申曉慧，姜成，何寧，項(xiàng)洪濤，曹大為，李婉

（1.宜春學(xué)院生命科學(xué)與資源環(huán)境學(xué)院，宜春 336000；2.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院耕作栽培研究所）

紅小豆具有生育期短，耐旱、耐瘠薄、生態(tài)適應(yīng)性廣等特點(diǎn)，同時(shí)又具有營(yíng)養(yǎng)豐富、醫(yī)食同源的特性，在餐桌上倍受青睞，是中國(guó)傳統(tǒng)出口農(nóng)產(chǎn)品[1-3]。以往紅小豆的研究工作主要集中在種子資源整理、新品種選育等方面。但近年隨著人們生活水平不斷的提高，對(duì)紅小豆需求量逐年增加，有關(guān)小豆高產(chǎn)栽培技術(shù)的研究也開始增多。如何通過生產(chǎn)技術(shù)集成，實(shí)現(xiàn)良種良法的合理配套，是爭(zhēng)取紅小豆單產(chǎn)新突破的關(guān)鍵，也是紅小豆栽培學(xué)科需要重點(diǎn)解決的問題。

播期是影響作物生產(chǎn)的重要栽培因素，合理確定播期可有效調(diào)整作物生長(zhǎng)發(fā)育進(jìn)程與季節(jié)同步，不僅可以充分利用當(dāng)?shù)毓?、溫、水等氣候資源，充分發(fā)揮品種生產(chǎn)潛力，還可以提高作物抵御外界不良環(huán)境的能力，保證作物高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)[4-7]。關(guān)于播期、品種搭配對(duì)紅小豆等作物生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量影響的研究已有報(bào)道，趙翠媛等[8]研究表明，紅小豆播期的推遲不僅使有效積溫顯著減少，而且花后日均溫差也會(huì)降低，不利于小豆開花結(jié)莢，從而降低產(chǎn)量；王明海等[9]研究認(rèn)為，早播有利于紅小豆產(chǎn)量的提高。趙秋等[10]對(duì)小豆播期與密度研究表明“遼紅小豆8號(hào)”在遼陽(yáng)地區(qū)適時(shí)早播有利于產(chǎn)量提高。綜上所述，前人研究主要集中播期以及播期與密度等因素對(duì)紅小豆產(chǎn)量及產(chǎn)量性狀方面的影響，且多數(shù)研究認(rèn)為早播更利于發(fā)揮紅小豆產(chǎn)量潛力。而關(guān)于播期對(duì)小豆生育進(jìn)程、產(chǎn)量及溫度與降水等氣候條件的相關(guān)性分析的研究顯見報(bào)道。尤其是小豆花后積溫與降雨等氣候條件對(duì)紅小豆產(chǎn)量及產(chǎn)量性狀的影響未見報(bào)道。研究選用黑龍江地區(qū)生產(chǎn)上大面積推廣應(yīng)用的紅小豆品種為試驗(yàn)材料，通過分期播種，系統(tǒng)分析溫度與降水等氣象條件對(duì)紅小豆生育進(jìn)程、生長(zhǎng)指標(biāo)、群體生長(zhǎng)速率、產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響，以期明確播期及氣象因素對(duì)不同播期條件下紅小豆品種生長(zhǎng)發(fā)育期特性及產(chǎn)量調(diào)控的影響，為紅小豆播期的科學(xué)選擇以及高產(chǎn)栽培技術(shù)研究提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試紅小豆品種“珍珠紅”“農(nóng)安紅”“龍小豆2號(hào)”“龍小豆3號(hào)”均由黑龍江省農(nóng)科院耕作與栽培研究所提供。

