石必顯 陶建飛 高 燕 謝會(huì)紅 阿卜力米提·艾爾肯程平山 麥提圖爾蓀·薩迪克 沙 紅
(1新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所,830091,新疆烏魯木齊;2新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院墨玉農(nóng)業(yè)試驗(yàn)站,848100,新疆和田)
向日葵(Helianthus annusL.)屬于菊科向日葵屬一年生草本植物,起源于北美洲,具有抗逆性強(qiáng)和適應(yīng)性廣等特點(diǎn),是我國(guó)重要的油料和經(jīng)濟(jì)作物。食用型向日葵(以下簡(jiǎn)稱食葵)是我國(guó)北方重要的春播經(jīng)濟(jì)作物,年種植面積約150萬(wàn)hm2,主要分布在內(nèi)蒙古、新疆、東北三省以及甘肅、河北、寧夏和陜西等地[1]。新疆獨(dú)特的地域與氣候優(yōu)勢(shì),使得向日葵具有產(chǎn)量高和品質(zhì)好的特點(diǎn),籽粒商品深受人們的歡迎。隨著人們生活水平的提高,國(guó)內(nèi)外對(duì)健康休閑食品的需求量逐年增加,優(yōu)質(zhì)向日葵原料也呈現(xiàn)供不應(yīng)求的狀態(tài)。
新疆喀什及和田等南疆地區(qū)的光熱資源比較豐富,可實(shí)現(xiàn)一年兩熟的種植模式(冬小麥+復(fù)播作物),其中復(fù)播作物以玉米為主,結(jié)構(gòu)單一,種植效益不高。有學(xué)者[2]研究表明,喀什地區(qū)的冬小麥?zhǔn)斋@后復(fù)播雜交食葵是完全可行的,農(nóng)民的種植效益可明顯提高。由于食葵不是南疆地區(qū)的傳統(tǒng)復(fù)播作物,所以關(guān)于復(fù)播食葵的研究和報(bào)道很少,在品種比較及栽培密度研究等方面也鮮見(jiàn)報(bào)道。
種植密度是影響向日葵產(chǎn)量的重要因素之一,對(duì)向日葵的群體結(jié)構(gòu)、生理特性和產(chǎn)量構(gòu)成因素等方面均有一定的影響[3]。劉勝利等[4]和王冀川等[5]的研究均表明,合理的種植密度下復(fù)播油葵可獲得較高的葉面積指數(shù)、光合勢(shì)、干物質(zhì)積累量及凈光合生產(chǎn)率,進(jìn)而獲得較高的產(chǎn)量。王德興等[6]研究表明,大壟雙行交錯(cuò)單株栽培模式下,食用型向日葵群體的葉面積指數(shù)、光合勢(shì)、干物質(zhì)積累量、籽粒性狀和籽粒產(chǎn)量等均優(yōu)于其他栽培模式。張紅等[7]研究表明,不同種植密度對(duì)向日葵農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量性狀都有影響,合理增加密度才能增加向日葵產(chǎn)量。
本研究以3個(gè)雜交食葵品種為材料,分析不同種植密度對(duì)食葵品種植株形態(tài)特征及產(chǎn)量的影響,探索不同食葵品種花盤直徑、單盤粒重、籽粒大小、千粒重、籽仁率和產(chǎn)量等主要經(jīng)濟(jì)性狀的變化規(guī)律,旨在篩選適宜新疆南疆地區(qū)麥后復(fù)播的食葵品種及其適宜的種植密度,從而為當(dāng)?shù)胤N植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整提供新型備選作物和栽培方案。
供試食葵雜交種為SH363、JK601和XF3939。試驗(yàn)地點(diǎn)設(shè)在新疆和田地區(qū)墨玉縣農(nóng)業(yè)試驗(yàn)站,該地地勢(shì)平坦,耕性良好,排灌方便,前茬為冬小麥。土質(zhì)為黑土,pH 8.2、有機(jī)質(zhì)21.1g/kg、堿解氮64.8mg/kg、有效磷18.6mg/kg、速效鉀66.0mg/kg。
