播種密度對(duì)甘肅東部夏播大豆產(chǎn)量和水分利用效率的影響

王立明　楊如萍　陳光榮　張國宏

摘要：為提高旱作區(qū)夏播大豆種植效益，充分有效利用當(dāng)?shù)刈匀唤邓Y源，在甘肅東部選擇2個(gè)不同株型大豆品種，進(jìn)行適宜種植密度研究。結(jié)果表明，隨種植密度增加，株高、分枝數(shù)、單株莢數(shù)、單株粒數(shù)逐漸下降，底莢高度逐漸升高。播種密度對(duì)主莖節(jié)數(shù)、莢粒數(shù)、百粒重?zé)o顯著影響。在設(shè)計(jì)密度13.5萬株～31.5萬株/hm2范圍內(nèi)，中黃30適宜種植密度為27.0萬株/hm2，晉豆19為22.5萬株/hm2。適宜的種植密度能夠顯著提高大豆籽粒產(chǎn)量和田間水分利用率。

關(guān)鍵詞：甘肅東部；夏播大豆；適宜密度；產(chǎn)量；水分利用效率

中圖分類號(hào)：S565.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1001-1463（2018）11-0049-04

doi：10.3969/j.issn.1001-1463.2018.11.014

Effect Of Seeding Density On Yield And Water Use Efficiency Of Summer-Sowing Soybean In Eastern Gansu

WANG Liming， YANG Ruping， CHEN Guangrong， ZHANG Guohong

（Dryland Agriculture Institute， Gansu Academy of Agricultural Sciences， Lanzhou Gansu 730070， China）

Abstract：To effective utilization of local natural precipitation， improve the planting benefit of summer-sowing soybean in dry farming areas， this work studied adequate planting density of two soybean varieties with different plant type in eastern Gansu province. This study showed that， with planting density increased， plant height， branch number， pods per plant and grain number per plant was downtrend， bottom pods height showed a rising trend. Meanwhile， planting density had no significant effect on the nodes number of main stem， number of grains per pod and 100-seeds weight. When planting density in a range of 135 000-315 000 plant/hm2， the suitable planting density of Zhonghuang 30 was 270 000 plant/hm2， and Jindou 19 was 225 000 plants/hm2. The proper planting density could significantly increase grain yield and water use efficiency of soybean.

Key words：Eastern Gansu；Summer-sowing soybean；Suitable planting density；Yield；Water use efficiency

復(fù)種是區(qū)域作物增產(chǎn)最直接簡(jiǎn)單且行之有效的方式[1 ]，提高復(fù)種指數(shù)是高效集約化利用耕地資源程度的基礎(chǔ)性指標(biāo) [2 - 3 ]。甘肅東部屬兩年三熟種植類型區(qū)[4 - 5 ]，受當(dāng)?shù)刈匀粴夂驐l件以及輪作制度的影響，夏播大豆在該區(qū)具有悠久的栽培歷史，已成為當(dāng)?shù)刂匾募Z食與經(jīng)濟(jì)作物[6 ]。夏播大豆一般在降雨季節(jié)生長(zhǎng)，適應(yīng)該區(qū)域雨熱同季的氣候特點(diǎn)[7 ]。夏播大豆出苗快、生長(zhǎng)發(fā)育迅速，生育期一般90～110 d，出苗45 d后就開始開花結(jié)實(shí)，在作物布局中有特殊的地位[8 - 9 ]。長(zhǎng)期以來，因該區(qū)自然、經(jīng)濟(jì)條件等諸多因素限制，夏播大豆未能得到應(yīng)有重視，新栽培技術(shù)研發(fā)相對(duì)緩慢，制約著該區(qū)大豆生產(chǎn)水平的提高[10 - 11 ]。

大豆生產(chǎn)是群體生產(chǎn)，種植密度對(duì)大豆的個(gè)體生長(zhǎng)、發(fā)育以及主要經(jīng)濟(jì)性狀影響較大[12 - 13 ]，適宜的群體結(jié)構(gòu)有利于大豆對(duì)自然光能的利用[14 ]，也有利于品種增產(chǎn)潛力發(fā)揮及籽粒產(chǎn)量的提高[15 ]。我們以甘肅東部復(fù)播夏大豆為對(duì)象，通過田間試驗(yàn)，分析不同品種、播種密度對(duì)大豆主要農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量及田間水分利用效率的影響，旨在為該區(qū)夏播大豆高產(chǎn)栽培提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2017年在甘肅省鎮(zhèn)原縣上肖鄉(xiāng)梧桐村甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)基地（107° 29′E，35° 30′N）進(jìn)行。海拔1 297 m，年平均氣溫8.6 ℃，無霜期165 d。年降水量533.5 mm，且季節(jié)分布不均，主要集中在7 — 9月，屬于典型黃土高原半濕潤偏旱氣候類型區(qū)。試驗(yàn)地土壤為覆蓋黑壚土，耕層（0～20 cm）含有機(jī)質(zhì)11.3 g/kg、全氮0.95 g/kg、堿解氮86 mg/kg、速效磷12.5 mg/kg和速效鉀232 mg/kg。試驗(yàn)地前茬為冬油菜。播前結(jié)合耕翻滅茬整地施尿素50 kg/hm2、磷酸二銨160 kg/hm2。其余管理同當(dāng)?shù)卮筇铩?/p>