1.2 試驗(yàn)地點(diǎn)及氣候條件

試驗(yàn)于2019年在黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院佳木斯分院雜糧試驗(yàn)基地進(jìn)行，試驗(yàn)地位于東經(jīng)130.37 °，北緯46.82°，海拔170 m，所在區(qū)域年平均降雨量500 mm，土壤類型為草甸黑土，pH為6.15，土壤有機(jī)質(zhì)2.56%、速效鉀108.24 mg·kg-1、速效磷43.95 mg·kg-1、堿解氮130.85 mg·kg-1、全磷0.16%、全氮0.18%和全鉀1.58%。紅小豆生育期內(nèi)日均溫度和降雨量等氣象數(shù)據(jù)由佳木斯市氣象局提供。2019年佳木斯地區(qū)有效積溫為2 590℃，降水量535.6 mm，日照時(shí)數(shù)2 525.3 h，在農(nóng)作物生長(zhǎng)期（5~9月）日照時(shí)數(shù)為1 225.3 h。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用單因素完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)T1（5月10日）、T2（5月20日）、T3（5月30日）、T4（6月9日）4個(gè)播期處理，3次重復(fù)，小區(qū)設(shè)置行長(zhǎng)5 m，6行區(qū)，株距0.15 m，行距0.65 m，小區(qū)面積19.5 m2，公頃施肥量為磷酸二銨100 kg、磷酸鉀40 kg標(biāo)準(zhǔn)施肥，小區(qū)留苗66株。小區(qū)重復(fù)間設(shè)1 m調(diào)查區(qū)道，四周設(shè)2 m保護(hù)行。田間管理同大田生產(chǎn)[11]。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.4.1 生育期調(diào)查

不同播期條件下供試紅小豆出苗期（VE）、第一復(fù)葉展開期（V1）、第二復(fù)葉展開期（V2）、第三復(fù)葉展開期（V3）、始花期（R1）、始莢期（R3）、始粒期（R5）、鼓粒期（R6）、全生育期。

1.4.2 葉面積指數(shù)及地上總干物重調(diào)查

分別于紅小豆第三復(fù)葉展開期（V3）始花期（R1）、始莢期（R3）、始粒期（R5）、鼓粒期（R6），各小區(qū)選取代表性植株5株，測(cè)定株高，用打孔稱重法測(cè)量葉面積指數(shù)，然后將子葉節(jié)以上部分各器官分開，105℃條件下殺青30 min，之后80℃條件下烘干至恒重，測(cè)定單株及各器官干物質(zhì)量。

1.4.3 產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素

于紅小豆成熟期去除邊際效應(yīng)在小區(qū)內(nèi)任意選取3行實(shí)收測(cè)產(chǎn)，折算公頃產(chǎn)量，選取各小區(qū)代表性植株10株，測(cè)定莖粗、分枝數(shù)、主莖節(jié)數(shù)、單株分支數(shù)、單株莢數(shù)、單株粒數(shù)、單莢粒重及定百粒重。

1.5 數(shù)據(jù)計(jì)算與統(tǒng)計(jì)分析

葉面積指數(shù)（leaf area index）=（單株葉面積×單位土地面積內(nèi)的株數(shù)）/單位土地面積：

群體生長(zhǎng)率（crop growth rate）=（W2－W1）/（t2－t1），式中W1和W2為前后2次測(cè)定的干物質(zhì)重，t1和t2為前后2次測(cè)定的時(shí)間，單位：g·m-2·d-1[12]。用Microsoft Excel 2007軟件計(jì)算數(shù)據(jù)和作圖，用SAS 9.1軟件統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 播期對(duì)紅小豆各生育時(shí)期的影響

播期對(duì)紅小豆的生育進(jìn)程有較大影響（表1）。由表1 可以看出，隨著播期的推遲，全生育期所需天數(shù)呈逐漸縮短變化趨勢(shì)。各生育階段持續(xù)天數(shù)受播期的影響表現(xiàn)為從播種至出苗可以看出，隨著播期的推遲出苗日數(shù)逐漸縮短，且差異顯著（P<0.05），這主要是由于晚播氣溫較高，小豆種子易早生萌發(fā)。

表1 紅小豆不同播期條件下各關(guān)鍵生育時(shí)期調(diào)查Table 1 Investigation of sowing date on development process of adzuki bean

5月10日播種的紅小豆從出苗至第一復(fù)葉展開期所需時(shí)間較長(zhǎng)，因?yàn)檫@一時(shí)期佳木斯地區(qū)遇到了早春低溫現(xiàn)象，這一階段日均高溫17.4℃，日均低溫在3.2℃，夜間溫度過低不利于紅小豆生長(zhǎng)發(fā)育，紅小豆生長(zhǎng)處于停滯階段。不同播期條件下各小豆品種在6月中旬之后陸續(xù)展開第二、三復(fù)葉。從第三復(fù)葉展開期至始花期、始花至始莢期可以明顯看出，6月9日晚播各品種生育進(jìn)程明顯縮短，始粒至鼓粒期及全生育期所需天數(shù)各處理均達(dá)到差異顯著水平（P<0.05）。

