玉米大豆间作对大豆农艺、品质和产量性状的影响.pdf
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1、农学学报2023,13(8):18-24Journal ofAgriculture玉米大豆间作对大豆农艺、品质和产量性状的影响赵小光1,赵兴忠1,刘颢萌1,肖金平1,张 璞1,张雅蕾2,王丽萍1(1陕西省杂交油菜研究中心,陕西杨凌 712100;2杨陵区高级中学,陕西杨凌 712100)摘 要:为阐明玉米大豆间作模式下大豆品种的农艺性状、品质性状和产量性状的变化规律,选取7个大豆品种与玉米品种 陕单650 进行间作种植,分析了间作和单作模式下大豆品种各性状的差异。结果表明:间作大豆的株高、结荚高度和主茎节数比单作大豆高,但单株荚数和结荚密度比单作大豆低,间作大豆的生育期比单作大豆长;间作大豆的
2、粗脂肪和蛋白质比单作大豆高,间作大豆的饱和脂肪酸的含量比单作大豆降低,而亚油酸和亚麻酸含量比单作大豆高;间作大豆的单株粒重、单株粒数、每荚粒数比单作大豆低,百粒重在不同的品种间变化规律不一致,7个大豆品种在间作模式下的产量比单作模式平均低49.88%。通过各性状的分析,为我们在不同的区域筛选合适大豆品种进行玉米大豆复合种植提供了有力支持。关键词:大豆;玉米;间作;品质;产量中图分类号:S513文献标志码:A论文编号:cjas2023-0022Effects of Maize and Soybean Intercropping on Agronomic,Quality and Yield Tra
3、its of SoybeanZHAO Xiaoguang1,ZHAO Xingzhong1,LIU Haomeng1,XIAO Jinping1,ZHANG Pu1,ZHANG Yalei2,WANG Liping1(1Hybrid Rape Research Center of Shaanxi Province,Yangling 712100,Shaanxi,China;2Yangling Middle School,Yangling 712100,Shaanxi,China)Abstract:In order to expound the changing rules of agronom
4、ic traits,quality traits and yield traits of soybeanvarieties under maize and soybean intercropping mode,7 soybean varieties and maize variety Shandan 650were selected for intercropping,and the differences of various traits of soybean varieties under theintercropping and the monocropping modes were
5、analyzed.The results showed that the plant height,pod heightand nodes on main stem of intercropping soybeans were higher than that of monocropping soybeans,but the podnumber per plant and pod density of intercropping soybeans were lower than that of monocropping soybeans,and the growth period of int
6、ercropping soybeans were longer than that of monocropping soybeans;the crude fatand protein of intercropping soybeans were higher than that of monocropping soybeans,the content of saturatedfatty acid of intercropping soybeans were lower than that of monocropping soybeans,but the content of linoleica
7、cid and linolenic acid of intercropping soybeans were higher than that of monocropping soybeans;the grainweight per plant,number of grains per plant and number of grains per pod of intercropping soybeans were lowerthan that of monocropping soybeans.The changing rules of 100-grain weight were not con
8、sistent amongdifferent varieties.The average yield of 7 soybean varieties under intercropping mode was 49.88%lower thanthat under monocropping mode.Through the analysis of various traits,it provided strong support for us to selectsuitable soybean varieties in different regions for maize and soybean
