不同播期夏播小豆产量性能动态指标与光温水效应

王乐政，华方静，曹鹏鹏，高凤菊，夏文荣

（1.德州市农业科学研究院，山东 德州253015；2.德州学院，山东 德州253023）

小豆（Vigna angulars）是我国主要的食用豆类作物之一［1］。小豆能固氮、活化土壤磷素、富集钾素和微量元素，且耐瘠耐旱，适宜间作套种；作绿肥翻压后分解较快，是很好的绿肥作物；鲜秸秆含有丰富的粗蛋白、粗脂肪、矿质元素和较低的粗纤维，饲喂适口性好，是优质的饲料［2−3］；种子则是高蛋白、低脂肪、中淀粉的药食两用食物［4−5］，因而越来越受到生产者和消费者的青睐。随着国家对农业供给侧结构性改革措施的推动，小豆播种面积和产量的增长逐年加快，对小豆栽培生理、高产优质的研究也日益深入［6−7］。小豆属短日照作物，对气候环境反应敏感［8］，其产量由多因素控制，不仅受品种和栽培措施的影响，同时又与光、温、水等气象资源的充分利用直接相关［9−10］。播期调控光、温、水等气象因子在各生育阶段的分配，影响作物的生育进程，最终影响作物的产量与品质［11−12］。分期播种改变了各生育阶段的光、温、水环境，使小豆的生长发育进程发生变化，进而导致其形态性状和产量性状有规律地变化［13−14］。小豆迟播，日平均温度升高，日照时数缩短，生长发育进程加快，花期降水量减少，而影响了单株花数和单株荚数的提高，造成产量降低［15］。小豆播种至开花天数与积温和日照时数显著相关，产量与日照时数呈极显著正相关，与积温呈显著正相关，与日最低温呈显著负相关［16］。可见，先前的研究多集中于气象因子对小豆生育期、生育结构、产量构成及产量的影响等方面，而对光、温、水等多个气象因子与平均叶面积指数、平均净同化率、总光合势等光合性能指标的关系研究较少，气象因子资源量分配与小豆产量关系的研究鲜有报道。因此，研究光、温、水等气象因子与产量性能指标的关系和调控效应，对合理利用气候资源从而提高产量具有重要实践意义。

作物产量“三合结构”模式将源与光合性能因素相联系，库与产量构成因素相对应，以流连接各有关性状，将源、库、流三理论有机地联系起来，较全面系统地阐述了产量的形成；“三合结构”定量表达式（平均叶面积指数×生育天数×平均净同化率×收获指数=穗数×穗粒数×百粒重）明确了作物产量性能指标与产量形成的关系，其中既有反映光合物质生产的主要指标，也有反映产量构成的关键参数，并受作物、品种、栽培、土壤和生态多因素调控，明确产量性能指标的调控效应，可有的放矢地指导作物栽培技术研究［17］。本研究在此基础上，选用2 个不同类型的小豆品种（系）为材料，通过分期播种形成不同的光、温、水生长环境条件，分析光、温、水气象因子资源量在小豆生育前、后期的分配特点以及对产量性能指标的影响，拟明确夏播小豆产量的最佳气象因子资源量分配率及其组合，为合理利用气象资源，进一步挖掘小豆的增产潜力提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2019 年6−9 月在德州市农业科学研究院现代农业科技园试验基地（37°27′N，116°18′E）进行，试验期间光、温、水气象数据见表1，小豆生长期间的日照时数、平均气温和降水量与常年基本持平，但降水量在小豆开花期（8 月中下旬）较多、结荚成熟期（9 月）较少。供试土壤为黄潮土，试验地0～20 cm 土壤基础理化性状为：含盐量0.10%，pH 值7.87，有机质12.37 g·kg−1，全氮1.31 g·kg−1，速效氮62.01 mg·kg−1，速效磷57.11 mg·kg−1，速效钾102.57 mg·kg−1。前茬作物为冬小麦（Triticum aestivum），小麦收获后秸秆还田。

表1 小豆生长期间的气象因子Table 1 Meteorological factors of adzuki bean during the growth period

