不同種植方式對(duì)鮮食蠶豆產(chǎn)量及生長(zhǎng)的影響

李波，石曉旭，劉建，楊美英，王學(xué)軍，魏亞鳳

（江蘇沿江地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，江蘇南通 226541）

0 引言

蠶豆(Vicia faba)為豆科野豌豆屬一年生草本，別稱胡豆、佛豆、羅漢豆等[1]。蠶豆起源于亞洲中部和西部[2]，中國(guó)是蠶豆生產(chǎn)大國(guó)[3]，目前在中國(guó)大部分地區(qū)都有種植，種植面積占全世界的38.62%[4]。蠶豆有良好的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，其富含蛋白質(zhì)、膳食纖維、微量元素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)[5]。近年來，隨著人們生活水平提高，具有高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的鮮食蠶豆作為蔬菜越來越受人們的青睞。但目前中國(guó)蠶豆平均單產(chǎn)顯著低于世界平均水平，與其他豆類相比，蠶豆產(chǎn)量也不穩(wěn)定[6-7]，因此高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)是中國(guó)蠶豆種植的重要目標(biāo)之一。許多學(xué)者通過肥料運(yùn)籌、播期和密度調(diào)節(jié)等措施提高蠶豆產(chǎn)量[9]。

壟作栽培是一種新型栽培方法，有利于土壤節(jié)水、減少肥料淋失去，具有提高肥料利用率等作用，壟作改變了土壤溫濕度等微環(huán)境，可以較好地協(xié)調(diào)作物賴以生存的小氣候條件[10]。地膜覆蓋可以改善耕層土壤水熱狀況，促進(jìn)作物根系生長(zhǎng)發(fā)和營(yíng)養(yǎng)元素吸收[11]。秸稈覆蓋能改善土壤結(jié)構(gòu)，是保持水土的重要措施之一。覆蓋秸稈可以減少作物根區(qū)水分消耗，提高作物水分利用率等[12]。關(guān)于不同種植方式下對(duì)鮮食蠶豆產(chǎn)量及生長(zhǎng)相關(guān)研究較少。本研究在施肥、灌水一致的條件下，探討壟作、壟作覆蓋地膜、壟作覆蓋地膜和秸稈等不同種植方式對(duì)蠶豆產(chǎn)量和生長(zhǎng)的影響，以期為選擇適宜的種植方式提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

蠶豆品種選用江蘇沿江地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所選育‘通蠶鮮7號(hào)’，試驗(yàn)材料均于2016年11月8日種植于江蘇沿江地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所試驗(yàn)田。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

主、副處理設(shè)計(jì)。主處理按照鮮食蠶豆是否起壟設(shè)置起壟種植、平作種植2個(gè)處理。副處理按鮮食蠶豆的覆蓋方式，設(shè)不覆蓋、地膜覆蓋、先覆蓋稻草再覆地膜3個(gè)處理。小區(qū)長(zhǎng)7.2 m、寬2.7 m，蠶豆行距90 cm、株距25 cm，其中稻草覆蓋量為4500 kg/hm2,壟作處理壟高30 cm、壟寬40 cm，間隔50 cm，重復(fù)3 次。每穴播3 粒，基施45%(CO(NH2)2:P2O5:K2O=15:15:15)復(fù)合肥375 kg/hm2，過磷酸鈣375 kg/hm2，蠶豆11月20日出苗，出苗后間苗，每穴留2 株，每公頃基本苗90000株。結(jié)合施肥進(jìn)行灌溉。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 土壤溫濕度測(cè)定將土壤溫濕度記錄儀放置小區(qū)里，自動(dòng)記錄試驗(yàn)小區(qū)土壤溫濕度。

1.3.2 蠶豆根系形態(tài)測(cè)定盛花期挖取蠶豆根系先用流水沖洗干凈，Microtek根系掃描儀進(jìn)行圖像掃描，后采用軟件進(jìn)行分析和計(jì)算，獲得總根長(zhǎng)、總根表面積、總根體積和根系平均直徑等指標(biāo)參數(shù)。

1.3.3 蠶豆干物重測(cè)定于蠶豆盛花期，按各小區(qū)的平均分蘗數(shù)各取代表性蠶豆5株，分根、莖、葉和籽粒4部分，所有樣品在105℃下殺青30 min，而后在70℃下烘干至恒重并稱重。

1.3.4 蠶豆農(nóng)藝性狀測(cè)定于蠶豆收獲期，按各小區(qū)的平均分蘗數(shù)各取代表性蠶豆5 株進(jìn)行考種，調(diào)查蠶豆株高、莢長(zhǎng)、分支數(shù)等農(nóng)藝性狀。

