種植密度與減量施肥對食葵產量及相關性的影響

王賀亞,羅靜靜,艾海峰,李懷勝,孟 玲,王 鵬

(1.新疆生產建設兵團第九師農業科學研究所(畜牧科學研究所),新疆塔城 834600;2. 新疆農墾科學院,新疆石河子 832000)

0 引 言

【研究意義】向日葵是世界上主要的經濟作物之一[1],也是一種耐鹽堿、耐瘠、耐旱、適應性廣的油料作物[2]。我國以種植食用向日葵為主,占栽培總面積的80%以上[3];食葵富含粗蛋白、胡蘿卜素、維生素和多種不飽和脂肪酸[4-5],近年來,新疆塔額墾區作為食葵新興種植區,食葵種植面積逐年增加。【前人研究進展】劉守杰等[6]研究結果表明,分析了石河子地區食葵播期和密度雙效應對產量的影響,確定了最佳的播期和密度配置;白葦等[7]研究結果表明,合理施肥能夠高產,為西北地區食葵科學合理施肥提供理論依據。聞金光等[8-9]設置種植密度與施肥試驗對食葵制種產量及相關性狀的影響試驗,挖掘其制種增產潛力,提高種子質量和成品率,不斷完善制種技術。【本研究切入點】新疆塔額墾區氣候條件得天獨厚,食葵產量穩定,品質優良[10],在適宜的種植密度范圍內,單盤粒重、籽粒大小、百粒重隨種植密度的增大呈遞減趨勢;合理施肥對提高向日葵的產量和改善品質具有重要意義[11-13]。關于新疆塔額墾區食葵密度及施肥量互作對產量的影響研究鮮見文獻報道,有必要研究適合新疆塔額墾區食葵種植密度與最佳施肥量協同效應。【擬解決的關鍵問題】研究針對密度與施肥量互作,分析不同處理食葵的性狀表現,挖掘食葵增產潛力,提高食葵質量,研究種植密度與化肥減量雙效應互作對食葵產量的影響,分析對食葵生物性狀、產量及產量因子的影響,篩選新疆塔額墾區最佳密度與化肥施用量組合處理,為新疆塔額墾區食葵種植提供科學依據和技術支撐。

1 材料與方法

1.1 材 料

2021年4～10月,在新疆生產建設兵團第九師團結農場4連試驗地(46°31′N、83°29′E)進行小區試驗。試驗區屬典型的溫帶大陸性干旱半干旱氣候,春季冷熱波動大,夏季短而促。供試土壤0～20 cm含有機質29.34 g/kg,堿解氮101.50 mg/kg,有效磷46.66 mg/kg,速效鉀371.97 mg/kg。供試品種為同慶5號(酒泉市同慶種業有限責任公司)。

1.2 方 法

1.2.1 試驗設計

采用密度、減量施肥二因素裂區試驗設計,3次重復,36個小區,小區凈面積14 m2,走道50 cm;主區為種植密度,設置4個水平:M1(23 810株/hm2)、M2(25 965株/hm2)、M3(28 560株/hm2)、M4(35 700株/hm2);副區為減量施肥,設置3個處理:F1(N 277 kg/hm2、P 115 kg/hm2、K 130 kg/hm2)、F2(減量10%)處理、F3(減量20%)處理。5月11日播種,開花前 10 d 在田間均勻分散放置蜂箱,開花時蜜蜂自然授粉。供試肥料為尿素(N 46.4%)、磷酸二銨(N 18% P 46%)、硫酸鉀(K2O 52%)。表1