試驗(yàn)采用品種和種植密度二因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)。食葵品種3個(gè),設(shè)置5個(gè)密度梯度,3.50萬(wàn)株/hm2(T1)、3.25 萬(wàn)株/hm2(T2)、3.00 萬(wàn)株/hm2(T3)、2.75 萬(wàn)株/hm2(T4)和 2.50 萬(wàn)株/hm2(T5)。采用寬窄行覆膜種植,平均行距為60.00cm。試驗(yàn)設(shè)置10行區(qū),行長(zhǎng)8m,重復(fù)3次,共15個(gè)處理,于2020年7月1日播種,底施三元素復(fù)合肥300kg/hm2(N:P2O5:K2O=15:15:15)。
復(fù)播食葵成熟后,在各處理小區(qū)中連續(xù)選取具有代表性的非邊行5株,按照向日葵考種標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行考種。共調(diào)查10個(gè)性狀,分別是株高、莖粗、葉片數(shù)、花盤直徑、單盤粒重、結(jié)實(shí)率、粒長(zhǎng)、粒寬、千粒重和出仁率。取樣后分小區(qū)收獲,脫粒晾干,精選后稱重,測(cè)定小區(qū)實(shí)際產(chǎn)量,折算單位面積產(chǎn)量。數(shù)據(jù)為3次重復(fù)的平均值。
用Microsoft Excel 2007統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和繪圖,用DPS 7.05進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)。
由表1可知,食葵的株高、莖粗、粒寬、花盤直徑和單盤粒重的變異系數(shù)較大,說(shuō)明這些性狀受品種和種植密度的影響較大,而食葵的粒長(zhǎng)和結(jié)實(shí)率的變異系數(shù)均較小,說(shuō)明這2個(gè)性狀受品種和種植密度的影響相對(duì)較小。
表1 不同處理下食葵主要性狀特征Table 1 Main characteristics of confectionery sunflower under different treatments
由表2可知,不同食葵品種的株高整體上隨著種植密度的增大而增大,莖粗和花盤直徑隨著種植密度的增大而減少。不同品種間的葉片數(shù)有所差異,但同一品種在不同種植密度下的葉片數(shù)變化不大,表明葉片數(shù)受品種本身的影響較大。對(duì)同一品種在不同種植密度下的數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明,SH363在T1和T2處理下的株高大于其他種植密度處理,但彼此間的差異不顯著;在T4和T5處理下的莖粗大于其他處理,但彼此間差異不顯著;在T5處理下的花盤直徑顯著大于其他處理。JK601在T5處理下的株高明顯小于其他種植密度處理;不同種植密度處理下的莖粗表現(xiàn)出顯著差異,說(shuō)明密度變化對(duì)該品種的莖粗有顯著影響;在T5處理下JK601的花盤直徑顯著大于其他處理。XF3939在不同種植密度處理下的株高差異不顯著,說(shuō)明該品種的株高受種植密度變化的影響較??;在T4和T5處理下的莖粗大于其他處理,但彼此間差異不顯著;在T5處理下的花盤直徑顯著大于其他處理。
表2 不同種植密度對(duì)不同品種植株形態(tài)特征的影響Table 2 Effects of different planting densities on morphological traits of different varieties
由表3可知,隨著種植密度的增大,3個(gè)品種的結(jié)實(shí)率和籽仁率整體均呈增大的趨勢(shì),但各品種在不同種植密度處理下結(jié)實(shí)率差異不顯著。3個(gè)品種的單盤粒重、粒寬和千粒重隨種植密度的增大而減??;3個(gè)品種的產(chǎn)量隨種植密度的增大表現(xiàn)出先增大后減小的趨勢(shì)。對(duì)同一品種在不同種植密度下的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,SH363在T3處理下產(chǎn)量最高,為3632.40kg/hm2,但與T4和T5處理下的差異不顯著;JK601在T3處理下產(chǎn)量最高,為3541.65kg/hm2,但與T2和T4處理下的差異不顯著;XF3939在T3處理下產(chǎn)量最高,為3460.80kg/hm2,與T2和T4處理下的差異不顯著。
