整枝打顶对不同蚕豆品种鲜食产量及其产量构成因素的影响

钟小娟，杨梅，李欣，王华，鲜东锋，王娴淑，范元芳，项超

（1四川省农业科学院作物研究所/粮油作物绿色种质创新与遗传改良四川省重点实验室，成都 610066；2四川省种子站，成都 610041；3仪陇县农业技术推广站，四川仪陇 637600）

0 引言

蚕豆(Vicia fabaL.)是豆科(Leguminosae)蝶形花亚科(Papilionoideae)野蚕豆族(Viceae)巢菜属(ViciaL.)[1-2]，一年生或越年生的草本植物。蚕豆籽粒富含蛋白质、碳水化合物、粗纤维以及多种维生素和矿物质[3]，是集粮用、菜用、饲用和肥用的多用途作物，也是中国主要的栽培豆类之一[4]。在蚕豆的栽培管理措施中，整枝打顶是蚕豆秋播区高产高效的栽培措施之一，通过整枝打顶可调节蚕豆营养生长和生殖生长对养分的供需矛盾，可使供给顶芽和顶花序的养分转向下部花，促进有效分枝健壮生长[5-6]，对控制株高、提高结实率、增加茎粗、促进早熟和提高品质等有良好的效果。蚕豆的整枝打顶方式包括打主茎（摘心）、打无效枝和弱枝以及打顶（打尖）[1]。不同蚕豆品种的农艺性状及产量存在差异[3,7]，不同整枝打顶方式对蚕豆农艺性状和产量的影响也有差异。已有研究表明，打顶处理可有效降低蚕豆株高，提高鲜荚产量以及收获指数[7]；大粒菜用蚕豆在盛花期进行“疏枝+打顶”可提高产量、改善青荚外观品质，而应用“摘心+疏枝+疏花+打顶”的综合措施对大粒菜用蚕豆的增产增收效果更显著[8]。因此，研究不同整枝打顶方式对不同蚕豆品种的农艺性状和产量表现，可在生产过程中为不同品种的配套高产技术提供理论依据。本试验通过对四川地区4 个主推蚕豆品种进行不同的整枝打顶方式处理，研究不同整枝打顶方式对不同蚕豆品种的农艺性状和产量影响，总结不同品种的最适整枝打顶方式，为四川地区蚕豆高产栽培提供试验依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

本研究选取四川省农业科学院作物研究所育成的4个品种（‘成胡10号’、‘成胡18’、‘成胡19’、‘成胡25’）为试验材料（表1），分别于2020—2021 年和2021—2022 年间在四川省农业科学院现代农业产业技术创新示范园（新都）种植。

表1 试验材料基本信息

1.2 试验设计与方法

本试验于2020—2021 年和2021—2022 年在四川省农业科学院现代农业科技创新示范园(30°40′N,103°54′E)进行。试验采用随机区组设计，每小区面积25 m2（共20 行），3 次重复。开沟条播，四周设保护行。人工拔除田间杂草，其他同当地常规大田管理。每个蚕豆品种的整枝打顶处理时期及方式依照《蚕豆生产技术》[1]一书中的描述进行，具体如表2 所示。每小区各品种的每个处理分别随机取10 株，根据《蚕豆种质资源描述规范和数据标准》[9]，考查记载植株的株高、有效分枝数、单株荚数、荚长、荚宽、单株荚重、单株粒数、单株粒重等主要农艺性状，单摘单收统计小区产量。

表2 不同整枝打顶处理方式

1.3 数据分析

试验数据采用Microsoft Excel 进行统计处理，采用SPSS 20.0软件进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 不同整枝打顶处理对不同蚕豆品种农艺性状的影响

2.1.1 对株高的影响如图1所示，4个蚕豆品种中，‘成胡25’的株高较其余3个蚕豆品种更矮，且4个蚕豆品种的株高在2020—2021年均高于2021—2022年，表明不同年份间的气候差异对蚕豆株高有一定影响。结合2 年的平均株高数据（图1），不同整枝打顶处理中，T4处理下4个蚕豆品种的株高均低于对照(CK)，对‘成胡10号’、‘成胡19’和‘成胡25’的株高影响达显著水平，对‘成胡18’的株高影响较小，说明T4处理可控制蚕豆株高，以去除顶端优势。除此之外，T1处理下4个蚕豆品种的株高也均低于CK，但影响程度低于T4处理，说明处理方式的增加对株高的影响没有叠加效应。这些结果表明，T4处理是控制株高的有效方式。

