播期、密度对带状间作大豆茎叶生长及产量形成的影响.pdf
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1、作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2023,49(11):30903099 http:/zwxb.chinacrops.org/ISSN 0496-3490;CN 11-1809/S;CODEN TSHPA9 E-mail: 本研究由财政部和农业农村部国家现代农业产业技术体系建设专项(大豆,CARS-04-PS20)和四川省科技计划项目(21NZZH0063)资助。This study was supported by the China Agriculture Research System of MOF and MARA(Soybean,CARS-04-PS20)an
2、d the Sichuan Science and Technology Plan(21NZZH0063).通信作者(Corresponding author):雍太文,E-mail: 第一作者联系方式:E-mail: Received(收稿日期):2023-02-17;Accepted(接受日期):2023-05-24;Published online(网络出版日期):2023-06-02.URL:https:/ This is an open access article under the CC BY-NC-ND license(http:/creativecommons.org/lic
3、enses/by-nc-nd/4.0/).DOI:10.3724/SP.J.1006.2023.34029 播期、密度对带状间作大豆茎叶生长及产量形成的影响 高 超 陈 平 杜 青 付智丹 罗 凯 林 萍 李易玲 刘姗姗 雍太文*杨文钰 四川农业大学农学院/农业农村部西南作物生理生态与耕作重点实验室/四川省作物带状复合种植工程技术研究中心,四川成都 611130 摘 要:基于西南地区油菜收获后大豆-玉米带状间作种植存在的弱光环境、品种和密度筛选等问题,选择 2 个不同熟期的品种南夏豆 25 号(ND25,中晚熟,多分枝)、齐黄 34(QH34,早熟,少分枝),分析播期(2021 年,S1:5
4、月 17 日,S2:5 月 27 日,S3:6 月 6 日;2022年,S1:5 月 10 日,S2:5 月 25 日,S3:6 月 9日)及密度(D1:81,000 株 hm2,D2:101,000株 hm2,D3:140,000 株 hm2,D4:171,000 株 hm2)对带状间作大豆茎叶生长及产量形成的影响。结果表明:同一密度,随着播期的推迟,2 个品种始粒期的叶面积指数逐渐减小,冠层内部透光率逐渐增加,ND25 对荚的分配比率逐渐增加,倒伏率逐渐降低,QH34 对荚的分配比率逐渐减少,倒伏率逐渐增加;同一播期,随着密度的增加,2 个品种始粒期的叶面积指数逐渐增加,透光率逐渐减小,对
5、荚的干物质分配比率逐渐减少,倒伏率逐渐上升。光环境及干物质分配差异对不同品种的产量影响不同,ND25 同一密度不同播期间,S3S2S1,同一播期不同密度间,D1D2D3D4,ND25 品种 S3 播期 D1 密度产量最优,为 1752.89 kg hm2;QH34 同一密度不同播期间,S1S2S3,同一播期不同密度间,D3D2D1D4,QH34 品种 S1 播期 D3 密度产量最优,为 1538.64 kg hm2。因此,中晚熟品种应适当晚播,早熟品种应适当早播,多分枝品种适度稀植,少分枝品种适度密植,各品种通过播期、密度协同可提高大豆产量。关键词:大豆-玉米带状间作;播期;密度;光合特性;干
6、物质分配;产量 Effects of sowing date and density on stem,leaf growth,and yield formation in strip intercropping soybean GAO Chao,CHEN Ping,DU Qing,FU Zhi-Dan,LUO Kai,LIN Ping,LI Yi-Ling,LIU Shan-Shan,YONG Tai-Wen*,and YANG Wen-Yu College of Agronomy,Sichuan Agricultural University/Key Laboratory of Crop E
7、cophysiology and Farming System in Southwest,Ministry of Agriculture and Rural Affairs/Sichuan Engineering Research Center for Crop Strip Intercropping System,Chengdu 611130,Sichuan,China Abstract:Based on the problems of weak light environment,variety and density selection in soybean-maize strip in
8、tercropping after rapeseed harvest in Southwest China,two varieties with different of maturity periods,Nanxiadou 25(ND25,intermedi-ate-late maturing,multi-branched)and Qihuang 34(QH34,early maturing,less branched)were selected to explore the effects of sowing date(2021,S1:May 17,S2:May 27,S3:June 6;
