玉米大豆播期衔接对间作大豆干物质积累及产量的影响

杨燕竹，杜 青，陈 平，杨文钰，雍太文

(四川农业大学 农学院，农业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)

玉米大豆播期衔接对间作大豆干物质积累及产量的影响

杨燕竹，杜 青，陈 平，杨文钰，雍太文

(四川农业大学 农学院，农业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)

为完善玉米/大豆间作的播期衔接技术，在西南地区寻求合适的玉米、大豆播期。试验在田间采用二因素裂区设计，以玉米/大豆间作模式下3个玉米播期：早播(A1：5月15日)、中播(A2：5月30日)、晚播(A3：6月14日)与3个大豆播期：早播(B1：5月30日)、中播(B2：6月14日)、晚播(B3：6月29日)为对象，研究不同玉米、大豆播期对大豆的干物质积累、器官分配比率及产量的影响。结果表明：大豆开花后作物生长率、单株干物质积累量、荚果分配率和产量均在玉米中播时最高，开花后作物生长率较玉米晚播时高出33.2%；在R4、R6生育时期，单株干物质积累量和大豆荚果分配比率分别比玉米晚播时高32.4%，17.9%和26.3%，23.9%；大豆产量较玉米晚播时高75.7%。玉米中播时衔接不同播期的大豆，其单株干物质积累量、荚果分配比率和产量均在大豆早播时最高，在R4、R6生育时期，大豆单株干物质积累量与荚果分配比率比大豆晚播时分别高195.4%，58.5%和33.9%，26.7%；大豆产量较大豆晚播时高出128.7%。在玉米/大豆间作下，玉米中播(5月30日)间作大豆早播(5月30日)，即玉米大豆同时播种时，可提高大豆开花后作物生长率，增加单株干物质累积量、籽粒分配率和产量。

玉米/大豆间作；播期衔接；物质积累；产量

我国西南地区，丘陵、山区均有大面积的旱地作物，复种指数较高，是典型的南方旱作多熟农业区[1]。近年来“麦-玉-豆”这种种植模式发展十分迅速，逐渐成为我国南方农业的一种主体模式，种植面积逐年增加[2]。该模式利用大豆较耐旱、耐荫、耐瘠薄等特点，可在旱坡地与玉米等作物套种，使南方旱地二熟变三熟，提高其复种指数和土地利用率。研究表明，玉米大豆套作产量较单作产量提高，作物间养分互补，降低病虫害发生几率，实现双丰收，具有十分明显的经济、社会和生态效益[3]。而现如今西南地区农业生产中，小麦套作面积越来越少，伴随的是油菜及净作小麦大面积出现。小麦和油菜收获后，玉米/大豆间作必将成为发展趋势，但该模式下两作物的播期选择不清。

播期对间套作群体的光、气、水、热等气候资源利用率和竞争矛盾进行调节[4]，改善产量构成因子[5]，促进作物增产增收[6-8]。前人研究表明，玉米播期过早易遭受旱伏，而过迟播种，不仅不利于玉米养分吸收和籽粒发育继而影响玉米产量形成[ 9-11]，而且在间套作体系中，玉米晚播对大豆的荫蔽作用增强，导致大豆减产[12]；大豆播期过早，共生期长，荫蔽程度加重，不利于植株生长，播期偏晚，营养生长不足，影响物质积累[13-15]。加之西南地区属于亚热带季风气候，降水主要集中在夏季，易发生洪涝灾害，而农民在5-6月忙于水稻插秧与小麦油菜的收获，此时劳动力严重缺乏[16]，从而导致大豆播期推迟。大豆适时播种是提高产量的基本条件，而晚播将降低籽粒产量[17]。因此，开展小麦、油菜收获后，玉米/大豆间作下的播期衔接技术研究，为西南地区寻求合适的玉米、大豆播期在生产上具有重要意义。

1 材料和方法

1.1 试验时间、地点及材料

试验于2015年5-11月在四川省现代粮食产业(仁寿)示范基地进行(30°07′N、104°18′E)。供试玉米品种登海605，由山东登海种业股份有限公司提供；供试大豆品种为南豆25，由四川省南充市农业科学研究所提供。

