江漢平原大豆高產(chǎn)栽培試驗(yàn)

董華兵，吳培洋，田同勇，代覺(jué)堂

(潛江市農(nóng)業(yè)局，湖北 潛江 433199)

漢江平原是湖北省大豆主產(chǎn)區(qū)。隨著農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革深入推進(jìn)，漢江生態(tài)經(jīng)濟(jì)帶的潛江、鐘祥、天門等地大豆種植規(guī)模逐年擴(kuò)大，各級(jí)科研推廣部門也積極助力，提升大豆生產(chǎn)潛力，但湖北基層大豆推廣體系建設(shè)相對(duì)滯后，大豆良種良法配套研究及推廣應(yīng)用存在短板，大豆單產(chǎn)水平在全國(guó)處于中下水平，被認(rèn)為是“產(chǎn)量難以提高、增產(chǎn)潛力不大”類型的大豆產(chǎn)區(qū)。

國(guó)內(nèi)有關(guān)品種、施肥水平和種植密度對(duì)大豆農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量、品質(zhì)影響的研究成果很多[1-4]，科學(xué)合理施肥、確立適宜種植密度是大豆獲得高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)必不可少的栽培措施[5]。本試驗(yàn)以中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料作物研究所選育的中豆40等8個(gè)審定品種和湖北省仙桃市長(zhǎng)青大豆科學(xué)研究所選育的2066等8個(gè)優(yōu)良品系為研究對(duì)象，探討了江漢平原高產(chǎn)大豆栽培品種的選擇方向，以及不同施肥水平和栽培密度對(duì)高產(chǎn)大豆主要農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量的影響，為明確江漢平原大豆高產(chǎn)栽培技術(shù)體系提供技術(shù)支撐和理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 品比試驗(yàn)

1.1.1 材料

試驗(yàn)材料共16份，8個(gè)審定品種分別是泰興黑豆、湘26、鄂豆7號(hào)、鄂豆8號(hào)、鄂豆10號(hào)、中豆40、中黃13、天隆1號(hào)，8個(gè)地方品系分別是852、AA46、A-35、2077、2065、2066、2078、2074。

1.1.2 處理設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2016年在潛江市竹根灘鎮(zhèn)田店村六組農(nóng)戶蔬菜保護(hù)地進(jìn)行，試驗(yàn)地土質(zhì)疏松肥沃，排灌情況良好。試驗(yàn)設(shè)計(jì)以湘26作早熟對(duì)照材料，以天隆1號(hào)作遲熟對(duì)照材料。試驗(yàn)設(shè)計(jì)行寬2 m、行距40 cm、穴距27.8 cm，每穴均勻留苗2株，標(biāo)準(zhǔn)密度18萬(wàn)株·hm-2，每品種(系)播5行，不設(shè)重復(fù)。試驗(yàn)于當(dāng)年4月26日播種，7月12日至8月6日分批次進(jìn)行品種(系)田間樣本采收和室內(nèi)考種。

1.2 肥力、密度試驗(yàn)

1.2.1 材料

試驗(yàn)于2017年繼續(xù)在潛江市竹根灘鎮(zhèn)田店村進(jìn)行。試驗(yàn)田前茬作物為小麥，小麥秸稈正常全量粉碎還田，秸稈還田量4 500 kg·hm-2。耕層土壤為砂質(zhì)壤土，土壤肥力中等，土壤基本理化性狀有機(jī)質(zhì)17.90 g·kg-1，堿解氮101 mg·kg-1，有效磷8.2 mg·kg-1，速效鉀103 mg·kg-1，pH值7.3。

1.2.2 處理設(shè)計(jì)

