不同栽培密度和氮肥施用量对菜豆生长及产量的影响

摘    要：菜豆是世界上最重要的谷物豆类之一，是全球栽培面积最大的食用豆类，也是传统的粮食作物。为明确不同栽培密度和氮肥施用量对菜豆生长以及产量的影响，采用裂区试验设计，以红花白荚菜豆品种为材料，在三种不同的栽培密度水平下，研究了4种不同氮肥施用量下的菜豆在分枝期、开花期、结荚期、成熟期4个时期的茎粗、叶长、叶宽、株高、叶绿素相对含量、菜豆单株结荚数和单果质量。结果表明，M1N1（行距60 cm、株距20 cm、施用尿素45 g·m-2）处理下菜豆株高、单果质量及单株结荚数均为最高，生长及产量表现良好，可作为菜豆生产的最优配置在生产中推广。

关键词：菜豆；栽培密度；氮肥施用量；生长；产量

中图分类号：S643.1 文献标志码：A 文章编号：1673-2871（2023）08-071-06

Abstract： Kidney bean （Phaseolus vulgaris L.） is one of the most important cereals in the world， the largest cultivated area of food beans in the world， and is also a traditional food crop. In order to determine the effects of different cultivation densities and nitrogen application rates on the growth and yield of kidney bean， we adopted a splitplot experiment design， and Honghuabaijia kidney bean was used as experimental material. Stem diameter， leaf length， leaf width， plant height， chlorophyll content， pod number per plant and fruit quality of bean were studied under four different nitrogen fertilizer application rates at branching stage， flowering stage， podding stage and maturity stage. The results showed that M1N1 treatment had the highest plant height， pod weight and pod number， and the growth and yield were good， which could be used as the optimal configuration for bean production.

Key words： Kidney bean; Planting density; Application level of nitrogen fertilizer; Growth; Yield

菜豆（Phaseolus vulgaris L.）也叫芸豆，俗称二季豆、四季豆，是我国重要的蔬菜种类，也是我国重要的出口农产品。菜豆的营养价值很高，含有多种氨基酸、维生素、矿物质和丰富的膳食纤维及抗性淀粉等营养成分[1-2]，低脂低热量，符合人们对健康的追求。食用菜豆能有效提高抗氧化能力且能减少脂肪的积累[3]。此外，菜豆还具有药用价值和非常广泛的用途。现有文献中，关于菜豆的研究较多，在不同栽培方法的研究上，包括钢架大棚栽培[4]、地膜覆盖齿形栽培[5]、间作[6]、轮作[7]、基质栽培[8]等；在不同肥料的施用方式上，包括平衡施肥[9]、氮磷钾配施[10]、单施化肥和有机肥无机肥配施[11]等。现有文献中有关产量的研究多集中在大豆[12]、玉米[13]、小麦[14]、水稻[15]等大田作物上，关于菜豆产量方面的研究相对较少。所以笔者研究了不同的栽培密度和氮肥施用量对菜豆生长及产量的影响，筛选出适合菜豆生产的最适栽培密度和最适氮肥施用量，以期为菜豆生产的优质高产提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

供试品种为红花白荚菜豆，由人工单株选育而成。

供试肥料为昆仑牌尿素，总氮含量（w）≥46.00%，购自盛达农资。

1.2 试验设计

试验于2021年9月在湖南省常德市湖南应用技术学院的园艺试验实习基地内的温室大棚进行，该地区年平均降水量1 382.40 mm，平均气温17.30 ℃，属于亚热带湿润季风气候。

试验采用裂区设计，共有3种栽培密度：M1（行距60 cm、株距20 cm）、M2（行距60 cm、株距25 cm）、M3（行距60 cm、株距30 cm）。副区为不同氮肥施用量：N1（施用尿素135 g）、N2（施用尿素180 g）、N3（施用尿素225 g），外加对照N0（施用尿素0 g），试验设3次重复（表1）。

试验地一共设有12个小区，每个小区长2.5 m，宽1.2 m，面积3 m2，试验地面积一共36 m2。

1.3 指标测量

分别在分枝期（Q1）、开花期（Q2）、结荚期（Q3）、成熟期（Q4） 4个时期，在每个小区随机抽取10株定点测量菜豆的株高、叶长、叶宽、茎粗。

在菜豆成熟期（Q4），在每个小区选取10株进行产量的测定，同时记录每个小区抽取10株的结荚数，并且随机抽取每株5个果实测量单果质量。

在开花期使用SPAD叶绿素含量测定仪测量植物的叶绿素相对含量（绿色程度）。

1.4 数据处理

采用Excel 2010进行数据处理和绘图，采用SPSS 16.0进行统计分析，各指标差异显著性分析采用Duncan法，差异显著水平为0.05（p<0.05）。

2 结果与分析

2.1 不同栽培密度和氮肥施用量对菜豆农艺性状的影响

2.1.1 不同栽培密度和氮肥施用量对菜豆株高的影响 由图1可知，在不同栽培密度和氮肥施用量下，菜豆的株高随着生育期的不断推进呈逐渐上升的趋势。随着氮肥施用量的增加，不同栽培密度下的菜豆株高呈先增高后降低的变化趋势，在N2处理达到最大值。

不同栽培密度M1、M2、M3下，在分枝期对照N0处理下的菜豆株高最低，分别为61.90、72.70、54.80 cm；在成熟期，N2处理下的菜豆株高最高，其值分别为288.20、326.20、272.50 cm。

