不同绿豆品种生育期土壤水分变化及干物质积累的研究

王桂梅，邢宝龙，丁 婉

（山西农业大学高寒区作物研究所，山西 大同 037008）

绿豆属一年生草本植物，在我国已有两千余年的栽培历史，绿豆适应性广，抗逆性强，耐干旱，耐瘠薄，耐荫蔽。绿豆生育期短，并具有共生固氮、培肥土壤的能力，是补种、填闲和救荒的优良作物[1]。绿豆的营养价值较高，富含蛋白质、脂肪、碳水化合物、多种维生素以及钙、磷、铁等微量元素。绿豆中含有的膳食纤维、生物碱、单宁和黄酮类等生物活性物质可促进人体生理代谢活动。还有研究表明，绿豆提取物有较好的放射保护作用。丰富的营养物质和独特的保健功效使绿豆日渐成为消费者青睐的的重要产品。然而，由于我国绿豆基础性研究还比较薄弱，生产水平普遍较低，严重制约了绿豆产业的发展。

干物质生产是作物产量形成的基础，干物质积累与合理分配是提高作物产量的关键[2-3]。近年来，人们从不同角度研究了芸豆、小豆、水稻等多种作物植株干物质积累和分配的规律[4-6]，结果表明，不同作物干物质积累和转运存在一定差异，笔者选用不同品种绿豆为试验材料，探讨绿豆从出苗期到成熟期植株土壤含水量变化，茎、叶、荚各器官的干物质积累动态变化，旨在为绿豆高产栽培提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

参试绿豆品种共6 个，分别为晋绿9 号、冀绿0816、科绿2 号、中绿10 号、同111411、112752-1-黑荚。

1.2 试验地概况

试验地位于怀仁市毛家皂镇高寒所试验基地，试验地土壤为沙壤土，地势平坦，茬口一致，地力均匀，肥力中上等，前茬为黍子。

1.3 试验设计

采用单因素随机区组设计，重复3 次，小区长5 m，宽2 m，面积10 m2，试验于2019 年5 月18 日采用点播器精量穴播，行距、株距均为25 cm，种植密度为180 000 株/hm2，6 月6 日出苗，6 月18 日定苗，每穴留苗2 株。田间管理略高于当地大田水平。

1.4 测定项目与方法

1.4.1 土壤含水量的测定 分别在绿豆出苗期、开花期、结荚期和成熟期4 个生育时期，用铝盒烘干法进行土壤含水量测定，每个小区取样时，采用“S”形取样法选择3 个点，每个点用土钻分层取样，深度分 别 为0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm、60～80 cm、80～100 cm，将取得的每一个土样分别放入铝盒，封好盖后，带回实验室，称重后，放入105℃烘箱烘干，计算土壤含水量，计算公式如下。

土壤水分含量（%）=（原土重-烘干土重）/烘干土重×100

1.4.2 干物质积累量的测定 在绿豆出苗期、开花期、结荚期和成熟期4 个生育时期分别进行干物质积累量测定，每个小区取样3 株，取样后立即装入塑料袋密封后，带回实验室，将带回的样株自子叶节处剪去根系，将地上部分分为叶片、主茎、花、豆荚等器官，分别装入纸袋，然后将分装好的样品放入105℃烘箱中杀青30 min，降至80℃烘干至恒重，冷却后取出，迅速测定各器官的干物质重量，计算公式如下。

干物质积累量（%）=（烘干重/鲜重）×100

1.4.3 产量的测定 绿豆成熟后，每个小区分别进行收获和脱粒，单独测定产量。

1.5 数据分析

采用Excel 2010 和SPSS 19.0 软件对试验数据进行整理和统计分析。

2 结果与分析

2.1 绿豆不同生育时期土壤含水量的变化

由表1 可知，不同品种在相同的生育期土壤含水量不同，相同品种在不同的生育期土壤含水量也不同，6 个绿豆品种在出苗期到开花结荚期，土壤含水量在20～100 cm 随着土层的加深呈现先增加后降低的趋势，40 cm 土层土壤含水量相对其他土层较高。晋绿9 号出苗期40 cm 土壤含水量为11.39%，开花期40 cm 土壤含水量为12.29%，结荚期40 cm 土壤含水量为10.58%。冀绿0816 出苗期40 cm 土壤含水量为11.57%，开花期40 cm 土壤含水量为12.74%，结荚期40 cm 土壤含水量为10.69%。科绿2 号出苗期40 cm 土壤含水量为11.61%，开花期40 cm 土壤含水量为12.54%，结荚期40 cm 土壤含水量为10.86%。中绿10号出苗期40 cm 土壤含水量为11.43%，开花期40 cm 土壤含水量为11.78%，结荚期40 cm 土壤含水量为 10.90%。同111411出苗期40 cm土壤含水量为11.48%， 开花期40 cm 土壤含水量为12.93%，结荚期40 cm土壤含水量为10.98%。112752-1-黑荚出苗期40 cm土壤含水量为11.08%，开花期40 cm 土壤含水量为12.14%，结荚期40 cm 土壤含水量为10.70%。从出苗期到开花结荚期，6 个不同品种均在开花期40 cm 土壤含水量最高，这是由于开花期绿豆生长发育加快，其根部活动能力增强，蓄水效果相比出苗期和结荚期要好。在成熟期6 个不同品种20～100 cm 土壤含水量整体呈下降趋势，表明绿豆根系生长变缓，转为地上部营养器官的积累。