9、2022,S1:May 10,S2:May 25,S3:June 9)and density(D1:81,000 plants hm2,D2:101,000 plants hm2,D3:140,000 plants hm2,D4:171,000 plants hm2)on the stem and leaf growth and yield formation of soybeans in strip intercropping.The results showed that at the same density,as the sowing date was delayed,the leaf
10、 area index of the two varieties decreased gradually at the beginning seed stage and the light transmittance inside the canopy in-creased gradually,the distribution ratio to pods of ND25 increased gradually and the lodging rate gradually decreased,while the distribution ratio to pods of QH34 to pods
11、 gradually decreased and the lodging rate gradually increased.At the same sowing date,with the increase of density,the leaf area index of the two varieties at the beginning seed stage gradually increased,the light 第11期 高超等:播期、密度对带状间作大豆茎叶生长及产量形成的影响 3091 transmittance gradually decreased,the dry matte
12、r distribution ratio of the pods gradually decreased,and the lodging rate gradually increased.Differences in light environment and dry matter distribution had different effects on the yield of different varieties.For ND25,S3 S2 S1 and D1 D2 D3 D4,optimum yield was obtained with the yield of 1752.89
13、kg hm2 at S3 and D1.For QH34,S1 S2 S3 and D3 D2 D1 D4,optimum yield was obtained with the yield of 1538.64 kg hm2 at S1 and D3.Therefore,intermediate-late maturing varieties should be appropriately sown later,while early maturing varieties should be appropriately sown earlier.Multi-branched varietie
14、s should be appropriately thinly planted,while less-branched varieties should be appropriately densely planted.The yield of soybeans can be increased through the synergy of sowing date and density for each variety.Keywords:soybean-maize strip intercropping;sowing date;density;photosynthetic characte
15、ristics;dry matter allocation;yield 大豆是重要的粮油饲经济作物,也是重要的脂肪和蛋白质来源1。中国是世界第一的大豆进口国,国内的大豆生产自给率偏低2。而造成自给率低、严重依赖进口的主要原因是近年国内大豆种植面积的下降以及需求的增加3。为了解决这一问题,必须增加大豆单产和种植面积。大豆玉米带状复合种植改单一作物种植为高低作物搭配间作、改等行种植为大小垄种植,可实现玉米产量基本不减,增收一季大豆,是传统间套种技术的创新发展4。大豆是典型的短日照作物,播期的改变会直接影响大豆生长发育过程中的形态构建5,在不同密度处理下,增密同样会对大豆植株的形态构建产生影响6,而
16、形态差异会改变大豆光环境,进而影响产量及产量构成7。赵建华等8通过玉米播期试验表明,玉米播期延迟抑制了大豆玉米共生后期玉米资源竞争力的恢复,在共生前期,大豆的资源竞争力强于玉米,而共生后期,玉米的资源竞争力显著提升。而作物竞争能力差异及其变化特征受不同间作方式的直接影响9,同时间作方式不同会影响植株的株型塑造,影响其抗倒伏能力,进而引起产量及产量构成差异。不同播期,晚播较适期播种处理的大豆各生育时期植株倒伏率和病株率减小10,而随密度的增加倒伏加重7。目前关于大豆-玉米带状复合种植系统的播期、密度等研究较多,但针对西南地区弱光环境及油菜收获后大豆-玉米带状间作品种、播期、密度协同的研究尚未见报
17、道。因此,本研究通过选择不同熟期、分枝类型的大豆品种及不同播期和密度,在品种、播期、密度协同下对大豆农艺性状、光环境、产量及产量构成进行分析,旨在明确不同熟期及分枝类型的品种在不同播期、密度下的响应差异,挖掘不同品种的增产潜力及制约因素,为西南地区油菜收获后大豆-玉米带状间作种植存在的品种和密度筛选等这一亟待解决的问题提供参考。1 材料与方法 1.1 试验地概况与试验材料选择 20212022 年在四川省仁寿县珠嘉乡踏水村(3007N,10418E)开展试验。仁寿试验地属亚热带季风湿润气候,年均气温 17.4,年均降雨 1009.4 mm,年均日照 1196.6 h,无霜期 312 d。供试玉
