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一、简介
就种植面积而言,花生是加纳最重要的豆类作物[ 1 ]。加纳的几内亚稀树草原生态占该国花生总产量的70%以上[ 1 ],是该国最重要的花生产区。在加纳,花生是经济作物和家庭用途的重要作物[ 2 ]。加纳 2010 年的花生产量是本世纪初的 2.5 倍。产量的快速增长是由于同一十年期间收获面积增加了 75%,产量增加了 50% [ 3 ]。在本世纪初,花生生产受到许多生物和非生物挑战的限制,例如害虫、玫瑰花病毒和黄曲霉毒素。4 ]。
它是一种高利润的油籽和经济作物,在世界半干旱热带地区广泛种植。它的种植既可直接用于人类用途,也可用于工业用途。该作物的生产主要集中在亚洲和非洲的半干旱热带地区,这些地区约占全球花生种植面积的 96% 和全球花生总产量的 92% [ 5 ] [ 6 ] 。根据[ 7],花生被认为是世界第二大栽培粮食豆类以及第四大产食用油籽作物。坚果被压碎以去除果仁,而果仁是蛋白质、蛋糕、植物油和其他工业产品的来源。与其他坚果相比,花生种子是食用油的丰富来源以及脂肪、蛋白质、碳水化合物、矿物质和一些维生素的优质来源,因此价格通常也是最低的 [ 8 ]。作为花生种质项目的一部分,该地区三个种植地点的品种推荐主要来自国际半干旱热带作物研究所(ICRISAT),考虑到它们的最早成熟度、对有害病害的抵抗力以及产量[ 9 ]。
影响花生发育、产量和品质的重要农艺技术之一是种植密度。为了最大限度地提高谷物种子产量,最佳密度可以保证减少种间竞争,并有效捕获和利用地上和地下的生长资源[ 10 ]。文献[ 11 ]指出,较近的株行距(30 cm×10 cm)可以提高直立型花生的产量,而40 cm×20 cm的株行距可以最大限度地提高撒播型或半撒播型花生的产量。马拉维小农使用的花生品种之一 CG7 建议种植密度为每公顷 89,000 株(75 厘米 × 15 厘米 × 1 颗种子)[ 12]。该间距下 CG7 的理论产量为 2500 公斤/公顷。影响花生产量的众多因素之一,适当的行距对于种植至关重要。种植密度是影响花生发育、产量和品质的主要因素之一。[ 13 ]观察到,当作物采用最佳株行距栽培时,植物干物质积累和分枝形成增加,单株荚数、单株产量、千粒重等产量参数达到最高。最近的一项研究表明,行距减小时产量持续增加,添加化肥时产量成倍增加[ 14]。与普通的宽行作物相比,紧密排列的花生也被证明可以提供更多的地面覆盖、更好的树冠光拦截、作物生长率、叶面积指数,并最终提高豆荚产量[ 15 ]。
降雨是影响花生生产的最重要的气候因素,因为半干旱热带地区 70% 的作物面积降雨量少且不稳定。据报道,作物生长期间降雨量少和长期干旱是亚洲和非洲大部分地区产量低的主要原因[ 8 ]。[ 16 ]报道称,持续干旱和降雨不足是花生作物的最大制约因素之一。[ 17 ]报道说,花生产量很大程度上取决于降雨量。适当的土壤湿度管理对于实现作物的早期发芽、均匀的植物生长和高生产力至关重要。[ 18]报道称,在干旱条件下,结瘤和固氮作用迅速下降,并认为长期干燥可能导致根瘤损失,部分无法进一步形成根瘤。收获时,种子重量等性状是生长季节,特别是生长繁殖阶段发育和对应激反应的总和[ 19]。虽然花生具有固定大气氮的能力,但均衡的营养可以促进作物发育,进一步提高产量。为了实现最佳产量和持续生产,应注意基于土壤分析数据的养分去除率。花生生产的最佳生产需要均衡的营养,因为营养缺乏会对作物生长发育和产量产生不利影响。[ 20 ] 建议雨养条件下 10 - 20 kg N/ha、18 kg P/ha 和 33 kg K/ha,以及 20 kg N/ha、18 - 40 kg P/ha 和 17 - 33 kg K/ha在灌溉条件下。