2.2 氣象因子與紅小豆生育時(shí)期的關(guān)系

溫度與降雨量等變化會(huì)直接影響紅小豆生長(zhǎng)發(fā)育進(jìn)程。對(duì)各生育階段及其對(duì)應(yīng)的累積溫度（X1）、日均溫度（X2）和降雨量（X3）進(jìn)行回歸分析，得到線性回歸方程見表2。結(jié)果表明，各生育階段持續(xù)天數(shù)受氣候條件影響顯著。播種至出苗期生育天數(shù)隨積溫的升高而縮短，隨累積日均溫差的升高而延長(zhǎng)，累積日均溫差對(duì)該階段的影響效應(yīng)值大于積溫效應(yīng)。從VE-V1、V1-V3、V3-R1所需生育天數(shù)均隨積溫、日均溫度和降雨量的降低而縮短；這一階段是紅小豆生理生長(zhǎng)最旺盛期也是對(duì)需水量要求最大時(shí)期。R1~R3所需天數(shù)則隨積溫和降雨量的增加而縮短，隨日均溫度的升高而延長(zhǎng)，氣象因子效應(yīng)以積溫效應(yīng)最大；R3~R5所需生育天數(shù)則隨著積溫及累積日均溫差提高而延長(zhǎng)，隨著降雨量增加而縮短。R5~R6所需天數(shù)受氣象因子影響與R1~R3期相同。就全生育期而言，紅小豆生育天數(shù)受積溫效應(yīng)影響最大，受降雨效應(yīng)影響最小。

表2 紅小豆不同生育階段平均持續(xù)天數(shù)與氣象因子的關(guān)系Table 2 Relationship between days of growth stage and climatic factors

2.3 播期對(duì)紅小豆生長(zhǎng)發(fā)育指標(biāo)的影響

作物群體生長(zhǎng)狀況通過葉面積指數(shù)來反映，葉面積指數(shù)越高說明群體生長(zhǎng)狀況良好，影響作物最終產(chǎn)量[13]。由圖1可知，不同播期條件下紅小豆從V3至R6葉面積指數(shù)均為先升高再降低的變化趨勢(shì)，其中T3播期最高，T1播期最低。各播期的葉面積指數(shù)從大到小依次為：T3＞T1＞T2＞T4。由此表明，適宜播期有利于提高紅小豆開花后的葉面積指數(shù)提高，有利于形成高質(zhì)量群體，而播種過早或過晚均不利于小豆花后保持較高的葉面積指數(shù)，所以早播或晚播不利于后期小豆獲得高產(chǎn)。

圖1 播期對(duì)不同生育時(shí)期葉面積指數(shù)的影響Fig.1 Effect of sowing date on leaf area index in different growth stage

作物干物質(zhì)積累量是植株?duì)I養(yǎng)體的繁茂程度和生長(zhǎng)趨勢(shì)的反映，直接影響作物最終產(chǎn)量和品質(zhì)[14]。如圖2所示，從播種出苗至始莢期，不同播期條件下紅小豆地上部干物質(zhì)積累差別不大，但隨著生育期的推進(jìn)，不同播期干物質(zhì)積累量差距越來越明顯，其中T3播期紅小豆地上干物重積累量最大。這可能是由于前期作物主要進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，差異不顯著，隨著生長(zhǎng)期推進(jìn)，5月30日播種的氣候條件更有利于小豆生長(zhǎng)發(fā)育，植株分枝增加，開花結(jié)莢部位相對(duì)較多，從而使花莢積累量增大，有利于紅小豆干物質(zhì)積累與分配。

圖2 播期對(duì)不同生育時(shí)期總干物重的影響Fig.2 Effect of sowing date on dry matter accumulation in different growth stage

群體生長(zhǎng)率是干物質(zhì)日產(chǎn)量的反映，是群體生產(chǎn)速率的重要指標(biāo)。雖然不同播期條件下紅小豆群體干物質(zhì)積累量和生育進(jìn)程存在差異，但隨著生育進(jìn)程的推進(jìn)，T1至T4播期紅小豆群體生長(zhǎng)率變化趨勢(shì)均呈先增后降的變化趨勢(shì)，不同播期條件下群體生長(zhǎng)速率仍以T3播期最大，T4播期最小，最大值均出現(xiàn)在R1~R3期。由此說明，紅小豆最適播期為5月30日，此時(shí)播種更有利于群體生長(zhǎng)速率的提高（表3）。

表3 播期對(duì)紅小豆各生育時(shí)期群體生長(zhǎng)速率的影響Table 3 Effect of sowing date on crop growth rate of adzuki bean in different growth stage

