不同种植方式对鲜食蚕豆产量及生长的影响

李波，石晓旭，刘建，杨美英，王学军，魏亚凤

（江苏沿江地区农业科学研究所，江苏南通 226541）

0 引言

蚕豆(Vicia faba)为豆科野豌豆属一年生草本，别称胡豆、佛豆、罗汉豆等[1]。蚕豆起源于亚洲中部和西部[2]，中国是蚕豆生产大国[3]，目前在中国大部分地区都有种植，种植面积占全世界的38.62%[4]。蚕豆有良好的营养价值，其富含蛋白质、膳食纤维、微量元素等营养物质[5]。近年来，随着人们生活水平提高，具有高营养价值的鲜食蚕豆作为蔬菜越来越受人们的青睐。但目前中国蚕豆平均单产显著低于世界平均水平，与其他豆类相比，蚕豆产量也不稳定[6-7]，因此高产稳产是中国蚕豆种植的重要目标之一。许多学者通过肥料运筹、播期和密度调节等措施提高蚕豆产量[9]。

垄作栽培是一种新型栽培方法，有利于土壤节水、减少肥料淋失去，具有提高肥料利用率等作用，垄作改变了土壤温湿度等微环境，可以较好地协调作物赖以生存的小气候条件[10]。地膜覆盖可以改善耕层土壤水热状况，促进作物根系生长发和营养元素吸收[11]。秸秆覆盖能改善土壤结构，是保持水土的重要措施之一。覆盖秸秆可以减少作物根区水分消耗，提高作物水分利用率等[12]。关于不同种植方式下对鲜食蚕豆产量及生长相关研究较少。本研究在施肥、灌水一致的条件下，探讨垄作、垄作覆盖地膜、垄作覆盖地膜和秸秆等不同种植方式对蚕豆产量和生长的影响，以期为选择适宜的种植方式提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

蚕豆品种选用江苏沿江地区农业科学研究所选育‘通蚕鲜7号’，试验材料均于2016年11月8日种植于江苏沿江地区农业科学研究所试验田。

1.2 试验设计

主、副处理设计。主处理按照鲜食蚕豆是否起垄设置起垄种植、平作种植2个处理。副处理按鲜食蚕豆的覆盖方式，设不覆盖、地膜覆盖、先覆盖稻草再覆地膜3个处理。小区长7.2 m、宽2.7 m，蚕豆行距90 cm、株距25 cm，其中稻草覆盖量为4500 kg/hm2,垄作处理垄高30 cm、垄宽40 cm，间隔50 cm，重复3 次。每穴播3 粒，基施45%(CO(NH2)2:P2O5:K2O=15:15:15)复合肥375 kg/hm2，过磷酸钙375 kg/hm2，蚕豆11月20日出苗，出苗后间苗，每穴留2 株，每公顷基本苗90000株。结合施肥进行灌溉。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 土壤温湿度测定将土壤温湿度记录仪放置小区里，自动记录试验小区土壤温湿度。

1.3.2 蚕豆根系形态测定盛花期挖取蚕豆根系先用流水冲洗干净，Microtek根系扫描仪进行图像扫描，后采用软件进行分析和计算，获得总根长、总根表面积、总根体积和根系平均直径等指标参数。

1.3.3 蚕豆干物重测定于蚕豆盛花期，按各小区的平均分蘖数各取代表性蚕豆5株，分根、茎、叶和籽粒4部分，所有样品在105℃下杀青30 min，而后在70℃下烘干至恒重并称重。

1.3.4 蚕豆农艺性状测定于蚕豆收获期，按各小区的平均分蘖数各取代表性蚕豆5 株进行考种，调查蚕豆株高、荚长、分支数等农艺性状。

1.3.5 蚕豆产量蚕豆收获期，每小区收取蚕豆植株，称取蚕豆荚重。

2 试验结果

2.1 不同种植方式对土壤温湿度的影响

表1～2 数据是2016 年12 月7—14 日的数据土壤温湿度，从平均温度与平均水分可看出，垄作较平作土壤温度差异不大，垄作土壤平均含水量较平作的小些。垄作与平作条件下，覆盖地膜都有助于提高土壤温度，同时覆盖稻草和地膜更有利增温保湿。

2.2 不同种植方式对蚕豆根系形态特征的影响

由表3可见，垄作与平作处理覆盖地膜后，根系长度、根系面积都增加。同时覆盖稻草和地膜增加了蚕豆根系长度、根系体积及根系面积。垄作较平作根系长度、根系表面积、根系直径都增加，说明垄作有助于根系的生长。平作覆盖地膜较平作的根系长度、根系表面积、根系体积、根系直径都减少，说明覆盖地膜有利于蚕豆根系生长，平作同时覆盖稻草和地膜根系长度增加，根系表面积、体积都减少。

表1 不同种植方式土壤温度 ℃

表2 不同种植方式土壤含水量 %

表3 开花期不同种植方式蚕豆根系形态特征

2.3 不同种植方式对蚕豆盛花期干物质积累的影响

由表4 可见，蚕豆开花期，不同处理之间SPAD值差异不大，垄作较平作单株茎重、叶重、根重、株高都较平作的高。说明垄作有利于蚕豆干物质积累，提高了蚕豆生长量。平作条件下，覆盖地膜及稻草都增加了蚕豆干物质积累。垄作条件下，覆盖地膜增加蚕豆干物质积累。所有处理覆盖地膜的株高都增加。