1.2 试验材料

供试品种：花小豆（B0001263），德州地方小豆品种，中晚熟，生育期99 d，半蔓生型，无限结荚习性，粒色花纹，抗旱性强耐瘠薄，适应性广。德红5261 为德州市农业科学研究院选育的红小豆品系，母本中红8 号，父本红资4306 为当地农家种混合群体的变异单株，中早熟，生育期85 d，直立生长，有限结荚习性，种皮红色，抗病抗逆性强，综合性状较好。

1.3 试验设计

试验采用二因素裂区设计，主区为播期（T，月/日），设T1（6/17）、T2（6/22）、T3（6/27）、T4（7/2）和T5（7/7）5个水平；副区为品种（V），设V1（花小豆）和V2（德红5261）2 个水平。同一播期不同品种随机排列，3 次重复，共10个处理，30 个小区，每个小区面积为15 m2（5 m×3 m），区内种植6 行，行距0.5 m，株距0.2 m，种植密度10 万株·hm−2，重复间设1 m 调查道，四周设2 m 保护行。依据当地生产管理水平进行生育期内的田间管理，各小区田间操作保持一致。

1.4 测定指标与方法

1.4.1 生育期 记载各处理出苗期、始花期、盛花期、盛荚期、始熟期及成熟期，计算全生育期（growth day，D）、生育前期、生育后期。全生育期为出苗期至成熟期天数，生育前期为出苗期至盛花期天数，生育后期为盛花期至成熟期天数。

1.4.2 产量及其构成因素 于成熟期各小区选取代表性植株10 株，调查单株荚数、每荚粒数（grain number per pod，GN），计算单位面积荚数（pod number per unit area，PN）、测定单株粒重和百粒重（100-grain weight，GW）。分茎、荚皮、籽粒（因植株成熟叶片和叶柄自然脱落，故无法统计）3 部分风干并称量干物重（dry matter accumulated，DMA），计算收获指数（harvest index，HI），对试验小区分别实收测产，取中间4 行计产（计产面积10 m2），脱粒后自然晒干，称量小区籽粒产量折合成单位面积产量（yield，Y）。单位面积荚数（PN）=单株荚数×单位面积株数；收获指数（HI）=成熟期单株粒重/成熟期单株干物重。

1.4.3 平均叶面积指数与总光合势 分别于始花期、盛花期、盛荚期、始熟期，各小区选取代表性植株5 株，用打孔称重法测量叶面积。叶面积指数（leaf area index，LAI）=单株叶面积×单位土地面积内的株数/单位土地面积。采用文献［18−19］方法计算平均叶面积指数（mean leaf area index，MLAI）与总光合势（leaf area duration，LAD）。相对LAI 动态模型y=（a+bx）/（1+cx+dx2）中y为出苗后各生育时期叶面积指数与最大叶面积指数的比值即相对叶面积指数，x为出苗后天数与出苗至成熟天数的比值，a，b，c，d为模型参数。将y=（a+bx）/（1+cx+dx2）从x1到x2积分即为x1至x2时期总相对光合势（relative leaf area duration，RLAD）；将RLAD 除以持续时间x2−x1，可得到x1至x2时期平均相对叶面积指数（mean relative leaf area index，MRLAI）；然后乘以最大叶面积指数（LAImax）即可得x1至x2时期平均叶面积指数（MLAI）。总相对光合势（RLAD）、最大叶面积指数（LAImax）以及生育天数（D）3 者的乘积即为总光合势（LAD）。

1.4.4 平均净同化率与平均作物生长率 根据张宾等［17］提出的“三合结构”定量表达式（MLAI×D×MNAR×HI=EN×GN×GW），结合小豆的生产特点改表达式为：MLAI×D×MNAR×HI=PN×GN×GW，即平均叶面积指数×生育天数×平均净同化率×收获指数=单位面积荚数×每荚粒数×百粒重。平均净同化率（mean net assimilation rate，MNAR）与平均作物生长率（mean crop growth rate，MCGR）以此改进的表达式进行估 算。 由 此 可 知，DMA=Y/HI=PN×GN×GW/HI；MNAR=DMA/LAD；LAD=MLAI×D；MCGR=MLAI×MNAR。“三合结构”定量表达式明确了作物产量性能各因子间以及各因子与产量形成的关系。