1.2 试验设计

试验采用二因素裂区设计，以不同玉米播期(早播A1：5月15日、中播A2：5月30日、晚播A3：6月14日)为主处理，不同大豆播期(早播B1：5月30日、中播B2：6月14日、晚播B3：6月29日)为副处理。每个处理种植两带，每两带为一个小区，重复3次，共27个小区，每小区面积20 m2(5 m×4 m)。试验采用宽窄行种植(图1)，种植方式为2∶2，小区带宽2 m，玉米、大豆窄行行距40 cm，玉米宽行行距160 cm，宽行内种植2行大豆，玉米、大豆间距60 cm。玉米密度为6万株/hm2，穴距30 cm，穴留双株；大豆密度为12万株/hm2，穴距15 cm，穴留双株。

图1 玉米/大豆间作模式图

玉米底肥施纯N 90 kg/hm2、P2O5和K2O各120 kg/hm2；玉米大喇叭口期追肥施纯N 120 kg/hm2；大豆不单独施肥。其他田间管理同大田。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 地上部物质积累及分配 于大豆五节期(V5)、盛花期(R2)、盛荚期(R4)和满粒期(R6)每个小区连续选取生长一致的4株大豆植株，地上部生物量按茎、叶、荚等器官分别装袋，于105 ℃杀青30 min，80 ℃烘干至恒重后用电子天平测定干物质量，并利用公式计算作物生长率和干物质分配比率，计算公式如下：

作物生长率=(W2-W1)/(T2-T1)

式中：W2-W1表示一定时期内单位面积植株干物质量的净增长；T2-T1表示每次测定时期的间隔时间，按天数计算。

干物质分配比率=C/W×100%

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。

1.3.2 籽粒灌浆特性 在大豆开花期对具有代表性的植株进行标记。开花后，每隔7 d在各处理中选取8株大豆，将大豆籽粒脱粒混匀后随机选出100粒，于105 ℃杀青60 min后80 ℃烘干至恒重，最后用电子天平测定干物质重。参照杨升辉等[18]的方法，利用Logistic方程拟合大豆籽粒的灌浆过程，计算方程如下：

y=a/(1+b×exp(-cx))

式中：x表示大豆开花后的天数，开花日计x=0；y表示开花后的大豆籽粒干物质重；计算均以百粒为单位：a表示理论上的最大百粒质量；b、c为参数。

1.3.3 产量和产量构成 分别于玉米、大豆成熟期，按对角线法在各小区取3个样点，每个样点取10株连续的玉米、大豆植株，共计30株；调查玉米有效穗数、穗粒数和千粒质量，计算理论产量；调查大豆单株荚数、单株粒数与百粒质量，并计算理论产量。

1.4 数据处理

运用Microsoft Excel 2007进行数据的统计和处理，采用SPSS 20.0软件对数据进行方差分析和LSD显著性测验；采用Curve Expert 1.04进行灌浆动态模拟。

2 结果与分析

2.1 不同玉米、大豆播期衔接对大豆干物质积累与分配的影响

2.1.1 作物生长率 由表1可知，在花前，不同玉米播期对大豆作物生长率有显著影响，随着玉米播期的推迟，大豆的作物生长率逐渐上升，在A3最高，较A1、A2分别显著增加75.2%和24.3%。同一玉米播期衔接不同大豆播期下，以A3B1处理最高，较A3B2显著高出24.8%。大豆播期对大豆作物生长率有显著影响，随着大豆播期的推迟大豆作物生长率逐渐下降，其年均值在B1最高，比B2和B3处理显著增加36.7%和36.2%。在花后，玉米中播有利于其作物生长率的提高，大豆作物生长率在A2最高，比A1、A3显著高16.4%和33.2%。相同玉米播期衔接不同大豆播期下，以大豆花后的A2B2最高，较花后A2B3显著高出44.7%。随着大豆播期的推迟其作物生长率先上升后下降，B2处理比B1和B3处理显著高出11.0%和43.1%。

表1 不同玉米、大豆播期衔接对大豆作物生长率的影响

注：表中数据为3次重复的平均值，同一列中标以不同字母表示各处理间差异显著水平达5%；表2-3，5-7同。花前.五节期-盛花期；花后.盛花期-满粒期。

Note：Values within each column followed by different letters indicate significant difference at 0.05 probability level；The same as Tab.2-3，5-7.Before blooming.V5 to R2；After blooming.R2 to R6.

