4個菜用大豆品種在草莓溫室大棚中的輪作表現

趙艷俠,董哲瀟,孫家波,王 月,陳淑君,劉炳福

(山東省農業科學院休閑農業研究所/農業農村部華東都市農業重點實驗室/生態園藝植物育種山東省工程研究中心,山東濟南 250100)

菜用大豆因在青莢時可以食用,俗稱毛豆,是深受人們歡迎的蔬菜品種。在粒鼓滿期至初熟期之間收獲,具有重要經濟價值[1]。亞洲是世界上最大的菜用大豆生產地和消費地,我國是菜用大豆最大的出口國,出口占世界52%,日本每年進口速凍菜用大豆量占世界80%以上,每年還在以7%左右的速度遞增,經濟效益顯著,具有明顯的市場優勢[2]。

草莓產業已成為農民增收、發家致富、鄉村振興的主要產業。而草莓一茬生產結束后閑置期120 d左右,連年種植出現大面積重茬病害,病蟲害發生嚴重,化學肥料和化學農藥投入加大,土壤鹽堿化逐年加重,土壤環境污染加劇,降低草莓質量,形成惡性循環,食品安全風險增加[3-4]。為了解決這一問題,很多土壤消毒的方法和措施研究較多[5-7]。生產實踐表明,草莓與其他作物輪作可以解決土壤病蟲害問題,又可以更有效地利用土地資源,對經濟效益的提高具有極其顯著的作用,為有效解決草莓栽培地連作障礙的好途徑[8-9]。輪作可以增加土壤有機質含量,以及磷、鉀、微量元素含量,提高土壤蓄肥性能,增強土壤對酸堿的緩沖能力,提高難溶性磷酸鹽和微量元素的有效性,還可消除農藥殘毒和重金屬污染[10]。輪作倡導深根系與淺根系作物,需肥多與需肥少的作物搭配種植。

設施草莓-菜用大豆是開發的一種高效種植模式,即菜用大豆收獲后立即種植草莓,設施菜用大豆4月中旬種植,7月上市,而陸地夏播菜用大豆才開始少量上市,可以填補菜用大豆栽培模式上市的空檔,可獲得比較可觀的經濟效益。大豆與根瘤菌共生固氮的優勢,可以提高生物固氮效率,減肥增效。輪作種植后能有效降低草莓病蟲害發生率,有利于充分利用土壤肥力,減施化肥,促進菜用大豆增產和草莓增收。因此,筆者從省外引進4個菜用大豆品種,通過田間種植,調查其農藝性狀和產量表現等,評價品種在濟南草莓溫室大棚中草莓收獲后代種植表現,以期篩選出適宜山東地區草莓輪作的高產優質菜用大豆品種。

1 材料與方法

1.1 試驗材料供試菜用大豆包括早福娃、三青玉豆、開科源5號和綠將軍4個品種,購自武漢楊柳種子公司。

1.2 試驗方法試驗地位于山東省濟南市三郭城家庭農場,2個草莓溫室大棚種植(面積相同,東西長80 m×南北寬10 m,800 m2)。2022年4月18日定植,草莓壟行距85 cm,穴距 15～20 cm,穴播 2 粒,播時穴底要平,種子可分散,覆土不宜過深,蓋細土 2～3 cm厚。用種量 90 kg/hm2。播后草莓地膜不動,滴灌15 min,增溫保濕,促進出苗。

每棚中每個品種隨機選取30株健康的草莓苗進行掛牌,用于植株形態指標、產量和豆莢品質的測定。5月24日、6月14日、7月6日,測定毛豆的農藝指標。用游標卡尺測量株高、冠徑、莖粗、節數、葉片長、葉片寬,計算葉面積(葉片長×葉片寬);調查葉片數。用電子天平測定豆莢重、百粒重、產量。

1.3 田間管理草莓溫室大棚由于上一茬草莓種植施用大量的底肥和種植過程追施水溶肥,故在菜用大豆種植期間不需要額外增施肥料,草莓溫室大棚前期覆蓋塑料薄膜,種植前期天氣變熱要及時打開通風口,6月溫度過高,菜用大豆營養生長旺盛,為了防治徒長,更好地促進生長健壯需揭掉薄膜。整個種植過程僅需適時澆水和人工除草。夏季濟南地區蚜蟲比較容易發生,如果發現有蚜蟲,可用25%噻嗪酮可濕性粉劑或5%吡蟲啉乳油2 000 倍液葉面噴施。

