“農(nóng)光互補(bǔ)”下影響油用牡丹產(chǎn)量的因素分析

張加強(qiáng)，周江華，譚晨，劉慧春，朱開元

(浙江省蕭山棉麻研究所，浙江 杭州 311251)

“農(nóng)光互補(bǔ)”就是棚頂太陽能發(fā)電、棚內(nèi)發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的新型農(nóng)業(yè)模式。與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)相比，“農(nóng)光互補(bǔ)”下農(nóng)作物種植一直存在著透光率和發(fā)電效率的矛盾，透光率高，發(fā)電效率就降低，這兩者不可兼得。目前零星報(bào)道的有可種植油用牡丹，但缺乏完善的高產(chǎn)豐產(chǎn)栽培技術(shù)，對(duì)于該模式下的油用牡丹產(chǎn)量構(gòu)成因素間的主次關(guān)系鮮見報(bào)道[1-2]。本研究以2019年在湖州市吳興區(qū)妙西30 MW光伏電站栽植油用牡丹的試驗(yàn)匯總資料為依據(jù)，分析了“農(nóng)光互補(bǔ)”下油用牡丹產(chǎn)量構(gòu)成因素與產(chǎn)量間的關(guān)系，探討了油用牡丹產(chǎn)量構(gòu)成因素對(duì)產(chǎn)量形成的貢獻(xiàn)效應(yīng)，旨在為“農(nóng)光互補(bǔ)”下油用牡丹的高產(chǎn)栽培及推廣利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為3年生牡丹品種鳳丹實(shí)生苗，生長(zhǎng)良好，根系健壯，無病蟲害。本試驗(yàn)位于浙江省湖州市吳興區(qū)妙西鎮(zhèn)東邊村廢棄礦區(qū)，光伏電站總裝機(jī)容量30 MW，光伏電站項(xiàng)目建設(shè)后進(jìn)行土壤回填，厚度為1 m，回填土壤為偏酸性砂質(zhì)壤土，平整地塊。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

光伏項(xiàng)目采用固定式支架上南20°傾角安裝多晶硅方式進(jìn)行，組件陣列間距為2 m，光伏離垂直地面最低距離為2.74 m，最高為3.95 m，多晶硅組件排列20塊組件為1串，1 MW組件為1子方陣。統(tǒng)一做高畦用于試驗(yàn)，移栽前增施有機(jī)肥，于2018年11月移栽，常規(guī)密度栽植，其余田間管理及農(nóng)業(yè)措施同當(dāng)?shù)亍?/p>

1.3 指標(biāo)測(cè)定

田間調(diào)查試驗(yàn)于2019年4—7月進(jìn)行。隨機(jī)選取20株生長(zhǎng)良好的植株進(jìn)行調(diào)查，指標(biāo)包括株高、冠幅、新枝長(zhǎng)度、SPAD值、單株開花數(shù)、開花率、結(jié)實(shí)率、單株果莢數(shù)、角數(shù)、單果種子數(shù)、單果種子數(shù)、百粒重和單株籽粒干重等13個(gè)產(chǎn)量指標(biāo)。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

利用Excel 2010軟件和DPS7.05對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理與統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 “農(nóng)光互補(bǔ)”下油用牡丹產(chǎn)量構(gòu)成因素變異系數(shù)分析

由表1可知，“農(nóng)光互補(bǔ)”下油用牡丹產(chǎn)量構(gòu)成因素中，變異系數(shù)大于10%的有單株種子數(shù)、新稍長(zhǎng)、角數(shù)、莢果數(shù)、單株花數(shù)，變異系數(shù)最小的為種子含水量，為2.42%。

表1 “農(nóng)光互補(bǔ)”下油用牡丹產(chǎn)量構(gòu)成因素與變異系數(shù)

2.2 “農(nóng)光互補(bǔ)”下油用牡丹產(chǎn)量構(gòu)成因素間的主成分分析

在主成分分析中，各變量的特征值越大，說明變量綜合原始變量的能力越強(qiáng)。為了讓選取的主成分盡可能充分反映原始變量的變動(dòng)，一般都要求累計(jì)貢獻(xiàn)率不小于85%。由表2可知，前3個(gè)主成分因子的特征值累計(jì)貢獻(xiàn)率為85.91%(>85%)，而其余性狀的貢獻(xiàn)率不高，說明在油用牡丹的產(chǎn)量性狀中，有必要提取3個(gè)主成分進(jìn)行主成分分析。百粒重、單果種子數(shù)、含水量在第1主成分載荷較高，說明第1主成分主要解釋鳳丹牡丹產(chǎn)量性狀對(duì)理論產(chǎn)量的作用，可稱為粒重因子；單株籽粒干重、單株種子數(shù)、結(jié)實(shí)率在第2主成分的載荷較大，稱為單株產(chǎn)量因子；冠幅、單果種子數(shù)和百粒重在第3主成分載荷較大，稱為生長(zhǎng)量因子。

表2 “農(nóng)光互補(bǔ)”下油用牡丹產(chǎn)量構(gòu)成因素的主成分分析

3 小結(jié)與討論

牡丹由于長(zhǎng)期作為觀賞或藥用植物，其育種目標(biāo)一直以觀賞或藥用為主，而油用牡丹是個(gè)新生事物，因此，育種目標(biāo)也發(fā)生了重要的改變[3-5]。有研究表明，不同栽培條件下種植的油用牡丹種子含油率之間無顯著差異，故改善栽培條件并不能改變油用牡丹品質(zhì)，但可提高產(chǎn)量[6-7]。雖然影響油用牡丹產(chǎn)量具有較多的因素，如本文中提供了13個(gè)產(chǎn)量構(gòu)成因素，但如此多的影響因素使人無法確定影響產(chǎn)量的主次關(guān)系。因此，可采用因子分析，通過降維的方式，把多個(gè)錯(cuò)綜復(fù)雜的各性狀依據(jù)其相關(guān)性綜合為少數(shù)幾個(gè)獨(dú)立的公共因子，同時(shí)排除人為主觀因素的影響[8-9]。研究結(jié)果表明，前3個(gè)主成分因子中特征向量最大的分別為粒重因子、單株產(chǎn)量因子和生長(zhǎng)量因子，這3個(gè)主成分因子累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到85.91%，這可以為“農(nóng)光互補(bǔ)”下油用牡丹目標(biāo)性狀的選取提供科學(xué)依據(jù)。