，均為直立型品種。

1.2 試驗設(shè)計

試驗采用兩因素隨機區(qū)組設(shè)計，以小豆品種和種植密度為試驗因素。品種為3個。設(shè)6個密度梯度，分別為9萬、12萬、15萬、18萬、21萬和24萬株/hm2。行距均為50cm，根據(jù)密度確定株距，分別為22.2、16.7、13.3、11.1、9.5和8.3cm。共18個處理，3次重復(fù)，6行區(qū)，行長5m，行距0.5m。于2019年6月23日播種，底施三元素復(fù)合肥（N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15）225kg/hm2。

1.3 測定項目與方法

小豆成熟后，在小區(qū)內(nèi)隨機選取10株參照程須珍等[12]的方法進行田間調(diào)查和室內(nèi)考種。調(diào)查12個性狀，分別是株高、底莢高度、第一節(jié)間長、莖粗、主莖節(jié)數(shù)、主莖分枝數(shù)、單株莢數(shù)、莢長、莢寬、單莢粒數(shù)、百粒重和產(chǎn)量等。取樣后分小區(qū)收獲，脫粒晾干后稱重，折算單位面積產(chǎn)量。數(shù)據(jù)為3次重復(fù)的平均值。

1.4 數(shù)據(jù)處理

用Microsoft Excel 2007統(tǒng)計數(shù)據(jù)和繪圖，用DPS 7.05進行顯著性測驗。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理下小豆性狀表現(xiàn)

根據(jù)18個處理3次重復(fù)的性狀原始數(shù)據(jù)，計算各性狀的最小值、最大值、平均值、標(biāo)準(zhǔn)差及變異系數(shù)（表1）。由表1可知，小豆的莢寬、莢長和主莖節(jié)數(shù)的變異系數(shù)均較小，說明這3個性狀受品種及種植密度的影響較小。

表1 在不同處理下小豆主要性狀總體特征Table 1 Population features of adzuki bean under different treatments

2.2 種植密度對小豆植株形態(tài)特征的影響

由表2可以看出，不同品種株高、底莢高度和第一節(jié)間長均隨種植密度的增大而增大，莖粗、主莖節(jié)數(shù)和主莖分枝數(shù)均隨種植密度的增大而減小。對同一品種不同種植密度的分析結(jié)果顯示，冀紅20在21萬和24萬株/hm2密度下的株高顯著大于其他密度處理，但彼此間差異不顯著；在18萬、21萬和24萬株/hm2密度下的底莢高度和第一節(jié)間長顯著大于其他處理，主莖節(jié)數(shù)顯著小于其他處理，但三者間差異不顯著；24萬株/hm2密度下的莖粗顯著小于其他處理。冀紅21在24萬株/hm2密度下的株高顯著大于其他處理；在21萬和24萬株/hm2密度下的底莢高度顯著高于其他處理，主莖節(jié)數(shù)顯著小于其他處理，但彼此間差異不明顯。唐紅201602在21萬和24萬株/hm2密度下的株高顯著大于其他處理，但彼此間不顯著；在18萬、21萬和24萬株/hm2密度下的底莢高度顯著大于其他處理，但彼此間差異不明顯；24萬株/hm2密度下的莖粗、主莖節(jié)數(shù)顯著小于其他處理。因此，在高密度（21萬和24萬株/hm2）下小豆的株高、底莢高度和第一節(jié)間長最大，莖粗、主莖節(jié)數(shù)和主莖分枝數(shù)最小。

表2 不同種植密度對不同品種植株形態(tài)特征的影響Table 2 Effects of different planting densities on agronomic traits of different varieties

2.3 種植密度對產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

由表3可以看出，不同品種的單株莢數(shù)、莢長、莢寬、單莢粒數(shù)和百粒重隨種植密度的增大而減小，產(chǎn)量隨種植密度的增大呈先增后減的趨勢，在18萬株/hm2密度下3個品種的產(chǎn)量均最大。對同一品種不同密度進行顯著性分析，品種冀紅20、冀紅21和唐紅2010602的單株莢數(shù)、莢長、單莢粒數(shù)和百粒重在不同密度處理下差異顯著，隨種植密度的增大而減?。磺v寬隨種植密度的增大變化不顯著；隨種植密度的增大產(chǎn)量表現(xiàn)為先增后減，在18萬株/hm2密度下產(chǎn)量達到最大值，處理間差異達顯著水平。

表3 不同種植密度對不同品種的產(chǎn)量性狀的影響Table 3 Effects of different densities on yields of different varieties

2.4 不同處理下小豆品種的產(chǎn)量

方差分析結(jié)果顯示，不同小豆品種密度間產(chǎn)量差異達極顯著水平（F=49.36），不同密度品種間的產(chǎn)量差異也達到極顯著水平（F=99.35），品種與密度間的互作對產(chǎn)量的影響差異達顯著水平（F=3.91）。

2.4.1 各品種不同密度下的產(chǎn)量 由圖1可知，在試驗密度范圍內(nèi)，小豆各品種的產(chǎn)量隨種植密度的增大呈先增后減的趨勢，但18萬株/hm2種植密度時各品種的產(chǎn)量均最高。3個小豆品種在不同密度下的產(chǎn)量差異均達顯著水平，產(chǎn)量大小為冀紅20＞唐紅201602＞冀紅21。在試驗密度范圍內(nèi)，冀紅21和唐紅201606的最佳種植密度是15萬～18萬株/hm2，冀紅20的最佳種植密度是18萬株/hm2。