1.4.5 气象数据 小豆生育期内日最高温、日最低温、日均温度、日照时数和日降水量等气象数据由德州市气象局提供。积温是调查期内日平均温度≥10 ℃的逐日平均温度之和；日照时数是调查期内逐日日照时数之和；降水量是调查期内逐日降水量之和。

1.5 模型建立

1.5.1 相对叶面积指数模型 利用2 个小豆品种不同播期叶面积数据进行相对叶面积指数模型的建立与检验。利用Curve Expert 1.50 软件对方程进行拟合，采用根均方差（root mean squared error，RMSE）和相对根均方差（root relative mean squared error，RRMSE）来检验拟合值与观测值之间的符合度，RRMSE 值若小于10%，表明拟合值与观测值之间的一致性很好，10%～20%为比较好，20%～30%表明模拟效果一般［20］。

式中：Oi为观测值，Pi为拟合值，n 为样本容量；O 为观测值的平均值。

1.5.2 气象因子分配与产量回归模型 气象因子分配率=生育前期气象因子资源量/生育后期气象因子资源量，利用2 个小豆品种不同播期气象因子分配率及产量数据，采用偏最小二乘（PLS）回归建模，分析气象因子资源量分配与小豆产量的关系。

1.6 数据处理与分析

用Microsoft Excel 2007 进行数据处理，采用DPS 7.05 数据处理系统进行统计分析，新复极差法标定5%差异水平。

2 结果与分析

2.1 不同播期小豆生育天数和气象因子的变化

播期变化，引起小豆生育前、后期天数和光温水因子发生不同的变化（表2）。从V1品种来看，随播期推迟，生育前期天数、有效积温和日照时数均逐渐减少，播期间差异显著，降水量呈减少趋势，T1、T2间差异不显著，但显著高于T3、T4、T5，变异系数分别为11.24%、10.86%、14.30%和1.80%，以日照时数的变化最大，降水量变化较小；生育后期天数、有效积温和日照时数变化较小，降水量变化较大并随播期推迟呈增加趋势，变异系数分别为0.66%、1.08%、1.29%和10.60%。从V2品种来看，随着播期的推迟，生育前期天数、有效积温和日照时数均逐渐减少，降水量则呈增加趋势，播期间差异均显著，变异系数分别为7.02%、7.08%、14.24%和21.46%，以降水量变化最大，生育天数变化较小；生育后期天数和有效积温随播期推迟逐渐减少，变异系数为4.67%和6.36%，日照时数以T3最长，与T1、T2差异不显著，但显著长于T4、T5，变异系数为3.63%，降水量随播期推迟呈减少趋势，变化较大，变异系数高达62.68%。

2.2 不同播期小豆光合性能指标分析

2.2.1 小豆相对叶面积指数动态模型的建立与检验 参考张宾等［18］方法，用有理函数方程y=（a+bx）/（1+cx+dx2）分析小豆相对LAI 动态变化特征，其中y为相对叶面积指数，x为出苗后天数的相对值。利用不同播期试验数据，对出苗后的相对时间和相对LAI 进行拟合来确定方程的参数（表3）。由表3 可以看出，2 个小豆品种有理函数方程的相关系数均达极显著水平，说明有理函数方程模拟效果较好。V1、V2的根均方差（RMSE）分别为0.0536 和0.1141，对应的相对根均方差（RRMSE）分别为6.73%和16.24%，说明模拟值与实测值吻合度很好或较好，可用该有理函数方程对2 个小豆不同播期群体的相关指标进行分析。