1.4 數據分析試驗數據利用Excel 2016統計株高、冠徑、莖粗、節數、葉片長、葉片寬等,通過SPSS 25.0 軟件進行差異顯著性分析(P<0.05)。

2 結果與分析

2.1 菜用大豆農藝性狀比較5月24日測定結果顯示(表1),種植30 d后所有毛豆品種節數都是5節,4個品種中開科源5號的株高最高,與其他3個品種差異顯著;三青玉豆、綠將軍和開科源5號冠徑和葉片長差異不顯著,早熟娃冠徑和葉片長最小,與其他3個品種差異顯著;開科源5號和綠將軍的莖相對較粗;葉片寬4個品種差異不顯著;葉片數開科源5號最多,與其他3個品種差異顯著;總體而言,生長前期開科源5號的長勢較好,株高、莖粗、葉片數均優于其他3個品種,尤其是株高和葉片數與其他3個品種差異顯著。

表1 不同品種菜用大豆農藝性狀(5月24日)

6月14日測定結果顯示(表2),種植50 d后早福娃、三青玉豆、開科源5號毛豆品種節數是6節,而綠將軍菜用大豆節數有11節。4個品種中綠將軍的株高最高,其后依次是開科源5號、三青玉豆、早福娃,且4個品種間差異顯著;4個菜用大豆冠徑差異不顯著,開科源5號莖干最粗,早福娃莖干最細,且差異顯著;葉面積表現為開科源5號>綠將軍>三青玉豆>早福娃;葉片數綠將軍最多,且與其他3個品種差異顯著;開科源5號、三青玉豆、早福娃開始結莢,而綠將軍徒長嚴重。經過20 d的生長,株高、冠徑、莖粗、葉片數都增加1倍以上,增加明顯;葉面積平均增加64.8%,尤其綠將軍株高增加277.9%,葉片數增加494.0%。總體而言,菜用大豆進入快速增長期,開科源5號、三青玉豆和早福娃結果初期表現較好。

表2 不同品種菜用大豆農藝性狀(6月14日)

2.2 菜用大豆豆莢性狀和產量比較7月6日進行菜用大豆測產,開科源5號、三青玉豆、早福娃成熟期78 d,綠將軍在7月初還未結莢,7月23日豆莢成熟(96 d)。7月6日僅統計3個菜用大豆的數據(表3)。結果顯示,開科源5號、三青玉豆和早福娃的豆莢長、豆莢寬、百粒重、單株莢數、單株產量和產量均差異不顯著。早福娃、開科源5號和三青玉豆百粒重54 g左右,單株莢數分別是67.67、63.75、53.50個,種植67 500株/hm2左右,產量分別為10 107.90、10 279.20、9 533.70 kg/hm2。總體而言,三青玉豆、早福娃產量相對較高。

表3 不同品種菜用大豆豆莢性狀和產量表現(7月6日)

3 結論與討論

早福娃、三青玉豆、開科源5號3個參試菜用大豆品種在濟南的生育期小于80 d,表現為早熟,且株型緊湊直立,生長適應性良好,均能正常進行鮮食采摘,早福娃、三青玉豆、開科源5號產量在9 533.7～10 279.2 kg/hm2,可以適宜草莓輪作。早福娃和開科源5號單株產量和產量誤差較大,其原因是菜用大豆在棚中南北方向長勢差別較大,草莓溫室大棚東西方向,棚的南邊上面有遮陽網遮擋,陽光相對不足,北面有通風口,靠近邊緣的菜用大豆長勢一般,中間部分長勢好。整體而言,三青玉豆生態適宜性良好。調查結果顯示,開科源5號、三青玉豆和早福娃均可以在草莓的溫室大棚進行接茬種植,3個品種比較,三青玉豆菜用大豆品種綜合性狀表現最佳。

合理搭配草莓和菜用大豆的種植時間,提高復種指數和土地利用率,充分利用大豆根系特性,改變土壤微生物環境,淋洗一部分累積的鹽分和根系分泌物[11-12]。適用于溫室、塑料大棚設施條件下增加地力,克服草莓重茬障礙,有效抑制病蟲害發生,對草莓的黃萎病、灰霉病、炭疽病、白粉病等有很好的預防效果,減少農藥、化肥使用量,達到增產增效的目的。該栽培措施安全可靠無污染,經濟效益高,可用于溫室其他蔬菜等作物的重茬障礙的克服,具有量化的推廣應用前景。