果园间作粒用豇豆播期与密度试验研究

王洪皓，徐 敏，赵 秋

（辽宁省经济作物研究所，辽宁辽阳111000）

果园间作粒用豇豆播期与密度试验研究

王洪皓，徐 敏，赵 秋

（辽宁省经济作物研究所，辽宁辽阳111000）

为了研究果园间作条件下，不同播期和密度对粒用豇豆产量和主要性状的影响，本试验以粒用豇豆‘辽地豇2号’为材料，在3年生大榛子果园内，采用间作形式，进行比较试验。试验采用裂区设计，分别以播期和密度为主因素和副因素，研究比较粒用豇豆的籽粒产量和主要性状表现。结果表明：果园间作条件下，播期和密度对‘辽地豇2号’的产量和主要性状的影响分别达到了显著和极显著水平；播期和密度单因素对产量的影响呈抛物线型分布。相关分析表明：百粒重与单株产量呈弱负相关，其余各性状间皆为显著正相关；产量与百粒重、主茎节数呈负相关，与单株荚数呈弱正相关，与主茎分枝数和单株粒重成正相关。果园间作条件下，粒用豇豆在辽宁地区的适宜播期为5月29日，适宜密度16.5万株/hm2。

‘辽地豇2号’；果园间作；播期；密度；产量；主要性状

0 引言

中国属典型的资源约束型国家，人均耕地(0.08 hm2)不到世界平均水平的一半，严重威胁农产品的安全供给。人口、资源、环境和经济发展之间的矛盾日益加剧，因此，探索资源高效利用型的农业可持续发展道路就成为农业科技工作者的当务之急。

间作是利用不同作物的生态位差异，在相同季节合理配置在一起，形成充分利用各种自然资源的高效群落，从而提高复种指数、土地综合产出率，是农田多种多收、高产高效栽培的一个重要方法，是中国传统农业技术精华的重要组成部分。

中国具有丰富的食用豆类资源。多年来，食用豆类作物以其生育期短、适应性强、抗旱耐瘠薄的特性受到欢迎，成为间套复种作物、救灾作物的首选。近年来，随着人们生活水平的提高，食用豆类又以其营养丰富、口味多变受到欢迎，尤其是其特有的保健作用，更提升了价值，成为市场的宠儿。随着国家食用豆产业体系的建立，食用豆类的研究快速深入和扩大，对于栽培技术的研究逐步开展起来，配套了各种作物在不同地区的高产高效栽培技术体系并加以推广，比如：白艳鹏等[1]研究配套了红小豆的优质高产栽培技术；呼艳霞等[2]研究配套了绿豆的栽培技术；王静等[3]研究配套了芸豆的栽培技术；王延春等[4]、曹中星等[5]研究配套了红小豆、绿豆的有机、无公害栽培技术等。在间套作方面，研究配套了食用豆与多种农作物间作体系，比如：于运凯[6]对玉米绿豆间作效应进行了分析；李培等[7]对玉米红小豆间作模式中红小豆的适宜种植密度进行了试验研究；郭鹏燕等[8]对绿豆—花生间作种植技术进行了初步探索。

随着国家退耕还林政策的推进，林果业发展势头迅猛，发展林下经济，果园间作农作物面积也在增加。果园从建园到获得收益周期较长，1～3年的幼龄果园基本只有投入难有产出。在这种情况下，通过间作适宜的农作物获得一定收益，对于减轻果农的生产压力意义重大。在这方面，前人做了大量的研究：刘惠荣等[9]研究配套了幼龄果园套种大豆的高产高效栽培技术；张克等[10]确定了果树间作绿豆的最佳配置为行距37.5 cm，株距13 cm；张克等[11]对绿豆果树间作中绿豆种植密度进行了试验研究；苗昊翠等[12]研究比较了不同果树间作对花生产量及品质的影响。