2.4 不同种植方式对蚕豆生育期的影响

由表5可见，不同处理对蚕豆生育期影响不大，除出苗期相差几天外，开花及收获期几乎一样。

2.5 不同种植方式对蚕豆鲜食产量及农艺性状的影响

由表6可见，垄作较平作的蚕豆产量增加，垄作条件下同时覆盖地膜和稻草的产量较垄作和垄作覆盖地膜的增加，平作条件下平作覆盖稻草和地膜的较平作和平作覆盖地膜的产量都增加。说明同时覆盖稻草和地膜能增加蚕豆产量。

由表7 可见，鲜食收获期不同处理间的株高差异不大，垄作与平作条件下，覆盖稻草和地膜蚕豆百粒重都增加。

3 讨论

3.1 不同种植方式对土壤温湿度的影响

宋淑亚等[13]研究表明，地膜覆盖使土壤形成一个封闭的微环境，使水分蒸发减少，达到增温保墒提墒的作用，垄作和秸秆覆盖有利于土壤提高温湿度。汤文光等[14]研究表明，地膜覆盖显著提高土壤温度。谢孟林[15]研究表明垄作和覆盖地膜显著增加土壤温度和土壤水分含量。刘秀位等[16]研究表明，覆膜处理与沟播和平作处理相比，能够提高棉花生育前期的地温,有效地保持土壤水分，有利于棉花增产，最终提高了水分利用效率。韩轩轩等[17]研究表明，垄作和覆盖地布提高土壤温湿度。景媛媛等[18]研究表明垄沟覆膜处理提高了土壤含水量。胡广荣等[19]研究表明垄沟覆盖液体地膜和生物可降解地膜种植玉米提高了土壤表层(0～25 cm)温度。刘震等[20]研究表明垄作覆膜栽培模式可以减少土壤水分蒸发，起到保墒作用，缓解旱作地区春玉米早期干旱现象。本研究表明垄作较平作土壤温度增加，垄作和平作条件下覆盖地膜和稻草都提高了土壤温度与含水量，这研究结果与前人研究结果类似。说明垄作覆盖地膜和稻草有助于土壤保温保湿，促进蚕豆生长发育。

表4 不同种植方式对蚕豆盛花期干物质积累及SPAD值影响

表5 不同种植方式的蚕豆主要生育期

表6 不同种植方式鲜食蚕豆产量

表7 不同种植方式鲜食蚕豆农艺性状

3.2 不同种植方式对蚕豆根系生长发育的影响

本研究表明垄作较平作提高了蚕豆根系长度，根系表面积与根系体积，垄作覆盖地膜后蚕豆根系长度、根系表面积与根系体积都增加，说明垄作覆盖秸秆与地膜都能促进蚕豆根系生长发育。王秀娟等[21]研究表明垄作促进了番茄根系生长发育。万琪慧等[22]研究表明垄作可以增加水稻的根长密度和根表面积。汤文光等[14]研究表明覆盖地膜可促进玉米根系生长发育。严奉君等[23]研究表明秸秆覆盖均可有效促进杂交稻各生育时期的根系生长、改善根系形态。查丽等[24]研究表明覆膜下垄作垄播促进了春玉米根系特别是深层根质量的增加，同时增加了深层根系和水平20～40 cm根系比例，而不覆膜下垄作沟播有利于根系生长，从而提高产量。冯军等[25]研究表明秸秆覆盖垄作下能提高蚕豆根系生物量，单株根长度，根总表面积和根平均直径，徐成忠等[26]研究表明垄作栽培的夏玉米根系发达。本研究结果与这些研究结果类似，垄作较平作根系长度、根系表面积、根系直径增加，垄作同时覆盖稻草和地膜增加了蚕豆根系长度、根系体积及根系面积，这可能是垄作覆盖地膜和秸秆后，提高了土壤温度与含水量，从而促进了蚕豆根系的生长发育。

3.3 不同种植方式对鲜食蚕豆产量的影响

本研究表明垄作、垄作覆盖地膜、垄作同时覆盖地膜和稻草都显著增加了鲜食蚕豆产量。汤文光等[14]研究表明覆盖地膜可显著提高玉米产量。查丽等[15]研究表明，垄作覆盖地膜提高玉米产量。徐成忠等[26]研究表明垄作栽培的夏玉米根系发达，茎基部节间缩短，穗位高及其相邻节间变长，株高降低，叶面积系数前期增长快，后期下降慢，叶面积高值持续期长，干物质积累快,生物产量高，穗粒数多，百粒重高，产量性状明显优于传统平作，增产显著。孙梦媛等[27]研究表明全膜垄作均能增加马铃薯产量。陈志权等[28]研究表明，垄作使水稻产量增加10%左右。王成雨等[29]研究表明宽行垄作增强苗期淹水夏玉米光合和抗倒性提高产量。潘永东等[30]研究表明垄作提高啤酒大麦产量和品质。本研究表明垄作提高了蚕豆单株荚重与百粒重，垄作覆盖地膜和稻草主要通过提高蚕豆单株荚重与百粒重来增加鲜食蚕豆产量。垄作、垄作覆盖地膜能提高鲜食蚕豆产量的主要原因可能是垄作、垄作覆盖地膜改善土壤环境促进了蚕豆根系生长发育，从而增加了蚕豆生长量并提高产量。垄作有利于作物生长提高作物产量，但是生产上垄作机械较少，因此关于垄作机械研发是重点研究方向之一。

4 结论

本文研究表明垄作、垄作覆盖地膜、垄作覆盖地膜和稻草提高了土壤温湿度，垄作、垄作覆盖地膜、垄作覆盖地膜和稻草增加、加了鲜食蚕豆干物质积累并且提高了鲜食蚕豆产量。垄作、垄作覆盖地膜和稻草提高鲜食蚕豆产量的途径主要是提高了鲜食蚕豆的百粒重与单株荚重。