图1 2020—2022年不同整枝打顶处理对不同蚕豆品种株高的影响

2.1.2 对荚长的影响如图2 所示，4 个蚕豆品种中，鲜食专用型蚕豆‘成胡25’的荚长显著大于其余3个蚕豆品种，且4 个蚕豆品种在不同年份间的荚长无明显差异，表明荚长受不同年份间气候差异的影响较小。2年平均试验数据显示，各处理下‘成胡10号’荚长的变化幅度为9.9～11.7 cm，‘成胡18’荚长的变化幅度9.7～9.9 cm，‘成胡19’荚长的变化幅度为9.8～11.5 cm，‘成胡25’荚长的变化幅度为16.0～17.5 cm。综合2 年试验数据来看，T1处理对‘成胡10号’的荚长有明显的促进效应，T2处理可增加‘成胡19’的荚长，而各整枝打顶处理基本不影响‘成胡18’和‘成胡25’的荚长。这表明不同整枝打顶处理方式对蚕豆荚长的影响在不同蚕豆品种间有较大的差异。

图2 2020—2022年不同整枝打顶处理对不同蚕豆品种荚长的影响

2.1.3 对荚宽的影响如图3所示，4个蚕豆品种中，‘成胡25’的荚宽略高于其余3个品种。2年平均试验数据显示，‘成胡10 号’在各处理间荚宽变化范围为2.0～2.2 cm，其中T2处理下的荚宽显著高于CK。‘成胡18’在各整枝打顶处理下的荚宽均无显著差异。‘成胡19’在各处理下的荚宽变化范围为2.0～2.2 cm，T2处理下的荚宽高于CK。‘成胡25’在各处理间变化范围为2.2～2.5 cm，其中T4处理下的荚宽显著高于CK。综合来看，T2处理可提高‘成胡10 号’和‘成胡19’的荚宽，T4处理可显著提高‘成胡25’的荚宽，而各整枝打顶处理对‘成胡18’的荚宽无明显影响。

图3 2020—2022年不同整枝打顶处理对不同蚕豆品种荚宽的影响

2.2 不同整枝打顶处理对不同蚕豆品种产量性状的影响

不同整枝打顶处理在2020—2021 年及2021—2022 年对不同蚕豆品种的有效分枝数、单株荚数、单株荚重等产量性状的影响如表3、表4所示，2年平均结果如表5所示。

表3 2020—2021年整枝打顶对不同蚕豆品种鲜食产量相关性状的影响

表4 2021—2022年整枝打顶对不同蚕豆品种鲜食产量相关性状的影响

表5 2020—2022年整枝打顶对不同蚕豆品种鲜食产量性状的影响

综合各年数据及2年平均数据，与CK相比，‘成胡10号’在不同整枝打顶处理方式下的有效分枝数均无显著差异；T1处理下，2年的平均单株荚重、单株粒数、单株粒重均显著高于CK；T2和T4处理在2年的单株荚数、单株荚重、单株粒数和单株粒重均显著高于CK；T3处理可显著提高单株粒数和单株粒重；2 年平均出籽率和百粒重在各处理间无显著差异。2 年数据表明，不同整枝打顶处理方式中，T1、T2和T4处理对‘成胡10号’的单株荚数、单株荚重、单株粒数和单株粒重均有不同程度的显著影响。

各整枝打顶处理对‘成胡18’产量性状的影响与其余蚕豆品种不同，与CK相比，各处理对产量性状的影响在不同年份间表现出不同的趋势（表3，表4），且2年平均数据显示，各产量性状在不同处理下均与CK差异不显著（表5）。因此推测，各整枝打顶处理对‘成胡18’产量性状的影响因不同年份间气候条件的差异而有所不同。

各种整枝打顶处理方式对‘成胡19’的产量性状影响表现为，与CK 组相比，T1处理下2 年的单株荚重和单株粒数均显著高于CK；T2处理下的单株荚重、单株粒数和单株粒重均均显著高于CK，且在2年间表现出相同的趋势；T3处理下仅单株粒数在2 年间均显著高于CK组；各处理中，T1、T2和T3处理下的出籽率均显著低于CK；各处理在2 年间的百粒重也显著低于CK。因此，对‘成胡19’的整枝打顶处理中，T1处理和T2处理可显著提高‘成胡19’的单株荚重、单株粒数和单株粒重，其中T2处理的提高效应更大，但各整枝打顶处理会显著降低出籽率和百粒重。