表1 施肥配置

1.2.2 測定指標

生物性狀:花盤變黃時每小區選取5株測量株高、莖粗、花盤直徑,計算平均值。

經濟性狀:成熟期每個小區隨機取10個花盤測結實率、單盤粒重。

產量:成熟后每小區人工收割、脫粒、計產。

1.3 數據處理

試驗數據采用Excel 2007軟件繪制圖表,SPSS 19 進行數據方差分析。

2 結果與分析

2.1 種植密度和減量施肥對食葵生物性狀影響

研究表明,同一密度處理下減量施肥對食葵株高、花盤直徑、莖粗均呈現先升高后降低的趨勢,但減量處理之間差異不顯著(P>0.05)。不同密度對株高、花盤直徑和莖粗的呈現顯著性影響(P<0.05)。其中食葵株高隨著密度增大呈現增高趨勢,M4處理平均株高最高,為240.34 cm,M3處理平均株高為236.09 cm,M4與M3之間差異不顯著(P>0.05),M4、M3與M2、M1處理之間呈現顯著差異性(P<0.05),株高在一定的種植密度范圍內相對穩定,超過這個范圍就會呈現徒長;徑粗表現為M1>M2>M3>M4,隨著種植密度的增加呈現減小的趨勢,M1處理平均徑粗為3.95 cm、M2處理平均徑粗為3.86 cm、M3處理徑粗為3.73 cm、M4處理徑粗為3.60 cm,不同密度各處理之間呈現顯著性差異(P<0.05),同一密度下減量處理之間差異不顯著(P>0.05),種植密度的增加對徑粗變化影響顯著;花盤直徑表現為隨著種植密度增大呈現減小趨勢,表現為M1>M2>M3>M4,平均花盤直徑M1處理為21.81 cm、M2處理為20.29 cm、M3處理為19.61 cm、M4處理為19.46 cm,花盤直徑密度處理M1與M2之間差異性不顯著,M3與M4之間差異性不顯著,但M1、M2與M3、M4存在顯著差異性。同一密度處理下減量施肥處理之間差異不顯著,但均表現為F2最高,種植密度的增加對花盤直徑影響顯著,減量施肥對花盤直徑的影響較小。表2

表2 不同種植密度與減量施肥下食葵生物性狀變化

2.2 種植密度和減量施肥對食葵產量構成因素的影響

研究表明,食葵結實率在78.28%～81.37%,同一密度處理下減量施肥對結實率、單盤粒重、百粒重均表現為先升高后降低的趨勢,且減量施肥處理之間差異不顯著。不同密度和減量施肥處理下部分處理間差異呈現顯著差異性,依靠蜜蜂授粉情況下,處理間結實率存在顯著差異的結果,但并非是實施處理造成的,應該是自然授粉過程不均衡的結果;不同密度處理下,隨著密度的增加,單盤籽粒重、百粒重均呈現逐漸降低的趨勢。單盤粒重表現為M1>M2>M3>M4,且不同密度處理之間均呈現差異性顯著。百粒重以M1、M2處理表現最好,且M1處理與M2處理之間差異不顯著,與M2、M1處理呈現差異性顯著。M1處理為最優,其次是M2處理。表3

表3 不同種植密度和減量施肥下食葵產量性狀變化

籽粒長和籽粒寬隨著食葵種植密度的增大均呈現負相關,表現為M1>M2>M3>M4,但在同一密度處理下減量施肥處理之間均表現差異不顯著(P>0.05)。圖1,圖2

圖1 不同種植密度與減肥協同 下籽粒長變化

圖2 不同種植密度與減肥協同 下籽粒寬變化

2.3 種植密度與減量施肥對食葵產量的影響

研究表明,密度單因素條件下,食葵產量呈現先增加后降低的趨勢,且各處理之間產量呈現顯著差異,表現為M2>M3>M1>M4,M2處理產量最高,為4 108.83 kg/hm2,M4處理產量最低,為3 590.68 kg/hm2;M2處理與M3處理之間差異不顯著,M2處理與M1、M4處理呈現顯著差異(P<0.05),且M2處理與M4處理產量之間差異達到極顯著(P<0.01)。表4

表4 不同種植密度食葵產量變化

減量施肥處理下,食葵產量呈現先增加后減少的趨勢,產量以F2處理最高,為3 976.94 kg/hm2,且F1、F2、F3處理之間差異不顯著,適宜的減量施肥有助于產量的提高。表5

表5 不同減量施肥食葵產量變化

種植密度與減量施肥組合M2F2處理產量最高,為4 344.35 kg/hm2,其他組合產量依次為M2F1、M1F2、M2F3、M3F2、M3F1、M3F3、M4F2、M1F3、M1F1、M4F3、M4F1處理。數據可得種植密度對產量呈現顯著性影響,以M2(25 965株/hm2)產量為最高;減量施肥以F2(減量10%)處理表現出產量最高,在新疆塔額墾區食葵密度與施肥量最佳組合處理為M2F2,即種植密度為25 965株/hm2,化肥減量10%,即尿素450 kg/hm2、磷酸二銨225 kg/hm2、硫酸鉀225 kg/hm2。表6

表6 不同處理組食葵產量變化

3 討 論

3.1種植制度的重要組成包含密度和施肥,適宜的種植密度和施肥量是最高效簡潔的增產栽培措施[14]。前人研究側重于密度和施肥量單因素對產量的影響,并且研究區域主要集中在內蒙古[15]。試驗是在食葵植株形態、產量及構成方面研究,以種植密度為25 965株/hm2,化肥減量10%處理為最佳。

