豌豆作為一種重要的糧蔬兼用型作物,在我國(guó)已有2 000 a的栽培歷史,是我國(guó)重要的食用豆類作物之一。其營(yíng)養(yǎng)豐富,富含蛋白質(zhì)、維生素和礦物質(zhì),有利于改善膳食結(jié)構(gòu),滿足人們對(duì)多樣化和高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值食品的需求,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有廣闊的應(yīng)用前景。浙江省屬豌豆秋播區(qū),年均播種面積在2萬(wàn)h㎡以上,10月中下旬播種,翌年4月底5月初收獲,生育期長(zhǎng)。常規(guī)蔓生型農(nóng)家種產(chǎn)量低、口感差、品相不佳,經(jīng)濟(jì)效益低下,嚴(yán)重制約了豌豆產(chǎn)業(yè)健康良性發(fā)展。近年來(lái),隨著農(nóng)業(yè)科技的進(jìn)步和市場(chǎng)需求的變化,矮生型短季菜用豌豆品種逐漸受到關(guān)注。其具有生育期短、植株矮小、管理方便等優(yōu)點(diǎn),然而,不同地區(qū)的土壤環(huán)境和氣候條件各異,豌豆品種的適應(yīng)性存在較大差異。因此,研究矮生型菜用豌豆品種對(duì)浙江地區(qū)土壤溫度、水分和氣候條件的適應(yīng)性,對(duì)于優(yōu)化種植結(jié)構(gòu),提高豌豆產(chǎn)量和品質(zhì)具有重要意義。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,通常需投入氮、磷和鉀肥以保證作物的生長(zhǎng)和產(chǎn)量。氮是植物生長(zhǎng)必需的關(guān)鍵營(yíng)養(yǎng)元素之一,是構(gòu)成蛋白質(zhì)、核酸和許多其他生物分子的基本組成部分,對(duì)于促進(jìn)植物的生長(zhǎng)和發(fā)育至關(guān)重要。磷是細(xì)胞結(jié)構(gòu)中不可或缺的重要組分,其構(gòu)成核酸、細(xì)胞膜和磷酸腺苷等關(guān)鍵物質(zhì)。然而在土壤中,磷的可利用性較低,因其易被固定和沉淀,導(dǎo)致可直接被植物利用的有效磷含量有限。鉀在植物代謝過(guò)程中扮演著至關(guān)重要的角色,參與光合作用、蛋白質(zhì)合成以及氣孔運(yùn)動(dòng)等生命活動(dòng)。缺鉀會(huì)影響植物對(duì)碳水化合物的積累,從而抑制生殖器官的正常生長(zhǎng)和發(fā)育。然而,不合理施肥不僅會(huì)增加生產(chǎn)成本,還可能引起土壤酸化和水體富營(yíng)養(yǎng)化等環(huán)境問(wèn)題。豆科作物具有抗旱耐瘠的特點(diǎn),可通過(guò)與根際共生微生物的固氮作用滿足自身的氮需求,從而降低對(duì)化肥氮的依賴性。此外,豆莢收獲后,其新鮮秸稈可作為優(yōu)質(zhì)綠肥培肥土壤,進(jìn)一步增強(qiáng)土壤肥力,減少后茬作物生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)化肥的使用量。研究表明,連續(xù)種植多年豆科綠肥可顯著提高作物產(chǎn)量及土壤養(yǎng)分含量。這種做法有利于推動(dòng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)向綠色發(fā)展方向邁進(jìn),實(shí)現(xiàn)可持續(xù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的目標(biāo)。 基于此,本研究選取北京市、河北省、江蘇省和浙江省等地的矮生型菜用豌豆品種,開(kāi)展露地栽培試驗(yàn),分析不同矮生型豌豆品種在田間的表型、物候期和產(chǎn)量差異,明確引進(jìn)豌豆品種的適應(yīng)性。