2.4 氣象因子與紅小豆各項(xiàng)生長(zhǎng)指標(biāo)的關(guān)系

紅小豆各生育時(shí)期氣象因子與葉面積指數(shù)、總干物重及群體生長(zhǎng)率的相關(guān)關(guān)系見表4。V3-R1期積溫與群體生長(zhǎng)率呈顯著正相關(guān)關(guān)系；R1~R3期積溫與該時(shí)期葉面積指數(shù)和總干物重呈極顯著正相關(guān)；R3~R5期積溫與各指標(biāo)均呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，累積日溫差與葉面積指數(shù)及總干物重呈顯著正相關(guān)關(guān)系；R1~R6期積溫與其相應(yīng)階段的葉面積指數(shù)及總干物重呈極顯著正相關(guān)，累積日溫差與葉面積指數(shù)、總干物重呈顯著正相關(guān)關(guān)系，這說明積溫對(duì)紅小豆生長(zhǎng)發(fā)育起了關(guān)鍵作用，尤其是對(duì)紅小豆生殖生長(zhǎng)發(fā)育階段，積溫越高，越有利于干物質(zhì)積累，增加群體生長(zhǎng)速率，有利于獲得高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。

表4 氣象因子與葉面積指數(shù)、總干物重及群體生長(zhǎng)率間的相關(guān)分析Table 4 Correlation analysis between climatic factors and leaf area index，dry matter accumulation，crop growth rate

2.5 播期對(duì)紅小豆產(chǎn)量及產(chǎn)量性狀的影響

供試品種產(chǎn)量變化規(guī)律基本一致，以代表性品種“珍珠紅”為例，產(chǎn)量及產(chǎn)量性狀分析結(jié)果見表5。由表中可知，T3播期莖粗、單株莢數(shù)、單株粒重及產(chǎn)量指標(biāo)均顯著高于其他播期處理（P<0.05），其中單株莢數(shù)比其他播期平均值高出27.74%，單株粒重比其他播期平均值高于36.40%，產(chǎn)量比其他播期平均值高出20.45%以上，主莖節(jié)數(shù)和單株分枝數(shù)均顯著低于其他各播期處理（P<0.05）。單莢粒數(shù)T1播期最高，其他播期差異不顯著，百粒重T4播期最高，其次為T3播期，但差異不顯著。由此可見，播期過早或過晚均不利于高產(chǎn)產(chǎn)量性狀形成，適時(shí)播種才更有利于提高作物對(duì)光能的利用效率，從而促進(jìn)作物形態(tài)器官的建成和生殖器官的發(fā)育。

表5 不同播期對(duì)各紅小豆品種產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響Table 5 Effect of sowing date on yield and yield components of adzuki bean

2.6 氣象因子與紅小豆產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的關(guān)系

除了播種時(shí)期對(duì)紅小豆產(chǎn)量具有明顯影響外，氣候條件也是影響紅小豆產(chǎn)量的另一重要因素。將已知的氣象因子花前積溫（X1）、花前累積日溫差（X2）、花前降雨量（X3）、三葉期積溫（X4）、花后累積日溫差（X5）、花后降水量（X6）、全生育期積溫（X7）、全生育期累積日溫差（X8）以及全生育期降水量（X9）與小豆產(chǎn)量（Y1）、單株莢數(shù)（Y2）、單株粒重（Y3）、單株粒數(shù)（Y4）和百粒重（Y5）分別進(jìn)行回歸分析，得到回歸方程為如下表。

由表6可知，影響紅小豆產(chǎn)量（Y1）的各氣象因子效應(yīng)的大小為X5＞X7＞X3＞X6＞X9；影響單株莢數(shù)（Y2）的各氣象因子效應(yīng)的大小為X8＞X5＞X7＞X3＞X4；影響單株粒重（Y3）的各氣象因子效應(yīng)的大小為X6＞X5＞X7＞X9＞X4；影響單株粒數(shù)（Y4）的各氣象因子效應(yīng)的大小為X5＞X7＞X2＞X9＞X1；影響百粒重（Y5）的各氣象因子效應(yīng)的大小為X5＞X6＞X3＞X7。此外，由表可知，單株莢數(shù)、粒數(shù)、粒重與百粒重與全生育期積溫（X7）呈負(fù)相關(guān)，產(chǎn)量與全生育期積溫呈正相關(guān)。

