陳素芳,鄒佳運(yùn)
(1.安徽科技學(xué)院資源與環(huán)境學(xué)院,安徽 鳳陽 233100;2.蚌埠市禹會(huì)區(qū)農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)站,安徽 蚌埠 233000)
豆科綠肥作為一種能固氮的環(huán)境友好型作物,是既無重金屬殘留、又無激素和抗生素污染的優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥源[1]。綠肥(包括蠶豆)翻壓入土分解后可釋放作物所需的各種養(yǎng)分,改善土壤性狀[2-3],減輕土壤污染和作物病害[4-6],對(duì)作物高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)有重要作用。
蠶豆是1 年生豆科作物,是中國(guó)重要的菜-糧-肥兼用作物之一,由于需要經(jīng)過春化作用才能進(jìn)入生殖生長(zhǎng)[7],各地一般選擇在秋季種植,其種植時(shí)間可以在10—11 月。不同地區(qū)因氣候差異種植時(shí)間也有一定的差異。安徽省鳳陽縣氣候呈北亞熱帶向南溫帶漸變的過渡特征,氣候溫和,四季分明,光照充足,水熱同季,干冷同期,無霜期較長(zhǎng),蠶豆一般10月底至11 月初播種,次年5 月收獲。隨著蠶豆播種期不同,植株生長(zhǎng)發(fā)育過程中所遇到的溫、光、水條件差異也較大。其播種期對(duì)蠶豆生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量和品質(zhì)均有顯著影響[8-9],適宜的播種期可以使蠶豆在整個(gè)生長(zhǎng)過程中能充分利用溫、光、水等環(huán)境條件,從而使蠶豆獲得高產(chǎn)。因此,根據(jù)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)氣候條件,確定蠶豆最佳播種期,是發(fā)展蠶豆生產(chǎn),充分發(fā)揮蠶豆“糧肥”效應(yīng)的重要環(huán)節(jié)。本研究擬從鳳陽縣的氣候條件出發(fā),通過播種期試驗(yàn),確定蠶豆在本地區(qū)的最佳播種期及其效應(yīng),為蠶豆在本地區(qū)的推廣應(yīng)用提供科學(xué)支撐。
試驗(yàn)在安徽省鳳陽縣府城鎮(zhèn)山后街村綠肥種質(zhì)資源圃進(jìn)行,試驗(yàn)地位于淮河中游,氣候類型與生態(tài)條件可代表鳳陽縣及沿淮大部分地區(qū)。
采用大田試驗(yàn),其土壤類型為黃褐土,0~20 cm 土壤基本性狀見表1。
表1 供試土壤的基本理化性質(zhì)
選用蠶豆品種為云豆324,穴播,每穴3 粒,行株距為0.5 m × 0.44 m,出苗后定苗2 株,保持基本苗為9 萬株·hm-2。不施肥。小區(qū)面積18 m2,重復(fù)3 次。
試驗(yàn)設(shè)置5 個(gè)不同的播種期,每個(gè)播種期為1 個(gè)處理。處理1,播種時(shí)間10 月17 日;處理2,播種時(shí)間10 月24 日;處理3,播種時(shí)間10 月31 日;處理4,播種時(shí)間11 月7 日;處理5,播種時(shí)間11 月14 日。
調(diào)查蠶豆的生育期及株高、莖粗等生長(zhǎng)狀況,并在綠肥型蠶豆生物量最高時(shí)(終花期)測(cè)產(chǎn)并取樣,測(cè)量每株地上部鮮重及干重,以及氮磷鉀養(yǎng)分含量。植株樣品氮磷鉀測(cè)定方法:H2SO4-H2O2消煮,用奈氏比色法測(cè)定全氮,用釩鉬黃比色法測(cè)定全磷,用火焰光度法測(cè)定全鉀[10]。
測(cè)定結(jié)果用軟件Excel 2007 和SPSS 19.0 進(jìn)行計(jì)算和新復(fù)極差檢驗(yàn)分析。根據(jù)播種日期與鮮生物量的數(shù)據(jù)關(guān)系(日期數(shù)據(jù)以10 月17 日為起始日期0,每往后推1 d 加1),建立拋物線回歸方程y=ax2+bx+c(x為播種日期,y 為鮮生物量),并根據(jù)拋物線方程的頂點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算公式x=-b/2a 計(jì)算拋物線頂點(diǎn)x軸坐標(biāo)值,此值即為最佳播種日期。
