董文召,张 俊,韩锁义,2,张忠信,吴继华,宋江春,刘 娟
(1.河南省农业科学院 经济作物研究所,河南 郑州 450002; 2.农业部黄淮海油料作物重点实验室, 河南 郑州 450002; 3.河南省油料作物遗传改良重点实验室,河南 郑州450002; 4.商丘市农林科学院,河南 商丘 476000; 5.南阳市农业科学院,河南 南阳 473000)
花生(ArachishypogaeaL.)是我国重要的油料作物和经济作物,我国花生总产值近年来已超千亿元。花生的持续增产对保障我国食用油脂安全具有重要意义[1]。由于群体密度差异对植物光合效率会产生重要影响,因而适宜的种植密度是花生获得高产的重要途径,耐密品种的选择一直是栽培和育种学者研究的方向之一[2-3]。目前,我国花生生产上大粒品种的种植密度一般为1.50×105穴/hm2,小粒花生一般为1.65×105~1.80×105穴/hm2,播种方式以双粒穴播为主[3-4]。同穴双株的种植模式造成植株间竞争加剧,个体发育受到限制,影响花生产量的进一步提高[5]。研究花生品种的耐密性,找到花生最佳密度配置方案对于花生高产栽培技术研究及品种选育具有重要意义。现有研究主要关注花生品种与密度的关系[6]、花生单粒精播对产量及群体的影响[5,7-10]、花生配置方式方对产量的影响[10-11]等,在花生单双粒播种对产量的影响研究中多采用1个品种,对单双粒播种与配置方式的关系,单双粒播种对不同类型品种的影响研究尚未见相关报道。
本研究利用6个不同类型花生品种,选择多个密度梯度,分别采用单、双粒播种模式,在不同环境下对花生的耐密性及不同密度配置的种植方式进行了较为深入地研究,以期明确种植密度增加对产量的影响,为花生高产栽培提供理论依据和技术指导。
试验于2014—2016连续3 a在河南省农业科学院原阳试验基地、河南省南阳市农业科学院试验基地、河南省商丘市农林科学院试验基地进行,2014—2015年主要进行密度试验,2016年进行高密度下宽窄行种植试验。
为了试验的广泛性,各试验点在不同年份选用了不同品种,供试品种分别为远杂9102、远杂6号、豫花23号、DF12、商花4号和商花6号。这6个品种中,商花4号和商花6号为普通型大果品种,DF12为特小果品种,其余3个为珍珠豆型小果品种。不同年份各试点根据当地情况采用了不同品种和密度,密度从1.125×105~3.600×105穴/hm2等共10个密度梯度,每个品种不同密度均采用单、双粒播种进行对比试验。
试验性状调查按国家区试标准进行。调查株高、单株结果数、产量、出仁率、饱果率。
所用数据采用DPS 14.5和Microsoft Excel 2010统计分析。
由图1可以看出,参试的6个品种在双粒密植情况下产量均比现有生产上种植密度情况下增产(生产上花生种植密度为1.500×105~1.800×105穴/hm2,每穴2粒)。大花生品种商花4号、商花6号,小花生品种远杂9102、豫花23号等4个品种种植密度达到2.250×105穴/hm2时产量最高,商花4号比1.125×105穴/hm2增产6.3%,比1.500×105穴/hm2增产4.5%;商花6号比1.125×105穴/hm2增产11.0%,比1.500×105穴/hm2增产6.9%;远杂9102比1.500×105穴/hm2增产12.2%,比1.875×105穴/hm2增产7.6%;豫花23号比1.500×105穴/hm2增产10.7%,比1.875×105穴/hm2增产9.5%。小花生DF12和远杂6号则在密度达到2.700×105穴/hm2时产量最高。尤其远杂9102和豫花23号,最佳密度种植时比生产上采用的密度增产10%以上。
由图2可以看出,单粒密植与双粒密植表现相似结果。只有大果花生商花4号和商花6号在2.250×105穴/hm2时产量最高,DF12、远杂9102,豫花23号和远杂6号等4个品种在2.700×105穴/hm2时产量最高。
图1 不同花生品种双粒播种产量结果
图2 不同花生品种单粒播种产量结果
6个品种在1.800×105穴/hm2密度以下播种时,双粒播种产量高于单粒播种的产量(图1—2),但在高密度播种情况下,如密度为2.700×105穴/hm2时,除了豫花23以外,其他品种单粒播种产量均高于双粒播种下的产量(图3)。
图3 不同花生品种单双粒播种产量结果
利用2个品种在不同地点进行高密度(2.250×105穴/hm2、2.700×105穴/hm2)等行和宽窄行种植比较试验,结果表明,商丘试验点大花生品种商花6号在密植的情况下(2.250×105穴/hm2),单粒等行种植产量最高,产量达5 799.15 kg/hm2,其次为双粒等行种植,产量为5 499.75 kg/hm2。单粒等行距产量显著高于单粒宽窄行产量(表1)。
表1 商花6号高密度下不同配置方式对花生产量的影响
注:同列不同大、小写字母分别表示0.01、0.05显著水平,下同。
小花生品种远杂9102在密植的情况下(2.700×105穴/hm2),单粒宽窄行种植产量最高,产量达7 275.00 kg/hm2,其次为双粒等行种植,产量为7 025.00 kg/hm2,在密植情况下,单、双粒等行距及单、双粒宽窄行种植处理差异均不显著(表2)。