比较4个蚕豆品种的CK组可知，作为鲜食专用型蚕豆，‘成胡25’的单株荚重、单株粒数和单株粒重均大于其余3个蚕豆品种，而各整枝打顶处理对‘成胡25’的产量性状的影响与其余3个蚕豆品种也表现出相反的趋势。与CK 相比，各处理对‘成胡25’的有效分枝数无显著影响，对单株荚数、单株荚重、单株粒数和单株粒重在不同年份间均表现出负向效应；T4处理下的出籽率略高于CK；与其余产量性状不同的是，各处理下的百粒重在多个处理下均高于CK，其中T1处理在2年的平均百粒重较CK 分别增加4.8%，T2处理下平均增加10.2%，T4处理下平均增加9.0%。因此，综合2年数据可知，不同整枝打顶处理方式对‘成胡25’的单株荚数、单株荚重、单株粒数、单株粒重和出籽率均有负向影响，但T4处理对提高‘成胡25’的出籽率和百粒重有一定促进作用，百粒重的增加对鲜食蚕豆品种来说是有益的。

2.3 不同整枝打顶处理对不同蚕豆品种产量的影响

不同整枝打顶处理在2020—2021 年及2021—2022 年对不同蚕豆品种的产量影响如表6 所示。与CK 相比，T2和T4处理对‘成胡10 号’的鲜荚产量和鲜籽粒产量均有显著提高。T2处理下，鲜荚产量较CK组2 年平均增产17.5%，鲜籽粒产量2 年平均增产23.7%，均显著高于CK；T4处理下，鲜荚产量较CK组2年平均增产20.9%，鲜籽粒产量2 年平均增产25.7%，均显著高于CK。其余处理在不同年份间的增产幅度差异较大。因此，T2处理和T4处理可有效提高‘成胡10 号’的鲜荚和鲜籽粒产量，其中T4处理对鲜食产量的增产效应最大。

表6 2020—2022年整枝打顶对不同蚕豆品种鲜食产量的影响 kg/hm2

各整枝打顶处理对‘成胡18’鲜荚产量和鲜籽粒产量的影响与CK 组无显著差异，且在不同年份间表现出一致性，这与‘成胡18’各产量性状无显著差异相符。因此，与不做处理的CK组相比，整枝打顶处理对‘成胡18’的产量性状和产量均无明显影响。

各种整枝打顶处理方式对‘成胡19’的鲜荚产量和鲜籽粒产量的影响表现为，与CK组相比，T1处理下的鲜荚产量2 年平均增产28.0%，达显著水平，鲜籽粒产量仅在2022 年显著增产，不同年份间有明显差异；T2处理下的鲜荚产量2年平均增产61.2%，鲜籽粒产量2 年平均增产35.5%，均达显著水平；T3和T4处理在不同年份间的增产幅度差异较大。因此，对‘成胡19’而言，T1和T2处理可显著提高鲜荚和鲜籽粒产量，其中T2处理的增产效应更大。

‘成胡25’的鲜荚和鲜籽粒产量显著高于其余3个蚕豆品种，但在各整枝打顶处理下，‘成胡25’的鲜荚产量和鲜籽粒产量均有所下降。平均2 年看，各处理的鲜籽粒产量在2年间均低于CK，T3和T4处理下的鲜荚产量显著低于CK。因此，各整枝打顶处理对‘成胡25’的产量有显著负效应，这与各整枝打顶处理对大部份产量性状的负向影响相一致。由于产量与百粒重呈负相关[10]，因此，在对鲜食专用型蚕豆进行整枝打顶时，需对其产量与百粒重进行平衡，以达最大经济效应。

3 讨论

3.1 整枝打顶处理方式对鲜食蚕豆株型及鲜食产量的作用

通过整枝打顶技术调整植物株型可有效改善田间通风透光条件，促进植株光合作用，增加光合产物的供给[8,11-12]。株高与生物产量、倒伏性及光合效率等密切相关[13]，对蚕豆进行打顶，调整蚕豆株高，可以减少养分消耗，改变光合产物分配方向，保证由营养生长转入生殖生长对养分的需求，减少花而不实的现象，提高结荚结实增加产量[14]。吴春芳等[7]对本地主推的蚕豆品种及新育成品种进行品种和打顶裂区试验研究，结果表明打顶处理有效地降低了蚕豆株高和生物产量，提高了鲜荚产量以及收获指数。郭青范等[15]通过对春蚕豆进行花期第6～11层打尖试验，结果表明春蚕豆适期摘心打尖能有效降低植株株高，提高分枝数和单株鲜粒数，增加鲜籽粒和百粒重，从而提高鲜籽粒产量。此外，对分蘖能力较强的蚕豆品种进行适当的疏除弱小和无效分枝，可改善田间阴闭，减少落花落荚，进而提高蚕豆产量[8]。因此，合理地利用整枝打顶对蚕豆进行株型调整，可有效促使蚕豆植株有效利用光能，达到提高作物产量的目的。本研究中，整枝打顶对株高的影响表现为，对4 个蚕豆品种的打顶处理均能有效降低株高，表明打顶处理是调整蚕豆株高的有效手段，这与前人研究结果相符[7,14-15]。此外，对‘成胡10号’的去主茎和打顶处理，以及对‘成胡19’的去主茎处理，2年的大田试验测产均显著高于CK 组，表明合理的整枝打顶处理方式可以提高鲜食蚕豆产量。