表3 不同種植密度對(duì)不同品種的產(chǎn)量性狀的影響Table 3 Effects of different densities on yield characters of different varieties
由圖1可知,食葵各品種的產(chǎn)量均隨種植密度的增大呈先增大后減小的趨勢(shì),在T3處理下各品種的產(chǎn)量均達(dá)到最高。整體上來(lái)看,食葵品種SH363和JK601產(chǎn)量相當(dāng),彼此間差異不顯著。在中、高密度處理(T1、T2和T3)下,SH363、JK601與XF3939之間的產(chǎn)量差異不顯著;在低密度處理(T4和T5)下,3個(gè)品種的產(chǎn)量表現(xiàn)為SH363>JK601>XF3939,SH363與JK601間的產(chǎn)量差異不顯著,但均高于XF3939,其中T5處理下顯著高于XF3939。
圖1 不同種植密度下品種間產(chǎn)量的比較Fig.1 Comparison of yields of different varieties under different planting densities
由圖2可知,同一品種在不同種植密度處理下的產(chǎn)量之間差異有所不同。SH363在T1處理下的產(chǎn)量顯著低于其他處理,說(shuō)明種植密度太高并不利于其產(chǎn)量的提高。JK601在T2與T3處理下的產(chǎn)量明顯高于其他處理,可見(jiàn)種植密度過(guò)高或過(guò)低均會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)量的降低。XF3939也表現(xiàn)出與JK601相似的規(guī)律。在試驗(yàn)密度范圍內(nèi),SH363和JK601的最佳種植密度是2.75萬(wàn)~3.25萬(wàn)株/hm2,XF3939的最佳種植密度是3.00萬(wàn)~3.25萬(wàn)株/hm2。
圖2 各品種不同種植密度下產(chǎn)量比較Fig.2 Comparison of yield of varieties under different planting densities
對(duì)3個(gè)食葵品種在5個(gè)密度水平下的產(chǎn)量及株高、莖粗、花盤直徑、單盤粒重、千粒重、粒長(zhǎng)和粒寬的數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析。結(jié)果(表4)表明,品種和密度均對(duì)產(chǎn)量、莖粗、花盤直徑、單盤粒重和千粒重的影響顯著,品種和品種×密度分別對(duì)株高和粒長(zhǎng)的影響顯著,密度、品種×密度對(duì)粒寬的影響顯著。根據(jù)品種、密度以及品種和密度的交互作用對(duì)產(chǎn)量、株高、莖粗、花盤直徑、單盤粒重、千粒重、粒長(zhǎng)和粒寬8個(gè)依變量貢獻(xiàn)的均方數(shù)值大小來(lái)看,粒寬表現(xiàn)為密度>品種×密度>品種,說(shuō)明密度對(duì)粒寬的影響要大于密度及品種和密度的交互作用;株高和粒長(zhǎng)表現(xiàn)為品種>品種×密度>密度,說(shuō)明品種對(duì)株高和粒長(zhǎng)的影響最大,密度對(duì)其的影響最?。划a(chǎn)量、莖粗、花盤直徑、單盤粒重、千粒重表現(xiàn)為密度>品種>品種×密度,說(shuō)明密度對(duì)產(chǎn)量、莖粗、花盤直徑、單盤粒重和千粒重的影響最大,品種的影響次之,品種和密度的交互作用影響最小。
表4 產(chǎn)量及主要性狀的方差分析Table 4 Analysis of variance of yield and main characteristics
續(xù)表4 Table 4(continued)