在不同栽培密度下，随着氮肥施用量的不断增加，从分枝期到成熟期，除了M2栽培密度下的结荚期外，其他菜豆株高表现为N2＞N3＞N1＞N0，其中成熟期的N2与N0相比，在M1、M2、M3下分别显著提高了25.91%、31.59%、33.51%；在氮肥施用量不断增加的情况下，M3处理下的菜豆群体的株高表现最差，M2处理下的菜豆群体的株高表现最优。

2.1.2 不同栽培密度和氮肥施用量对菜豆叶长的影响 由图2可知，在不同栽培密度和氮肥施用量下，菜豆的叶长随着生育期的不断推进呈逐渐上升的趋势。排除对照组N0处理，随着氮肥施用量的增加，不同栽培密度下的菜豆叶长都在不断地缩短。其中，在N1处理达到最大值，N0处理达到最小值。

不同栽培密度下，在分枝期对照N0处理下的菜豆叶长最短，分别为9.13、9.59、8.12 cm；在成熟期，N1处理下的菜豆叶长最长，分别为14.41、14.13、14.08 cm。

在不同栽培密度下，随着氮肥施用量的不断增加，从分枝期到成熟期，菜豆的叶长表现为N1＞N2＞N3＞N0，其中成熟期的N1与N0相比，在M1、M2、M3处理下分别显著提高17.63%、21.06%、17.24%。

2.1.3 不同栽培密度和氮肥施用量对菜豆叶宽的影响 由图3可知，在不同栽培密度和氮肥施用量下，菜豆的叶宽随着生育期的不断推进呈逐渐上升的趋势。排除对照组N0处理，随着氮肥施用量的增加，不同栽培密度下的菜豆叶宽都在不断地缩短。其中，在N1处理达到最大值，N0处理达到最小值。

不同栽培密度下，在分枝期对照N0处理下的菜豆叶宽最小，分别为4.21、4.13、3.81 cm；在成熟期，N1处理下的菜豆叶宽最大，其值分别为10.94、11.70、10.85 cm。

在不同栽培密度下，随着氮肥施用量的不断增加，从分枝期到成熟期，菜豆的叶宽表现为N1＞N2＞N3＞N0，其中成熟期的N1与N0相比，在M1、M2、M3处理下分别显著提高17.63%、14.37%、24.28%。

2.1.4 不同栽培密度和氮肥施用量对菜豆茎粗的影响 由图4可知，在不同栽培密度和氮肥施用量下，菜豆的茎粗随着生育期的不断推进呈逐渐上升的趋势。排除对照组N0处理，随着氮肥施用量的增加，不同栽培密度下的菜豆茎粗都在不断地减小。其中，在N1处理达到最大值，N0处理达到最小值。

不同栽培密度下，在分枝期对照N0处理下的菜豆茎粗最小，分别为2.56、2.77、2.59 mm；在成熟期，N1处理下的菜豆茎粗最大，分别为4.44、4.56、3.99 mm。

在不同栽培密度下，随着氮肥施用量的不断增加，从分枝期到成熟期，菜豆茎粗均表现为N1＞N2＞N3＞N0，其中成熟期的N1与N0相比，在M1、M2、M3处理下分别显著提高17.15%、18.75%、12.39%。

2.2 不同栽培密度和氮肥施用量对菜豆产量的影响

2.2.1 不同栽培密度和氮肥施用量对菜豆单果质量的影响 由图5可知，排除对照组N0处理，随着氮肥施用量的增加，在不同栽培密度下，菜豆的单果质量均在不断地减小，其中，在N1处理达到最大值，N0处理达到最小值。

在不同栽培密度下，对照N0菜豆的单果质量最小，分别为10.29、6.61、9.85 g。在不同栽培密度下，随着氮肥施用量的不断增加，菜豆单果质量表现为N1＞N2＞N3＞N0，其中N1与N0相比，在M1、M2、M3处理下分别提高29.54%、77.31%、23.15%；M1处理下的菜豆群体的单果质量表现最优。

2.2.2 不同栽培密度和氮肥施用量对菜豆单株结荚数的影响 在成熟期对菜豆进行测产（所有的数据均是所采集数据的平均值）。由图6可知，在不同栽培密度和氮肥施用量下，排除对照组N0处理，不同栽培密度下菜豆的单株结荚数随着氮肥施用量的增加而减少，其中，N1处理达到最大值，N0处理达到最小值。

在不同栽培密度下，对照N0处理菜豆的单株结荚数最少，分别为6.3、6.5、2.8个。在不同栽培密度下，随着氮肥施用量的不断增加，菜豆的单株结荚数表现为N1＞N2＞N3＞N0，其中N1与N0相比，在M1、M2、M3处理下分别显著提高77.78%、63.08%、207.14%。

2.3 不同栽培密度和氮肥施用量对菜豆叶绿素相对含量的影响

由图7可知，在不同栽培密度下，菜豆叶绿素相对含量随着氮肥施用量的增加而逐渐增加，其中N3处理叶绿素相对含量最高。

在不同栽培密度下，随着氮肥施用量的不断增加，菜豆的叶绿素相对含量表现为N3＞N2＞N1＞N0，其中N1与N0处理相比，在M1、M2、M3处理下分别显著提高22.64%、20.64%、17.97%；在氮肥施用量不断增加下，M3处理下的菜豆群体的叶绿素相对含量最高，M1处理下的菜豆叶绿素相对含量最低。