2.4.1 单株结果数 密度试验结果表明,虽然品种间有差异,但无论在单粒或双粒播种的情况下,单株结果数均会随着花生种植密度的提高而减少,但随着种植密度的增加,单株结果数的下降幅度也随之减小 (图4,图5)。
表2 远杂9102高密度下不同配置方式对花生产量的影响
图4 不同花生品种双粒播种情况下单株结果数
图5 不同品种单粒播种情况下花生单株结果数
2.4.2 饱果率 试验结果表明,随着花生种植密度提高,饱果率增加,单粒播种密度在2.250×105~2.700×105穴/hm2时,饱果率达到最高,种植密度继续增加则饱果率有所下降。这一结果与花生产量随着种植密度的变化结果相一致(图6)。
图6 不同花生品种单粒播种情况下饱果率比较
2.4.3 出仁率 花生单粒密植条件下,密度增加,出仁率增加,密度2.250×105~2.700×105穴/hm2时,出仁率较高,说明适当增加密度可以明显提高花生出仁率(图7)。
图7 不同花生品种单粒播种情况下出仁率比较
除矮秆品种远杂9102外,其他品种株高随着密度增加而增加,但密度增加,株高增幅不大,多数品种随密度增加株高增加,但仍在正常株高范围内。株高对密度的反应被认为是品种耐密性的重要标志,但我国对此研究相对较少。对供试6个品种在5个密度条件下的株高变化测定结果表明,增加密度以后,多数品种的株高会因密度的增加而上升。但远杂9102在密度达到1.875×105穴/hm2时,植株最高,继续增加密度时株高不再增加(图8)。
图8 不同花生品种单粒播种情况下株高变化比较
作物群体不同的种植密度对于产量的形成有着重要影响。单位面积作物高产主要靠增加群体密度,而高密度条件下群体与个体矛盾更加突出,因而密植群体形成高产的关键在于构建合理的群体结构[7]。研究表明,花生单粒精播相对于双粒穴播更容易获得高产。目前,花生生产上多采用双粒穴播为主的栽培模式,播种密度以1.200×105~ 1.800×105穴/hm2为主[1,6]。单粒精播相对于双粒穴播增产的原因主要为,同穴双株之间个体间竞争加剧,由于相邻个体间距较近,植株的生长空间有限,个体发育受到限制,植株地上部不能充分利用光能、水分及植株地下部分不能够充分地利用周围的空间及土壤营养,因而限制了产量的提高[5,12];而单粒精播每棵植株充分利用土壤、水分及阳光,个体生长发育更快[13],植株个体发育充分,单株产量增加,最终使群体产量增加。
本研究表明,所有花生品种密植均有较明显的增产效果,商花4号、商花6号、远杂9102、豫花23号种植密度达到2.250×105穴/hm2时产量最高,DF12和远杂6号则在密度达到2.700×105穴/hm2时产量最高。6个品种在2.700×105穴/hm2时,除豫花23以为,其他5个品种单粒播种产量均高于双粒播种下的产量。在达到一定密度情况下,单、双粒播种产量差异不显著。本研究结果得出的最优密度与梁晓艳等[5]得出的结论稍有不同。本研究认为,单粒播种应该有更大的密度,这可能与不同地区种植模式不同有关,但在河南省种植模式下,大花生2.250×105穴/hm2,小花生2.700×105穴/hm2更易获得高产。
本研究表明,大花生品种商花6号在密植的情况下(2.250×105穴/hm2),单粒等行种植产量最高。这与王才斌等[3]的研究结论相反,这可能与品种的不同适应性相关,也可能与试验田的肥力状况有关,需要继续深入研究。小花生品种远杂9102在密植的情况下(2.700×105穴/hm2),单粒宽窄行种植产量最高,这一结论与王才斌等[3]的研究结论一致。
本研究通过花生的耐密性分析,建议在大田生产中将传统种植模式的双粒穴播改为单粒精播,这样一方面可以减少种子使用量、节约用种成本,如果将目前生产上采用的双粒穴播(大粒花生播种密度为1.500×105穴/hm2,小粒花生播种密度为1.650×105~1.800×105穴/hm2)全部改为单粒密植花生播种,播种密度为2.250×105~2.700×105穴/hm2。按此计算,大粒花生可以节约种子3.000×104~7.500×104粒/hm2,小粒花生可以节约种子6.000×104~1.350×105粒/hm2,节约种子10%~40%。另一方面双粒穴播改为单粒精播后,更加有利于推进花生的机械化播种进程,提高花生产量[14],增加农民收益。虽然花生适当密植能较大幅度提高花生单产,但品种之间耐密性有较大差异,大花生品种播种密度以2.250×105穴/hm2为宜,珍珠豆小花生品种播种密度以2.250×105~2.700×105穴/hm2为宜。在密植条件下,高产田宽窄行种植易高产,一般田块等行种植易高产。采用单粒密植技术,可节约用种10%~30%,增产10%左右,且商品性变好,推广和应用意义重大。
本试验结果也表明,播种密度的增加也有利于花生商品性的提高。由于密度增加,花生单株结果数相对减少,饱果率提高,花生果质量增加,出仁率增加,在增加产量的同时,使花生的商品性也随之变好[15-16]。
不同品种株高对密度的响应存在较大差异,因而株高对不同播种密度反应迟钝的品种耐密性更好。产量与株高之间存在着较为复杂的关系,除了群体冠层结构变化以外,还存在其他因子的协同关系,有待进一步研究。