早熟馬鈴薯套作不同密度大豆對作物產(chǎn)量的影響

陳光榮，張國宏，王立明，楊如萍，郭天文

（甘肅省農業(yè)科學院旱地農業(yè)研究所，甘肅蘭州 730070）

甘肅沿黃灌區(qū)早熟馬鈴薯套作大豆高產(chǎn)高效栽培模式研究（四）

早熟馬鈴薯套作不同密度大豆對作物產(chǎn)量的影響

陳光榮，張國宏，王立明，楊如萍，郭天文

（甘肅省農業(yè)科學院旱地農業(yè)研究所，甘肅蘭州 730070）

采用單因素隨機區(qū)組設計，研究了薯豆套作模式下大豆不同種植密度對作物產(chǎn)量的影響。結果表明，套作大豆產(chǎn)量與密度變化的關系可以用二次拋物線回歸方程表達，并隨大豆密度的增加，株高、主莖節(jié)數(shù)、底莢高度趨于升高，而有效分枝數(shù)、單株莢數(shù)、單株粒數(shù)和單株粒重趨于下降，莢粒數(shù)、百粒重變化不大，相對穩(wěn)定。密度對套作馬鈴薯株高及單株結薯數(shù)影響不大，而商品薯率隨密度增加而降低。大豆密度為15萬株/hm2時，大豆、馬鈴薯產(chǎn)量均最高，分別是2 136.03、42 462.5kg/hm2。

馬鈴薯；大豆；套種；密度；產(chǎn)量

間套作體系是一個生產(chǎn)力高而且可維持的體系，它能夠高效利用資源，如水、光、養(yǎng)分等。尤其是在豆科與禾本科的間套作體系中，除了可以高效利用水、光、養(yǎng)分等外，還可以從共生固氮的種植體系中吸收氮，這樣既可以減少氮的投入，也可以減少環(huán)境的污染。

近年來，在甘肅中部沿黃灌區(qū)，早熟馬鈴薯套作大豆種植模式逐漸被應用。該栽培模式既是增加大豆種植面積、提高大豆產(chǎn)量水平的重要技術措施，又是提高復種指數(shù)、增加糧食總產(chǎn)量的關鍵舉措。國內外對間套作的研究較多［1～2］，但對于西北地區(qū)馬鈴薯間套作大豆栽培方面缺乏系統(tǒng)研究，我們在前期研究的基礎上［3～5］，在早熟馬鈴薯套作大豆的模式及保證早熟馬鈴薯有較高產(chǎn)量的前提下，把套作大豆作為研究的核心，在甘肅沿黃灌區(qū)開展了早熟馬鈴薯套種大豆密度試驗，分析大豆種植密度對套作馬鈴薯及大豆形態(tài)性狀、產(chǎn)量及產(chǎn)量構成因素的影響，旨在進一步完善早熟馬鈴薯套作大豆群體配置，最大限度的挖掘套作大豆增產(chǎn)潛力，為套作大豆高產(chǎn)、優(yōu)質、高效、安全、生態(tài)栽培提供理論依據(jù)，為早熟馬鈴薯套作大豆栽培技術進一步應用推廣提供技術支撐。

1 材料與方法

1.1 材料

指示馬鈴薯品種為克新2號，大豆品種為冀豆17。

1.2 試驗方法

試驗于2010年在甘肅省會寧縣郭城鎮(zhèn)進行。當?shù)睾０? 536m，年平均氣溫6.7℃，年均降水量320mm，其中7—9月份占全年降水量的60%左右。年蒸發(fā)量達1 600mm，是平均降水量的5倍?！?0℃的有效積溫3 244℃。氣候四季分明，日照充足，土壤為灰鈣土和灌淤土。

試驗采用隨機區(qū)組設計，在馬鈴薯種植密度不變的前提下設6個大豆密度處理，處理A為9萬株/hm2；處理B為12萬株/hm2；處理C為15萬株/hm2；處理D為18株萬/hm2；處理E為21萬株/hm2；處理F為24萬株/hm2。設3次重復，共18個小區(qū)，小區(qū)面積21.45m2（5.5m×3.9m）。采用帶寬1.3m種植模式，1m起壟種2行馬鈴薯，30cm種1行大豆。呈梯形起壟，壟底寬100cm，壟面寬80cm，壟高30cm。3月20日種植馬鈴薯，各處理種植密度均為47 625穴/hm2，行距45cm，穴距為32cm。4月20日按設計密度種植大豆。結合整地底施尿素60kg/hm2、普通過磷酸鈣400kg/hm2、氯化鉀40kg/hm2，馬鈴薯薯塊膨大期追施尿素40kg/hm2。其余田間管理按正常大田生產(chǎn)進行。