抑制花生生产的主要挑战是由于不良的栽培习惯,特别是宽间距的做法造成的[ 21 ]。杂草无法与花生有效竞争,尤其是在播种后的前三到六周内,因此在开花前和植物仍处于固定阶段时清除杂草至关重要[ 22 ]。杂草是显着降低植物产量、提高生产成本并在某些情况下使农田不适合耕种的最显着害虫之一[ 23 ][ 24 ]。根据[ 25] ,通过增加每公顷的种植密度(通过紧密的间距)可以增加作物产量。]。此外,大多数研究都讨论了除草方法和间距的影响,但没有关于间距如何影响花生生长和产量的研究或文献。为了提高作物产量,本研究旨在探讨不同行距条件下花生高产的可能性。本研究调查了品种和株距对花生产量和生长的影响。
2。材料和方法
2.1. 研究地点
该研究于2020年主要和次要季节在加纳西部地区Prestea Huni Valley市的Huni Valley进行。研究区域位于赤道以北纬度5°28'0"和1°55'之间0" 格林威治子午线以西。有两种降雨模式,通常为 3 月至 7 月(主季)和 9 月至 11 月(次季)。该区降雨量较多,年平均降雨量187.83毫米。全年气温较高,每日和季节变化显着。年平均气温在 26°C 至 30°C 之间。湿季湿度为 75% - 80%,旱季湿度为 70% - 80%。由于降雨量大,表层土壤中的碱大量淋滤,许多地方的土壤深厚、开阔且呈酸性,26 ]。
2.2. 实验设计和治疗
现场实验采用随机完全区组设计 (RCBD) 中的 3 × 3 析因实验进行,并进行三 (3) 次重复。因子A为3个花生品种(Yenyawoso、Nkatie Sari和Sum Sutt 22),因子B为30 cm×30 cm、30 cm×15 cm、30 cm×40 cm 3种不同行距的种植距离。治疗组合如表1所示。
2.3. 种植材料来源
花生种子来自萨凡纳农业研究所 (SARI) Nankpala Station Tamale。收集的品种有 Yenyawoso(早熟)、Samnut 23(早熟)和 Nkatie Sari(晚熟)。
2.4. 整地和杂草控制
土地被砍伐,但没有燃烧。2019 年 10 月,人们使用锄头进行了人工犁耕,然后对田地进行了衬砌和钉桩。花生种子的播种于 2019 年 11 月进行。每山播种一 (1) 颗种子。7天后,补充完毕。杂草控制是通过在杂草幼嫩时用手锄地和拔除杂草来进行的。田间杂草的控制从种植后两周开始,直到开花和形成桩,以确保桩不被损坏。
2.5. 数据采集
2.5.1. 土壤取样
在研究开始之前,从每个地块采集表面(0 - 20 厘米)土壤样本。将样品散装并风干以进行标准分析。[ 27 ]采用Walkley-Black重铬酸盐消解法测定有机质(OM),采用凯氏定氮法测定土壤全氮[ 28 ]。Bray-1 技术用于确定可用的 P。[ 29 ]。使用乙酸铵,除去可交换的K +、Ca 2+和Mg 2+ 。使用火焰光度计测量钾,使用EDTA滴定法测量Ca和Mg。使用玻璃电极测量 0.01 M CaCl 2中土壤的 pH 值。种植前土壤理化特性结果见表2。
2.5.2. 生长参数
从每个地块中随机选择八株植物并进行标记以收集植物高度的数据。每两周用卷尺/米尺测量植物高度。测量从地面到最高点的植物高度,计算并记录每个地块的平均值。对每个处理中八个标记植物的叶子数量进行计数,并计算每个处理地块的平均值。从种植后两周(2 WAP)开始每隔两周收集叶子数量的数据。对八个标记植物的花数进行计数,并计算每个地块的平均值。这是在种植后四周(4 WAP)进行的,间隔两周。对八个标记植物的分枝数量进行计数,并计算每个地块的平均值。
2.5.3. 产量参数
收获并计数每个地块上的豆荚总数。记录每株植物的平均豆荚数。从收获的植物中随机抽取 100 粒种子,在 15% 的水分含量下风干。对种子进行称重并记录每次处理的平均值。每个处理地块中间两行的花生植株收获豆荚并
2.5.4. 数据分析
使用 GenStat 第十二版对收集的数据进行方差分析 (ANOVA)。使用方差分析来计算处理平均值之间的差异,并使用 p < 0.05 的最小显着差异 (LSD) 比较处理平均值。结果列于表中。
3. 结果