9、compound planting.基金项目:陕西省农业协同创新与推广联盟2022年示范推广项目“优质高产大豆新品种 秦豆2018 示范与推广”(LM202202)。第一作者简介:赵小光,男,1982年出生,陕西西安人,助理研究员,硕士,主要从事作物生理与高产栽培技术的研究。通信地址:712100 陕西省杨凌示范区高干渠路西段6号 陕西省杂交油菜研究中心,Tel:029-68259050,E-mail:。通信作者:赵兴忠,男,1979年出生,陕西安康人,助理研究员,本科,主要从事大豆品种选育工作。通信地址:712100 陕西省杨凌示范区高干渠路西段6号 陕西省杂交油菜研究中心,Tel:029-
10、68259050,E-mail:。收稿日期:2023-01-30,修回日期:2023-04-21。0 引言玉米是中国第一大粮食作物,2021年全国玉米总产量为2.725亿t,播种面积达43.3106hm2,其总产量和总面积在中国所有农作物中均居首位1,同时,玉米又是畜牧业、养殖业、水产业等的重要饲料来源,在中国农业经济发展中占据重要地位。大豆是中国第五大农作物和第二大油料作物,也是高蛋白饲料的主要来源,对畜牧业的发展至关重要。20世纪80年代,玉米和大豆套种是中国传统农业生产中一种重要的间作种植模式,有利于农产品均衡供给,该间作种植模式对当时的农产品生产及均衡供给做出了重要贡献2。近年来,随着
11、农业机械化的普及,大豆相较于玉米等同生态区同季作物经济效益显著降低,从而导致其种植面积急剧减少3。自20世纪90年代中期以来,随着中国经济的快速发展,中国大豆进口量持续攀升,对国际大豆市场的依存度不断增加。尽管中国大豆产量近3年呈现快速增长趋势,2021年大豆总产为1640万t4,但是国内大豆供需比例仍然严重失衡,约85%的大豆需要从国外进口,中国如今已成为全球最大的大豆进口国5-6。因此,急需增加中国大豆的种植面积和总产量,近几年国家层面推出一系列新举措,通过多途径促进大豆产业的振兴。农业农村部种植业管理司会同全国农技中心和四川农业大学大豆研究人员,对原有的玉米大豆间作技术进行了改良和创新,
12、提出开展大豆玉米带状复合种植是贯彻落实国家粮食安全的重要措施,是增加大豆生产的有效途径,很大程度上推动了国内玉米大豆间作新农艺与大豆产业的发展。近年来,随着全球环境恶化和粮食危机等问题的加剧,一些传统种植模式再次引起农业科研人员的广泛关注7。间作模式是指在同一块土地上,根据一定行数比例,在同一时期以成行或成带(多行)的形式种植2种或以上相似生长期的作物8。通过不同作物间作能够协调作物间竞争与互补关系,从而高效利用光能和水分9-10、改善土壤肥力11、提高土地资源利用效率12-13,在等同的土地面积上提高群体总产量和经济效益14-15。据统计,在中国已有的100多种不同作物间作组合中,70%的组
13、合都含有豆科作物,而禾本科与豆科间作是中国常见的种植模式,实际应用范围最为广泛16。目前,国内外学者关于玉米和大豆间作的研究重点主要集中在栽培技术的优化和产量的提升上17-20,对大豆的具体性状研究较少。在开展间作模式下大豆各性状的研究时,仅仅针对农艺性状21、品质性状22、产量性状23等单一或部分性状进行分析,未能从整体上进行综合的分析,可能导致筛选出的间作大豆品种出现产量和品质不能同步提升的情况,影响间作模式的推广。因此,本研究选取7个大豆品种开展玉米大豆间作试验,研究间作后大豆的农艺性状、品质性状和产量性状变化规律,评价大豆品种的丰产性与适应性,对陕西关中地区玉米大豆间作模式下大豆品种的
14、选用,发挥玉米大豆间作模式下大豆品种的增产潜力具有重要指导意义。1 材料与方法1.1 试验材料大豆品种分别为 秦豆8号(QD8)、秦豆2014(QD2014)、秦 豆 2017(QD2017)、秦 豆 2018(QD2018)、安豆203(AD203)、圣育6号(SY6)、华豆10号(HD10)。秦豆系列品种由陕西省杂交油菜研究中心提供,AD203、SY6、HD10 及玉米品种陕单650(SD650)由陕西杨凌秦丰种业股份有限公司提供。1.2 试验设计实验于20212022年连续2年在陕西省杨凌示范区试验基地进行。2021年6月12日同期播种玉米和大豆,2021年10月10日同时收获,2022
15、年6月15日同期播种玉米和大豆,2022年10月14日同时收获。采取单因素随机区组法种植小区,每个大豆品种分别设玉米大豆间作和大豆单作2个处理,另设玉米单作处理,各处理小区面积4.8 m6 m,3次重复。玉米大豆间作每个处理种2带,带宽2.4 m,带长6 m,玉米和大豆播行按2:3种植,玉米行距为40 cm,大豆行距为30 cm,株距均为12 cm,玉米和大豆间距70 cm。玉米单作行距60 cm,株距22 cm,大豆单作行距40 cm,株距13 cm。所有田间管理措施均采用当地常规管理方法,施肥分别为尿素(含N 46%)、过磷酸钙(含P2O514%)和氯化钾(含K2O 52%),共施纯氮24