同時(shí),測(cè)定土壤基本理化性狀,探究不同豌豆品種對(duì)土壤養(yǎng)分的影響,為矮生型菜用豌豆肥料施用提供科學(xué)依據(jù)。 1.1 試驗(yàn)地概況 慈溪市屬亞熱帶季風(fēng)型氣候,受杭州灣水體的影響,海洋性氣候特征較明顯,全年四季分明,氣候冬春季寒冷,空氣濕潤(rùn),雨水充足,常年平均氣溫16.3℃,其中0℃以上活動(dòng)積溫5 883.1℃,持續(xù)期為357 d;≥10℃活動(dòng)積溫5 092.5℃,持續(xù)期235.6 d,≥20℃活動(dòng)積溫3 316.7℃,持續(xù)期128.9 d。常年無(wú)霜期為243 d。豌豆屬寒涼作物,既不耐25℃以上高溫,又不耐-5℃以下低溫。試驗(yàn)地位于慈溪市坎墩小超果蔬種植場(chǎng)(E 121°16′,N 34°11′),海拔4.5 m,土質(zhì)為鹽堿性夜潮土,pH值約8.0,肥力中等,前作為番茄。土壤肥力均勻一致,栽培管理水平一致。從北京市、河北省、江蘇省和浙江省引進(jìn)矮生型菜用豌豆品種6個(gè),分別為中秦1號(hào)(中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物所選育)、中豌9號(hào)(中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧所選育)、榮濤9號(hào)(河北農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)作所引進(jìn))、綠苗9號(hào)(江蘇沿江地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所引進(jìn))、浙豌2號(hào)(浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜所選育)、中豌6號(hào)(中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧所選育),以本地矮生豌豆主栽品種改良中豌4號(hào)(中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧所選育)為對(duì)照(CK)。試驗(yàn)隨機(jī)區(qū)組排列,3次重復(fù)。穴距15 cm,平均行距35 cm,每小區(qū)6行,小區(qū)長(zhǎng)5.4 m,每穴4株,小區(qū)面積11.344 ㎡,密度12 699穴/667 ㎡。定植前,667 ㎡施復(fù)合肥(N∶P∶K=15∶15∶15)40 kg、菜籽餅200 kg作基肥。2023年9月13日各小區(qū)點(diǎn)穴播種。出苗期和開(kāi)花期全小區(qū)進(jìn)行調(diào)查,超過(guò)50%出苗及開(kāi)花的日期記載為出苗期及開(kāi)花期。第1次采收時(shí),每小區(qū)取20株調(diào)查株高、果檔、莢長(zhǎng)、莢寬、百莢質(zhì)量、百粒質(zhì)量等農(nóng)藝性狀,分3次采收計(jì)產(chǎn)。收獲結(jié)束拉秧前,測(cè)定地上部分鮮質(zhì)量。由于參試豌豆品種生育期短,于苗期(9月21日)和成熟期(11月1日)分別采集土壤樣品。采用“S”形布點(diǎn)法,用土鉆(直徑3.5 cm,深20 cm)在每個(gè)小區(qū)內(nèi)打5鉆,混合均勻后分別于4℃風(fēng)干保存,用于測(cè)定土壤理化性狀。土壤pH值和電導(dǎo)率(EC值)用多參數(shù)測(cè)試儀(Mettler-toledo S470,瑞士)測(cè)定;可溶性有機(jī)碳(DOC)、硝態(tài)氮(NO??-N)和銨態(tài)氮(NH??-N)先用0.05 mol/L K2SO4溶液浸提,再分別用總有機(jī)碳/總氮儀(N/C 3100,德國(guó))和連續(xù)流動(dòng)化學(xué)分析儀(AutoAnalyzer 3,德國(guó))測(cè)定;土壤有效磷(Olsen-P)用0.5 mol/L NaHCO3溶液(調(diào)節(jié)pH值至8.5)浸提后用連續(xù)流動(dòng)化學(xué)分析儀測(cè)定;土壤有效鉀用1.0 mol/L乙酸銨溶液(pH值調(diào)至7.0)浸提過(guò)濾后,用原子吸收光譜儀(ZEEnit700P,德國(guó))測(cè)定。