田間試驗(yàn)采用裂區(qū)設(shè)計(jì)法，以中豆40為試驗(yàn)材料。主區(qū)(A)設(shè)6個(gè)肥力水平，副區(qū)(B)設(shè)3個(gè)密度水平，共18個(gè)處理，每處理3次重復(fù)。A1，N 67.5 kg·hm-2，P2O567.5 kg·hm-2，K2O 67.5 kg·hm-2；A2，N 90.0 kg·hm-2，P2O567.5 kg·hm-2，K2O 67.5 kg·hm-2；A3，N 90.0 kg·hm-2，P2O590.0 kg·hm-2，K2O 90.0 kg·hm-2；A4，N 112.5 kg·hm-2，P2O590.0 kg·hm-2，K2O 90.0 kg·hm-2；A5，N 112.5 kg·hm-2，P2O5112.5 kg·hm-2，K2O 112.5 kg·hm-2；A6，N 135.0 kg·hm-2，P2O5112.5 kg·hm-2，K2O 112.5 kg·hm-2。B1，30.0萬(wàn)株·hm-2；B2，37.5萬(wàn)株·hm-2；B3，45.0萬(wàn)株·hm-2。

于5月19日整地施肥播種，所有肥料均一次性作底肥施用。各小區(qū)統(tǒng)一設(shè)定為五行區(qū)，大豆行距40 cm，依B1、B2、B3密度水平分別設(shè)定穴距為25、20、16.7 cm，每穴播種4～5粒。大豆3葉期定苗，每穴均勻留苗3株，田間管理按常規(guī)進(jìn)行。

1.2.3 調(diào)查及記錄

對(duì)主要?dú)庀髼l件進(jìn)行詳細(xì)記錄，在各處理及重復(fù)中定株記載和調(diào)查播種期、出苗期、初花期及成熟期。收獲期對(duì)各處理隨機(jī)5穴15株取樣，室內(nèi)考種，測(cè)定產(chǎn)量構(gòu)成因子。

對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)利用SPSS 20.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用Duncan法進(jìn)行多重比較，用Prism軟件繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 品種比較

2.1.1 主要性狀

如表1所示，16份大豆材料“青春期”(出苗至始花期)、開(kāi)花期、全生育期平均為28.7、22.0、89.3 d。天隆1號(hào)的“青春期”長(zhǎng)達(dá)36 d，中豆40的“青春期”長(zhǎng)35 d。生育期不超過(guò)80 d的早熟品種主要有泰興黑豆和湘26。天隆1號(hào)、中豆40等長(zhǎng)“青春期”型品種的開(kāi)花期均較短，植株較高大，分枝能力強(qiáng)，底莢位相對(duì)較高，單株莢數(shù)均在50個(gè)以上，單株籽粒數(shù)105粒以上，單株粒重20 g以上，而百粒重相對(duì)不高。優(yōu)勢(shì)單株材料的生育期均在86 d及以上，以A-35單株粒重表現(xiàn)最突出，2078、天隆1號(hào)分居第二和第三位。中豆40與鄂豆10號(hào)相比，青春期長(zhǎng)7 d，全生育期短2 d，單株分枝多0.3個(gè)，單株結(jié)莢多22.1個(gè)，單株粒重高7.10 g。

表1 各品種的主要性狀表現(xiàn)

2.1.2 品種評(píng)定

選擇分枝數(shù)、單株粒重、株高、單株莢數(shù)、節(jié)位數(shù)、生育期等6個(gè)考量指標(biāo)[6]，設(shè)定權(quán)重分別為30%、30%、10%、10%、10%和10%，設(shè)定理想單株指標(biāo)：?jiǎn)沃杲Y(jié)莢30個(gè)以上、分枝數(shù)2.5個(gè)以上、株高60 cm、生育期85 d、主莖節(jié)位10節(jié)以上、單株粒重18 g以上。對(duì)16個(gè)品種(系)主要考量指標(biāo)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理后進(jìn)行綜合評(píng)定(表2)。綜合評(píng)定值高于基準(zhǔn)評(píng)定值1.0，且居前3位的品種(系)分別是A-35、天隆1號(hào)和中豆40，評(píng)定值居后3位的品種分別是鄂豆7號(hào)、中黃13和鄂豆8號(hào)?？梢钥闯?，A-35等優(yōu)勢(shì)品種均具有中熟或中熟偏遲的生育特點(diǎn)，中豆40等長(zhǎng)“青春期”型品種的綜合表現(xiàn)比較突出。