2.1.2 干物质积累 由表2可知，不同玉米播期对各生育时期的大豆干物质积累量影响不一致，在开花后差异达到显著水平。R4、R6下均以A2处理的大豆单株干物质积累量最大，比A3显著高出32.4%，17.9%。同一玉米播期衔接不同的大豆播期下，各生育时期的干物质积累量分别在A1B1、A2B1最高。R2、R4、R6下，A1B1较A1B3显著高出360.4%，142.0%，126.6%；A2B1比A2B3显著高出164.6%，195.4%，58.5%。随着生育时期的推移，在不同大豆播期下大豆单株干物质积累均以B1最高，单株干物质累积量在V5、R2、R4、R6下分别较B3显著高出42.5%，217.3%，137.7%，74.7%。在R6下大豆单株干物质积累以A2B1最高，表明玉米/大豆间作，大豆中播时，其营养生长更充分，为后期籽粒形成奠定基础。

表2 不同玉米、大豆播期衔接对大豆单株干物质积累的影响

Tab.2 Effect of different maize and soybean sowing dates cohesion on soybean dry matter accumulation per plant g/株

玉米播期Maizesowingdates大豆播期Soybeansowingdates生育时期DevelopmentstagesV5R2R4R6A1B12.55a20.49a41.77a62.21aB22.34a7.68b29.50b56.11bB32.22a4.45c17.26c27.45cA2B13.19a19.61a47.67a65.67aB23.15a12.51b26.14b63.42aB32.23a7.41c16.14c41.43bA3B13.10a24.41a27.90a60.95aB23.11a13.71b24.07a45.78bB31.77b8.48c15.98b37.92c平均MeanA12.37a10.87c29.51a48.59bA22.87a13.18b29.99a56.84aA32.66a15.53a22.65b48.23bB12.95a21.51a39.12a62.20aB22.87a11.30b26.57b55.85bB32.07b6.78c16.46c35.60c

2.1.3 干物质分配 由表3可知，不同玉米播期对大豆干物质分配比率有显著影响。茎的分配率在开花前随着玉米播期的推迟而降低，在V5下A1显著高于A2、A3，分别高16.0%，21.4%；平均值A1在4个生育时期下表现为先上升后下降，在R2最高，较V5、R4、R6分别高出8.0%，13.0%，11.6%。A2处理下，不同的大豆播期变化不一致，茎的分配比率在V5、R2、R4均以A2B3处最高，较A2B1高出29.5%(P<0.05)，29.0%(P<0.05)，5.20%；R6下以A2B1最高，较A2B3显著高出34.7%。

不同的玉米播期对叶的分配率有显著影响，且随着生育时期的推进而降低。在V5、R2、R6均以A3最高，较A1分别高出7.4%，2.7%，28.9%；在R4下A1最高，较A2显著高出7.3%。在相同玉米播期下，不同大豆播期的叶分配率变化不一致。V5、R2下B1最高，较B3分别显著高出8.6%和6.4%。R4下以B2最高，但差异不显著。R6下为B3最高，较B2显著高出19.7%。

荚果分配率随着玉米播期的推迟而先上升后下降，在不同的生育时期下均以A2最高。在R4下A2较A1显著高出52.1%，较A3高出26.3%；R6下A2较A3高出23.9%。不同大豆播期的荚果分配率均以A2B1最高。在R4、R6下，A2B1分别较A2B3显著高出33.9%，26.7%。不同的大豆播期下，荚果分配率呈下降趋势，且在不同的生育时期均以B1最高，R4下B1较B2、B3分别高18.7%，45.4%；R6下B1较B2、B3分别高7.7%，17.9%。表明玉米/大豆间作，玉米中播与大豆早播可以提高其在R4和R6 2个时期的荚果分配比率，促进干物质向籽粒转移，以提高大豆产量。

表3 不同玉米、大豆播期衔接对大豆干物质分配比率的影响

2.2 不同玉米、大豆播期衔接对大豆籽粒灌浆的影响

2.2.1 大豆籽粒灌浆进程的曲线模拟 根据杨升辉等[18]的灌浆计算方法，自变量(x)为开花后的天数，开花日计x=0，因变量(y)为开花后的大豆籽粒干物质重，运用Logistic方程拟合的大豆花后籽粒灌浆变化规律，方程式为：

y=a/(1+b×exp(-cx))

通过Logistic模拟方程(表4)的计算，不同玉米、大豆播期影响下大豆籽粒灌浆的相关系数均为0.968 1～0.999 7，已达到极显著水平，说明大豆籽粒灌浆的曲线模拟方程拟合度较高，能够客观反映出各处理下的大豆籽粒灌浆进程。