18、米品种为仲玉 3 号,大豆品种选用南夏豆 25 号和齐黄 34。南夏豆 25 号为中晚熟多分枝品种,株分枝3.5个;齐黄34为早熟少分枝品种,株分枝 1.2 个。1.2 试验设计 试验采用三因素裂区设计,第一因素为大豆品种,ND25:南夏豆25号(中晚熟,多分枝),QH34:齐黄 34(早熟,少分枝);第二因素为大豆播期(S),2021 年:S1:5 月 17 日,S2:5 月 27 日,S3:6 月 6 日;2022 基于 2021 年对播期进行优化,2022 年:S1:5 月10 日,S2:5 月 25 日,S3:6 月 9 日;第三因素为大豆密度(D)D1:8.1104株 hm2(穴距
19、19 cm,穴留单株);D2:10.1104株 hm2(穴距 14 cm,穴留单株);D3:14104株 hm2(穴距 11 cm,穴留单株);D4:17.1104株 hm2(穴距 9 cm,穴留单株)。玉米大豆按 24 带状间作种植(图 1),玉米带宽 0.4 m,大豆带宽 1 m,玉米带与大豆带间距 0.6 m,每个处理种植 2 带,每带长 4 m、宽 2.6 m,小区面积 20.8 m2,每个处理重复 3 次。玉米于油菜收获后 2021 年 5 月4 日,2022 年 5 月 10 日及时播种,穴距 28 cm,穴留双株。玉米施肥量为 N 210 kg hm2、P2O5 60 kg hm
20、2、K2O 45 kg hm2,大豆施肥量为 N 30 kg hm2、P2O5 33 kg hm2、K2O 30 kg hm2,玉米和大豆肥料均作为底肥一次性施用。1.3 测定项目和方法 每个小区共 2 带,一带作为取样带,用以测定干物质和叶面积指数等指标,另一带作为测产带,3092 作 物 学 报 第 49 卷 图 1 大豆-玉米带状间作田间种植图 Fig.1 Field planting image of soybean-maize strip intercropping 用以测定光合有效辐射、SPAD 值、倒伏率以及产量和产量构成。1.3.1 生物量及形态指标测定 于大豆五叶期(V5)、
21、始粒期(R5),各小区取样带大豆边行、中行各选取 3 株代表性植株,共 6 株,将其叶片摘下拍照,用 Image Pro Plus 计算叶面积,并计算叶面积指数,同时将植株茎、叶、豆荚分别装纸袋于 105下杀青30 min,随后 80烘干至恒重,并称重,得各器官干物质重,并计算干物质分配比率。各小区测产带大豆边行、中行各选取长势一致植株 5 株,共 10 株,在 V5、R5 用 SPAD-502 型叶绿素测定仪测定大豆叶片的 SPAD 值,测定部位选取大豆顶部倒数第 3 片完全展开三出复叶的中间叶片,叶片被测部位均在叶片的基部最宽处,并且避开中脉,重复测定 5 次取均值。于大豆 R5 时期,在
22、测产带调查倒伏率。叶面积指数=单株叶面积单位面积总株数/单位土地面积 干物质分配比率=C/W100%式中,C 表示作物某一器官在一定时期内的干物质重量;W 表示作物所有器官在这段时间内的干物质重量。倒伏率=单位面积倒伏总株数/单位面积总株数100%。1.3.2 光合有效辐射测定 于大豆 V5、R5 期,选择晴天上午 09:0011:00,用美国 LI-COR 公司的光量子仪(LI-1400)测定 4 行大豆冠层内部及大豆 3 个空行中间冠层内部共 7 个点的光合有效辐射值,记录 3 次,并以 3 次平均值作为该点的光合有效辐射,7 个点的均值为该小区的光合有效辐射。数据采集的空间范围是:无遮光
23、下的光合有效辐射(I0)、大豆冠层内部光合有效辐射(I),并计算大豆冠层内部透光率。公式为:透光率=I/I0 1.3.3 产量及产量构成测定 于大豆成熟期,各小区测产带大豆边行、中行连续取 10 株,共 20 株进行考种。计算每个小区大豆有效株数,测定单株粒数、百粒重等指标,计算每公顷产量。田间落粒不计算重量。1.4 数据分析及作图 采用 Microsoft Excel 2016 进行数据整理,用Origin 2023 作图。2 结果与分析 2.1 不同播期及密度对大豆冠层内部透光率的影响 由图 2 可知,V5 期 ND25、QH34 大豆品种冠层内部的透光率随播期推迟、密度增加而降低,R5
24、期ND25、QH34 大豆品种冠层内部的透光率随播期推迟而增加、随密度增加而降低。V5 播期推迟,同一密度 S3 播期相较于 S1,D1、D2、D3、D4 两年平均透光率 ND25 分别降低 19.63%、23.03%、22.86%、24.35%,QH34 降低 20.30%、16.56%、14.51%、14.06%;同一播期密度增加,D4 密度相较于 D1,S1、S2、S3两年平均 ND25 分别降低 21.79%、20.91%、26.76%,QH34 降低 36.37%、32.70%、31.33%。R5 播期推迟,同一密度 S3 播期相较于 S1,D1、D2、D3、D4 两年平均透光率ND
25、25分别增加12.56%、13.14%、14.27%、16.79%,QH34 分别增加 17.27%、32.10%、43.25%、45.47%;同一播期密度增加,D4 密度相较于 D1,S1、S2、S3 两年平均 ND25 分别降低 27.13%、31.62%、24.39%,QH34 分别降低 34.27%、25.69%、19.36%。第11期 高超等:播期、密度对带状间作大豆茎叶生长及产量形成的影响 3093 图 2 不同播期、密度下大豆冠层内部透光率 Fig.2 Internal light transmittance of soybean canopy under different s
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