2.2.2 不同播期下小豆光合性能指标的变化 由表4 可知，从V1品种来看，随着播期的推迟，平均叶面积指数、生育天数、总光合势和平均作物生长率逐渐减小，与播期推迟天数呈显著或极显著的负相关（rMLAI=−0.9781**、rD=−0.9921**、rLAD=−0.9852**、rMCGR=−0.9234*）；而收获指数和平均净同化率则相应增加，与播期推迟天数呈显著或极显著的正相关（rHI=0.9073*、rMNAR=0.9608**）。从V2品种来看，随着播期的推迟，平均叶面积指数、生育天数和总光合势逐渐减小，与播期推迟天数呈极显著的负相关（rMLAI=−0.9851**、rD=−0.9975**、rLAD=−0.9902**）；收获指数与播期推迟天数呈极显著的正相关（rHI=0.9949**）；平均作物生长率表现随播期推迟呈先增加后减少的趋势，平均净同化率则与播期推迟天数相关不显著，但二者均以T2播期最高，播期间差异显著。从2 个小豆品种光合性能指标的变异系数来看，V1各指标的变异系数均大于V2，说明V1受播期的影响程度大于V2，其中V1各指标受影响程度的大小顺序为：LAD＞MLAI＞MNAR＞MCGR＞HI＞D，V2为：LAD＞MLAI＞MCGR＞HI＞D＞MNAR。

表2 不同播期下小豆生育天数和气象因子的变化Table 2 Growth days and meteorological factors of adzuki bean in different sowing dates

表3 不同小豆品种相对叶面积指数动态模型参数Table 3 Dynamic model of relative LAI of different adzuki bean varieties

2.2.3 不同播期小豆光合性能指标的光温水因子效应 在播期的影响下，小豆不同生育阶段的光温水因子发生变化，从而使光合性能指标的变化表现出不同的特征。将2 个小豆品种生育前期有效积温（X1）、降水量（X2）、日照时数（X3）和生育后期有效积温（X4）、降水量（X5）、日照时数（X6），分别与光合性能指标（Y）进行逐步回归分析，选取影响光合性能指标的主要因子进行相关和通径分析（表5）。从V1品种来看，生育前期有效积温（X1）是影响光合性能指标的首要因子，通过直接和间接的正负作用，与平均叶面积指数、生育天数、总光合势和平均作物生长率均呈极显著正相关，与收获指数和平均净同化率呈极显著负相关；其次是生育前期日照时数（X3），通过直接和间接作用的正负调控，与平均叶面积指数、总光合势和平均作物生长率均呈极显著正相关，与平均净同化率呈极显著负相关；生育后期有效积温（X4）主要影响平均作物生长率，生育后期日照时数（X6）主要影响总光合势，相关关系均为显著正相关。由V2品种来看，影响光合性能指标的首要因子是生育前期有效积温（X1）和生育后期有效积温（X4），通过直接和间接的正负调控作用，生育前期有效积温（X1）与平均叶面积指数、总光合势和平均作物生长率均呈极显著正相关，与收获指数呈极显著负相关，生育后期有效积温（X4）与平均叶面积指数、生育天数和总光合势均呈极显著正相关，与收获指数呈极显著负相关；其次是生育前期日照时数（X3），通过直接和间接的正负作用，与生育天数和总光合势呈极显著正相关，与收获指数呈极显著负相关；生育前期降水量（X2）对平均叶面积指数和平均作物生长率有显著影响，相关关系均呈显著负相关；生育后期降水量（X5）主要影响平均作物生长率，相关关系为极显著正相关。由此可以看出，光温水因子与光合性能指标之间存在较为复杂的作用关系，且有明显的正负调节效应，有效积温是影响光合性能指标的首要因子，同时又是影响平均叶面积指数的重要因子，必须作为优先条件来考虑。因此，适期早播，增加有效积温，保持适当的平均叶面积指数，协调发展其他指标，提高光温水因子正负调节效应的得失补偿作用，可获得较高的小豆产量。

表4 不同播期下小豆光合性能指标变化Table 4 Changes of photosynthetic characteristics in different sowing dates

