種植密度對(duì)鮮食粒豌豆產(chǎn)量構(gòu)成因子的影響

李艷蘭，楊進(jìn)成，禹宗紅，金紅云，吳金花，李祥，張春帆，王春貴，劉堅(jiān)堅(jiān)，胡新洲，羅志敏，李灶福，史蘭芬，沈祥宏，安正云，柏躍才

（1玉溪市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，云南玉溪 653100；2華寧縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，云南華寧 652800；3易門縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，云南易門 651100；4澄江市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，云南澄江 652500；5峨山縣塔甸鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)中心，云南峨山 653200）

0 引言

豌豆屬豆科蝶型花亞科豌豆屬一年生或越年生攀援性草本植物[1]，是繼大豆之后第二大食用豆類作物，富含蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、粗纖維以及多種維生素等[2]。作為一種糧、菜、飼兼用的作物，豌豆因營(yíng)養(yǎng)價(jià)值豐富，風(fēng)味獨(dú)特，倍受青睞，市場(chǎng)需求不斷增加，栽培面積逐年增加[3]。豌豆抗旱耐寒耐瘠薄，在國(guó)內(nèi)各類生態(tài)區(qū)均有種植[4]。在干旱半干旱區(qū)種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、增加農(nóng)民收入方面發(fā)揮著重要作用，但在滇中地區(qū)栽培中存在著品種單一、產(chǎn)量低、抗病性退化、栽培技術(shù)不配套等問(wèn)題。

繆亞梅、汪凱華、趙洋、劉華國(guó)[5-8]等在不同生長(zhǎng)環(huán)境中對(duì)種植密度與產(chǎn)量的關(guān)系進(jìn)行了研究，楊明太、王利立、何建棟[9-11]等研究了豌豆與其他作物間作密度與產(chǎn)量的關(guān)系。而種植密度與產(chǎn)量回歸分析的相關(guān)研究較少，針對(duì)不同海拔區(qū)域山地種植鮮食粒豌豆的種植密度與產(chǎn)量之間的研究未見(jiàn)報(bào)道。筆者于2019—2020年以新引進(jìn)的鮮食粒豌豆‘云豌18號(hào)’為材料，在不同海拔區(qū)域進(jìn)行種植密度試驗(yàn)，對(duì)產(chǎn)量和相關(guān)性狀進(jìn)行回歸分析，旨在篩選不同海拔區(qū)域的最佳種植密度，為高效栽培提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

‘云豌18號(hào)’由云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧作所提供，屬耐冷品種，適宜云、貴、川海拔1100～2400 m 豌豆產(chǎn)區(qū)種植[12]。

1.2 試驗(yàn)時(shí)間和地點(diǎn)

試驗(yàn)于2019年8月—2020年3月在3個(gè)生態(tài)條件不同的海拔試點(diǎn)實(shí)施，分別為海拔1545 m的易門縣十街鄉(xiāng)大村村委會(huì)嶺崗村李朝龍農(nóng)戶責(zé)任田(E1)、海拔1770 m的澄江縣海口鎮(zhèn)?？诖逦瘯?huì)矣馬村4組蘭洪責(zé)任田(E2)、海拔1970 m的華寧縣寧州街道那果村委會(huì)紅泥坡小組壩進(jìn)林責(zé)任田(E3)。塊前作均為烤煙，壤土，土壤肥力中等。海拔1545 m 試點(diǎn)于8 月29 日播種，次年1月5日收獲結(jié)束；海拔1770 m試點(diǎn)于9月29日播種，次年3月14日收獲結(jié)束；海拔1970 m試點(diǎn)于8月10日播種，當(dāng)年12月25日收獲結(jié)束。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)3次重復(fù)，按差數(shù)4.5 萬(wàn)株/hm2為一個(gè)種植密度階梯，從24 萬(wàn)～51 萬(wàn)株/hm2設(shè)7 個(gè)種植密度處理，分別為24 萬(wàn)、28.5 萬(wàn)、33萬(wàn)、37.5 萬(wàn)、42 萬(wàn)、46.5 萬(wàn)、51 萬(wàn)株/hm2。每小區(qū)面積13.34 m2，行距為110 cm，7個(gè)處理株距分別是3.8、3.2、2.8、2.4、2.2、2.0、1.8 cm。

1.4 產(chǎn)量構(gòu)成因素

試驗(yàn)考種數(shù)據(jù)包括種植密度(X1)、株高(X2)、有效株數(shù)(X3)、單株莢數(shù)(X4)、百莢鮮重(X5)、單株生產(chǎn)力(X6)、產(chǎn)量(Y)。采用平行線取樣法，在成熟期每小區(qū)去除邊行后同側(cè)同行內(nèi)連續(xù)取10株進(jìn)行農(nóng)藝性狀考種，各農(nóng)藝性狀描述參照宗緒曉等[13]對(duì)豌豆資源的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