1.2 試驗(yàn)材料

指示品種為中黃30和晉豆19，其中中黃30株型收斂，分枝性較弱；晉豆19株型半開張，分枝性較強(qiáng)[16 ]。2個(gè)品種已在甘肅東部地區(qū)作為夏播主栽品種推廣種植。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用裂區(qū)設(shè)計(jì)，以品種（中黃30與晉豆19）為主處理，播種密度為副處理，設(shè)5個(gè)試驗(yàn)水平，依次為13.5 萬株/hm2、18.0 萬株/hm2、22.5 萬株/hm2、27.0萬/hm2與31.5萬株/hm2。試驗(yàn)于6月20日播種，7月12日出苗，中黃30、晉豆19分別于9月30日、10月2日成熟。試驗(yàn)采用等行距40 cm露地平播，小區(qū)面積19.2 m2（3.2 m×6.0 m），重復(fù)3次。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目與方法

田間記載大豆生長(zhǎng)發(fā)育進(jìn)程，成熟期每小區(qū)中間行取樣15株測(cè)定大豆主要農(nóng)藝性狀（株高、低莢高度、分枝數(shù)、主莖節(jié)數(shù)）與經(jīng)濟(jì)性狀（單株莢數(shù)、單株粒數(shù)、莢粒數(shù)、百粒重），成熟后分小區(qū)全區(qū)收獲，風(fēng)干后采用DDXQ-40-Ⅱ型大豆小區(qū)脫粒機(jī)脫粒稱重計(jì)產(chǎn)。

在大豆播種、成熟期用烘干法測(cè)定每小區(qū)0～200 cm土層含水量，每20 cm為1層次，采用環(huán)刀法測(cè)定土壤容重[17 ]。用下列公式計(jì)算土壤貯水量：

Sw= w×d×r/10

其中Sw為土壤貯水量（mm），w為土壤含水量（%），r為土壤容重（g/cm3），d為土層厚度（cm）。

大豆田間耗水量利用農(nóng)田水分平衡方程計(jì)算，ET=P-ΔW，ET為田間耗水量，P為生育期降水量，ΔW為成熟期與播種期土壤儲(chǔ)水量之差（mm）

水分利用效率（WUE）=Y/ET，Y為作物產(chǎn)量，ET為田間耗水量。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2010數(shù)據(jù)處理和作圖，DPS13.0對(duì)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，LSD法多重比較（α= 0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 種植密度對(duì)不同大豆品種農(nóng)藝性狀的影響

由表1可知，株高隨播種密度的加大而逐漸降低。當(dāng)種植密度在13.5萬株/hm2、18.0萬株/hm2時(shí)顯著高于其它處理，密度在31.5萬株/ hm2時(shí)最低。播種密度對(duì)不同品種影響不同，中黃30高密度與低密度株高相差8.7 cm，晉豆19高密度與低密度株高相差15.4 cm，說明種植密度對(duì)株高的影響晉豆19大于中黃30。

底莢高度隨種植密度增加逐漸增加，分枝數(shù)隨種植密度增加逐漸降低。種植密度對(duì)主莖節(jié)數(shù)無明顯影響，不同密度之間差異不顯著。

2.2 種植密度對(duì)不同大豆品種主要經(jīng)濟(jì)性狀的影響

由表2可以看出，不同品種單株莢數(shù)、單株粒數(shù)隨種植密度的增加而明顯減少，表現(xiàn)出顯著差異。種植密度對(duì)莢粒數(shù)、百粒重影響不顯著，說明，莢粒數(shù)、百粒重受品種遺傳因素制約，與品種特性關(guān)系密切。