2.2.2 大豆籽粒灌浆特征 由表5可知，不同玉米播期对大豆灌浆速率影响不显著，但随着玉米的播期推迟，A2下的Vmax、T1和V均大于A1、A3处理，表现为先上升后下降的趋势。Se、T2与T3随着玉米播期的推迟而增加，均在A3处理下最高。大豆籽粒灌浆特征参数在相同的玉米播期下变化不一致。Vmax、V2、V3和V在A1B1下高于A1B3，分别高出47.9%(P<0.05)，29.2%，38.5%，36.8%。不同大豆灌浆参数除T2、T3外，均在A2B1处最高，显著高于A2B3处理。T2和T3均在A3B1处最高，且显著高于A3B2和A3B3处理，不同大豆播期对大豆灌浆速率有显著影响。随着大豆播期的推迟，所有大豆籽粒灌浆参数均呈下降趋势，在B1下最大，且均显著高于B2、B3处理。

表4 不同玉米、大豆播期衔接下大豆籽粒灌浆进程的曲线模拟

注：**.相关性极显著。

Note：**.Extremely significant correlation.

表5 不同玉米、大豆播期衔接下大豆籽粒灌浆特征参数

注：Vmax.最大灌浆速率；Se.有效灌浆持续期；T1.灌浆渐增期；T2.灌浆快增期；T3.灌浆缓增期；V1.渐增期灌浆速率；V2.快增期灌浆速率；V3.缓增期灌浆速率；V.平均灌浆速率。

Note：Vmax.Maximum filling rate；Se.Effective grout continuous period；T1.Increasing filling period；T2.The grain filling period；T3.Grout sustained period；V1.Increase the filling rate；V2.Faster filling rate increases；V3.Slow filling rate increases；V.The average filling rate.

2.3 不同玉米、大豆播期衔接对作物产量的影响

由表6可知，不同的玉米播期对大豆产量构成有显著影响。大豆单株荚数在A2下最高，较A3显著高出20.1%；单株粒数、百粒质量随着玉米播期的推迟而降低，均在A1下最高，分别较A3高出21.0%，12.0%。在相同的玉米播期下，大豆单株荚数、单株粒数均在A1B1处最高，分别较最低的A3B3显著高出129.9%，128.7%；百粒质量在A1B2下最高，较最低的A3B2显著高出25.5%。不同的大豆播期对大豆产量构成有显著影响。大豆单株荚数、单株粒数和百粒质量均在B1下最高，其中单株荚数和单株粒数在B1下较B3显著高出65.9%，77.2%。

进一步分析各播期下玉米、大豆产量(表7)，在不同的玉米播期下，随着玉米播期的推迟，大豆产量在A2下最高，较A3显著高出75.7%。A2处理下，不同大豆播期下的大豆产量在A2B1下最高，较A2B3显著高出128.0%。不同的大豆播期下大豆产量差异显著，随大豆播期的推迟，大豆产量逐渐降低，B1处理分别是B2和B3处理的1.44，2.29倍。

表6 不同玉米、大豆播期衔接对大豆产量构成的影响

从玉米产量来看，玉米播期推迟不利于其产量提高，A1分别比A2和A3显著高出19.6%和79.8%。A1处理下，不同大豆播期的玉米产量在A1B1下最高，比A1B3显著高出11.3%。不同的大豆播期对玉米产量有显著影响，大豆早播有利于玉米产量的增加，B1处理比B2和B3处理分别高2.5%和9.2%。

不同的玉米与大豆播期对玉米、大豆总产量均有显著影响，随着玉米、大豆播期推迟间作体系总产量逐渐降低，A1处理比A2和A3处理分别高16.8%和78.8%。A1处理下，不同大豆播期的总产量在A1B1下最高，较A1B3显著高出19.5%。不同的大豆播期下，总产量在B1下分别比B2、B3显著高7.1%和18.4%。

表7 不同玉米、大豆播期衔接对作物产量的影响

3 结论与讨论

3.1 玉米大豆播期衔接对间作体系下大豆干物质积累分配的影响

吕越等[19]研究玉米/大豆间作系统的作物资源竞争表明，由于高位作物玉米严重遮阴，使低位作物大豆处于竞争劣势，影响大豆植株各器官的生长与干物质积累。本研究，玉米播期对大豆的生殖生长阶段影响显著，中播有利于大豆干物质积累量的增加。前人研究表明，大豆推迟播种缩短了营养生长期和生殖生长期，群体生长量变小，干物质累积量减少[20]。本研究在营养生长阶段，表现为大豆晚播，其干物质积累量随着播期的推迟而减少，播期越晚，其接受光合作用的时长越短，所合成的干物质越少。而在生殖生长阶段，大豆在最早播期B1积累量最高。其籽粒分配率随播期的变化与干物质积累量变化相一致，说明其在开花期后，营养器官向籽粒的转移对干物质积累量的变化起了重要作用。