使用 SPSS 22.0 進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,采用 Duncan's新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較,顯著性水平為P<0.05。 2.1 不同豌豆品種物候期比較 各處理生育期43~48 d,全生育期49~54 d。其中,中秦1號(hào)和中豌6號(hào)生育期最短,均為43 d;改良中豌4號(hào)(CK)生育期和全生育期最長(zhǎng)(表1)。由表2可知,參試品種中,改良中豌4號(hào)(CK)的株高顯著高于其他品種,為69.8 cm;中豌9號(hào)和榮濤9號(hào)的株高最小,均為44.2 cm。除改良中豌4號(hào)(CK)外,其他品種間的差異不顯著;所有參試品種的莢寬差異較小。浙豌2號(hào)莢長(zhǎng)和百莢質(zhì)量均最高,且顯著高于中豌9號(hào)和改良中豌4號(hào)(CK)。各品種的鮮豌豆百粒質(zhì)量在51~67 g,以綠苗9號(hào)最重,中豌6號(hào)最輕。地上部分小區(qū)鮮質(zhì)量以改良中豌4號(hào)(CK)最重,為11.9 kg;其他品種間無(wú)顯著差異,以綠苗9號(hào)最低,為6.6 kg。由表3可知,參試的品種中榮濤9號(hào)的產(chǎn)量最高,為690.22 kg/667 ㎡,顯著高于除中豌6號(hào)(662.00 kg/667 ㎡)外的其他品種;以改良中豌4號(hào)(CK)的產(chǎn)量最低,為505.02 kg/667 ㎡。由圖1a可知,豌豆種植季土壤pH值在7.2~8.4,成熟期不同品種間無(wú)顯著差異。苗期至成熟期,中秦1號(hào)、浙豌2號(hào)和改良中豌4號(hào)(CK)種植土壤的EC值有所升高;其他品種的EC值均有所下降,尤其是中豌9號(hào)(圖1b)。成熟期,浙豌2號(hào)種植土壤的EC值顯著高于中豌9號(hào)、榮濤9號(hào)、中豌6號(hào)和改良中豌4號(hào)(CK)。由圖2可知,土壤DOC、NO3-N和Olsen-P含量隨豌豆生長(zhǎng)周期的增加均有所下降,尤其是NO??-N和Olsen-P含量分別由苗期的62.4~155.2 mg/kg和62.6~85.5 mg/kg下降至4.5~32.8 mg/kg和16.0~23.3 mg/kg;速效鉀含量則有所升高,但不同品種間苗期和成熟期的含量均無(wú)顯著差異。NH??-N含量在豌豆苗期至成熟期間的變化不大,在0.8~2.2 mg/kg。 3.1 不同豌豆品種的適應(yīng)性 對(duì)不同豌豆品種的生育期、產(chǎn)量及農(nóng)藝性狀進(jìn)行了研究分析。結(jié)果表明,矮生型菜用豌豆主栽品種改良中豌4號(hào)(CK)的株高、果檔和地上部分鮮質(zhì)量(綠肥)均為最高,且生育期最長(zhǎng),這可能是導(dǎo)致其產(chǎn)量低的原因(表2)。通常情況下,植株生物量增加意味著更多光合產(chǎn)物的積累,從而轉(zhuǎn)化為更多的果實(shí)或種子,增加產(chǎn)量。然而,旺長(zhǎng)可能會(huì)引起植株倒伏、開(kāi)花不集中,甚至抑制花芽的分化和果實(shí)的形成,從而影響產(chǎn)量。中秦1號(hào)、榮濤9號(hào)和中豌6號(hào)生育期偏短(43~44 d),且株高顯著低于其他品種,但農(nóng)藝性狀與其他品種差異不大。榮濤9號(hào)和中豌6號(hào)產(chǎn)量均比中秦1號(hào)、浙江本地品種浙豌2號(hào)和改良中豌4號(hào)(CK)高(圖1)。