1.5 數(shù)據(jù)分析

用Excel 2007 進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，采用DPS 系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)分析和擬合作圖。測(cè)量用具為3 m 鋼卷尺，稱量用電子天平。

2 結(jié)果與分析

2.1 種植密度與產(chǎn)量的關(guān)系

以種植密度(X)為自變量、實(shí)際產(chǎn)量(Y)為因變量，分別對(duì)不同海拔試點(diǎn)種植密度與產(chǎn)量進(jìn)行一元線性回歸模型分析[14-15]，如式(1)～(3)，Y1、Y2、Y3為3個(gè)對(duì)應(yīng)海拔點(diǎn)的實(shí)際產(chǎn)量值。

海拔1545 m 試點(diǎn)種植密度與產(chǎn)量線性回歸方程擬合度為70.18%，海拔1770 m試點(diǎn)種植密度與產(chǎn)量線性回歸方程擬合度為77.92%，海拔1970 m試點(diǎn)種植密度與產(chǎn)量線性回歸方程擬合度為69.96%，3 個(gè)回歸方程統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)達(dá)顯著水平，曲線擬合種植密度與產(chǎn)量關(guān)系有效。

通過(guò)對(duì)不同海拔試點(diǎn)種植密度與產(chǎn)量的擬合曲線（圖1～3）分析得出，3個(gè)海拔點(diǎn)不同種植密度與產(chǎn)量均呈二次開(kāi)口向下的拋物線關(guān)系，產(chǎn)量隨種植密度增加先呈上升趨勢(shì)，到最大值時(shí)，在一定種植密度范圍內(nèi)保持產(chǎn)量相對(duì)穩(wěn)定，當(dāng)種植密度進(jìn)一步增大后產(chǎn)量又逐步下降。海拔1545 m 試點(diǎn)種植密度為42 萬(wàn)株/hm2時(shí)產(chǎn)量達(dá)最高，與其他種植密度處理的產(chǎn)量間差異不顯著，在33 萬(wàn)～42 萬(wàn)株/hm2種植密度范圍內(nèi)保持產(chǎn)量相對(duì)穩(wěn)定，為5700～6300 kg/hm2（表1）；海拔1770 m試點(diǎn)種植密度為33萬(wàn)株/hm2時(shí)產(chǎn)量達(dá)最高，與種植密度為24 萬(wàn)、28.5 萬(wàn)、51 萬(wàn)株/hm2的產(chǎn)量間差異達(dá)極顯著水平，與種植密度為46.5 萬(wàn)株/hm2的產(chǎn)量間差異達(dá)顯著水平，在33 萬(wàn)～42 萬(wàn)株/hm2種植密度范圍內(nèi)保持產(chǎn)量相對(duì)穩(wěn)定，為6700～6900 kg/hm2；海拔1970 m 試點(diǎn)種植密度為37.5 萬(wàn)株時(shí)產(chǎn)量達(dá)最高，與24 萬(wàn)、46.5 萬(wàn)、51 萬(wàn)株/hm2的產(chǎn)量間差異達(dá)顯著水平，在33 萬(wàn)～42 萬(wàn)株/hm2種植密度范圍內(nèi)保持產(chǎn)量相對(duì)穩(wěn)定，為10000～12000 kg/hm2。

表1 3個(gè)海拔點(diǎn)不同種植密度實(shí)際產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)分析

圖1 海拔1545 m試點(diǎn)種植密度與產(chǎn)量關(guān)系圖

圖2 海拔1770 m試點(diǎn)種植密度與產(chǎn)量關(guān)系圖

2.2 種植密度與產(chǎn)量構(gòu)成因子的關(guān)系

通過(guò)對(duì)不同種植密度下鮮食粒豌豆主要農(nóng)藝性狀和實(shí)際產(chǎn)量數(shù)據(jù)（表2）分析可得，相同種植密度下豌豆產(chǎn)量隨著海拔的升高而增加，海拔1545 m試點(diǎn)產(chǎn)量與海拔1970 m 試點(diǎn)產(chǎn)量差異達(dá)顯著水平，在37.5 萬(wàn)株/hm2種植密度下產(chǎn)量差達(dá)6317.7 kg/hm2，增長(zhǎng)108.84%。