圖1 各品種不同密度下產(chǎn)量比較Fig.1 Comparison of yield of varieties under different planting densities

2.4.2 各密度下不同品種的產(chǎn)量 由圖2可以看出，同一密度下不同品種的產(chǎn)量差異有所不同。在9萬和12萬株/hm2低密度條件下，產(chǎn)量大小為冀紅20＞唐紅201602＞冀紅21，彼此間差異顯著。在15萬和18萬株/hm2中密度條件下，產(chǎn)量大小同樣為冀紅20＞唐紅201602＞冀紅21。在15萬株/hm2密度下，冀紅20與唐紅201602間產(chǎn)量差異不顯著，但顯著高于冀紅21。在18萬株/hm2密度下，冀紅20顯著高于冀紅21和唐紅201602，冀紅21與唐紅201602間差異不顯著。在21萬和24萬株/hm2高密度條件下，唐紅201602與冀紅20間產(chǎn)量差異不顯著，但均顯著高于冀紅21。

圖2 各密度下不同品種產(chǎn)量比較Fig.2 Comparison of yields of different varieties under the same planting densities

2.5 小豆形態(tài)性狀、產(chǎn)量及其構(gòu)成因素與種植密度的相關(guān)性

由表4可以看出，3個品種的株高、底莢高度與種植密度均呈極顯著正相關(guān)，莖粗、主莖節(jié)數(shù)、主莖分枝數(shù)和單株莢數(shù)與種植密度均呈極顯著負(fù)相關(guān)；第一節(jié)間長與種植密度呈正相關(guān)，其中唐紅201602的第一節(jié)間長與種植密度顯著相關(guān)；冀紅20和唐紅201602的主莖節(jié)數(shù)、莢寬與種植密度均呈極顯著負(fù)相關(guān)；3個品種的百粒重與種植密度均呈負(fù)相關(guān)，其中唐紅201602與種植密度呈極顯著負(fù)相關(guān)。

表4 小豆品種間種植密度與各性狀的相關(guān)系數(shù)Table 4 Correlation coefficients between planting densities and traits

3 討論

小豆的主莖分枝數(shù)、底莢高度、第一節(jié)間長、株高、單株莢數(shù)和產(chǎn)量等性狀受品種和種植密度的影響較大，說明通過選擇優(yōu)良品種和調(diào)整種植密度可以有效提高小豆產(chǎn)量。本研究中，冀紅20、冀紅21和唐紅201602的株高、底莢高度和第一節(jié)間長均隨著種植密度的增大而增大，主莖節(jié)數(shù)、主莖分枝數(shù)、單株莢數(shù)、單莢粒數(shù)和百粒重均隨著種植密度的增大而減小，而莢寬受種植密度的影響較小，產(chǎn)量隨種植密度的增大呈先增后減的趨勢，這與前人的研究[13-16]基本一致。

小豆產(chǎn)量除了受品種特性影響外，還受環(huán)境因素制約。在本試驗中，通過對產(chǎn)量二因素分析，表明不同品種各種植密度處理間產(chǎn)量差異達顯著水平，不同種植密度3個品種間的產(chǎn)量差異也達顯著水平，但品種對產(chǎn)量的影響（F=99.35）大于種植密度對產(chǎn)量的影響（F=49.36）。在生產(chǎn)中可適當(dāng)增加種植密度，使小豆的植株形態(tài)特征更適于機械化收割。

株高、底莢高度與種植密度均呈極顯著正相關(guān)，第一節(jié)間長與種植密度呈正相關(guān)，莖粗和主莖分枝數(shù)與種植密度均呈極顯著負(fù)相關(guān)。隨種植密度的增加，小豆株高和底莢高度增大，主莖分枝數(shù)減少，有利于機械化收割。但隨種植密度的增加，小豆植株第一節(jié)間長增大，植株的重心上移，主莖節(jié)數(shù)和莖粗變小，存在倒伏風(fēng)險。因此，在生產(chǎn)中可增施鉀肥[17-19]或在始花期葉面噴施多效唑[20-22]，以增加莖稈的韌性，預(yù)防倒伏。

倒伏在小豆生產(chǎn)中經(jīng)常發(fā)生，是影響小豆產(chǎn)量和機械化收獲的主要因素之一。莖稈折斷強度、拉彎強度、莖稈抗壓強度和硬皮穿刺強度等莖稈質(zhì)量性狀與抗倒性呈顯著相關(guān)[23-24]。本試驗研究了種植密度對小豆植株形態(tài)特征及產(chǎn)量的影響，今后將進一步研究種植密度對小豆莖稈質(zhì)量性狀的影響，從而確定最佳種植密度，達到高產(chǎn)宜機收的適宜群體。

4 結(jié)論

小豆產(chǎn)量隨種植密度的增加呈先增后減的趨勢；株高、底莢高度和第一節(jié)間長隨種植密度的增大而增大，主莖節(jié)數(shù)、主莖分枝數(shù)、單株莢數(shù)、單莢粒數(shù)和百粒重隨種植密度的增大而減小。提高種植密度可有效增大小豆底莢高度及第一節(jié)間長，有利于機械化收獲。隨種植密度的提高，小豆倒伏風(fēng)險加大，在生產(chǎn)中應(yīng)注意采取適當(dāng)化學(xué)調(diào)控措施，預(yù)防倒伏。