賈淑村 劉永濤 荊 宇 李妍妍 畢聰媛 丁立國 何 波 孫玉軍
(丹東農(nóng)業(yè)科學(xué)院 遼寧鳳城 118109)
大豆是我國重要的植物蛋白和油料來源, 豆粕是飼料的重要成分。 2020 年國產(chǎn)大豆為1 960 萬t,而進(jìn)口量卻超過1 億t, 我國85%以上大豆需要進(jìn)口。 中美貿(mào)易摩擦和疫情等造成的大豆供應(yīng)不穩(wěn)定,嚴(yán)重威脅我國大豆糧食安全。 在我國人多地少的國情下, 我國糧食安全的目標(biāo)是集中有限的資源確保谷物基本自給、口糧絕對(duì)安全,對(duì)大豆等短缺農(nóng)產(chǎn)品采取適度進(jìn)口的戰(zhàn)略。 要改變我國大豆產(chǎn)需缺口大,大豆高度依賴進(jìn)口的局面,從長(zhǎng)期看,通過擴(kuò)大大豆生產(chǎn)面積來增加大豆產(chǎn)量的空間有限, 主要途徑需通過加強(qiáng)種子科技攻關(guān),提高大豆單產(chǎn)水平。
作物的產(chǎn)量是由群體產(chǎn)量決定的, 合理的種植密度是獲得高產(chǎn)的必要栽培手段。 低密度條件下,大豆單株產(chǎn)量增加,但群體產(chǎn)量會(huì)下降;高密度條件會(huì)導(dǎo)致種間競(jìng)爭(zhēng)加劇,株高變高,莖稈變細(xì),易發(fā)生倒伏,導(dǎo)致產(chǎn)量下降。 因此,合理的種植密度才能有效地增加大豆的產(chǎn)量。 遼寧大部分地區(qū)大豆種植密度為15 萬株/hm2,遼東南地區(qū)天氣情況特殊,夏季寡照多雨會(huì)引起株高的增加,易發(fā)生倒伏,因此研究該地區(qū)適宜的種植密度對(duì)于確保該地區(qū)大豆的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)具有重要意義。
丹豆22 于2020 年通過遼寧省大豆品種審定委員會(huì)的審定,在2021 年高產(chǎn)示范田產(chǎn)量達(dá)4 188 kg/hm2。種植戶在大豆生產(chǎn)中采取的種植密度各不相同,品種生產(chǎn)潛力沒有得到充分發(fā)揮。 本試驗(yàn)通過設(shè)置不同的密度處理,研究丹豆22 的適宜種植密度,為遼寧省東部、南部地區(qū)大豆生產(chǎn)提供理論依據(jù)。
試驗(yàn)于2021-2022 年在丹東農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)地進(jìn)行。 試驗(yàn)田位于丹東中部地區(qū),地勢(shì)平坦,土壤為中壤土,年平均氣溫7.9℃,活動(dòng)積溫3 126.4℃,無霜期156 d,年日照時(shí)數(shù)1 056.8 h,年降雨量751.4 mm,前茬作物為玉米。
1.2.1 試驗(yàn)材料 供試品種為丹豆22,于2020 年通過遼寧省大豆品種審定 (審定編號(hào): 遼審豆20200011)。 生育期133 d,屬亞有限結(jié)莢習(xí)性,平均株高98.9 cm 左右, 植株相對(duì)較高,抗倒伏能力強(qiáng);主莖節(jié)數(shù)21.5 個(gè),黃臍;粗蛋白含量40.84%,粗脂肪含量19.73%。 由丹東農(nóng)業(yè)科學(xué)院供種。
1.2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),共設(shè)5 個(gè)栽培密度處理,分別為10.1萬株/hm2(M1)、13.3萬株/hm2(M2)、 16.6 萬株/hm2(M3)、 22.2 萬株/hm2(M4)和33.3 萬株/hm2(M5),每個(gè)處理3 次重復(fù)。 小區(qū)行長(zhǎng)6 m、行距0.6 m,每小區(qū)6 行,小區(qū)面積21.6 m2。
1.3.1 施肥整地 結(jié)合整地施用充分腐熟的有機(jī)肥22 500 kg/hm2;秋季收獲完成后粉碎秸稈、深翻,翻耕深度為25 cm,之后耙平。春季進(jìn)行旋耕,旋耕深度為25 cm,起壟鎮(zhèn)壓平壟。
1.3.2 播種定苗 分別于2021年5月11日和2022年5 月19 日播種,每穴播種3 粒;3 葉期間苗,每穴留2 株。
1.3.3 病蟲害防治 6 月中旬至7 月中旬噴施5%吡蟲啉2 000~3 000 倍液防治大豆蚜蟲1~2 次;8 月中旬噴施氯氰菊酯乳油2 000~4 000 倍液防治大豆食心蟲;大豆結(jié)莢期噴灑20%氰戊菊酯乳油1 500 倍液防治大豆卷葉螟和噴灑36%多菌靈懸浮劑500 倍液防治大豆灰斑病。
1.3.4 中耕、 除草 每年6 月20 日、7 月10 日開展中耕及除草2 次。
1.3.5 收獲及考種 每年10 月20 日之后開展樣本采集和測(cè)產(chǎn)。
1.4.1 農(nóng)藝性狀 每小區(qū)選擇連續(xù)10 株作為樣本,室內(nèi)測(cè)量大豆成熟植株的主要農(nóng)藝性狀。
1.4.2 小區(qū)產(chǎn)量 成熟期測(cè)定產(chǎn)量, 每小區(qū)收獲中間4 行,去除每行兩端0.5 m,計(jì)產(chǎn)面積12 m2。