表2 各品種的綜合標(biāo)準(zhǔn)化評(píng)定結(jié)果

2.2 肥力與密度

2.2.1 施肥水平對(duì)大豆農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量的影響

相關(guān)分析結(jié)果(表3)顯示，施肥水平與大豆株高、分枝數(shù)、單株莢數(shù)、單株粒數(shù)、單株粒重和產(chǎn)量均無(wú)顯著相關(guān)性，但與大豆單株蟲害莢數(shù)存在極顯著正相關(guān)性。A4處理的單株莢數(shù)、單株粒數(shù)分別為36.38個(gè)、77.63粒，顯著高于A1處理，但與A2、A3、A5、A6處理間無(wú)顯著差異(表4)。A6處理的大豆單株蟲害莢數(shù)為1.58個(gè)，顯著高于其他施肥處理。但施肥水平對(duì)大豆株高、分枝數(shù)、單株粒重和產(chǎn)量無(wú)顯著影響。說(shuō)明盲目增加肥力投入，并不能達(dá)到增產(chǎn)的效果。

表3 肥力、密度與大豆主要農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量的相關(guān)性

2.2.2 栽培密度對(duì)大豆農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量的影響

相關(guān)分析結(jié)果(表3)顯示，在試驗(yàn)設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，栽培密度與大豆株高、產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)，與大豆分枝數(shù)、單株莢數(shù)、單株粒數(shù)和單株粒重呈極顯著負(fù)相關(guān)，與單株蟲害莢數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)。由表4可知，大豆產(chǎn)量隨著密度的增加而顯著增加，B3水平下大豆的產(chǎn)量最高，達(dá)4 254.0 kg·hm-2，而單株莢數(shù)和單株粒數(shù)均隨著密度的增加而顯著減少，以B1水平下最高。B3處理下的大豆株高最高，顯著高于B2、B1水平。大豆分枝數(shù)、單株粒重、單株蟲害莢數(shù)均隨栽培密度的增加而減少，B1水平顯著高于B3水平。

表4 不同施肥水平和栽培密度對(duì)大豆主要農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量的影響

2.2.3 肥力和密度互作對(duì)大豆農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量的影響

由表5數(shù)據(jù)可知，A2B3處理產(chǎn)量最高，A3B3和A4B3處理產(chǎn)量次之，A5B1處理產(chǎn)量最低。A1B3處理下單株莢數(shù)最低，A4B1處理下大豆分枝數(shù)、單株莢數(shù)、單株粒數(shù)和單株粒重均最大，A6B3處理下大豆分枝數(shù)、單株粒數(shù)、單株粒重均最小。A3B3處理下大豆植株最高，單株蟲害莢數(shù)最少。

方差分析結(jié)果顯示，高密度處理(A1B3、A2B3、A3B3、A4B3、A5B3、A6B3)的大豆產(chǎn)量居前列，且處理間無(wú)顯著差異，整體高于同肥力的低密度處理，且在低肥力水平下差異顯著，如A1B3與A1B1、A2B3與A2B1，說(shuō)明在本試驗(yàn)條件下，大豆產(chǎn)量主要受密度的影響，交互作用影響不大，與表3相關(guān)性分析的結(jié)果一致。

表5 不同處理對(duì)大豆主要農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量的影響

2.2.4 肥料和密度因子對(duì)大豆產(chǎn)量的影響

建立氮、磷、鉀、密度4因子與產(chǎn)量的多元矩陣，主體間效應(yīng)檢驗(yàn)顯示，只有密度因子達(dá)到顯著水平，一般線性逐步回歸分析結(jié)果表明，90.0 kg·hm-2施肥水平上磷素、鉀素因子對(duì)產(chǎn)量的影響均顯著優(yōu)于112.5 kg·hm-2施肥水平，但與67.5 kg·hm-2施肥水平無(wú)顯著差異性。氮素因子不同水平間對(duì)產(chǎn)量無(wú)顯著影響。

