带状复合种植模式下不同大豆品种叶片光合特性、农艺性状及产量研究.pdf

http:/2023年7月 第14卷 第14期带状复合种植模式下不同大豆品种叶片光合特性、农艺性状及产量研究王伟刘晶安康市农作物种子站，陕西安康725000摘要：为筛选适宜在陕西省安康市推广应用的玉米-大豆带状复合种植模式及大豆品种，以陕豆125、中黄13、秦豆2018、陕垦豆4号等4个大豆品种及华盛2000玉米为试验对象，设置3个不同的带状复合种植模式（M2 S3、M4 S3、M6 S3），对比4个大豆品种的叶片光合特性、农艺性状及产量。试验结果表明：陕豆125、中黄13、秦豆2018耐遮阴能力较弱，在复合种植模式下株高增加、茎秆直径减小、产量降低、百粒质量降低、叶片光合作用能力下降；在M2 S3、M4 S3模式下，陕垦豆4号产量维持稳定，且分别比陕豆125、中黄13、秦豆2018高10.49%、10.60%、10.42%与29.22%、33.33%、35.76%。综上所述，陕垦豆4号耐遮阴能力优于陕豆125、中黄13、秦豆2018，适宜在当地推广应用。关键词：大豆；玉米；带状复合种植；农艺性状；产量中图分类号：S565.1；S513文献标志码：B文章编号：1674-7909（2023）14-107-40引言玉米-大豆带状复合种植是一种高效的种植模式，能显著促进农民增收，但目前玉米、大豆间作存在一定的问题。例如，高秆作物玉米会对矮秆作物大豆产生遮阴作用，光照强度的减弱会对大豆的农艺性状及产量造成一定影响，如大豆节间变长、株高增加、木质素含量降低等，导致大豆易出现倒伏、产量下降等现象，降低农民的经济收益1-2。不同间作模式下玉米对大豆的遮阴程度不同，且不同大豆品种对弱光环境适应能力不同。因此，选择适宜的间作模式及耐阴的大豆品种，对促进玉米-大豆带状复合种植增产增收具有重要意义。笔者选择陕豆125、中黄13、秦豆2018、陕垦豆4号等大豆品种，设置不同的玉米-大豆带状复合间作行比，研究4个大豆品种对弱光的适应能力，旨在为陕西省安康市玉米-大豆复合种植模式及适宜大豆品种的选择提供参考。1试验材料与方法1.1试验地概况试验在陕西省安康市汉滨区某试验田开展。供 试 土 壤 类 型 为 壤 土，土 壤 有 机 质 质 量 分 数 为23.7 g/kg，全氮质量分数为 1.55 g/kg，全磷质量分数为0.88 g/kg，碱解氮质量分数为116 mg/kg，有效磷质量分数为 13.7 mg/kg，速效钾质量分数为115.0 mg/kg，pH值约6.5。1.2试验材料参试大豆品种为陕豆125、中黄13、秦豆2018、陕垦豆4号，玉米品种为华盛2000，种子均由安康市农作物种子站提供。1.3试验设计试验设置玉米品种华盛2000分别与陕豆125、中黄13、秦豆2018、陕垦豆4号间作，同时以陕豆125、中黄13、秦豆2018、陕垦豆4号单作为对照（CK）。试验采用单因素随机区组设计，每个处理一个小区，3次重复。3种复合种植模式田间种植情况如下。M2S3 模式（即2 行玉米+3 行大豆）：玉米行距 40 cm，种植密度为6 万株/hm2；大豆行距30 cm，种植密度为20万株/hm2；玉米与大豆间距60 cm，带宽220 cm。M4 S3模式（即4行玉米+3行大豆）：玉米、大豆行距及种植密度同M2 S3模式。M6 S3模式（即6行玉米+3行大豆）：作者简介：王伟（1969），男，本科，农艺师，研究方向：农业技术推广；刘晶（1982），女，本科，农艺师，研究方向：农业技术推广。107http:/2023年7月 第14卷 第14期玉米、大豆行距及种植密度同M2 S3模式。2022年5月播种，基肥为大豆专用复合肥，于整地时一次性施入。大豆生育期不追肥。其他田间管理措施按当地常规进行。2022年9月上旬收获。1.4测定指标1.4.1农艺性状测定使用卷尺、游标卡尺于各参试大豆品种开花期、结荚期、鼓粒期、成熟期测定株高、茎秆直径等农艺性状。