2.3 不同播期小豆产量及构成因素分析

2.3.1 不同播期小豆产量及构成因素变化 由表6 可知，不同播期条件下2 个小豆品种产量的变化规律一致，均随着播期推迟先增加后逐渐降低，各播期产量从大到小依次为：T2＞T1＞T3＞T4＞T5。从不同播期产量的变异系数来看，V1受播期影响的程度大于V2，品种间产量差异极显著，V2＞V1，品种与播期对产量表现出了极显著的互作效应。各产量构成因素受播期的影响程度不同，单株荚数和单株粒重变异系数较大，受播期影响较大，每荚粒数和百粒重变异系数较小，受播期影响较小，其中V2各产量构成因素（除单株粒重外）受影响程度较V1明显，且变化幅度不同，对于V1品种，首先受影响的是单株粒重，其次是单株荚数，再次是百粒重，最后是每荚粒数；V2品种则表现为单株荚数首先受影响，其次是单株粒重，再次是每荚粒数，最后是百粒重。

2.3.2 不同播期小豆产量及构成因素变化的光温水因子效应 产量是品种基因型在气象因子综合作用下的具体表现，品种是内因，气象因子是外因，外因的影响作用极其显著。播期变化引起不同生育阶段光温水因子变化，进而使小豆产量及构成因素表现出不同的差异。将2 个小豆品种生育前期有效积温（X1）、降水量（X2）、日照时数（X3）和生育后期有效积温（X4）、降水量（X5）、日照时数（X6）分别与产量及构成因素（Y）进行逐步回归分析，找出影响小豆产量及构成因素的主要因子并进行相关分析和通径分析（表7）。结果显示，对于V1品种，影响产量的主要因子是生育前期有效积温（X1），二者呈极显著正相关；影响单位面积荚数的主要因子是生育前期降水量（X2）和生育后期有效积温（X4），通过直接和间接的调控作用，生育前期降水量（X2）与单位面积荚数呈极显著正相关，生育后期有效积温（X4）与单位面积荚数呈不显著正相关；每荚粒数和百粒重受光温水因子的影响不显著，说明增加有效积温和生育前期降水量，有利于V1品种单位面积荚数的提高。对于V2品种，生育前期有效积温（X1）通过直接和间接的正负调控作用，与产量和单位面积荚数呈极显著正相关，是影响产量和单位面积荚数的主要因子；生育前期日照时数（X3）通过直接和间接的正负调控作用，与产量呈显著正相关，与每荚粒数呈极显著负相关，是影响产量和每荚粒数的主要因子；生育后期有效积温（X4）则对每荚粒数和百粒重有显著影响，均呈极显著负相关，说明增加生育前期的有效积温和日照时数，有利于V2品种单位面积荚数和产量的提高，但生育前期日照时数及生育后期有效积温的增加，不利于每荚粒数和百粒重的提高。由此可以看出，光温水因子对产量及构成因素也具有明显的正负调节效应，其中有效积温是重要影响因子。

表5 不同播期小豆光合性能指标与光温水因子的关系Table 5 Relationship between photosynthetic characteristics and insolation，temperature，rainfall in different sowing dates

表6 不同播期下小豆品种产量及构成因素变化Table 6 Changes of adzuki bean yield and its components in different sowing dates

2.3.3 气象因子资源量分配与小豆产量的关系 在播期的影响下，气象因子在生育前期和生育后期的分配表现出不同的特点，使得不同播期小豆的产量表现出明显差异。可用生育前、后期的生育天数、有效积温、降水量及日照时数各变量的比值（前期数值与后期数值之比）来反映气象因子资源量在生育前期和后期的分配率。分别以生育前、后期生育天数（x1）、有效积温（x2）、降水量（x3）及日照时数（x4）的比值为自变量，产量为因变量（y），采用偏最小二乘（PLS）回归建模，分析气象因子分配与小豆产量的关系。确定潜变量个数为3，根据PLS 得到如下二次多项式回归模型：

表8 显示了在提取不同潜变量个数时，数据标准化后模型的误差平方和PRESS 统计量下降情况，并得到相应潜变量时模型拟合的决定系数R2。从决定系数可以看出，提取3 个潜变量时，2 个回归模型的拟合程度都较好。