豇豆属于豆科碟形花亚科豇豆属，按用途可分为菜用豇豆（即长豇豆）和粒用豇豆（普通豇豆）。其中粒用豇豆含有丰富的蛋白质以及膳食纤维，并且生育期短、适应性广、产量高，适合与多种作物进行间套作，在食用豆类作物中越来越受到重视。果树与粒用豇豆间作，形成立体复合群体。可以利用果树与粒用豇豆的生态互补功能，充分利用果树行间尤其是幼龄果园的水肥光热资源。同时，利用豇豆的天然固氮能力，可以促进土壤中氮素积累，改善土壤的物理性状，减少化肥农药施用量。那么，作为理想的果树间套种作物，粒用豇豆与果树间套种适宜密度和播期多少最合理呢？为解答这个问题，于2015—2016年在辽宁章古台地区进行了粒用豇豆与果树间作播期和密度试验研究，以期为该模式示范推广提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验地基本情况

本试验于2015—2016年，在辽宁章古台镇农业区域试验站试验田进行。果树为3年树龄大榛子，树冠直径约3.0 m，行距5 m，株距4 m。试验地前茬为荞麦。

试验采用平地起垄直播，垄宽为45 cm，播深10 cm。根据千粒重、发芽率和田间出苗率计算不同密度播种量，按小区称重到行。

1.2 试验材料

本试验所选食用豆品种为粒用豇豆‘辽地豇2号’，该品种由辽宁省经济作物研究所选育，2011年经辽宁省非主要农作物品种备案委员会备案。

1.3 试验设计

本试验采用裂区随机区组设计，3次重复，4行区，10 m行长，小区面积20 m2，重复间设走道1 m。大榛子树每行间种植1个密度处理。具体田间排列见图1。

图1 试验地田间排列图

本试验设两个因素，主因素为播期(A)，设3个播期梯度：A1（5月19日），A2（5月29日），A3（6月8日）。副因素为密度(B)，设5个密度水平：B1（13.5万株/hm2），B2（15.0万株/hm2），B3（16.5万株/hm2），B4（18.0万株/hm2），B5（19.5万株/hm2）。

1.4 调查方法

试验过程中，每小区选择典型植株定期、定株观测，主要观测根、茎、叶、花、果实的生长发育等性状。在成熟期，每个小区选有代表性的植株10株，测定与产量性状有关的主要性状，包括主茎分枝、主茎节数、单株荚数、单株产量、百粒重。成熟后全部采收实测产量。

1.5 统计分析

用EXCEL 2003和DPS软件进行统计分析。不同处理间的差异采用二因素随机区组方差分析，多重比较采用Duncan新复极差法进行。

2 结果与分析

2.1 播期、密度对产量的影响

从表1可以看出，‘辽地豇2号’的产量水平为1933.3～2338.2 kg/hm2，极差为 404.85 kg/hm2，以处理A2B3（5月29日、16.5万株/hm2）的产量为最高，处理A1B5（5月19日、19.5万株/hm2）的产量为最低。

从表2可以看出，不同播期处理间的产量差异达到了极显著水平。不同播期处理间，处理A2（5月29日）比较有优势，与其他处理的产量差异达到了极显著水平。不同密度处理间，处理B3（16.5万株/hm2）与其他处理的产量差异达到了极显著水平。因此，处理A2B3生产上具有明显的优势。

2.2 主要性状分析

2.2.1 主茎节数 从表3可以看出，主茎节数的变化范围为8.59～12.97节/株，最高为处理A2B1，最低为处理A3B5。总体来说，A1（5月19日）播期主茎节数相对较多；B1（13.5万株/hm2）和B2（15.0万株/hm2）2个密度条件下，主茎节数相对较多。

多重比较结果（表4）显示，播期因素中，各处理主茎节数变化范围为10.44～10.51节/株，各处理间差异不显著，但播期早有利于增加主茎节数。密度因素中，各处理间变化范围为9.08～12.28节/株，B1、B2、B3和B4、B5之间差异极显著，密度小有利于增加主茎节数。

