不同种植密度对3个小豆品种植株形态及产量的影响

刘振兴 周桂梅 亚秀秀 陈 健 孟庆祥 何国庆

（1唐山市农业科学研究院，063001，河北唐山；2邯郸市农业农村局，056002，河北邯郸）

小豆（Vigna angularis）属于豆科豇豆属，是我国主要的食用豆类之一。小豆具有生育期短、耐贫瘠、适应性广等优点，是禾谷类作物间作套种的适宜作物和良好前茬[1]。小豆属于药食同源作物，是我国传统的出口创汇产品，是现代农业种植结构调整的重要经济作物及欠发达地区脱贫致富的重要经济来源[2]。随着我国农业种植结构的调整及人们膳食营养结构的改变，市场对小豆的需求量逐年增加[3]，小豆种植面积也随之扩大。现代农业发展中，全程机械化作业是农业发展的必然趋势，然而我国目前生产中的小豆底荚高度较低，第一节间长较短，影响了机械收割，致使我国小豆机械化生产尤其是机械收获水平较低，一定程度上阻碍了小豆种植面积的扩大。植株形态特征是作物是否适宜机收的重要指标。为了适应机械化生产的迅速发展，学者们对水稻[4-5]、玉米[6-7]、小麦[8-9]、大豆[10-11]等作物进行了较多的研究，探讨了种植密度对植株形态的影响，提出了相应的栽培措施，使作物更适宜机械收获。然而，在这方面有关小豆的研究还鲜有报道。

本研究以3个小豆品种为试验材料，分析种植密度对小豆植株形态特征及产量的影响，探索小豆株高、底荚高度、第一节间长、主茎节数和主茎分枝数等主要农艺性状随种植密度的变化规律，旨在通过调节种植密度使小豆植株形态特征更适于机械收割，为提高小豆机械化生产水平提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试小豆品种为冀红20、冀红21和唐红201602，均为直立型品种。

1.2 试验设计

试验采用两因素随机区组设计，以小豆品种和种植密度为试验因素。品种为3个。设6个密度梯度，分别为9万、12万、15万、18万、21万和24万株/hm2。行距均为50cm，根据密度确定株距，分别为22.2、16.7、13.3、11.1、9.5和8.3cm。共18个处理，3次重复，6行区，行长5m，行距0.5m。于2019年6月23日播种，底施三元素复合肥（N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15）225kg/hm2。

1.3 测定项目与方法

小豆成熟后，在小区内随机选取10株参照程须珍等[12]的方法进行田间调查和室内考种。调查12个性状，分别是株高、底荚高度、第一节间长、茎粗、主茎节数、主茎分枝数、单株荚数、荚长、荚宽、单荚粒数、百粒重和产量等。取样后分小区收获，脱粒晾干后称重，折算单位面积产量。数据为3次重复的平均值。

1.4 数据处理

用Microsoft Excel 2007统计数据和绘图，用DPS 7.05进行显著性测验。

2 结果与分析

2.1 不同处理下小豆性状表现

根据18个处理3次重复的性状原始数据，计算各性状的最小值、最大值、平均值、标准差及变异系数（表1）。由表1可知，小豆的荚宽、荚长和主茎节数的变异系数均较小，说明这3个性状受品种及种植密度的影响较小。

表1 在不同处理下小豆主要性状总体特征Table 1 Population features of adzuki bean under different treatments

2.2 种植密度对小豆植株形态特征的影响

由表2可以看出，不同品种株高、底荚高度和第一节间长均随种植密度的增大而增大，茎粗、主茎节数和主茎分枝数均随种植密度的增大而减小。对同一品种不同种植密度的分析结果显示，冀红20在21万和24万株/hm2密度下的株高显著大于其他密度处理，但彼此间差异不显著；在18万、21万和24万株/hm2密度下的底荚高度和第一节间长显著大于其他处理，主茎节数显著小于其他处理，但三者间差异不显著；24万株/hm2密度下的茎粗显著小于其他处理。冀红21在24万株/hm2密度下的株高显著大于其他处理；在21万和24万株/hm2密度下的底荚高度显著高于其他处理，主茎节数显著小于其他处理，但彼此间差异不明显。唐红201602在21万和24万株/hm2密度下的株高显著大于其他处理，但彼此间不显著；在18万、21万和24万株/hm2密度下的底荚高度显著大于其他处理，但彼此间差异不明显；24万株/hm2密度下的茎粗、主茎节数显著小于其他处理。因此，在高密度（21万和24万株/hm2）下小豆的株高、底荚高度和第一节间长最大，茎粗、主茎节数和主茎分枝数最小。

表2 不同种植密度对不同品种植株形态特征的影响Table 2 Effects of different planting densities on agronomic traits of different varieties

2.3 种植密度对产量及其构成因素的影响

由表3可以看出，不同品种的单株荚数、荚长、荚宽、单荚粒数和百粒重随种植密度的增大而减小，产量随种植密度的增大呈先增后减的趋势，在18万株/hm2密度下3个品种的产量均最大。对同一品种不同密度进行显著性分析，品种冀红20、冀红21和唐红2010602的单株荚数、荚长、单荚粒数和百粒重在不同密度处理下差异显著，随种植密度的增大而减小；荚宽随种植密度的增大变化不显著；随种植密度的增大产量表现为先增后减，在18万株/hm2密度下产量达到最大值，处理间差异达显著水平。