3.1. 不同种植密度对不同品种花生生长的影响
3.1.1. 株高
在2020年主要种植季节,2020年主要种植季节种植后2周、6周和10周(WAP)处理间株高结果显示显着差异(p < 0.05)。在 WAP 2 时,Yenyawoso 的株高最高(12.70 cm),株距为 30 × 15 cm,而 Nkatie Sari 的株高最低(8.13 cm),株高为 30 × 30 cm。此外,在 4 WAP 时,株距为 30 × 15 cm 的 Yenyawoso 记录了最高株高(14.27 cm),而株距为 30 × 40 cm 的 Nkatie Sari 记录了最低株高(11.67 cm)。此外,在 WAP 6 时,Yenyawoso 在 30 × 15 cm 的间距处记录到最高株高(16.63 cm),而最低株高(14.17 cm)则在 Nkatiee Sari 在 30 × 40 cm 的间距处记录。表3)。
2020年小茬种植后2周、4周、6周、8周和10周(WAP)各处理间差异显着(P < 0.05)。在 WAP 2 时,Yenyawoso 的株高最高(12.73 cm),株距为 30 × 15 cm,而 Nkatie Sari 的株高最低(8.13 cm),株高为 30 × 30 cm。此外,在 4 WAP 时,株距为 30 × 15 cm 的 Yenyawoso 记录了最高株高(14.27 cm),而株距为 30 × 40 cm 的 Nkatie Sari 记录了最低株高(11.67 cm)。此外,在 WAP 6 时,Yenyawoso 在 30 × 15 cm 间距处记录到最高株高(16.62 cm),而最低株高(14.17 cm)从 Nkatie Sari 在 30 × 40 cm 间距处记录。Yenyawoso在30×15厘米行距下记录了最高株高(21.10厘米和42.08厘米),表3)。
3.1.2. 叶子数量
在 2020 年主要种植季节,第 2、4、6 和 8 个 WAP 的处理相互作用中,叶子数量显示出显着差异 (p < 0.05)。在 2 WAP 时,株距为 30 cm × 40 cm 的 Yenyawoso 记录的平均叶片数最高(50.67),而 30 cm × 15 cm 的 Nkatie Sari 记录的叶片数最少(30)。在 4 WAP 时,株距为 30 × 40 cm 的 Yenyawoso 记录了平均最大叶片数(62.67),其次是株距为 30 cm × 15 cm 的 Yenyawoso(60),而记录的最小叶片数为Nkatie Sari 的间距为 30 厘米 × 15 厘米 (38.67)。在 WAP 6 时,Yenyawoso 在 30 cm × 40 cm 间距下记录的平均叶片数量最多(71.67 个),而 Nkatie Sari 在 30 cm × 15 cm 间距下记录的叶片数量最少(53 个)。然而,在 8 WAP 时,表 4)。
2020 年小生长季期间,第 2、4、6 和 8 个 WAP 处理间的叶片数量显示出显着差异 (p < 0.05)。在 4 WAP 时,间距为 30 厘米 × 30 厘米的 Yenyawoso 记录的平均叶片数最多(42 片),其次是间距为 30 厘米 × 15 厘米的 Sum Nutt 22(39.33 片),而平均叶片数最低的是为 Nkatie Sari 以 30 厘米 × 30 厘米的间距记录 (22)。在 WAP 6 时,Yenyawoso 在 30 cm × 40 cm 间距下记录的平均叶片数量最多(62 片),而 Nkatie Sari 在 30 cm × 15 cm 间距下记录的叶片数量最少(43 片)。然而,在 8 WAP 时,间距为 30 cm × 40 cm 的 Yenyawoso 保持了最高的叶片数(127.33),而 Nkatie Sari 产生的平均叶片数最低(62)(表 4)。
3.1.3. 分行数量