对于V1品种，生育前、后期天数（x1）、有效积温（x2）、降水量（x3）及日照时数（x4）的比值对产量的主效应均为正效应，各因子对小豆产量的影响顺序为x4＞x2＞x1＞x3，说明生育前、后期日照时数比值对V1品种产量影响最大；对于V2品种，生育前、后期生育天数（x1）、有效积温（x2）及日照时数（x4）的比值对产量的主效应均为正效应，降水量比值（x3）则产生负效应，各因子对小豆产量的影响顺序为x1＞x4＞x3＞x2，说明开花前、后的生育天数比值对V2品种产量的影响最大（表9）。

表7 不同播期小豆产量及构成因素与光温水因子的关系Table 7 Relationship between yield，yield components and insolation，temperature，rainfall of adzuki bean in different sowing dates

表8 数据标准化后模型误差平方和及决定系数Table 8 Error sum of squares and determination coefficient of data standardized model

根据设定的条件对2 个回归模型进行优化，得到各个变量的优化值。对于V1品种，自变量的优化值分别为：x1=1.86、x2=2.27、x3=49.73、x4=1.45，最优目标函数值为2563.50 kg·hm−2，说明生育前期生育天数相对较长，光热资源充足，降水量相对较多，而花后降水量相对较少时，有利于V1品种产量的提高。对于V2品种，自变量的优化值分别为：x1=1.45、x2=1.49、x3=1.57、x4=0.98，最优目标函数值为2737.36 kg·hm−2，说明生育前期生育天数相对较长，水热资源充足，花后天气晴朗、日照时数相对较多，有利于V2品种产量的提高。

3 讨论

3.1 播期对产量性能指标的影响

作物产量“三合结构”定量表达式（MLAI×D×MNAR×HI=EN×GN×GW）明确了作物产量性能指标与产量形成的关系，其中既有反映光合物质生产的主要指标，也有反应产量构成的关键参数［17］，任何一个指标或参数发生变化，都会影响作物产量。播期的变化，使作物生长处于不同的气象条件下，影响了作物的生育进程，各生育阶段光合生产持续时间的改变直接影响了光合生产能力，进而影响了光合物质积累和产量形成［21−24］。本研究发现，随着播期推迟，2 个小豆品种的生育天数、平均叶面积指数、总光合势亦逐渐减小，V1品种的平均作物生长率逐渐减小，收获指数和平均净同化率则相应增加，V2品种的平均作物生长率呈先增加后减少的趋势，平均净同化率与播期相关不显著，与前人研究［16，25］结果一致。

表9 影响因子对小豆产量作用的标准回归系数Table 9 Standard regression coefficient of influence factor on adzuki bean yield

赵翠媛［16］研究表明，播期的推迟使小豆单株荚数和产量降低，单荚粒数无显著变化，百粒重呈现适播大于晚播和早播的变化。邓小鹏［25］认为，无论是单株荚数、单株粒重，还是百粒重、总产量，都随播期的推迟而减少。本研究表明，2 个小豆品种的产量、单株荚数和单株粒重均表现为随着播期推迟先增加后逐渐降低，T2＞T1＞T3＞T4＞T5，每荚粒数和百粒重受播期影响较小；品种间产量差异极显著，中早熟品种V2＞中晚熟品种V1，与先前的研究有一定差异，这可能由试验地点的气象条件以及试验材料对环境反应的敏感度不同［8］所致，不同生态区小豆的播期效应有待于进一步研究。