表6 產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素與氣象因子的關(guān)系Table 6 Relationship between yield and yield components of adzuki bean and climatic factors

3 討論

播期不同，作物所遇到的溫、光、水等氣象條件不同，其生長(zhǎng)發(fā)育和籽粒形成各異。因此，播期對(duì)作物的影響尤為重要[15-16]。紅小豆屬于喜溫作物，溫度對(duì)紅小豆產(chǎn)量具有重要影響[17]。實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明，早播延長(zhǎng)了紅小豆生育天數(shù)，而晚播則縮短紅小豆生育天數(shù)，自第三復(fù)葉展開期至始花期受降水影響最大，開花至成熟各階段積溫影響最大。積溫和累積日溫差對(duì)葉面積指數(shù)、總干物重影響顯著，其中積溫影響極顯著。說明積溫增加直接影響紅小豆實(shí)際產(chǎn)量的增加。

在作物品種、栽培措施和管理水平確定的情況下，氣象條件則是影響作物產(chǎn)量的主要因子。袁晉等[18]認(rèn)為，氣象因子主要通過對(duì)單株莢數(shù)、百粒重等產(chǎn)量構(gòu)成因素來影響大豆最終產(chǎn)量。鄭盛華等[19]研究表明，適宜播期條件下，光、溫、水等氣候條件有利于提高水稻成穗率、促進(jìn)個(gè)體發(fā)育和成熟，提高產(chǎn)量。實(shí)驗(yàn)通過氣象因素與產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的關(guān)系分析可知，溫度與降水對(duì)紅小豆產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素存在不同程度影響，對(duì)產(chǎn)量影響顯著的因素主要有開花前期的累積日溫差、花后積溫和降雨量，即花前累積日溫差較小、花后積溫較高、降水充分有利于產(chǎn)量的提高；全生育期日均溫度較高，降水充足有利于提高小豆單株莢數(shù)；花后降水充足、花后累積日溫差較大有利于提高單株粒重；花后累積日溫差較大、全生育期積溫高有利于增加單株粒數(shù)；花后累積日溫差較大，有利于提高百粒重。

紅小豆產(chǎn)量及產(chǎn)量相關(guān)性狀的變化與播期關(guān)系密切，選擇合適的播期是紅小豆獲得高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的重要栽培技術(shù)措施。前人研究認(rèn)為早播有利于高產(chǎn)。如王樂政等[20]研究表明，紅小豆株高、主莖節(jié)數(shù)和分枝數(shù)等隨播種日期的延遲而降低，單株莢數(shù)也隨播期的推遲而減少。趙翠媛等[8]認(rèn)為，小豆單株莢數(shù)、單株粒數(shù)和單株粒重隨播期推遲而降低。但在試驗(yàn)中，隨播期的推遲，紅小豆主莖節(jié)數(shù)和分枝數(shù)等形態(tài)指標(biāo)值逐漸降低，與王海明等[9]結(jié)論一致。而莖粗、單株粒數(shù)和單株粒重均是5月30日播種最高，這可能是由于紅小豆過早播種，小豆子粒灌漿過程晝夜溫差小，不利于紅小豆干物質(zhì)積累與運(yùn)輸，而過晚播種，小豆籽粒灌漿時(shí)溫度過低，也不利于干物質(zhì)積累與運(yùn)輸。因此，早播或晚播均不利于紅小豆產(chǎn)量提高，此結(jié)果與前人研究結(jié)果不同。研究的結(jié)果可能與試驗(yàn)研究的起始播期、試驗(yàn)品種特性及試驗(yàn)地點(diǎn)生態(tài)條件不同有關(guān)，具體原因還有待于進(jìn)一步深入研究。

4 結(jié)論

通過大田試驗(yàn)，從紅小豆生育進(jìn)程、生長(zhǎng)指標(biāo)、產(chǎn)量結(jié)構(gòu)、積溫和降水等方面來分析不同播期對(duì)紅小豆生長(zhǎng)特性及產(chǎn)量的影響，從而估測(cè)紅小豆在佳木斯地區(qū)生產(chǎn)上的最佳播種日期為5月30日前后。然而由于試驗(yàn)結(jié)果僅為一年試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集，為得出更加確切的播種日期，試驗(yàn)還需進(jìn)行多年多點(diǎn)試驗(yàn)，為合理利用佳木斯地區(qū)的氣候資源提高紅小豆產(chǎn)量提供理論依據(jù)和技術(shù)指導(dǎo)。