綜合試驗(yàn)結(jié)果認(rèn)為,榮濤9號(hào)和中豌6號(hào)產(chǎn)量和熟期等性狀優(yōu)于其他品種,可在慈溪當(dāng)?shù)厍锛咀鬟M(jìn)一步示范和推廣。而不同品種在生育期、株高、莢長(zhǎng)、產(chǎn)量、抗病性和適應(yīng)性等方面存在一定差異,品種的引進(jìn)及優(yōu)選可直接影響豌豆的產(chǎn)量和品質(zhì),為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供更多高效且經(jīng)濟(jì)的選擇。3.2 不同豌豆品種和生育期對(duì)土壤肥力的影響豌豆種植季土壤pH值在7.2~8.4,且成熟期不同的豌豆品種間的pH值無(wú)顯著差異,表明矮生型菜用豌豆種植對(duì)土壤pH值的影響較為有限。但不同豌豆品種影響土壤EC值和氮、磷和鉀有效態(tài)含量(圖1、2)。這可能與各品種豌豆的根系分泌物以及不同生育期對(duì)土壤養(yǎng)分的吸收效率有關(guān)。豌豆生長(zhǎng)過(guò)程中,需大量吸收土壤養(yǎng)分以支持其生長(zhǎng)和結(jié)莢。由于豌豆品種在株高、地上部分鮮質(zhì)量等農(nóng)藝性狀上的差異,根系分泌物的種類和數(shù)量會(huì)有所不同。根系分泌物可能會(huì)改變土壤微生物群落的結(jié)構(gòu)和功能,進(jìn)而影響土壤養(yǎng)分的礦化和固持過(guò)程。此外,不同品種在根系形態(tài)和根系密度上的差異,也會(huì)影響其對(duì)土壤中水分和養(yǎng)分的吸收效率。如根系發(fā)達(dá)的品種可更有效地吸收土壤中的氮、磷、鉀等養(yǎng)分,從而在土壤中留下少量殘余養(yǎng)分,從而可能對(duì)土壤的養(yǎng)分循環(huán)和生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。NO??-N和Olsen-P含量從豌豆苗期至成熟期的降幅較大,表明豌豆在不同生長(zhǎng)階段對(duì)氮和磷的需求量較高,導(dǎo)致這些養(yǎng)分在土壤中的有效含量顯著減少。相反,有效鉀在整個(gè)生育期內(nèi)呈現(xiàn)出逐漸增加的趨勢(shì),表明豌豆在其生長(zhǎng)過(guò)程中對(duì)鉀的需求相對(duì)較少,導(dǎo)致土壤鉀積累。針對(duì)這一情況,可采取一系列措施優(yōu)化土壤養(yǎng)分管理,提升豌豆的產(chǎn)量和品質(zhì)。可通過(guò)合理施肥提高土壤養(yǎng)分的利用效率,減少化肥的使用量。這不僅有助于降低生產(chǎn)成本,還可減少因過(guò)量施肥引起的土壤酸化和水體富營(yíng)養(yǎng)化等環(huán)境問(wèn)題。施肥時(shí)應(yīng)根據(jù)不同豌豆品種的具體需求,調(diào)整氮、磷、鉀的施用比例和施用時(shí)間,以保證養(yǎng)分的有效供應(yīng)。同時(shí),可采用有機(jī)肥料或生物肥料,結(jié)合豆科作物自身的固氮能力,進(jìn)一步減少化肥的使用量,提高土壤的有機(jī)質(zhì)含量和微生物活性。 原標(biāo)題:《矮生型菜用豌豆品種適應(yīng)性及其對(duì)土壤養(yǎng)分的影響》 基金項(xiàng)目:寧波市科技特派員團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目(2023S213);國(guó)家食用豆產(chǎn)業(yè)體系項(xiàng)目 張瑞(1986-),男,本科,農(nóng)藝師,主要從事農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣工作,E-mail:345682929@qq.com 許林英(1971-),女,通訊作者,本科,推廣研究員,主要從事作物栽培和育種工作,E-mail:283616641@qq.com
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