3 小結(jié)與討論

本試驗(yàn)表明，供試的16份材料各有優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)。早熟類型的品種有泰興黑豆、湘26，長(zhǎng)“青春期”、多分枝型的品種有天隆1號(hào)、中豆40，單株結(jié)莢能力強(qiáng)的品種有中豆40、天隆1號(hào)、A-35，單株粒重高的優(yōu)勢(shì)品種有A-35，高籽粒質(zhì)量的品系有2077、2074，高抗倒伏的品種(系)有2074、鄂豆10號(hào)。品種比較結(jié)果顯示：優(yōu)勢(shì)單株材料的生育期均在86 d及以上，中熟或中遲熟，以A-35單株粒重表現(xiàn)最突出，但其性狀的穩(wěn)定性有待進(jìn)一步考查。長(zhǎng)“青春期”型品種中豆40兼具中熟、高產(chǎn)特性，對(duì)比鄂豆10號(hào)優(yōu)勢(shì)明顯。據(jù)此認(rèn)為，江漢平原近年來(lái)主推的鄂豆10號(hào)、鄂豆7號(hào)、中黃13等品種單株綜合優(yōu)勢(shì)不顯著，增產(chǎn)潛力有限，建議引入高產(chǎn)大豆新品種、新材料，在引種時(shí)可重點(diǎn)關(guān)注長(zhǎng)“青春期”型、中遲熟型材料。

前人研究表明，種植密度在36萬(wàn)～50萬(wàn)株·hm-2，隨密度增加，大豆產(chǎn)量增加[7]。本試驗(yàn)中中豆40以45.0萬(wàn)株·hm-2條件下產(chǎn)量最高，這與鄂豆10號(hào)上的研究結(jié)果[8]有一致性，說(shuō)明江漢平原土壤、氣象及栽培條件適宜大豆合理密植。但種植密度過(guò)高不但會(huì)增加成本，還會(huì)使單株生產(chǎn)力嚴(yán)重下降，因此，群體密度以45.0萬(wàn)～50.0萬(wàn)株·hm-2為佳，能較好協(xié)調(diào)大豆植株個(gè)體和群體關(guān)系，干物質(zhì)積累和籽實(shí)產(chǎn)量較為理想。

本試驗(yàn)結(jié)果表明，不同栽培密度下，大豆產(chǎn)量存在顯著差異，而不同施肥水平間產(chǎn)量差異不顯著，這與謝甫綈等[9]在超高產(chǎn)大豆遼豆14上的研究結(jié)論相符，大豆施肥水平與栽培密度對(duì)大豆產(chǎn)量和主要農(nóng)藝性狀沒(méi)有顯著的交互作用，不同肥力、密度組合處理間大豆主要農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量的差異，主要是密度間差異性影響的結(jié)果。

在本試驗(yàn)中，不同施肥水平下大豆產(chǎn)量雖然無(wú)顯著差異，但磷、鉀素在67.5～90.0 kg·hm-2施肥水平上的產(chǎn)量表現(xiàn)明顯優(yōu)于112.5 kg·hm-2施肥水平，氮素水平對(duì)產(chǎn)量無(wú)顯著影響，但90.0 kg·hm-2條件下相對(duì)較優(yōu)，而67.5 kg·hm-2條件下相對(duì)較差，這與郭慶元等[10]的研究結(jié)果有一致性。大豆產(chǎn)量在A5、A6高施肥水平下沒(méi)有顯著優(yōu)勢(shì)，以A2B3、A3B3和A4B3處理的產(chǎn)量表現(xiàn)最好，表明中等施肥水平下的高密度栽培是大豆獲得高產(chǎn)的理想肥密配置。

綜合研究認(rèn)為，優(yōu)選長(zhǎng)“青春期”型、中遲熟型高產(chǎn)大豆良種，配套栽培密度45.0萬(wàn)～50.0萬(wàn)株·hm-2，配施N 90 kg·hm-2、P2O567.5～90 kg·hm-2、K2O 67.5～90 kg·hm-2，是江漢平原實(shí)現(xiàn)大豆高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)。