2020年主要种植季节,4、6、8和10 WAP的分枝数处理之间存在显着差异(p < 0.05)。在 4 WAP 时,株距为 30 cm × 40 cm 的 Yenyawoso 产生的平均分枝数最高(15.67),而株距为 30 × 15 cm 的 Yenyawoso 产生的平均分枝数最少(9)。此外,在 WAP 6 时,Sum Nut 22 在株距为 30 cm × 40 cm 时记录到的平均分枝数最高 (30),而最低分枝数 (15.33) 则来自于株距为 30 的 Yenyawoso。厘米×15 厘米。此外,在 8 WAP 时,间距为 30 cm × 40 cm 的 Sum Nut 22 记录的分枝数量最多(37.33),而间距为 30 cm × 15 cm 的 Yenyawoso 记录的分枝数量最少(21.33)。然而,在 10 WAP 时,表5)。
小季期间 4、6、8 和 10 WAP 的分枝数量处理之间存在显着差异 (p < 0.05)。在 2 WAP 时,株距为 30 × 15 厘米的 Sum Nut 22 产生的平均分枝数最高(16.33),而株距为 30 × 15 厘米的 Nkatie Sari 产生的平均分枝数最少(11.00) 。此外,在 WAP 6 时,在株距为 30 × 15 cm 时,Yenyawoso 记录的平均分枝数最高(26.00),而在株距为 30 cm × 15 cm 时,Nkatie Sari 产生的平均分枝数最低(19.33)。 。此外,在 WAP 8 和 10 时,Yenyawoso 在株距为 30 cm × 15 cm 时记录到的分枝数最高(36.00 和 54.33),而 Nkatie Sari 在株距为 30 × 15 cm 时记录到最低值(20.00 和 54.33)。 32.00) (表 5)。
3.1.4. 鲜花数量
在 2020 年主要种植季节,花朵数量在 4 和 6 WAP 时表现出显着差异 (p < 0.05)。在第 4 个 WAP 期间,Yenyawoso 在株距为 30 × 40 cm 时记录的花数最多(42.67 朵),而 Nkatie Sari 在株距 30 cm × 15 cm 时记录的花数最少(17.67 朵)。然而,在 WAP 6 时,株距为 30 cm × 40 cm 的 Yenyawoso 产生的叶子数量显着最高(54 片),而株距为 30 cm × 15 cm 的 Sum Nut 22 产生的花朵数量最低(24 片)。 )(表6)。
2020 年小季的花朵数量在施用处理后第 4 和第 6 个 WAP 时显示出显着差异 (p < 0.05)。在第 4 个 WAP 期间,Yenyawoso 在株距为 30 cm × 30 cm 时记录了最大花数(24.14),而 Nkatie Sari 在株距为 30 cm × 15 cm 时记录了最小花数(5.63)。然而,在 6 WAP 时,株距为 30 × 30 cm 的 Yenyawoso 产生的叶子数量显着最高(47.18),而株距为 30 × 15 cm 的 Sum Nut 22 产生的花朵数量最低(31.93)(表 6)。
3.2. 不同种植密度对不同品种花生产量的影响
3.2.1. 每株植物的荚数
植物间距显着影响(p < 0.05)2020 年主要季节每株植物的豆荚数量。 30 厘米 × 40 厘米间距的 Yenyawoso 记录的平均豆荚数最高 (47.33),而 Nkatie Sari 记录的平均豆荚数最低 (p < 0.05)。株距30厘米×15厘米(27)。结果显示,2020 年小生长季各处理间每株豆荚数存在差异 (P < 0.05)。间距为 30 厘米 × 30 厘米的 Yenyawoso 每株植物的平均豆荚数最高(49 个),其次是每株植物的 Yenyawoso
3.2.2. 100 粒种子重量