馬鈴薯成熟時每小區(qū)隨機取10株進行考種，測定株高、單株結薯數(shù)、單株薯重、商品薯率，并統(tǒng)計各小區(qū)產(chǎn)量。大豆成熟時每小區(qū)隨機取15株進行考種。測定株高、底莢高度、主莖節(jié)數(shù)、分枝數(shù)、單株莢數(shù)、單株粒數(shù)、百粒重等，并統(tǒng)計各小區(qū)產(chǎn)量。用Microsoft Excel和DPS統(tǒng)計軟件進行試驗數(shù)據(jù)匯總與統(tǒng)計分析。

2 結果與分析

2.1 大豆密度對其產(chǎn)量及產(chǎn)量構成因素的影響

從表1可以看出，大豆株高、主莖節(jié)數(shù)隨大豆密度的增加呈增高趨勢，底莢高度除處理D外，也隨大豆密度的增加呈增高趨勢，而有效分枝數(shù)、單株莢數(shù)及單株粒數(shù)隨密度的增加大體呈遞減趨勢。莢粒數(shù)及百粒重隨密度的增加變化不大，且規(guī)律性不強，說明莢粒數(shù)、百粒重受品種的基因型控制，其遺傳是相對穩(wěn)定的。處理C（15萬株/hm2）大豆產(chǎn)量最高，為2 136.03kg/hm2，較處理A（9萬株/hm2）、處理B（12萬株/hm2）、處理D（18萬株/hm2）、處理E（21萬株/hm2）、處理F（24萬株/hm2）分別增長57.96%、14.55%、7.91%、11.89%、21.27%。

進一步分析表明，大豆產(chǎn)量（y）隨密度（x）的增加呈二次拋物線變化趨勢，達到顯著或極顯著水平，在早熟馬鈴薯套作大豆模式下，最佳密度為15萬株/hm2左右（圖1）。大豆產(chǎn)量的高低取決于密度、單株有效莢數(shù)、莢粒數(shù)和百粒重。從以上分析可以看出，莢粒數(shù)和百粒重的遺傳性是相對穩(wěn)定的，密度和單株有效莢數(shù)決定產(chǎn)量的高低。

圖1 大豆密度與產(chǎn)量的變化關系

表1 大豆不同密度處理的產(chǎn)量及產(chǎn)量構成因素

2.2 大豆密度對其產(chǎn)量的補償效應分析

大豆的個體與群體之間存在著較強的調節(jié)能力，單位面積產(chǎn)量受群體密度和個體生產(chǎn)力兩個因素的制約。隨著密度的減少，單株生產(chǎn)力增加，當因密度降低而減少的產(chǎn)量與因密度降低而個體生產(chǎn)力增加的產(chǎn)量相抵時，群體產(chǎn)量最高。用單株粒數(shù)或單株粒重隨密度降低的增長率減去密度逐漸降低的百分比來表示個體補償效應，用因密度降低而個體生產(chǎn)力增加的產(chǎn)量（WD）與因密度降低而減少的產(chǎn)量（WG）之差或比值表示群體補償效應［6～7］。由表2可以看出，隨密度的逐漸下降，個體補償效應和群體補償效應呈下降趨勢，當單株粒數(shù)、單株粒重的補償效應為0時，或者WG-WD=0、WG/WD=1時（WG單株減產(chǎn)，WD密度增產(chǎn)）群體產(chǎn)量最高，此時的最佳密度是15萬株/hm2，與產(chǎn)量密度曲線回歸結果一致。

表2 大豆不同密度處理對其產(chǎn)量的補償效應

2.3 大豆密度對馬鈴薯產(chǎn)量及產(chǎn)量構成因素的影響

從表3可以看出，大豆不同密度對馬鈴薯出苗率、株高及單株結薯數(shù)的影響不明顯，馬鈴薯的單株薯重隨大豆密度的增加呈先增加后降低的趨勢，處理B、處理C單株薯重較大，分別為0.95、0.97kg。商品薯率隨密度增加而降低，處理A商品薯率最高，為86.6%；處理F最低，為81.7%。處理B、處理C馬鈴薯產(chǎn)量較高，分別是42 146.5、42 462.5kg/hm2，處理B較處理A、處理D、處理E、處理F分別提高2.7%、3.7%、13.5%、22.3%，處理C較處理A、處理D、處理E、處理F分別提高3.5%、4.5%、14.3%、23.2%。處理B、C之間差異不顯著，與其它處理差異均達極顯著水平。