1.4.2光合参数测定于大豆开花结荚期和鼓粒盛期，在各试验小区每行选取有代表性的植株3株，利用TPS-2光合仪（英国汉莎科学仪器有限公司生产），在晴天09:0011:00选取大豆倒数第3片复叶中间小叶进行测定，测定指标包括叶片净光合速率、胞间CO2浓度、蒸腾速率及气孔导度。1.4.3产量及产量构成要素测定于玉米和大豆成熟期，在各试验小区随机选取4 m行长植株，全部收获并测产，每个小区重复取样3次，取平均值；每行选取5株具有代表性的大豆植株进行考种，测定单株荚数、单荚粒数及百粒鲜质量。根据不同复合种植模式下玉米-大豆所占比例和各小区测产产量，计算作物的总产量。1.5数据处理使用 Excel软件统计数据，使用 SPSS21.0软件分析数据。2试验结果与分析2.1不同复合种植模式对不同大豆品种株高的影响由表1可知，在不同栽培模式下，4个大豆品种株高从开花期到结荚期显著增加，但从结荚期至成熟期株高变化不显著。在开花期，各间作模式与CK模式相比，4个大豆品种的株高差异不显著。在结荚期，M2 S3模式与CK模式相比，4个大豆品种株高差异不显著；M4 S3模式下陕豆125、中黄13、秦豆2018株高均显著高于CK模式，但陕垦豆4号株高与CK模式下相比差异不显著，且显著低于相同种植模式下其他3个品种；M6 S3模式下4个大豆品种株高均显著高于CK模式。这说明结荚期后大豆株高受玉米遮阴影响较大，随着玉米种植行数的增加，各大豆品种株高呈增加趋势；其中陕垦豆4号株高增加趋势较缓，表现出良好的耐遮阴能力。2.2不同复合种植模式对不同大豆品种茎秆直径的影响由表2可知，在不同栽培模式下，4个大豆品种的茎秆直径从开花期到结荚期显著增加，从结荚期至成熟期变化不显著（进入稳定期）。在开花期，M2 S3、M4 S3模式下4个大豆品种茎秆直径与CK模式相比差异不显著；M6 S3 模式下陕豆 125、中黄 13、秦豆2018茎秆直径显著低于CK模式，陕垦豆4号茎秆直径与CK模式相比差异不显著。在结荚期至成熟期，M2 S3、M4 S3、M6 S3模式下陕豆125、中黄13、秦豆2018茎秆直径均低于CK模式，说明复合种植模式会对大豆茎秆直径产生一定的影响；M2 S3、M4 S3模式下陕垦豆4号茎秆直径与CK模式相比差异不显著，但表1不同复合种植模式对不同大豆品种株高的影响cm模式M2 S3M4 S3M6 S3CK品种陕豆125中黄13秦豆2018陕垦豆4号陕豆125中黄13秦豆2018陕垦豆4号陕豆125中黄13秦豆2018陕垦豆4号陕豆125中黄13秦豆2018陕垦豆4号开花期71.35 Ab75.66 Ab69.43 Ab70.51 Ab70.24 Ab68.17 Ab70.18 Ab69.18 Ab65.12 Ab67.27 Ab69.05 Ab71.26 Ab71.22 Ab70.13 Ab69.44 Ab72.08 Ab结荚期93.13 Ba94.03 Ba97.37 Ba94.88 Ba135.12 Aa131.26 Aa134.47 Aa101.41 Ba136.08 Aa134.51 Aa137.33 Aa121.45 Aa92.69 Ba94.18 Ba91.37 Ba90.13 Ba鼓粒期96.11 Ba98.14 Ba98.06 Ba94.91 Ba137.04 Aa136.47 Aa135.88 Aa102.31 Ba138.11 Aa137.17 Aa139.19 Aa128.37 Aa94.68 Ba95.07 Ba96.46 Ba93.06 Ba成熟期104.28 Ba101.21 Ba99.03 Ba98.74 Ba137.65 Aa137.09 Aa136.17 Aa105.33 Ba140.22 Aa141.12 Aa141.13 Aa129.05 Aa95.16 Ba96.24 Ba98.05 Ba93.13 Ba注：表中不同小写字母表示同行相同大豆品种在不同生育期经Duncan检验有显著差异（P0.05）；不同大写字母表示同列相同生育期不同品种经Duncan检验有显著差异（P0.05）。