種植密度通過(guò)影響群體與個(gè)體的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng),進(jìn)而影響農(nóng)藝性狀和經(jīng)濟(jì)性狀。本試驗(yàn)中,3個(gè)食葵品種的株高均隨種植密度的增大有所增高,這與王蓉等[8]和李軍等[9]的研究結(jié)果基本相似,說(shuō)明增加種植密度在一定程度上會(huì)使植株出現(xiàn)徒長(zhǎng)現(xiàn)象。3個(gè)食葵品種中,SH363的株高最高,平均株高235.14cm,JK601和XF3939的平均株高分別為206.40和178.39cm。在成熟后期,SH363出現(xiàn)了倒伏現(xiàn)象,而JK601和XF3939都沒(méi)有出現(xiàn)倒伏。新疆南疆地區(qū)的農(nóng)業(yè)灌溉方式多為大水漫灌,灌漿后期澆水時(shí)如果遇到大風(fēng)天氣,則容易造成植株倒伏,所以生產(chǎn)中不宜選擇高植株的食葵品種。
段學(xué)艷等[10]、于歡[11]和劉文杰等[12]的研究均表明,合理的種植密度是提高向日葵產(chǎn)量和籽粒商品性的重要途徑之一,同時(shí)對(duì)其他相關(guān)性狀也有重要的影響。本試驗(yàn)結(jié)果表明,品種和種植密度均對(duì)產(chǎn)量、莖粗、花盤直徑、單盤粒重和千粒重的影響顯著。3個(gè)食葵品種的單盤粒重和千粒重均表現(xiàn)出在低種植密度下(2.50萬(wàn)株/hm2)的數(shù)值最大,說(shuō)明低密度下食葵籽粒有著較好的商品性。隨著種植密度的增加,食葵品種籽粒長(zhǎng)度均無(wú)明顯變化,說(shuō)明籽粒長(zhǎng)度受密度的影響較小。籽仁率隨種植密度的降低而降低,說(shuō)明籽粒的皮殼率和種皮厚度逐漸增加,這與白凌風(fēng)[13]的研究結(jié)果相似,可見(jiàn)種植密度過(guò)低并不利于食葵籽粒品質(zhì)的提高。
本試驗(yàn)中,3個(gè)食葵品種的產(chǎn)量均隨種植密度的增大呈先增大后減小的趨勢(shì),在3.00萬(wàn)株/hm2種植密度下的產(chǎn)量均達(dá)最高,整體上來(lái)看,SH363和JK601的產(chǎn)量相當(dāng),二者略高于XF3939,3個(gè)食葵品種在南疆地區(qū)進(jìn)行復(fù)播具有相當(dāng)?shù)漠a(chǎn)量潛力。不同食葵品種間結(jié)實(shí)率的差異雖不顯著,但整體上呈現(xiàn)出隨著種植密度的增大而增大的趨勢(shì),這與楊向紅等[14]的研究結(jié)果基本相似,說(shuō)明適當(dāng)增加種植密度能夠提高食葵的結(jié)實(shí)率。3個(gè)食葵品種間的葉片數(shù)有所差異,但同一品種在不同密度下的葉片數(shù)變化并不大,這表明葉片數(shù)是品種本身的性狀特征,受密度的影響較小。
新疆南疆地區(qū)光熱資源豐富,選擇適宜的優(yōu)良食葵品種可作為冬小麥?zhǔn)斋@后的復(fù)播作物,復(fù)播食葵整體上表現(xiàn)出結(jié)實(shí)率高且灌漿飽滿,具有豐產(chǎn)態(tài)勢(shì)。在南疆地區(qū)復(fù)播食葵不僅可提高農(nóng)民的種植效益,還可改良土壤鹽堿質(zhì)地、解決不同農(nóng)作物之間的輪作問(wèn)題,前景十分廣闊。食葵是新疆南疆地區(qū)的新型復(fù)播作物,今后應(yīng)當(dāng)加大對(duì)其的研究力度,在品種選擇及栽培模式優(yōu)化等方面開(kāi)展進(jìn)一步試驗(yàn)與研究。
3個(gè)食葵品種的產(chǎn)量均隨種植密度的增大呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì),在3.00萬(wàn)株/hm2種植密度下的產(chǎn)量均達(dá)到最高。SH363由于植株較高,后期容易出現(xiàn)倒伏,因此不宜在漫灌地塊上進(jìn)行復(fù)播種植。JK601和XF3939可作為南疆地區(qū)冬麥?zhǔn)斋@后復(fù)播種植的食葵品種,JK601的適宜種植密度是2.75萬(wàn)~3.25萬(wàn)株/hm2,XF3939的適宜種植密度是3.00萬(wàn)~3.25萬(wàn)株/hm2。