表1 不同绿豆品种土壤含水量测定结果

2.2 不同生育时期绿豆各器官干物质积累量的动态变化

2.2.1 叶 片 由图1 可知，从出苗期到开花期晋绿9 号、科绿2 号和中绿10 号这3 个品种叶片干物质积累量迅速增加，开花期到成熟期增速变缓，从出苗期到开花期112752-1-黑荚的干物质积累量增速较慢，从开花期到结荚期迅速增加，从结荚期到成熟期增速变缓，同111411 从出苗期到开花期干物质积累增速较慢，从开花期到成熟期快速增加，冀绿0816 从出苗期到结荚期干物质积累量呈“S”形变化，从结荚期到成熟期快速增加。成熟期叶片干物质积累量最大的是中绿10 号为34.92%，最小的是112752-1-黑荚，干物质积累量为27.57%。

2.2.2 茎 秆 由图2 可知，冀绿0816、中绿10 号、同111411 和112752-1-黑荚这4 个品种从出苗期到开花期茎秆干物质快速增加，冀绿0816 从开花期到结荚期干物质含量增速变缓，从结荚期到成熟期直线上升，中绿10 号从开花期到成熟期干物质含量平缓增加，科绿2 号从出苗期到成熟期干物质含量呈直线上升，晋绿9 号从出苗期到结荚期干物质含量直线上升，从结荚期到成熟期增速变缓。成熟期茎秆干物质积累量最大的为科绿2 号，干物质积累量为32.55%，最小的为112752-1-黑荚，干物质积累量为24.01%。

图2 不同绿豆品种茎秆干物质积累量变化

2.2.3 豆 荚 由图3 可知，绿豆豆荚从结荚期到成熟期6 个品种变化趋势都是呈直线上升，豆荚的干物质积累量明显升高，达到80%以上，其中晋绿9 号和同111411 达到93.78%和92.17%，科绿2 号在结荚期干物质积累量最小，为30.05%。而叶片和茎秆的干物质积累量在20%～30%，这表明在进入花荚盛期后，植株的生长中心逐渐由营养器官转向生殖器官，茎、叶的干物质分配比例逐渐下降，成熟期时干物质由茎、叶向荚迅速转移，荚壳和籽粒的干物质分配比例不断增大。不同品种间干物质的分配状况存在一定差异，高产品种晋绿9 号和同111411 在花后各阶段分配到主茎、叶片、荚和籽粒中的干物质显著高于低产品种科绿2 号，而分配到分枝叶上的干物质相对较少。

图3 不同绿豆品种豆荚干物质积累量变化

2.2.4 不同品种绿豆产量的比较 通过比较6 个不同的绿豆品种，结果经过方差分析，品种间产量有显著差异（图4），晋绿9 号、同111411 和112752-1-黑荚之间差异不显著，和其他品种差异显著，冀绿0816和112752-1-黑荚、中绿10 号差异不显著，和其他品种差异显著，中绿10 号和冀绿0816 差异不显著，和其他品种差异显著，科绿2 号和所有品种差异显著；晋绿9 号产量最高，为1 200.60 kg/hm2，其次为同111411，产量为1 190.60 kg/hm2。

图4 不同品种绿豆产量的比较

3 小结与讨论

试验结果表明，高产品种晋绿9 号和同111411各器官在开花后干物质积累和转运能力强，植株代谢较旺盛，叶片衰老缓慢，单株结荚数较多，有较大的库容量，最终获得了较高的产量。低产品种科绿2 号绿豆由于分枝生长较旺盛，营养竞争较激烈，单株结荚数减少，使同化物较多地分配和滞留在分枝上，产量较低。因此，在绿豆生产中，抓好花荚期的田间管理，延缓主茎开花节位叶片衰老。

作物的生长环境对作物生长发育过程中形态指标和干物质积累等指标产生影响，最终反映在产量上[7]。该研究表明，绿豆产量的形成过程是干物质积累从植株营养器官向生殖器官转移的过程，在一定时期内分配到籽粒中的干物质量越多，产量就越高。绿豆开花结荚期是籽粒产量形成的关键时期，但由于茎、叶与花荚之间存在着激烈的竞争，因此，协调好源库关系，促进物质向库器官分配是提高产量的关键[8]。进入结荚盛期，植株的生长中心逐渐转向荚粒，叶片和茎的干物质积累比重逐渐下降，籽粒的干物质积累比例不断增大。