下同。表2不同复合种植模式对不同大豆品种茎秆直径的影响 cm模式M2 S3M4 S3M6 S3CK品种陕豆125中黄13秦豆2018陕垦豆4号陕豆125中黄13秦豆2018陕垦豆4号陕豆125中黄13秦豆2018陕垦豆4号陕豆125中黄13秦豆2018陕垦豆4号开花期0.50 Ab0.51 Ab0.50 Ab0.53 Ab0.58 Ab0.52 Ab0.51 Ab0.54 Ab0.45 Bb0.44 Bb0.45 Bb0.53 Ab0.55 Ab0.51 Ab0.53 Ab0.55 Ab结荚期0.67 Ba0.68 Ba0.71 Ba0.78 Aa0.67 Ba0.68 Ba0.70 Ba0.78 Aa0.61 Ba0.59 Ba0.58 Ba0.67 Ba0.85 Aa0.87 Aa0.86 Aa0.85 Aa鼓粒期0.74 Ba0.71 Ba0.73 Ba0.81 Aa0.71 Ba0.73 Ba0.72 Ba0.80 Aa0.60 Ba0.59 Ba0.58 Ba0.67 Ba0.88 Aa0.89 Aa0.86 Aa0.87 Aa成熟期0.75 Ba0.73 Ba0.73 Ba0.81 Aa0.72 Ba0.74 Ba0.71 Ba0.81 Aa0.61 Ba0.61 Ba0.60 Ba0.68 Ba0.91 Aa0.90 Aa0.93 Aa0.91 Aa108http:/M6 S3模式下陕垦豆4号茎秆直径显著低于CK模式。在成熟期，4个大豆品种进行比较，M2 S3模式下陕垦豆4号茎秆直径分别较陕豆125、中黄13、秦豆2018增加 8.00%、10.96%、10.96%；M4 S3 模式下陕垦豆 4 号茎秆直径分别较陕豆 125、中黄 13、秦豆 2018 增加12.50%、9.46%、14.08%；但 M6 S3、CK 模式下 4 个大豆品种茎秆直径无显著差异。这说明结荚期后大豆茎秆直径受玉米遮阴影响较大，随着玉米种植行数的增加，大豆茎秆直径呈减小趋势；其中陕垦豆4号株高减小趋势较缓，表现出良好的耐遮阴能力。2.3不同复合种植模式对不同大豆品种产量及产量构成要素的影响由表3可知，间作模式与CK模式相比，不同大豆品种的单株荚数、每荚粒数均无显著差异，但百粒鲜质量、产量有显著差异。M2 S3、M4 S3、M6 S3模式下陕豆 125、中黄 13、秦豆 2018 这 3 个品种百粒鲜质量、产量明显低于 CK 模式，且随着玉米种植行数的增加，上述3个大豆品种产量呈逐渐减少趋势。M2 S3、M4 S3模式下陕垦豆4号产量与CK模式相比较差异不显著，但显著高于相同种植模式下其他3个品种。M2 S3模式下陕垦豆 4号产量分别较陕豆 125、中黄13、秦豆2018增加10.49%、10.60%、10.42%；M4 S3模式下陕垦豆 4 号产量分别较陕豆 125、中黄 13、秦豆2018增加29.22%、33.33%、35.76%。M6 S3模式下陕垦豆4号产量显著降低。这说明随着玉米种植行数的增加，遮阴强度加大，大豆百粒鲜质量和产量呈减小趋势；其中陕垦豆4号百粒鲜质量和产量减小趋势较缓，表现出良好的耐遮阴能力。2.4不同复合种植模式对不同大豆品种叶片光合特性的影响由表4可知，在CK模式下，4个大豆品种叶片净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率无显著差异；在间作模式下，陕豆125、中黄13、秦豆2018这3个品种叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾速率较CK模式显著降低，而胞间CO2浓度显著升高，叶片光合作用能力下降，且上述3个品种叶片光合作用能力随着玉米种植行数的增加呈逐渐降低趋势。