3.2 环境及遗传背景对整枝打顶处理效果的影响

受遗传和环境等因素影响，不同品种的最佳整枝打顶方式可能不同。袁璟亚等[16]在不同年份间对2个蚕豆品种花期进行不同层数的打尖处理，2 个蚕豆材料在花期打尖处理后产量均有所增加，但由于环境等因素影响，不同材料的最佳花期打尖层数有所不同。本试验中，整枝打顶仅对‘成胡10号’和‘成胡19’的产量性状和产量有所影响，但对‘成胡18’的产量性状和鲜食产量无明显影响，且对‘成胡25’的部分产量性状有明显的负向效应，表明‘成胡18’和‘成胡25’2 个品种在实际生产中可无需进行整枝打顶处理。因此，整枝打顶对蚕豆生长和产量的作用，可能受到蚕豆品种不同遗传背景的影响。

3.3 蚕豆品种对整枝打顶处理的响应

本研究的4个供试品种中，‘成胡10号’为1982年选育的粮饲兼用的中粒型硬荚品种，耐病力强[17]，常用作四川地区对照品种[18-20]。‘成胡18’和‘成胡19’为高蛋白粮菜兼用型品种[21-22]，‘成胡25’是4个蚕豆品种中株高最矮，荚长最长，鲜食产量最高的鲜食专用型品种。与其余3 个品种不同的是，去无效和打顶处理后‘成胡25’的鲜荚产量显著减少，且各整枝打顶处理对‘成胡25’的鲜籽粒产量均为显著负向效应，但作为鲜食专用型品种，商品性是鲜食蚕豆的一个重要性状，总体要求鲜荚长而饱满，籽粒多而大，百粒鲜重大[23-25]。于海天等[10]在对早熟鲜食蚕豆主要农艺性状对鲜食产量性状的直接和间接作用的研究中表明，出籽率是影响鲜籽粒产量的直接因素，在以鲜籽粒产量为育种目标时，应以出籽率为主要性状进行选择。而本研究中打顶处理对提高‘成胡25’的百粒重及出籽率有一定促进作用，这对于其作为鲜食品种是有益的，表明不同蚕豆品种对整枝打顶处理的响应的确存在显著差异。

4 结论

本研究结果表明，对不同蚕豆品种进行打顶处理均能有效降低株高，但不同整枝打顶处理对各蚕豆品种的荚长均无显著影响。此外，整枝打顶对蚕豆的增产效应在不同蚕豆品种及不同整枝打顶方式间表现出差异性，去主茎和打顶处理均可显著提高‘成胡10号’的单株荚数、单株荚重、单株粒数和单株粒重，去主茎处理可提高‘成胡10号’17.5%的鲜荚产量和23.7%的鲜籽粒产量，打顶处理可提高20.9%的鲜荚产量和25.7%的鲜籽粒产量，其中打顶处理的增产效应大于去主茎处理；‘成胡19’的单株荚重、单株粒数和单株粒重在全处理和去主茎处理下均显著高于对照，且去主茎处理下，‘成胡19’的鲜荚产量2 年平均增产61.2%，鲜籽粒产量2 年平均增产35.5%，两年数据显示，去主茎处理可有效提高‘成胡19’的鲜食产量；不同整枝打顶处理方式对‘成胡18’的鲜食产量构成因素和鲜食产量均无明显影响；鲜食专用型品种‘成胡25’在各整枝打顶处理下，百粒重可增加3.3%～10.2%，其中打顶处理可提高5.2%的出籽率和9.0%的百粒重。综上，不同品种采取的整枝打顶处理方式不同，对其产量性状和鲜食产量的影响均有所不同。因此，在实际生产中，可选择性针对提高某些产量性状而采取不同的整枝打顶方式，以获得更高的经济效益。