1.4.3 倒伏率 成熟期收獲前進(jìn)行倒伏率測(cè)定。 倒伏率(%)=單位面積倒伏總株數(shù)/單位面積總株數(shù)×100。
通過Excel 2013 和DPS 7.05 數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。
由表1 可知, 對(duì)不同密度種植下的農(nóng)藝性狀測(cè)量發(fā)現(xiàn)2 年試驗(yàn)結(jié)果基本一致。 在不同密度下,主莖節(jié)數(shù)和百粒重表現(xiàn)差異不顯著; 株高和底莢高均隨著密度的增加逐漸增加,均表現(xiàn)為M1<M2<M3<M4<M5; 有效分枝和單株粒重不同的種植密度處理表現(xiàn)的差異較大,M1 和M2 處理的有效分枝和單株粒重分別與M3、M4 和M5 處理差異顯著,,M1、M2、M3、M4 和M5 內(nèi)部之間處理間差異不顯著。
表1 不同密度處理對(duì)丹豆22 主要農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量相關(guān)性狀的影響
由圖1 可知,產(chǎn)量性狀2 年結(jié)果表現(xiàn)基本一致。在不同種植密度處理下,M1 與M2 差異不顯著,M3、M4、M5 之間差異不顯著, 在M1、M2 與M3、M4、M5之間表現(xiàn)為差異顯著。 其中M2(13.3 萬株/hm2)產(chǎn)量最高。
圖1 2021 年和2022 年不同種植密度對(duì)產(chǎn)量的影響
由圖2 可知,倒伏率各處理2 年表現(xiàn)基本一致。不同密度間的倒伏率差異顯著(P<0.05) ,隨著密度的增加倒伏率均有不同程度的增加。
圖2 2021 年和2022 年不同種植密度對(duì)倒伏率的影響
種植密度是影響作物產(chǎn)量的重要因素之一。 合理密植會(huì)降低大豆單株產(chǎn)量, 但可有效地增加單位面積大豆株數(shù),獲得更高的群體產(chǎn)量,達(dá)到增產(chǎn)的目的。 大豆生產(chǎn)實(shí)踐表明,提高大豆種植密度是提高我國大豆產(chǎn)量的有效手段, 但種植密度的增加會(huì)導(dǎo)致大豆株高增加,倒伏風(fēng)險(xiǎn)加大。 因此,在生產(chǎn)中需要選擇耐密抗倒的大豆品種進(jìn)行密度栽培試驗(yàn), 才能確保大豆的高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)。 近年來,育種家把育種目標(biāo)聚焦到抗倒、高產(chǎn)大豆新品種的選育上,使得新品種更加耐密。 遼寧省東南部地區(qū)屬于暖溫帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū),7 月和8 月寡照多雨。 該時(shí)段正處于大豆的開花結(jié)莢期,寡照多雨會(huì)引起大豆徒長(zhǎng),增加倒伏風(fēng)險(xiǎn),光照不足會(huì)導(dǎo)致大豆花莢脫粒、降低產(chǎn)量。 因此,該地區(qū)的大豆種植密度比遼寧省其他地區(qū)低, 通常為10 萬~20 萬株/hm2。 因此,以大豆新品種為試材,通過密度試驗(yàn)明確遼寧省東部、 南部地區(qū)適宜的大豆種植密度, 對(duì)于提高遼東南地區(qū)大豆生產(chǎn)水平具有重要意義。
梁建秋等的研究結(jié)果表明, 隨著密度的增加四川大豆品種的株高和結(jié)莢高均增加[1]。 本試驗(yàn)結(jié)果表明,不同密度處理下大豆品種丹豆22 的株高和底莢高差異顯著, 說明該品種的株高和底莢高對(duì)密度響應(yīng)敏感。 于德彬等的研究結(jié)果表明,隨著密度的增加大豆品種的主莖節(jié)數(shù)和分枝數(shù)顯著下降[2],這與本研究結(jié)果一致。 李燦東的研究結(jié)果表明,隨著密度的增加,倒伏率也逐漸提高。 增加大豆種植密度易引發(fā)倒伏,倒伏會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)量下降,增加機(jī)械收獲難度,提高田間損失率[3]。 本試驗(yàn)結(jié)果表明,隨著密度的增加,倒伏率增加比較明顯,M3、M4 和M5 處理的倒伏率顯著高于M1 和M2 處理。 本試驗(yàn)結(jié)果表明,丹豆22 的5 個(gè)處理間百粒重差異未達(dá)顯著水平,說明密度對(duì)百粒重這項(xiàng)產(chǎn)量構(gòu)成因素影響不大。 黃玉峰、陳維、任紅曉等的研究結(jié)果表明, 大豆產(chǎn)量隨密度的增加逐漸增加,達(dá)到一定密度后呈下降趨勢(shì)[4-6]。 密度處理M2 小區(qū)產(chǎn)量與密度M3、M4、M5 的產(chǎn)量達(dá)到5%水平上的顯著差異,說明密度在M2 時(shí)小區(qū)產(chǎn)量最高。 因此,綜合各項(xiàng)產(chǎn)量構(gòu)成因素,丹豆22 最適宜的種植密度為13.3 萬株/hm2。