表3 不同种植密度对不同品种的产量性状的影响Table 3 Effects of different densities on yields of different varieties

2.4 不同处理下小豆品种的产量

方差分析结果显示，不同小豆品种密度间产量差异达极显著水平（F=49.36），不同密度品种间的产量差异也达到极显著水平（F=99.35），品种与密度间的互作对产量的影响差异达显著水平（F=3.91）。

2.4.1 各品种不同密度下的产量 由图1可知，在试验密度范围内，小豆各品种的产量随种植密度的增大呈先增后减的趋势，但18万株/hm2种植密度时各品种的产量均最高。3个小豆品种在不同密度下的产量差异均达显著水平，产量大小为冀红20＞唐红201602＞冀红21。在试验密度范围内，冀红21和唐红201606的最佳种植密度是15万～18万株/hm2，冀红20的最佳种植密度是18万株/hm2。

图1 各品种不同密度下产量比较Fig.1 Comparison of yield of varieties under different planting densities

2.4.2 各密度下不同品种的产量 由图2可以看出，同一密度下不同品种的产量差异有所不同。在9万和12万株/hm2低密度条件下，产量大小为冀红20＞唐红201602＞冀红21，彼此间差异显著。在15万和18万株/hm2中密度条件下，产量大小同样为冀红20＞唐红201602＞冀红21。在15万株/hm2密度下，冀红20与唐红201602间产量差异不显著，但显著高于冀红21。在18万株/hm2密度下，冀红20显著高于冀红21和唐红201602，冀红21与唐红201602间差异不显著。在21万和24万株/hm2高密度条件下，唐红201602与冀红20间产量差异不显著，但均显著高于冀红21。

图2 各密度下不同品种产量比较Fig.2 Comparison of yields of different varieties under the same planting densities

2.5 小豆形态性状、产量及其构成因素与种植密度的相关性

由表4可以看出，3个品种的株高、底荚高度与种植密度均呈极显著正相关，茎粗、主茎节数、主茎分枝数和单株荚数与种植密度均呈极显著负相关；第一节间长与种植密度呈正相关，其中唐红201602的第一节间长与种植密度显著相关；冀红20和唐红201602的主茎节数、荚宽与种植密度均呈极显著负相关；3个品种的百粒重与种植密度均呈负相关，其中唐红201602与种植密度呈极显著负相关。

表4 小豆品种间种植密度与各性状的相关系数Table 4 Correlation coefficients between planting densities and traits

3 讨论

小豆的主茎分枝数、底荚高度、第一节间长、株高、单株荚数和产量等性状受品种和种植密度的影响较大，说明通过选择优良品种和调整种植密度可以有效提高小豆产量。本研究中，冀红20、冀红21和唐红201602的株高、底荚高度和第一节间长均随着种植密度的增大而增大，主茎节数、主茎分枝数、单株荚数、单荚粒数和百粒重均随着种植密度的增大而减小，而荚宽受种植密度的影响较小，产量随种植密度的增大呈先增后减的趋势，这与前人的研究[13-16]基本一致。

小豆产量除了受品种特性影响外，还受环境因素制约。在本试验中，通过对产量二因素分析，表明不同品种各种植密度处理间产量差异达显著水平，不同种植密度3个品种间的产量差异也达显著水平，但品种对产量的影响（F=99.35）大于种植密度对产量的影响（F=49.36）。在生产中可适当增加种植密度，使小豆的植株形态特征更适于机械化收割。

株高、底荚高度与种植密度均呈极显著正相关，第一节间长与种植密度呈正相关，茎粗和主茎分枝数与种植密度均呈极显著负相关。随种植密度的增加，小豆株高和底荚高度增大，主茎分枝数减少，有利于机械化收割。但随种植密度的增加，小豆植株第一节间长增大，植株的重心上移，主茎节数和茎粗变小，存在倒伏风险。因此，在生产中可增施钾肥[17-19]或在始花期叶面喷施多效唑[20-22]，以增加茎秆的韧性，预防倒伏。

倒伏在小豆生产中经常发生，是影响小豆产量和机械化收获的主要因素之一。茎秆折断强度、拉弯强度、茎秆抗压强度和硬皮穿刺强度等茎秆质量性状与抗倒性呈显著相关[23-24]。本试验研究了种植密度对小豆植株形态特征及产量的影响，今后将进一步研究种植密度对小豆茎秆质量性状的影响，从而确定最佳种植密度，达到高产宜机收的适宜群体。

4 结论

小豆产量随种植密度的增加呈先增后减的趋势；株高、底荚高度和第一节间长随种植密度的增大而增大，主茎节数、主茎分枝数、单株荚数、单荚粒数和百粒重随种植密度的增大而减小。提高种植密度可有效增大小豆底荚高度及第一节间长，有利于机械化收获。随种植密度的提高，小豆倒伏风险加大，在生产中应注意采取适当化学调控措施，预防倒伏。