2.2.2 主茎分枝数 从表4可以看出，主茎分枝数的变化范围为3.2～5.4个/株，最高为处理A2B1，最低为处理A1B5。总体来说，播期A2（5月29日）和密度B1（13.5万株/hm2）处理表现明显优势。

多重比较结果（表4）显示，播期因素中，各处理主茎分枝数变化范围为4.40～4.47个/株，差异不显著。密度因素中，各处理变化范围为3.35～5.25个/株，差异极显著，密度小有利于增加主茎分枝数。

2.2.3 单株荚数 从表3可以看出，单株荚数的变化范围为15.80～24.45个/株，最高为处理A1B1，最低处理为A2B5。3个播期处理中，以A2（5月29日）处理单株荚数为最多；5个密度处理中，以B1（13.5万株/hm2）和B2（15.0万株/hm2）处理单株荚数最多。

多重比较结果（表4）显示，播期因素中，各处理单株荚数变化范围为19.61～19.98个/株，差异不显著。密度因素中，各处理变化范围为16.39～23.84个/株，差异极显著，密度小有利于增加单株荚数。

表1 播期、密度两因素对‘辽地豇2号’产量的影响

表2 播期(A)间、密度(B)间产量差异性比较

表3 不同处理对‘辽地豇2号’产量结构的影响

表4 播期、密度单因素对‘辽地豇2号’产量结构影响的差异性分析

2.2.4 百粒重 从表3可以看出，百粒重的变化范围为13.56～13.77 g，最高为处理 A1B1，最低为处理 A1B5和A3B3。3个播期处理中，以A2（5月29日）处理优势最明显；5个密度处理中，B1密度（13.5万株/hm2）条件下百粒重最大。

多重比较结果（表4）显示，播期因素中，各处理百粒重变化范围为13.57～13.70 g，A3处理与其他2个处理差异极显著。密度因素中，各处理百粒重变化范围为13.57～13.71 g，差异分别达到显著和极显著水平。

2.2.5 单株粒重 从表3可以看出，单株粒重的变化范围为16.55～25.17 g/株，最高为A3B1，最低为A3B4。3个播期处理中，A3（6月8日）优势较明显；密度处理中，B1（13.5万株/hm2）产量优势较明显。

多重比较结果（表4）显示，播期因素中，各处理单株粒重变化范围为21.70～21.85 g/株，差异不显著。密度因素中，各处理变化范围为19.42～25.03 g/株，B1处理、B2和B3处理、B4和B5处理间差异分别达到极显著，密度小有利于提高单株粒重。

2.3 主要性状间及其与产量的相关性分析

由表5可以看出，与产量相关性较大的为单株粒重和主茎分枝数，为正相关，相关系数达到0.5046；其次是单株荚数，为0.1772；主茎节数和百粒重与产量负相关，相关系数分别为-0.3771和-0.1551。

表5 ‘辽地豇2号’产量结构各因子间及与单株产量的相关性分析

与单株粒重相关性最大的是主茎分枝数(1.1076)，其次为单株荚数(1.0752)和主茎节数(1.0713)，百粒重与单株粒重呈负相关，但影响不大(-0.1034)。

各因素对百粒重的影响程度相近，从相关系数来说，主茎节数为0.3525，主茎分枝数为0.2539，单株荚树为0.2910，都在0.4以下，影响程度不大。

单株荚数与主茎节数、主茎分枝数相关较明显，相关系数分别达到1.04和1.0643，超过1.0，互作明显。

主茎节数与主茎分枝数之间的相关系数也达到了0.9719，接近1.0，互作较明显。

3 结论与讨论

3.1 果园间作条件下，不同的处理产量差异显著

豇豆属于食用豆类比较小众的一种作物，所以，以其为试验材料开展的研究有限。但赵秋等[13]在红小豆上开展了类似的研究，并得出结论认为，‘辽红小豆8号’在辽阳地区的夏播适宜播期为6月20—30日，适宜密度19.5万～21.0万株/hm2。同时，不同播期和不同密度处理间差异都达到了极显著水平。类似的研究在其他杂粮作物上也取得了成果：林佩佩等[14]对小麦品种‘扬辐麦3号’进行播期与密度的2因素试验，结果表明，不同播期之间产量差异显著，但密度以及播期与密度互作的差异不显著。贺建文等[15]利用芝麻品种‘鄂芝5号’进行了播期与密度的2因素试验，结果表明，播期与密度单因素的产量差异都达到了极显著水平。