3.2 玉米大豆播期衔接对间作体系下大豆产量的影响

高阳等[21]研究表明，在玉米/大豆间作群体内，大豆受到玉米遮阴导致对光能资源的利用减少，而降低大豆产量。本研究表明，玉米播期对大豆产量影响显著，玉米的荫蔽作用影响大豆籽粒形成，在最迟玉米播期A3下，大豆灌浆速率与百粒质量均最小。而大豆的有效荚数与有效粒数随着玉米的迟播，在A1、A2播期下差异不显著，但显著高于A3播期。不同播期对大豆产量潜力的发挥有直接影响[22-24]。前人研究表明，作物晚播，产量会降低[25-26]。本研究表明，早播处理接受光合时间最长，且在3个播期处理下没有出现旺长，其营养生长阶段合成的干物质为后面生殖生长做好了准备，灌浆速率随着播期的推迟而逐渐降低，在B1处理中，大豆最大速率、渐增速率、快增速率、缓增速率与平均速率均为最高，百粒质量增加，最终在B1处理下获得更高的产量。各玉米大豆播期衔接下，以A2B1大豆产量最高。玉米大豆总产量随着玉米大豆播期推迟产量逐渐降低，处理间以A1B1产量最高。

玉米/大豆间作下，不同玉米播期对大豆的干物质积累、分配及产量影响显著，玉米中播有利于大豆的干物质积累。产量较其他2个播期最高。且大豆灌浆速率与干物质在籽粒中的分配比率也更高。大豆播期对大豆的干物质积累与分配、灌浆速率与产量有显著影响。大豆早播单株干物质累积量大，灌浆速率更高，籽粒所占干物质分配比率高，产量最高。玉米和大豆播期对玉米大豆总产量的影响达显著水平。玉米大豆总产A1B1处理最高，在玉米/大豆间作体系中，玉米和大豆早播，在玉米播期5月15日，大豆播期5月30日播期衔接下，玉米大豆总产量最高。

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Effect of Maize and Soybean Sowing Date Cohesion on Soybean Dry Matter Accumulation and Yield in Intercropping

YANG Yanzhu，DU Qing，CHEN Ping，YANG Wenyu，YONG Taiwen

(College of Agronomy，Sichuan Agricultural University，Key Laboratory of Crop Physiology，Ecology and Cultivation in Southwest China，Ministry of Agriculture，Sichuan Engineering Research Center for Crop Strip Intercropping System，Chengdu 611130，China)

To explore the effect of different maize and soybean sowing dates on soybean yield，dry matter accumulation and partitioning ratio，provided reference to increase crops yield in maize-soybean intercropping system.The field experiment was conducted with three maize sowing dates：early seeding(A1：May 15 th)，middle seeding(A2：May 30 th)，late seeding(A3：June 14 th)，and three soybean sowing dates：early seeding(B1：May 30 th)，middle seeding(B2：June 14 th)，late seeding(B3：June 29 th).In maize middle seeding， the soybean growth rate after blooming was 33.2% significant higher than maize late seeding； dry matter accumulation per plant and pod distribution rate of soybean were 32.4%， 17.9% and 26.3%，23.9%significant higher than maize late seeding in R4， R6； soybean yield was 75.7%significant higher than maize late seeding.Compared with soybean middle seeding under maize middle seeding treatment， the soybean dry matter accumulation per plant and pod distribution rate were 195.4%，58.5% and 33.9%， 26.7%significant higher than soybean late seeding in R4， R6； soybean yield was 128.7%significant higher than soybean late seeding. It turned out that sowing maize and soybean simultaneously significantly improved the growth rate after soybean blooming，increased dry matter accumulation per plant，pod distribution rate and yield in maize-soybean intercropping system.

Maize-soybean intercropping；Sowing date cohesion；Matter accumulation；Yield

2017-04-29

大豆产业技术体系专项资助项目(CARS-04-PS19)；公益性行业(农业)科研专项(201203096)

杨燕竹(1991-)，女，四川万源人，硕士，主要从事作物高产栽培理论与技术研究。

雍太文(1976-)，男，四川南部人，教授，博士，博士生导师，主要从事作物高产栽培理论与技术研究。

S344.2；S352.1

A

1000-7091(2017)03-0096-07

10.7668/hbnxb.2017.03.015