1.3.5 蠶豆產(chǎn)量蠶豆收獲期，每小區(qū)收取蠶豆植株，稱取蠶豆莢重。

2 試驗(yàn)結(jié)果

2.1 不同種植方式對(duì)土壤溫濕度的影響

表1～2 數(shù)據(jù)是2016 年12 月7—14 日的數(shù)據(jù)土壤溫濕度，從平均溫度與平均水分可看出，壟作較平作土壤溫度差異不大，壟作土壤平均含水量較平作的小些。壟作與平作條件下，覆蓋地膜都有助于提高土壤溫度，同時(shí)覆蓋稻草和地膜更有利增溫保濕。

2.2 不同種植方式對(duì)蠶豆根系形態(tài)特征的影響

由表3可見，壟作與平作處理覆蓋地膜后，根系長(zhǎng)度、根系面積都增加。同時(shí)覆蓋稻草和地膜增加了蠶豆根系長(zhǎng)度、根系體積及根系面積。壟作較平作根系長(zhǎng)度、根系表面積、根系直徑都增加，說明壟作有助于根系的生長(zhǎng)。平作覆蓋地膜較平作的根系長(zhǎng)度、根系表面積、根系體積、根系直徑都減少，說明覆蓋地膜有利于蠶豆根系生長(zhǎng)，平作同時(shí)覆蓋稻草和地膜根系長(zhǎng)度增加，根系表面積、體積都減少。

表1 不同種植方式土壤溫度 ℃

表2 不同種植方式土壤含水量 %

表3 開花期不同種植方式蠶豆根系形態(tài)特征

2.3 不同種植方式對(duì)蠶豆盛花期干物質(zhì)積累的影響

由表4 可見，蠶豆開花期，不同處理之間SPAD值差異不大，壟作較平作單株莖重、葉重、根重、株高都較平作的高。說明壟作有利于蠶豆干物質(zhì)積累，提高了蠶豆生長(zhǎng)量。平作條件下，覆蓋地膜及稻草都增加了蠶豆干物質(zhì)積累。壟作條件下，覆蓋地膜增加蠶豆干物質(zhì)積累。所有處理覆蓋地膜的株高都增加。

2.4 不同種植方式對(duì)蠶豆生育期的影響

由表5可見，不同處理對(duì)蠶豆生育期影響不大，除出苗期相差幾天外，開花及收獲期幾乎一樣。

2.5 不同種植方式對(duì)蠶豆鮮食產(chǎn)量及農(nóng)藝性狀的影響

由表6可見，壟作較平作的蠶豆產(chǎn)量增加，壟作條件下同時(shí)覆蓋地膜和稻草的產(chǎn)量較壟作和壟作覆蓋地膜的增加，平作條件下平作覆蓋稻草和地膜的較平作和平作覆蓋地膜的產(chǎn)量都增加。說明同時(shí)覆蓋稻草和地膜能增加蠶豆產(chǎn)量。

由表7 可見，鮮食收獲期不同處理間的株高差異不大，壟作與平作條件下，覆蓋稻草和地膜蠶豆百粒重都增加。

3 討論

3.1 不同種植方式對(duì)土壤溫濕度的影響

宋淑亞等[13]研究表明，地膜覆蓋使土壤形成一個(gè)封閉的微環(huán)境，使水分蒸發(fā)減少，達(dá)到增溫保墑提墑的作用，壟作和秸稈覆蓋有利于土壤提高溫濕度。湯文光等[14]研究表明，地膜覆蓋顯著提高土壤溫度。謝孟林[15]研究表明壟作和覆蓋地膜顯著增加土壤溫度和土壤水分含量。劉秀位等[16]研究表明，覆膜處理與溝播和平作處理相比，能夠提高棉花生育前期的地溫,有效地保持土壤水分，有利于棉花增產(chǎn)，最終提高了水分利用效率。韓軒軒等[17]研究表明，壟作和覆蓋地布提高土壤溫濕度。景媛媛等[18]研究表明壟溝覆膜處理提高了土壤含水量。胡廣榮等[19]研究表明壟溝覆蓋液體地膜和生物可降解地膜種植玉米提高了土壤表層(0～25 cm)溫度。劉震等[20]研究表明壟作覆膜栽培模式可以減少土壤水分蒸發(fā)，起到保墑作用，緩解旱作地區(qū)春玉米早期干旱現(xiàn)象。本研究表明壟作較平作土壤溫度增加，壟作和平作條件下覆蓋地膜和稻草都提高了土壤溫度與含水量，這研究結(jié)果與前人研究結(jié)果類似。說明壟作覆蓋地膜和稻草有助于土壤保溫保濕，促進(jìn)蠶豆生長(zhǎng)發(fā)育。