本研究表明，不同播期和不同密度单因素的产量差异都达到了极显著水平。综合来看，产量最高的是5月29日播种，密度为16.5万株/hm2的组合，产量达到了2338.15 kg/hm2，该处理在生产上具有一定的优势。本研究虽然有着特殊性，但与前人的研究结果相比较，具有一定的可信性。

3.2 播期、密度与主要性状之间的关系

有关食用豆播期、密度与产量性状之间的关系，以红小豆为试材，通过相关和通经分析等研究，取得了诸多的研究成果。比如：许长军等[16]研究认为，单株荚数、单株粒数对单株产量影响较大，分枝数、生育期、百粒重和株高对其影响较小。刘锋等[17]研究表明，不同农艺性状与单株粒重的关联度不同，排序分别为：单株荚数＞百粒重＞单荚粒数＞节数＞株高＞荚长。张文兴等[18]研究认为，株高、主茎分枝数与主茎节数有一定的正相关关系。赵秋等[13]研究也认为，不同播期和密度对产量构成因素的影响分别达到了显著和极显著的水平，并且播期的影响更大一些。

本试验中，播期早有利于主茎节数的发育，但对于主茎分枝数、单株荚数、百粒重和单株粒重，5月29日播种效果更佳。密度方面，密度小有利于上述各性状的发育，可见随着密度的增大，单株的发育受到抑制。从相关分析可见，百粒重与单株产量呈弱负相关，其余各性状皆为显著正相关，相关系数皆大于或接近1，可见，植株的发育情况直接影响了产量性状的表现。同时，百粒重作为品种固有的特性，受外界因素影响不大，但营养生长过旺会对其形成负面影响。

3.3 播期、密度及主要性状对产量的影响

有关食用豆产量与播期、密度及各性状之间的关系，前人的研究同样集中在小豆、绿豆等方面。王明海等[19]等认为，播期早有利于提高红小豆产量。赵秋等[13]研究认为，播期早有利于主茎发育，但产量却受到环境、栽培等多个因素的影响。张文兴等[18]研究认为，3个主要的生产要素中，单株荚数、荚粒数与产量表现明显的正相关。

本试验中，播期方面，产量最高的第二播期，也就是5月29日播种的处理；密度方面，各处理产量呈抛物线型分布，即产量最高的是居于中间的处理3（16.5万株/hm2），然后是处理2和处理4，最低的是处理1和处理5。

从相关分析可见，产量与百粒重、主茎节数呈负相关，与单株荚数呈弱正相关，与主茎分枝数和单株粒重成正相关。总体看来，可以认为产量受植株的发育情况影响较大，这也从一个方面体现了营养生长与生殖生长平衡的重要性。

3.4 主茎节数和主茎分枝数相关分析结论较为复杂

本试验相关分析中，主茎节数和主茎分枝数呈强正相关，相关系数接近1.0(0.9719)，但前者与产量呈负相关，而后者与产量呈正相关。一般认为，植株发育旺盛，主茎节数较多，必然分枝数较多，在生育期能够满足的情况下，有利于提高产量；若不能正常成熟，则会极大地影响产量，这也是许多具有无限生长特性的农作物可以通过化学调控，平衡其营养生长和生殖生长，进而保证和提高产量[20-23]。