株距显着影响 (p < 0.05) 2020 年主季花生的 100 粒种子重量。30 cm × 40 cm 株距的 Yenyawoso 记录了最重的 100 粒种子重量 (57.33 g),而 30 × 15 cm 株距的 Nkatie Sari 记录了最重的 100 粒种子重量 (57.33 g)。间距记录最少(37 克) 在 2020 年小季期间,100 颗种子重量(克)的处理之间存在显着差异(p < 0.05)。尽管如此,株距为30厘米×30厘米的Yenyawoso产生的100粒种子重量最大(66克),其次是株距为30厘米×40厘米的Yenyawoso(62.33克),而最小的100粒种子重量记录为Nkatie Sari 的株距为 30 × 30 厘米(25.67 克)(表 7)。
3.2.3. 荚果产量
对于主要种植季节,荚果产量的间距存在显着差异(p < 0.05)。Yenyawoso 的荚果产量最高,间距为 30 cm × 40 cm(4781 kg/ha),而 Nkatie Sari 的荚果产量最低,间距为 30 cm × 15 cm(2708 kg/ha)。不同花生品种的荚果产量受株距影响显着(p < 0.05)。豆荚产量最高(4375.14 kg/ha),株距为 30 cm × 15 cm 的 Nkatie Sari,株距为 30 cm × 40 cm 的 Yenyawoso,其次是株距为 30 cm × 40 的 Nkatie Sari。 cm(4340.42 kg/ha),而株距为 30 cm × 40 cm 的 Sum Nut 22 和株距为 30 cm × 40 cm 的 Yenyawaso 的荚果产量最低(3507.06 kg/ha)(表 7)。
4。讨论
4.1. 不同种植密度对不同品种花生生长的影响
4.1.1. 株高
两季花生株高均受不同品种花生株距的影响。然而,结果显示,种植间距为30×15厘米(对照)的花生品种Sum Nut 22和Yenyawoso在研究的两个种植季节中产生了最高的株高。这项研究的结果支持了[ 30 ]的观察,他们注意到间距较小的Sparaxis三色高度会增加。种植百合[ 31 ]和唐菖蒲[ 32 ]时,较大的种植密度也会导致植株较高。根据[ 31],种植深度以及植物密度可能会对植物的高度产生影响。这说明农民种植花生时普遍采用的30×15厘米对作物的株高有影响。植物会争夺光线,在高植物密度下会变得更高,这是拥挤植物的一个特征。这一发现与[ 33 ]一致。他解释说,水平发展的空间很小,而且更近的种植距离会刺激垂直生长,但会牺牲横向生长以吸收光线。另外,[ 33]表明,种植距离较近的作物比种植距离较远的作物对光照的竞争更加激烈。间距较近的花生植株比间距较宽的花生植株株高更高的观察结果与[ 34 ]关于班巴拉花生的报道和[ 35 ]的研究结果一致。[ 35 ]再次发现,种植10厘米和20厘米行的花生比种植30厘米和50厘米行的花生长得更高。
4.1.2. 叶子数量
不同花生品种的叶子数量受株距影响显着(p < 0.05)。随着植株密度的增加,单株叶片数显着增加。在主季期间,Sum Nut 在 30 × 40 cm 的株距下记录了最高的叶子数量,而在小季节,Yenyawoso 在 30 cm × 40 cm 的株距下记录了最大的叶子数量。这表明,与产生较少数量叶子的对照(30厘米×15厘米)相比,更宽的间距导致最大数量的叶子。植物间距较宽的植物叶子数量较多,可能是因为与间距较窄的植物相比,间距较宽的植物有更多的光线照射到植物上。因此,36 ]。这是因为当植物接受大量光照时,光合作用会发挥更好的作用[ 37 ]。[ 38 ]也报道了类似的发现。与广泛种植的农作物相比,紧密种植的花生较早覆盖地面,减少了杂草的生长。[ 39 ]和[ 40 ]提供的解释指出,种植距离较短的作物比种植间隔较远的作物更早达到冠层完全覆盖,这与该数据一致。这可能是由于树冠面积的增加,与相邻种植的作物相比,树冠面积受益于更多的水平生长空间。
4.1.3. 分行数量