表2 不同海拔試點(diǎn)種植密度與產(chǎn)量及主要農(nóng)藝性狀

圖3 海拔1970 m試點(diǎn)種植密度與產(chǎn)量關(guān)系圖

將表2 數(shù)據(jù)輸入DPS 中進(jìn)行逐步回歸分析，海拔1545 m試點(diǎn)產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀的回歸方程如式(4)。

產(chǎn)量與株高、單株莢數(shù)、百莢鮮重、單株生產(chǎn)力呈正相關(guān)關(guān)系（表3），相關(guān)程度為百莢鮮重(0.6622)＞株高(0.6455)＞單株生產(chǎn)力(0.4723)＞單株莢數(shù)(0.4043)，產(chǎn)量與種植密度、有效株呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，相關(guān)程度為種植密度(-0.5259)＞有效株(-0.4606)；種植密度與有效株數(shù)正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)程度為0.9884；種植密度與株高、單株莢數(shù)、百莢鮮重、單株生產(chǎn)力呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，相關(guān)程度為單株生產(chǎn)力(-1.0595)＞單株莢數(shù)(-1.0221)＞百莢鮮重(-0.9596)＞株高(-0.4101)。

表3 海拔1545 m試點(diǎn)不同種植密度下主要農(nóng)藝性狀間的相關(guān)系數(shù)

海拔1770 m 試點(diǎn)產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀的回歸方程如式(5)。

產(chǎn)量與種植密度、株高、有效株、單株莢數(shù)、百莢鮮重、單株生產(chǎn)力均呈正相關(guān)關(guān)系（表4），相關(guān)程度為單株生產(chǎn)力(0.7095)＞有效株(0.6852)＞單株莢數(shù)(0.6081)＞株高(0.5952)＞百莢鮮重(0.3217)＞種植密度(0.0237)；種植密度與株高、有效株數(shù)、單株實(shí)莢數(shù)、產(chǎn)量呈正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)程度為單株莢數(shù)(0.6436)＞株高(0.5806)＞有效株(0.2785)＞種植密度(0.0237)；種植密度與百莢鮮重、單株生產(chǎn)力呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，相關(guān)程度為百莢鮮重(-0.8803)＞單株生產(chǎn)力(-0.005)。

表4 海拔1770 m試點(diǎn)不同種植密度下主要農(nóng)藝性狀間的相關(guān)系數(shù)

海拔1970 m 試點(diǎn)產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀的回歸方程如式(6)。

產(chǎn)量與株高、單株實(shí)莢數(shù)、百莢鮮重、單株生產(chǎn)力呈正相關(guān)關(guān)系（表5），相關(guān)程度為單株生產(chǎn)力(0.9066)＞株高(0.5639)＞百莢鮮重(0.2592)＞單株莢數(shù)(0.028)，產(chǎn)量與種植密度、有效株呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，相關(guān)程度為種植密度(-0.3959)＞有效株(-0.0491)；種植密度與有效株、百莢鮮重呈正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)程度為有效株(0.8815)＞百莢鮮重(0.3626)；種植密度與株高、單株實(shí)莢數(shù)、單株生產(chǎn)力、產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，相關(guān)程度為單株莢數(shù)(-0.8515)＞株高(-0.573)＞產(chǎn)量(-0.3959)＞單株生產(chǎn)力(-0.0976)。

表5 海拔1970 m試點(diǎn)不同種植密度下主要農(nóng)藝性狀間的相關(guān)系數(shù)

3 討論

鮮食粒豌豆是采收鮮莢加工或直接食用籽粒的豌豆，其產(chǎn)量主要是通過(guò)獲取鮮豆莢質(zhì)量而得，豆莢的大小、數(shù)量和商品性狀直接影響著鮮食粒豌豆的產(chǎn)量和產(chǎn)值。合理的種植密度是鮮食粒豌豆個(gè)體間協(xié)調(diào)發(fā)育的基本，探討適宜種植密度是栽培工作中一個(gè)不可或缺的環(huán)節(jié)。王冀川等[16]認(rèn)為合理的種植密度能在一定范圍內(nèi)協(xié)調(diào)個(gè)體與群體之間的矛盾。曾憲琪等[17]研究發(fā)現(xiàn)，隨著種植密度的上升，豌豆單株莢數(shù)、每莢粒數(shù)和百莢鮮重呈下降趨勢(shì)。劉娜等[18]研究發(fā)現(xiàn)，隨著種植密度降低，豌豆單株莢數(shù)和豆莢大小會(huì)有所增加。本研究中豌豆的株高、有效株、單株莢數(shù)、百莢鮮重、單株生產(chǎn)力與產(chǎn)量的關(guān)系密切，且都隨種植密度的變化而變化。產(chǎn)量與株高、單株莢數(shù)、百莢鮮重、單株生產(chǎn)力呈正相關(guān)關(guān)系，在基本苗保證的情況下，增加株高和單株生產(chǎn)力有利于提高產(chǎn)量，而單株莢數(shù)和百莢鮮重是單株生產(chǎn)力的主要構(gòu)成因素。