3.2 密度與減量施肥對植株形態指標的影響

在對株高、莖粗、花盤直徑的影響研究發現,在相同種植密度條件下,減量處理均表現一致,減量施肥食葵株高、花盤直徑、莖粗均呈現先升高后降低的趨勢,且影響不顯著,均以F2(減肥10%)處理株高最高分別為208.03、220.4、236.27、240.67 cm,花盤直徑表現為最優,分別為21.91、20.41、19.94、19.77 cm,徑粗表現最粗,分別為3.95、3.87、3.73、3.61 cm。在不同密度處理之間呈現顯著影響,株高表現為隨種植密度的增加而增加的趨勢,株高表現為M4密度為最高為240.34 cm,M4>M3>M2>M1,莖粗表現為隨種植密度的增加而降低的趨勢,徑粗表現為M1>M2>M3>M4,花盤直徑表現為表現為隨種植密度的增加而減小的趨勢,花盤直徑表現為M1>M2>M3>M4,與高成平等[16-17]在種植密度與施肥配置對食用向日葵制種產量及相關性狀的影響試驗研究結果相近。

3.3 密度與減量施肥對植株產量構成的影響

合理的種植密度和適量的化肥施用量,協調好群體和個體,提高結實率、百粒重是實現食葵高產的重要手段[18]。同一密度下化肥施用量對食葵結實率、單盤粒重、百粒重影響較小,試驗研究表現為F1、F2、F3之間差異不顯著。隨種植密度的增大,有效穗數顯著增加,而穗粒數和百粒重隨著種植密度的增加顯著降低,百粒重和穗粒數是產量構成的重要因子[19],與試驗研究基本一致,試驗研究表明食葵單盤粒重在177.62～187.43 g,百粒重在19.36～21.88 g,且均表現為隨著種植密度的增大呈現降低趨勢,表現為M1>M2>M3>M4。前人研究表明,密度對食葵產量的影響幅度在18%～32%,其結實率的高低與種植密度密切相關,適當的增加種植密度和適宜的施肥量可以提高產量[20],與試驗研究基本一致,試驗表明結實率隨著密度增大呈現先增加后降低的趨勢,以M2為最優,為81.26%。韓成等[21-23]研究表明,單盤粒重是影響向日葵產量的最主要因素,因此選擇合理的種植密度和適宜的化肥施用量是提高食葵產量的重要方式。

3.4 密度與減量施肥對植株產量的影響

研究結果表明,密度對食葵產量的影響可以看出,在不同密度處理下,隨密度增大呈現先增加后降低的走勢,以M2處理產量平均最高,為4 108.83 kg/hm2。密度單因素條件下顯著影響食葵產量,產量隨著密度增加呈現先增加后減少的趨勢,與趙軒微等[24-25]研究結果基本一致。化肥減量對食葵產量影響可以看出,食葵產量先增加后降低,同一密度條件下,食葵產量以F2平均產量處理最高,為3 976.94 kg/hm2,適宜的減量施肥對食葵產量的提升具有重要作用。種植密度與減量施肥雙效應互作對食葵產量影響顯著,以組合M2F2處理為最佳,產量表現最高,為4 344.35 kg/hm2,M2F2處理即種植密度為25 965株/hm2,化肥減量10%,即尿素450 kg/hm2、磷酸二銨225 kg/hm2、硫酸鉀225 kg/hm2。

4 結 論

相同種植密度條件下,減量施肥對食葵株高、花盤直徑、莖粗均呈現先升高后降低的趨勢,且影響不顯著,均以F2(減肥10%)處理株高最高分別為208.03、220.4、236.27、240.67 cm,花盤直徑表現為最優,分別為21.91、20.41、19.94、19.77 cm,徑粗表現最粗,分別為3.95、3.87、3.73、3.61 cm;在不同密度處理之間呈現顯著影響,株高表現為M4密度最高,為240.34 cm,莖粗和花盤直徑均表現為隨種植密度的增加而降低的趨勢;同一密度下化肥施用量對食葵產量構成因子結實率、單盤粒重、百粒重影響不顯著;不同密度下對產量因子影響顯著。食葵單盤粒重在177.62～187.43 g,百粒重在19.36～21.88 g,食葵產量先增加后降低,同一密度條件下,食葵產量以F2平均產量處理最高,為3 976.94 kg/hm2,適宜的減量施肥對食葵產量的提升具有重要作用。種植密度與減量施肥雙效應互作對食葵產量影響顯著,新疆塔額墾區最佳密度與化肥施用量組合在M2F2處理為最優,產量達到最高,為4 344.35 kg/hm2,且產量構成因子優勢明顯,表現為結實率最高,為82.06%,單盤粒重和百粒重均表現較好,新疆塔額墾區最佳密度與化肥施用量組合為M2F2處理。