结果表明,本研究中使用的所有花生品种在两个种植季节都产生了更多的分枝,株距更宽,为30厘米×40厘米。30厘米×40厘米间距的Yenyawoso在主季产生的分枝数量最多,而30×15厘米间距的Yenyawoso(对照)在小季节产生的分枝数量最多。Yenyawoso 在不同株距下在两个季节产生的大量叶子可能归因于该品种的遗传特征。尽管如此,据观察,在较宽的植物间距下,其他品种记录到的分枝数量较多。[ 41 ]表明植物枝条的增加且间距更宽(植物密度低)。研究[ 42] 由于植物间距较小,因此显示的分枝数量范围较小(3.22 - 8.13)。研究结果可能与本研究的结果一致。然而,增加行距可以利用太阳能和光吸收。[ 21 ]发现,在紧密间距下分支数量的发展频率低于在较宽间距下的分支数量。这一结果可能是由于健康的植物对营养和光照的竞争较少。本研究中也记录了类似的观察结果。本研究结果也与文献[ 33 ]的研究结果一致。
4.1.4. 鲜花数量
研究表明,花的数量受到植物间距的影响。与农民采用的对照株距(30 × 15 厘米)相比,30 × 40 厘米株距的 Yenyawoso 在主要季节产生的花朵数量最多。然而,在小季节,30×30厘米株距的Yenyawoso产生的花朵数量最多。结果表明,花生植株之间的间距越宽,产生的花朵就越多。[ 30]还报告了使用 lachenalia 品种作为试验作物的类似观察结果。此外,无论植物间距如何,Yenyawoso 在两个季节都产生大量的花朵,这可能归因于土壤养分和该品种的光合作用能力,以积累更多的光合作用,从而导致更高的花朵数量。
4.2. 不同种植密度对不同品种花生产量的影响
4.2.1. 每株植物的荚数
本研究中记录的每株株距较大(主季株距为 30 × 40 厘米)的豆荚数量增加,而 Yenyawoso 株距为 30 × 40 厘米和次季株距为 30 × 30 厘米)与多项研究结果一致。利用各种作物进行的研究[ 21 ]。根据他们的发现,植物间距越近,每株植物的豆荚数量就越少。这些结果可能是由于在大量种植种群的条件下植物之间以及单个植物内部的竞争造成的。
在这两个季节中,紧密的株距减少了单株种子的产量。这主要是由于每株植物上的豆荚较少且间距较近造成的。从类似的角度来看,[ 43 ]发现减少植物间距会显着降低每株植物的种子产量。[ 44 ]和[ 35]之前的研究]表明降低植物密度将提高豆荚和种子产量。与紧密的植物间距相比,宽的植物间距可能对生长资源的种内竞争较少,后者产生较低的植物密度和更容易获得的生长资源,这可能是每株植物的豆荚数量增加的原因。紧密行的花生种植可以保持作物在土壤上的完整覆盖,成功地抑制杂草发芽并降低除草成本,这是[ 45 ]之前报道的结论。
还证明,紧密间隔的花生作物的早期树冠封闭可以抑制杂草,从而最大限度地减少杂草/作物的竞争,特别是对土壤养分和水的竞争[ 46 ]。这些优势在小农农场典型的低投入环境中尤其明显。据几位研究人员称,间距较宽的花生系统比间距较近的系统提供更高的产量[ 47 ][ 48 ],这可能与有效利用更多的水、养分以及最重要的光有关。
4.2.2. 花生荚果产量
根据本研究,30 × 40 厘米间距的 Yenyawoso 和 30 × 15 厘米间距的 Nkatie Sari 获得了最大的豆荚产量(4375.14 千克/公顷)。较低的植物密度可能由于更茂盛的生长和有效的资源利用而具有较高的谷物产量,而较高植物密度的较低产量可能是由于对资源的竞争,导致豆荚厚度大于谷物产量。品种之间的遗传变异可能影响了谷物产量的变化。先前的调查也显示了类似的结果[ 49 ][ 50 ]。
5. 结论
株距对花生的生长和产量影响显着。株行距为30×15厘米的花生株高最高,而株行距为30×40厘米的落叶数、分枝数和花数最高。在所有品种中,株距较宽的 Yenyawoso 品种的营养表现较好。30×40的Yenyawoso结荚数、百粒重和荚产量最高。此外,Yenyawoso 的间距为 30 × 40 厘米,Nkatie Sari 的间距为 30 × 15 厘米,其荚果产量最高。