2.3 種植密度對(duì)大豆產(chǎn)量的影響

種植密度對(duì)大豆產(chǎn)量有顯著影響（圖1），不同類型品種隨種植密度增加產(chǎn)量逐漸增加。中黃30密度為27.0萬株/hm2時(shí)產(chǎn)量最高，密度為31.5萬株/hm2產(chǎn)量下降；晉豆19密度為22.5萬株/hm2時(shí)產(chǎn)量最高，密度為27.0萬株/hm2、31.5萬株/hm2時(shí)產(chǎn)量逐漸下降。

回歸分析表明，不同類型大豆品種產(chǎn)量與種植密度關(guān)系可用二次拋物線方程表達(dá)，且達(dá)到顯著水平。中黃30為y=-3.371 7x2+185.4x-649.06，R2=0.943 9，密度為27.5萬株/hm2時(shí)產(chǎn)量達(dá)到最高值；晉豆19為y=-3.533 3x2+160.93x+3.12，R2= 0.958 5，密度為22.8萬株/hm2時(shí)產(chǎn)量達(dá)到最高值。

2.4 種植密度對(duì)田間耗水量的影響

試驗(yàn)期間的大豆全生育期（6月20日至10月2日）降水305.8 mm，較常年的316.3 mm偏少10.5 mm，屬于降水正常年份。測(cè)定結(jié)果表明（圖2），種植密度的變化對(duì)田間耗水量無顯著影響，中黃30最大耗水量315.2 mm與最小耗水量296.0 mm相差僅19.2 mm，晉豆19最大耗水量316.2 mm與最小耗水量305.0 mm相差僅11.2 mm。

2.5 種植密度對(duì)水分利用效率的影響

不同種植密度對(duì)大豆田間水分利用效率有顯著影響（圖3）。中黃30密度為27.0萬株/hm2時(shí)田間水分利用效率最高，達(dá)到6.35 kg/（mm·hm2），較其余處理提高8.2%～59.5%；晉豆19種植密度為22.5萬株/hm2時(shí)田間水分利用效率最高，達(dá)到6.07 kg/（mm·hm2），較其余處理提高7.6%～22.4%。大豆種植密度與水分利用效率的關(guān)系呈二次拋物線關(guān)系，中黃30的y=-0.013 3x2+0.697 8x-2.892，R2= 0.913 8，密度為26.2萬/hm2時(shí)水分利用效率最高；晉豆19 y=-0.012x2+0.540 8x-0.154，R2= 0.959 0，密度為22.5萬株/hm2 時(shí)水分利用效率最高。水分利用效率與大豆產(chǎn)量的變化趨于一致。

3 小結(jié)與討論

試驗(yàn)表明，在甘肅東部旱作地區(qū)，夏播大豆的主要農(nóng)藝、經(jīng)濟(jì)性狀受種植密度的影響較為明顯，株高、分枝數(shù)、單株莢數(shù)、單株粒數(shù)均隨種植密度增加而降低，底莢高度隨種植密度增加而升高，而對(duì)主莖節(jié)數(shù)、莢粒數(shù)、百粒重的影響差異不顯著，說明種植密度對(duì)該區(qū)夏播大豆具有顯著調(diào)控效應(yīng)。不同播種密度對(duì)大豆生育期田間耗水量無明顯影響，在13.5萬株～31.5萬株/hm2播種密度范圍內(nèi)，不同類型大豆品種播種密度籽粒產(chǎn)量和田間水分利用效率變化呈現(xiàn)出二次拋物線關(guān)系，其變化趨勢(shì)相同。中黃30適宜種植密度為27.0萬株/hm2，晉豆19為22.5萬株/hm2。適宜的種植密度對(duì)旱作夏播大豆籽粒產(chǎn)量提高和高效利用降水資源有著重要作用。

種植密度與產(chǎn)量有密切關(guān)系。所謂合理密植是指在當(dāng)時(shí)、當(dāng)?shù)氐木唧w條件下，協(xié)調(diào)處理好個(gè)體與群體的關(guān)系，使個(gè)體充分發(fā)育，群體最大限度發(fā)展，使單位面積上的光能和地力得到充分利用，獲得最佳的經(jīng)濟(jì)效益[18 ]。種植密度作為的重要田間栽培管理措施之一[19 ]，通過種植密度優(yōu)化群體結(jié)構(gòu)是夏播大豆獲得高產(chǎn)的重要基礎(chǔ)[20 ]。

本研究結(jié)論是在甘肅東部黃土高原半濕潤偏旱生態(tài)區(qū)試驗(yàn)得出，由于黃土高原氣候類型多樣，降水地域性分布差異較大[21 ]，在其不同環(huán)境條件下應(yīng)用，有待繼續(xù)研究。

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（本文責(zé)編：陳 珩）