本研究中，在種植密度很低的情況下，種植密度與有效株數(shù)呈正相關(guān)關(guān)系，當(dāng)群體的生長(zhǎng)量明顯不足時(shí)，可通過(guò)提高有效株數(shù)的方法來(lái)增加產(chǎn)量，特別是海拔1545 m 試點(diǎn)的實(shí)施效果極顯著；種植密度與株高、單株莢數(shù)、百莢鮮重、單株生產(chǎn)力呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，當(dāng)種植密度增大時(shí)，群體的生物量變大，單位面積上的營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)不足，單株生產(chǎn)力及構(gòu)產(chǎn)因素變小，也就是說(shuō)高種植密度下，雖然群體數(shù)量大，但因單株生產(chǎn)力不足，群體產(chǎn)量無(wú)法提高，這個(gè)結(jié)論與藺海明等[19-20]的研究有相似之處，只有合理的種植密度，才能使個(gè)體間發(fā)育協(xié)調(diào)，從而獲得最大的群體生產(chǎn)力，達(dá)到高產(chǎn)。

滇中山區(qū)不同海拔點(diǎn)有著不同的降雨量、霜期、溫濕度、土壤情況、光照情況等，不同生態(tài)環(huán)境形成的山區(qū)小氣候?qū)Ξa(chǎn)量影響不同，因此，種植鮮食粒豌豆要獲得高產(chǎn)，不能依靠單一的改變種植密度，還要因地形特點(diǎn)綜合利用各種高效措施栽培。劉欣雨等[21]研究發(fā)現(xiàn)，在選定適宜的種植密度條件下，還需配以適宜的生態(tài)環(huán)境條件和優(yōu)良品種的栽培技術(shù)，才能達(dá)到較高產(chǎn)量和產(chǎn)值。

4 結(jié)論

不同種植密度與產(chǎn)量擬合曲線均呈開(kāi)口向下的二次拋物線關(guān)系，產(chǎn)量隨種植密度的增加先呈上升趨勢(shì)，當(dāng)種植密度達(dá)一定量時(shí)產(chǎn)量達(dá)最高值，在一定種植密度范圍內(nèi)保持產(chǎn)量相對(duì)穩(wěn)定，之后產(chǎn)量隨種植密度增加而呈下降趨勢(shì)。這與江凱華、劉飛、王昶等[22-25]的研究結(jié)果有相似之處。3個(gè)不同海拔試點(diǎn)產(chǎn)量保持相對(duì)穩(wěn)定的種植密度范圍均為33 萬(wàn)～42 萬(wàn)株/hm2，海拔1545 m試點(diǎn)最佳種植密度為42萬(wàn)株/hm2，海拔1770 m試點(diǎn)最佳種植密度為33萬(wàn)株/hm2，海拔1970 m試點(diǎn)最佳種植密度為37.5萬(wàn)株/hm2。

當(dāng)種植密度低于產(chǎn)量相對(duì)穩(wěn)定的密度時(shí)，種植密度與有效株數(shù)呈正相關(guān)關(guān)系，當(dāng)群體的生長(zhǎng)量明顯不足時(shí)，可通過(guò)提高有效株數(shù)的方法來(lái)增加產(chǎn)量；當(dāng)種植密度高于產(chǎn)量相對(duì)穩(wěn)定的密度時(shí)，種植密度與產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，產(chǎn)量隨種植密度增大而下降。產(chǎn)量與株高、單株莢數(shù)、百莢鮮重、單株生產(chǎn)力呈正相關(guān)關(guān)系，在基本苗保證的情況下，增加株高、單株莢數(shù)、百莢鮮重、單株生產(chǎn)力有利于提高產(chǎn)量。

海拔不同，生態(tài)環(huán)境不同，對(duì)產(chǎn)量影響最大的因素也不同，海拔1545 m試點(diǎn)對(duì)產(chǎn)量影響最大的因素是百莢鮮重，1770、1970 m 海拔點(diǎn)對(duì)產(chǎn)量影響最大的因素是單株生產(chǎn)力；海拔不同，生態(tài)環(huán)境不同，與種植密度關(guān)系最為密切的因素也不同，海拔1545、1970 m 試點(diǎn)與種植密度關(guān)系最密度的因素是有效株，海拔1770 m試點(diǎn)與種植密度關(guān)系最密切的因素是單株莢數(shù)。