在本试验中，2个密切相关的性状对产量的影响相反，个人认为其原因在于：豇豆的播种密度较大，限制了植株的横向发育，分枝长度有限，则分枝上豆荚能够基本成熟。这种情况下，如果植株发育过旺，主茎节数会不断增加，分枝数随之增加，但上部分枝所结的果荚由于形成较晚，无法保证成熟。同时，上部分枝的旺盛发育由消耗了大量的营养，影响了中下部分枝和果荚的发育和成熟，进而影响了产量。所以，在生产中，可以考虑进行合理的化学调控，达到增加产量、提升品质的目的。

3.5 品种的遗传特性和栽培管理方式对产量的贡献率

赵秋等[13]研究认为，对红小豆产量影响较大的是百粒重，其次是单株发育情况，说明了大粒品种具有一定的生产优势，这个结论与本试验结果正好相反。这就提出了问题——品种的遗传特性和栽培管理方式对产量的贡献率究竟哪个大些？

相比之下，本试验具有一定的特殊性：一是所选试材不同，作物各有特性；二是本试验是在果园间作的情况下进行的，果树对豇豆发育有一定的负面影响。但个人认为，尚不足以导致如此相反的结论，因此这个问题还需探讨。

3.6 单项分析的结论与综合分析的结论不能完全符合

本试验首先分析了播期和密度对产量的影响，结论认为A2B3（5月29日播种，密度为16.5万株/hm2）组合更具优势。再分析播期和密度对各构成因子的影响，却发现各项指标分别占优的是B1处理（13.5万株/hm2），A2处理仅在主茎节数、主茎分枝数2个方面占优。不考虑播期处理，在密度方面，单项比较和综合表现如此不同，这个现象同样值得探讨。

总之，通过本试验，可以证明果园，尤其是幼龄果园间作粒用豇豆是可行的，并且以5月29日播种，密度为16.5万株/hm2的栽培方式为优。同时，建议在生产中合理进行化学调控以提升产量和品质，并继续完善，争取形成能够应用于生产的栽培技术规程。

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Sowing Time and Density of Intercropping Grain Cowpea in Orchard

Wang Honghao,Xu Min,Zhao Qiu
(Liaoning Cash Crop Institute,Liaoyang 111000,Liaoning,China)

To study the influence of different sowing times and densities on the yield and main characters of grain cowpea in orchard intercropping conditions,grain cowpea cultivar—‘Liao Ground Cowpea No.2’was used as material,a comparative test was conducted by intercropping cowpea in 3-year old cobnut orchard.The split plot was designed,sowing time and density were used as main factor and side factor,grain yield and main characters of cowpea were studied and compared.The results showed that when intercropping in orchard,the influence of sowing time and density on yield and main characters was significant and extremely significant,respectively;the influence of single factor on grain yield was parabolic distribution.Correlation analysis showed that there was a weakly negative correlation between 100 grain weight and yield per plant,the other characters were significantly and positively correlated with each other;yield was negatively correlated with 100 grain weight and the number of stem node,weakly positive correlated with the number of pods per plant,positively correlated with the branch number and grain weight per plant.The conclusion was that when intercropping grain cowpea in orchards in Liaoning,the suitable sowing time was May 29thwith a suitable density of 16.5×104plants/hm2.

‘Liao Ground Cowpea No.2’;Orchard Intercropping;Sowing Time;Density;Yield;Main Characters

S521.352

A论文编号：cjas17030004

农业部“国家食用豆产业技术体系沈阳综合试验站建设”(CARS-09-28)；辽宁省农业综合开发重点项目“沈阜高速带粮油果高效栽培关键技术推广”(SNF-2015-A-02)。

王洪皓，男，1984年出生，辽宁辽阳人，推广硕士，助理研究员，研究方向：食用豆育种与栽培技术。通信地址：111000辽宁省辽阳市白塔区胜利路65号辽宁省经济作物研究所，E-mail：153176163@qq.com。

赵秋，女，1963年出生，辽宁兴城人，研究员，本科，研究方向：食用豆育种与栽培技术。通信地址：111000辽宁省辽阳市白塔区胜利路65号 辽宁省经济作物研究所，Tel：0419-2535916，E-mail：zhaoqiu702@163.com。

2017-03-01，

2017-04-14。