与其他3个品种大豆相比，M2 S3模式下陕垦豆4号叶片光合作用能力下降较缓慢，且叶片净光合速率较CK模式相比差异不显著；M4 S3、M6 S3模式下陕垦豆4号叶片净光合速率显著低于CK模式，但显著高于相同模式下其他3个品种大豆。M4 S3模式下陕垦豆4号叶片净光合速率分别较陕豆 125、中黄 13、秦豆 2018 高 25.85%、35.36%、34.5%；M6 S3模式下陕垦豆4号叶片净光合速率分别较陕豆 125、中黄 13、秦豆 2018 高 43.22%、31.54%、30.49%。这说明随着玉米种植行数的增加，遮阴强度加大，光照减弱，大豆叶片光合作用能力呈下降趋势；其中陕垦豆4号叶片光合作用能力下降趋势较缓，表现出良好的耐遮阴能力。表3不同复合种植模式对不同大豆品种产量及产量构成要素的影响模式M2 S3M4 S3M6 S3CK品种陕豆125中黄13秦豆2018陕垦豆4号陕豆125中黄13秦豆2018陕垦豆4号陕豆125中黄13秦豆2018陕垦豆4号陕豆125中黄13秦豆2018陕垦豆4号单株荚数/荚46.66 a47.15 a46.36 a47.26 a48.68 a47.46 a48.36 a46.88 a49.13 a47.91 a50.24 a48.37 a47.53 a46.61 a47.13 a48.95 a每荚粒数/粒2.85 a2.82 a2.83 a2.87 a2.81 a2.73 a2.62 a2.71 a2.68 a2.74 a2.86 a2.88 a2.64 a2.81 a2.67 a2.74 a百粒鲜质量/g80.95 b81.03 b79.93 b97.29 a76.03 b75.24 b74.93 b93.28 a63.17 c64.08 c63.28 c72.36 b97.71 a96.70 a95.43 a101.26 a产量/（kg/hm2）2 037.43 b2 035.32 b2 038.65 b2 251.07 a1 639.14 c1 588.61 c1 560.12 c2 118.06 a1 109.18 d1 117.85 d1 136.14 d1 615.83 c2 415.15 a2 308.37 a2 390.06 a2 411.25 a注：表中不同小写字母表示同列相同指标不同品种经Duncan检验有显著差异（P0.05）。3讨论推广应用大豆-玉米带状复合种植技术是提高土地利用率，增加农民收益的有效举措。带状复合种植模式与单作模式相比，由于生态环境发生改变，如玉米对大豆光照条件的影响，导致大豆农艺性状、产量较单作模式发生变化3。株高、茎秆直径是作物重要的农艺性状，不仅是反映作物长势的重要指标，也关系着作物产量的形成及干物质的积累4。封亮等5研究表明，大豆、玉米按照行比2 4种植（带宽2.4 m模式下），大豆株高、茎秆直径表现较佳，单位面积产量较高。笔者此次研究表明，陕豆125、中黄13、秦豆2018、陕垦豆4号等4个大豆品种在复合种植模式下较单作株高增加、茎秆直径降低，这与前人研究一致。此次研究还表明，在复合种植模式下，随着玉米种植行数的增加，大豆株高呈增加、茎秆直径呈降低的趋势；其中陕垦豆4号农艺性状变化较为缓慢，表现出较好的适应性。光照是影响植物生长的重要非生物因素。在玉米-大豆带状复合种植模式下，高秆作物玉米对低秆作物大豆会产生一定的遮阴作用，对叶片光合作用不利 3。李植等 6 研究表明，在大豆生育后期，受玉米遮阴的影响，王 伟，等.带状复合种植模式下不同大豆品种叶片光合特性、农艺性状及产量研究109http:/2023年7月 第14卷 第14期大豆叶片净光合速率显著降低，气孔导度、蒸腾速率显著降低，胞间CO2浓度升高。李初英等 7 研究表明，当遮光强度超过20%后，大豆单株荚数、单株粒数、单株粒质量、单株地上部生物量、百粒质量和小区产量显著或极显著下降。笔者此次研究结果与前人一致：在玉米遮阴下，大豆叶片光合作用能力减弱，且随着玉米种植行数的增加，大豆叶片光合功能下降幅度变大。单株荚数、单株粒数、每荚粒数及百粒鲜质量是产量形成的重要构成要素，直接影响产量的高低。