3.2 产量性能指标的光温水因子效应

产量是由多因素控制的数量性状，是品种、栽培措施与光温水因子互相协调、共同作用的综合体现，因此提高作物产量，不仅要从品种和栽培措施上着手，还应考虑影响产量性能指标的光、温、水等气象因子。由于不同试验地点光、温、水因子变化的差异，以及不同生态类型小豆品种对光温反应的差异［26−29］，导致小豆各产量性能指标均有其对应的主要因子。本研究中，有效积温是影响光合性能指标的首要因子，2 个小豆品种生育前期有效积温均与平均叶面积指数、总光合势和平均作物生长率呈极显著正相关，生育前期日照时数与平均叶面积指数、总光合势均呈极显著正相关。生育前期有效积温是影响V1品种生育天数的主要因子，生育前期日照时数和生育后期有效积温是影响V2品种生育天数的主要因子。同时，光温水因子也影响小豆产量及其构成因素，对V2品种，生育前期日照时数显著影响产量，与产量呈显著正相关，生育前期有效积温与单位面积荚数呈极显著正相关，而与每荚粒数呈极显著负相关，生育后期有效积温与每荚粒数和百粒重呈极显著负相关；对V1品种，单位面积荚数与生育前期降水量呈极显著正相关，而与生育后期有效积温相关不显著，但总的来看，生育前期有效积温仍是影响2 个小豆品种产量的最主要因子，进一步验证了光温水因子对产量性能指标的正负调节效应。简言之，在小豆整个生育过程中，既要有较高的温度，也应有一定的有效积温，减少有效积温，降低花后日均温，均不利于小豆植株的生长和干物质的积累。综上所述，有效积温是影响产量性能指标的重要因子，适期早播，增加有效积温，保持适当的日照时数和平均叶面积指数，努力提高单位面积荚数，增加光温水因子正负调节效应的得失补偿作用，是小豆获得较高产量的关键措施，这与前人［15−16，30−32］研究结果有相似之处。

3.3 气象因子资源量分配与播期调整

影响作物产量的环境因素除了栽培措施外，更主要的是气象因子；气象条件中光、温、水等因子的不同组合，对作物生产有着重要影响，气象因子的最佳组合是作物高产的前提和保障［33］。侯玉虹等［34］以气象因子资源量在吐丝前、后的比值为指标，分析了春玉米（Zea mays）不同产量水平下气象因子资源量的分配特点，发现春玉米适期早播，在延长总生长天数的前提下，适当增加吐丝前的生长天数、降水量以及日照时数均能提高产量，当生长天数、有效积温、降水量以及日照时数在吐丝前、后的分配比值均约为1.4 时，可获得高产甚至超高产。

本试验以生育天数（x1）、有效积温（x2）、降水量（x3）及日照时数（x4）在生育前、后期的比值（分配率）为自变量，小豆产量为因变量（y），采用偏最小二乘（PLS）回归建模，分析了气象因子资源量分配率与小豆产量的关系，对回归模型进行优化，得到了各个变量的优化值。结果表明，各因子对中晚熟小豆V1产量的影响顺序为x4＞x2＞x1＞x3，因子最优组合为：x1=1.86、x2=2.27、x3=49.73、x4=1.45；各因子对中早熟小豆V2产量的影响顺序为x1＞x4＞x3＞x2，因子最优组合为：x1=1.45、x2=1.49、x3=1.57、x4=0.98。由此认为，夏播小豆适期早播，在延长总生育天数的前提下，适当增加生育前期的天数以提高光、温、水资源量，可达到增产的目的，中晚熟品种V1的播期效应更加明显。但由于本试验仅分析了一年的气象资料，其结果会受到一定的影响，同时，光、温、水气象因子在影响植物生理过程中也影响土壤营养物质矿化及植株对矿质营养的吸收，因此，夏播小豆高产所需的光、温、水气象因子指标仍需进一步研究。

4 结论

通过对不同播期夏播小豆的产量性能指标与光、温、水气象因子进行分析，表明光、温、水因子对产量性能指标有明显的正负调节效应。夏播小豆的单株荚数、单株粒重、平均叶面积指数、总光合势受播期的影响较大；适期早播小豆的产量、单株荚数和单株粒重最高，平均叶面积指数较大、总光合势较强，虽收获指数有所下降，但为后期的物质生产能力及产量的提高奠定了基础。适当增加生育前期的天数、有效积温、降水量和日照时数，可提高平均叶面积指数、总光合势和单株荚数，与中早熟品种V2相比，中晚熟品种V1的播期效应更加明显。在德州地区，夏播小豆选用中早熟品种V2在6 月20 日前后播种，光、温、水资源分配率及其组合较佳，可获得较高的产量。