表4 不同種植方式對(duì)蠶豆盛花期干物質(zhì)積累及SPAD值影響

表5 不同種植方式的蠶豆主要生育期

表6 不同種植方式鮮食蠶豆產(chǎn)量

表7 不同種植方式鮮食蠶豆農(nóng)藝性狀

3.2 不同種植方式對(duì)蠶豆根系生長(zhǎng)發(fā)育的影響

本研究表明壟作較平作提高了蠶豆根系長(zhǎng)度，根系表面積與根系體積，壟作覆蓋地膜后蠶豆根系長(zhǎng)度、根系表面積與根系體積都增加，說明壟作覆蓋秸稈與地膜都能促進(jìn)蠶豆根系生長(zhǎng)發(fā)育。王秀娟等[21]研究表明壟作促進(jìn)了番茄根系生長(zhǎng)發(fā)育。萬琪慧等[22]研究表明壟作可以增加水稻的根長(zhǎng)密度和根表面積。湯文光等[14]研究表明覆蓋地膜可促進(jìn)玉米根系生長(zhǎng)發(fā)育。嚴(yán)奉君等[23]研究表明秸稈覆蓋均可有效促進(jìn)雜交稻各生育時(shí)期的根系生長(zhǎng)、改善根系形態(tài)。查麗等[24]研究表明覆膜下壟作壟播促進(jìn)了春玉米根系特別是深層根質(zhì)量的增加，同時(shí)增加了深層根系和水平20～40 cm根系比例，而不覆膜下壟作溝播有利于根系生長(zhǎng)，從而提高產(chǎn)量。馮軍等[25]研究表明秸稈覆蓋壟作下能提高蠶豆根系生物量，單株根長(zhǎng)度，根總表面積和根平均直徑，徐成忠等[26]研究表明壟作栽培的夏玉米根系發(fā)達(dá)。本研究結(jié)果與這些研究結(jié)果類似，壟作較平作根系長(zhǎng)度、根系表面積、根系直徑增加，壟作同時(shí)覆蓋稻草和地膜增加了蠶豆根系長(zhǎng)度、根系體積及根系面積，這可能是壟作覆蓋地膜和秸稈后，提高了土壤溫度與含水量，從而促進(jìn)了蠶豆根系的生長(zhǎng)發(fā)育。

3.3 不同種植方式對(duì)鮮食蠶豆產(chǎn)量的影響

本研究表明壟作、壟作覆蓋地膜、壟作同時(shí)覆蓋地膜和稻草都顯著增加了鮮食蠶豆產(chǎn)量。湯文光等[14]研究表明覆蓋地膜可顯著提高玉米產(chǎn)量。查麗等[15]研究表明，壟作覆蓋地膜提高玉米產(chǎn)量。徐成忠等[26]研究表明壟作栽培的夏玉米根系發(fā)達(dá)，莖基部節(jié)間縮短，穗位高及其相鄰節(jié)間變長(zhǎng)，株高降低，葉面積系數(shù)前期增長(zhǎng)快，后期下降慢，葉面積高值持續(xù)期長(zhǎng)，干物質(zhì)積累快,生物產(chǎn)量高，穗粒數(shù)多，百粒重高，產(chǎn)量性狀明顯優(yōu)于傳統(tǒng)平作，增產(chǎn)顯著。孫夢(mèng)媛等[27]研究表明全膜壟作均能增加馬鈴薯產(chǎn)量。陳志權(quán)等[28]研究表明，壟作使水稻產(chǎn)量增加10%左右。王成雨等[29]研究表明寬行壟作增強(qiáng)苗期淹水夏玉米光合和抗倒性提高產(chǎn)量。潘永東等[30]研究表明壟作提高啤酒大麥產(chǎn)量和品質(zhì)。本研究表明壟作提高了蠶豆單株莢重與百粒重，壟作覆蓋地膜和稻草主要通過提高蠶豆單株莢重與百粒重來增加鮮食蠶豆產(chǎn)量。壟作、壟作覆蓋地膜能提高鮮食蠶豆產(chǎn)量的主要原因可能是壟作、壟作覆蓋地膜改善土壤環(huán)境促進(jìn)了蠶豆根系生長(zhǎng)發(fā)育，從而增加了蠶豆生長(zhǎng)量并提高產(chǎn)量。壟作有利于作物生長(zhǎng)提高作物產(chǎn)量，但是生產(chǎn)上壟作機(jī)械較少，因此關(guān)于壟作機(jī)械研發(fā)是重點(diǎn)研究方向之一。

4 結(jié)論

本文研究表明壟作、壟作覆蓋地膜、壟作覆蓋地膜和稻草提高了土壤溫濕度，壟作、壟作覆蓋地膜、壟作覆蓋地膜和稻草增加、加了鮮食蠶豆干物質(zhì)積累并且提高了鮮食蠶豆產(chǎn)量。壟作、壟作覆蓋地膜和稻草提高鮮食蠶豆產(chǎn)量的途徑主要是提高了鮮食蠶豆的百粒重與單株莢重。