曹曼君等 8 研究表明，大豆单株荚数、单株粒数、每荚粒数及百粒鲜质量受光照强度的影响较大，在遮阴处理下，菜用大豆的单株荚数、单株鲜荚质量、有效荚数、单株粒数、百粒鲜质量和小区鲜荚质量均会有不同程度下降，且大豆生长前期对光照反应更敏感。笔者此次研究表明，复合种植模式与单作比较，株荚数、单株粒数、每荚粒数无显著变化，但百粒鲜质量、产量较单作显著降低，且随着玉米种植行数的增加，下降幅度变大，这可能与玉米种植行数越多遮阴作用越强烈有关。综上所述，4个品种相比较，陕垦豆4号各指标下降较缓慢，表现出良好的适应性。4结论在玉米-大豆复合种植模式下，玉米的遮阴作用会降低大豆叶片光合功能，使大豆株高增加、茎秆直径降低、百粒鲜质量降低、产量降低，且不同品种对遮阴适应性不同。笔者此次的研究表明，陕垦豆4号田间综合表现优于陕豆125、中黄13、秦豆2018，适宜在生产中推广应用。参考文献：1 吕秀英.玉米-大豆带状复合种植技术 J.现代农村科技，2022（9）：23-24.2 YAO X D，ZHOU H L，ZHU Q，et al.Photosynthetic response of soybeanleaf towide light-fluctuation in maize-soybean intercropping systemJ.Frontiers in Plant Science，2017，8：1695.3 范元芳，刘沁林，王锐，等.玉米-大豆带状间作对大豆生长、光合荧光特性及产量的影响 J.核农学报，2017（5）：972-978.4 徐传富，杨栋承，王树林，等.菜用大豆鲜粒荚性状的主成分评价J.黑龙江农业科学，2009（4）：30-32.5 封亮，黄国勤，杨文亭，等.江西红壤旱地玉米大豆间作模式对作物产量及种间关系的影响J.中国生态农业学报，2021（7）：1127-1137.6 李植，秦向阳，王晓光，等.大豆/玉米间作对大豆叶片光合特性和叶绿素荧光动力学参数的影响J.大豆科学，2010（5）：808-811.7 李初英，孙祖东，陈怀珠，等.不同遮光胁迫对大豆产量性状及产量的影响 J.大豆科学，2006（3）：294-298.8 曹曼君，王婧瑜，崔悦，等.不同玉米大豆间作行比对大豆光合特性及产量的影响 J.大豆科学，2023（1）：48-54.表4不同复合种植模式对不同大豆品种光合特性的影响模式M2 S3M4 S3M6 S3CK品种陕豆125中黄13秦豆2018陕垦豆4号陕豆125中黄13秦豆2018陕垦豆4号陕豆125中黄13秦豆2018陕垦豆4号陕豆125中黄13秦豆2018陕垦豆4号净光合速率/mol/（m2 s）18.35 b19.06 b18.33 b21.51 a15.24 c14.17 c14.26 c19.18 b10.25 d11.16 d11.25 d14.68 c21.22 a20.13 a19.44 a22.45 a气孔导度/mol/（m2 s）1.06 b1.05 b1.07 b1.19 a0.62 c0.56 c0.77 c1.08 b0.41 d0.44 d0.44 d0.64 c1.26 a1.18 a1.21 a1.26 a胞间CO2浓度/（mol/mol）348.11 c345.51 c356.19 bc330.51 c367.04 b366.47 b365.88 b343，15 c430.64 a424.75 a435.14 a378.36 b334.68 c325.07 c336.46 c328.09 c蒸腾速率/mmol/（m2 s）8.22 b8.12 b8.13 b11.94 a6.65 c7.09 c7.17 c8.87 b5.15 d5.31 d5.26 d7.33 c11.16 a11.24 a10.05 a12.23 a注：表中不同小写字母表示同列相同指标不同品种经Duncan检验有显著差异（P0.05）。110