16、0 kg/hm2、P2O5150 kg/hm2、K2O 225 kg/hm2。1.3 试验指标收获前一周在各小区随机取代表性大豆植株10株,考察株高、结荚高、主茎节数、有效分枝数、结荚密度等农艺性状,取平均数进行统计分析;大豆成熟时,每小区连续取10株大豆单株,统计单株荚数、单株粒数、单株粒重、每荚粒数和百粒重,然后取平均值进行统计分析;对每个小区进行单独收获测产,从混合样品抽取50 g大豆种子样品用于品质性状检测,按照Keywords:soybean;maize;intercropping;quality;yield19GB/T 173762008 动植物油脂脂肪酸甲酯制备 和GB/T 17
17、3772008 动植物油脂脂肪酸甲脂的气相色谱分析 规定的方法测定大豆脂肪酸组份24,利用德国BRUKER公司生产的核磁共振仪(NMR)对粗脂肪进行测定25,蛋白质含量测定参照GB/T 1448922008凯氏定氮法26。1.4 数据分析试验数据利用Excel 2010进行初步整理,所有样品的数据按照以上的分类方法进行归类,然后求平均值,用SPSS 19.0数据统计软件进行统计分析。2 结果与分析2.1 不同种植模式下大豆的农艺性状比较从表1可以看出,7个大豆品种在间作模式下,株高比单作均有所增高,品种之间差异较大,QD8 株高增加了24.8 cm,而 QD2014 和 AD203 只增加了1
18、.4 cm,间作的7个大豆品种株高比单作平均增加了9.6 cm。结荚高也表现为间作大豆高于单作大豆,增加的范围为0.76.6 cm,平均增加了2.7 cm。有效分枝数表现为间作大豆低于单作大豆,7个间作大豆的有效分枝数变化为1.42.5个,单作大豆的有效分枝数变化为1.52.9个,间作大豆的有效分枝数比单作大豆平均少0.5个。主茎节数的变化规律与有效分枝数相反,间作大豆的主茎节数变化为15.419.3个,单作大豆的主茎节数变化为13.917.5个,间作大豆的主茎节数比单作大豆平均增加1.2个。结荚密度表现为间作大豆小于单作大豆,7 个间作大豆的结荚密度变化为0.41.2个/cm,单作大豆的结荚
19、密度变化为0.61.7个/cm,间作大豆的结荚密度比单作大豆平均少0.3个/cm。各大豆品种在间作模式下的生育期均比单作模式延长,间作大豆生育期比单作大豆平均多了4.1 d。不同种植模式下,农艺性状的差异主要是由于玉米的遮阴造成的,由于玉米植株比大豆高大,大豆为了接收更多的光照,植株向上生长明显,从而造成了间作大豆株高、结荚高度和主茎节数增加,而有效分枝数和结荚密度降低。在成熟期,叶片不能快速变黄,从而延长了生育期。表1 间作和单作模式下大豆的农艺性状品种QD8QD2014QD2017QD2018AD203SY6HD10模式间作单作间作单作间作单作间作单作间作单作间作单作间作单作株高/cm12
20、6.61.2a101.80.9b64.10.7a62.70.5b114.11.1a104.41.3b81.80.7a72.20.9b68.20.4a66.80.3b61.20.7a48.40.9b88.81.2a81.61.1b结荚高/cm15.90.3a11.90.4b19.20.2a16.10.3b11.10.5a8.80.3b23.00.2a22.30.4b16.00.2a15.20.3b17.50.3a16.20.2b18.70.5a12.10.3b有效分枝数1.40.1a1.50.1a2.00.1a2.20.2a1.60.2a2.30.1b1.50.3a2.90.2b2.50.1a2
21、.90.2b2.30.1a2.70.1b1.90.2a2.10.1a主茎节数18.10.3a17.50.2b16.20.3a13.90.4b19.30.2a16.80.1b17.50.2a16.30.1b15.40.2a15.10.3a15.60.2a14.80.1b15.60.3a15.20.3a结荚密度/(个/cm)0.40.1a0.70.1b1.10.1a1.30.1a0.50.1a0.60.1a0.70.2a1.40.1b1.00.1a1.10.1a1.20.1a1.70.2b0.60.1a0.60.1a生育期/d105100113110114110108104109105113108
22、107103注:同列数值后不同小写字母表示同一品种内不同处理之间差异显著(P0.05)。下表同。2.2 不同种植模式下大豆的品质性状比较表2比较了玉米大豆间作和大豆单作模式下大豆品质性状的变化,可以看出,2种种植模式下品质性状的各指标在7个大豆品种中表现出相同的规律。粗脂肪和蛋白质是大豆的重要品质性状,也是审定大豆新品种的主要指标。间作模式下大豆的粗脂肪含量均高于单作大豆,高出的范围为0.15%1.03%,平均高出0.53%。蛋白质含量也表现出相同的规律,间作模式下大豆的蛋白质含量比单作模式高出的范围为0.06%2.21%,平均高出0.74%。棕榈酸和硬脂酸属于饱和脂肪酸,间作大豆的2种饱和脂
23、肪酸含量均比单作大豆低,单作大豆的棕榈酸和硬脂酸分别比间作大豆平均高出0.46%和0.52%。油酸、亚油酸和亚麻酸属于不饱和脂肪酸,对人体健康有重要作用。油酸含量在不赵小光等:玉米大豆间作对大豆农艺、品质和产量性状的影响20同种植模式下表现为间作大豆低于单作大豆,而亚油酸和亚麻酸含量则表现为间作大豆高于单作大豆,单作大豆的油酸含量比间作大豆平均高出2.24%,而间作大豆的亚油酸和亚麻酸含量分别比单作大豆平均高出2.11%和0.56%。2.3 不同种植模式下大豆的产量性状比较从表3可以看出,7个品种在间作模式下的单株荚数比单作模式有明显的下降,品种之间差异较大,QD2017 在间作模式下的单株荚
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