表3 大豆不同密度處理馬鈴薯產(chǎn)量及產(chǎn)量構成因素

3 小結與討論

套作模式下，作物的種植密度在很大程度上影響作物群體結構，進而影響到作物群體的光能利用和干物質生產(chǎn)。研究結果表明，在早熟馬鈴薯套作大豆模式下，套作大豆產(chǎn)量與密度變化關系可以用二次拋物線回歸方程表達，隨大豆密度的增加，株高、主莖節(jié)數(shù)、底莢高度趨于升高，而有效分枝數(shù)、單株莢數(shù)、單株粒數(shù)和單株粒重趨于下降，莢粒數(shù)、百粒重變化不大，相對穩(wěn)定。密度對套作馬鈴薯株高及單株結薯數(shù)影響不大，商品薯率隨密度增加而降低。大豆產(chǎn)量隨密度的增加而增加，當增加到一定程度時，繼續(xù)增加密度，套作大豆產(chǎn)量開始下降。大豆密度在9萬～15萬株/hm2時對套作馬鈴薯產(chǎn)量影響不大，當大豆密度超過15萬株/hm2時馬鈴薯產(chǎn)量顯著下降，該模式大豆最適宜套作密度為15萬株/hm2左右。

［1］董鉆.大豆產(chǎn)量生理［M］.北京：中國農業(yè)出版社，2000：20-25.

［2］常汝鎮(zhèn)，王連錚.大豆研究50年［M］.北京：中國農業(yè)科學技術出版社，2010：32-35.

［3］陳光榮，張國宏，王立明，等.薯豆套作模式下不同大豆品種（系）主要性狀與產(chǎn)量的相關性分析［J］.甘肅農業(yè)科技，2014（3）：3-6.

［4］陳光榮，張國宏，王立明，等.早熟馬鈴薯套作大豆不同帶幅比對作物產(chǎn)量的影響［J］.甘肅農業(yè)科技，2014（4）：8-10.

［5］陳光榮，張國宏，王立明，等.大豆品種及播期對套作大豆產(chǎn)量的影響［J］.甘肅農業(yè)科技，2014（5）：8-11.

［6］張偉，張惠君，王海英，等.株行距和種植密度對高油大豆農藝性狀及產(chǎn)量的影響［J］.大豆科學，2005（3）：283-286.

［7］焦浩，紀永民，張存嶺.種植方式和密度對大豆產(chǎn)量和單株性狀的影響［J］.作物雜志，2008（5）：50-53.

（本文責編：陳珩）

Effects of Early Potato Intercropping Soybean of Different Bandwidth on Crop Yield

CHEN Guang-rong，ZHANG Guo-hong，WANG Li-ming，YANG Ru-ping，GUO Tian-wen
（Institute of Dryland Agriculture，Gansu Academy of Agricultural Sciences，Lanzhou Gansu 730070，China）

In this study，single radom-plotdesign was conducted to study the effect ofdifferentdensities on yield in early potato intercropping soybean in Gansu irrigationdistricts along Yellow River.The results indicated that the yield of relaying soybean changed with plantdensity，which could be expressed by using a parabola regression equation.With the increase of plantdensity，plant height，the number of themain stalk，the height of lowest pods increased，but the effective branching，pod number per plant，seed number per plant，grain weight per plant reduced，and seed number per pod，100-grain weight almost kept stable.And the yield of relaying soybean and early potato was the highest with the optimumdensity of about 150000 plants/hm2，which are 2 136.03kg/hm2and 42 462.5kg/hm2，respectively.

Potato；Soybean；Intercropping；Density；Yield

S532；S682.2

A

1001-1463（2014）06-0003-03

10.3969/j.issn.1001-1463.2014.06.001

2014-05-07

現(xiàn)代農業(yè)產(chǎn)業(yè)技術體系-鎮(zhèn)原大豆綜合試驗站項目（nycytx-004）部分內容

陳光榮（1980—），男，甘肅皋蘭人，助理研究員，主要研究作物高產(chǎn)高效栽培理論與技術。聯(lián)系電話：（0）13679403556。E-mail：chen_gr516@yahoo.cn

張國宏（1964—），男，甘肅靖遠人，研究員，主要從事作物遺傳育種工作。E-mail:zhangguohong223@yahoo. com.cn