如表2 所示,播種期對(duì)綠肥型蠶豆的生育期有較大影響,播種遲的出苗慢,開花晚,花期持續(xù)時(shí)間短,總生育期短,但生育后期各處理之間差異逐漸縮小,基本都在5 月中旬成熟。
表2 不同處理的蠶豆生育期
如表3 所示,處理3(10 月31 日播種)的蠶豆植株以高大、粗壯、側(cè)枝較多為特征,其鮮生物量和干生物量最高,顯著高于其他處理。處理3 的鮮生物量比其余4 個(gè)處理的平均鮮生物量高7.9%,比鮮生物量最低的處理5(11 月14 日播種)高12.0%。
表3 不同處理的蠶豆生長(zhǎng)發(fā)育狀況
根據(jù)播種日期(x)與鮮生物量(y)的數(shù)據(jù)關(guān)系,建立拋物線回歸方程為y=-9.7908x2+250.05x+23107,并根據(jù)此方程的頂點(diǎn)公式x=-b/2a計(jì)算得出蠶豆最佳播種日期為10 月30 日。
如表4 所示,蠶豆養(yǎng)分吸收積累量處理3 顯著高于其它處理,氮磷鉀總積累量比其余處理的平均數(shù)高26.0%,比最低的處理1 (10 月17 日)高43.8%。按表4 中各播種期蠶豆養(yǎng)分積累平均數(shù)(N、P、K 分別為125、14.3、105.6 kg·hm-2) 和沿淮地區(qū)夏季糧食作物(水稻、玉米) 一般施肥量(N、P2O5、K2O 分別為200、60、120 kg·hm-2)計(jì)算,如果在4 月中下旬終花期將該綠肥型蠶豆翻壓做肥料,以當(dāng)季綠肥養(yǎng)分分解釋放65%[11-14]計(jì),可使當(dāng)季化學(xué)氮肥減施40%,磷肥減施35%,鉀肥減施70%,且在下一季還繼續(xù)生效。
表4 不同處理的蠶豆終花期養(yǎng)分含量及吸收積累量
蠶豆是需要經(jīng)過低溫春化才能正常發(fā)育(開花結(jié)果)的作物[7,15]。蠶豆播種期不同,植株生長(zhǎng)發(fā)育過程中所遇到的溫、光、水、養(yǎng)分條件各異,若播期過早,苗期環(huán)境溫度較高,導(dǎo)致苗期生長(zhǎng)過旺,在1 月低溫階段容易遭受凍害而減產(chǎn);若播期過晚,則苗期環(huán)境溫度過低,生長(zhǎng)不旺,可加大凍害所造成的損傷程度,還可能影響生育中后期溫、光、水的充分利用,導(dǎo)致減產(chǎn)。因此,適宜的播種期可以使蠶豆壯苗越冬,并在后續(xù)生長(zhǎng)過程充分利用溫、光、水、養(yǎng)分等自然條件,并最終獲得高產(chǎn)。不同研究者在不同地區(qū)得出的適宜播種期不一樣,蔣李健等[8]在10—11 月設(shè)置不同播種期,研究后認(rèn)為崇明地區(qū)蠶豆最佳播種期是10 月31日;王治雄等[9]在9—11 月設(shè)置不同播種期,研究后認(rèn)為上海浦東地區(qū)蠶豆在10 月下旬播種較適宜;虞金法等[11]在10—11 月設(shè)置不同播種期,研究后得出上海奉賢地區(qū)蠶豆在11 月8—15 日播種最好。
本研究在10 月中旬至11 月中旬設(shè)置5 個(gè)播種期,研究結(jié)果表明,10 月31 日播種的綠肥型蠶豆生物量最高,根據(jù)播種日期與鮮生物量的數(shù)據(jù)關(guān)系建立的拋物線回歸方程計(jì)算得出,鳳陽縣蠶豆最佳播種期為10 月30 日。養(yǎng)分分析結(jié)果表明,綠肥型蠶豆一生平均吸收積累氮125 kg·hm-2(其中根瘤菌固氮貢獻(xiàn)2/3[1]),吸收積累磷14.3 kg·hm-2,吸收積累鉀105.6 kg·hm-2,根據(jù)此氮磷鉀吸收積累量,如果將綠肥型蠶豆翻壓做肥料,以當(dāng)季綠肥養(yǎng)分分解釋放65%[11-14]計(jì),可使當(dāng)季化學(xué)氮肥減施40%,磷肥減施35%,鉀肥減施70%。