淹水时期与天数对大豆生长性状和产量的影响

王本来　俞建河　曹秀清　沈涛

摘要分别于2017、2020和2021年采用有底测坑试验模拟大田条件下不同生育期各淹水天数的涝渍环境，分析不同生育期淹水天数对大豆生长发育及产量性状的影响。结果表明，苗期和分枝开花期淹水会降低大豆株高、减小大豆茎粗。生长期淹水会降低大豆LAI，尤其苗期淹水对LAI的影响最大，其次是分枝开花期、鼓粒期和结荚期。大豆分枝开花期和结荚期淹水对产量影响最大，其次为苗期和鼓粒期，当结荚期淹水超过4 d，苗期、分枝开花期和鼓粒期淹水超过6 d，均会造成显著减产。该研究可为大豆农田排水方案的合理制定、洪涝灾害损失的评估以及抗灾减灾能力的提高提供参考。

关键词大豆；淹水时期；淹水历时；生长发育；产量性状

中图分类号S276.1;S565.1文献标识码A

文章编号0517-6611（2023）11-0174-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.11.042开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Effect of Flooding Period and Days on the Growth Traits and Yield of Soybean

WANG Ben-lai YU Jian-he CAO Xiu-qing et al（1.Tianchang Erfeng Electric Power Irrigation Station，Tianchang，Anhui 239300;2.Anhui Provincial Institute of Water Resources Science， Bengbu， Anhui 233000）

AbstractIn 2017， 2020 and 2021， a bottomed test pit was used to simulate the waterlogging environment of different growth stages and flooded days under field conditions， and the impact of flooded days during different growth stages on soybean growth and yield traits was analyzed.The results indicated that flooding during the seedling and branching flowering stages could reduce soybean plant height and stem diameter.Flooding during the growth stage could reduce soybean LAI， especially during the seedling stage， which had the greatest impact on LAI， followed by the branching and flowering stage， bulging stage， and podding stage.Flooding during the branching and flowering stages of soybean had the greatest impact on yield， followed by the seedling and bulging stages.When flooding during the podding stage exceeded 4 days， and flooding during the seedling， branching and flowering stages and bulging stages exceeded 6 days， significant yield reduction could be caused.This study can provide reference for the rational formulation of drainage plans for soybean farmland， the assessment of flood losses， and the improvement of disaster resistance and reduction capabilities.

Key wordsSoybean;Flooding period;Duration of flooding;Growth and development;Yield traits

大豆是我國主要粮食作物之一，因其具有高营养价值、高生理活性和广泛用途而成为重要的农业资源之一，目前国内每年对大豆需求量不断增加，其中大部分都依赖进口。大豆是安徽省主要的农作物之一。2014年，安徽省大豆播种面积为85.16 hm²，占安徽省农作物总播种面积的9.52%，所占比重略小于玉米（9.53%）［1］，但大豆单产仅1 500 kg/hm²，低于全国平均水平，与世界平均单产2 400 kg/hm²差距更大。除生产上缺少高产优质品种和配套的高产栽培技术外，还因为大豆生长期间雨热同步，降雨较多，尤其是强风暴雨或持续降水，往往造成倒伏、茎折和渍涝等灾害，导致大豆产区存在单产不高、总产不稳的现象。研究表明，涝渍会引起大豆发生一系列生理生化和形态特征变化，如茎叶生长受到抑制，株高、茎粗和叶面积指数降低，有效株数、单株荚数、每株实粒数、百粒重减少，导致产量下降。且产量下降幅度与涝渍发生的生育阶段、涝渍程度、涝渍时间以及气象因子有关［2-7］。上述的研究结果绝大多数试验是在盆栽条件下进行的，且局限于大豆的某一生育期，因试验环境条件的不同使其试验结果与大田生长状态下的实际情况有较大差异。目前关于大田条件下不同生育时期渍涝程度对大豆生长发育及产量的影响及其致害机理的研究比较薄弱，缺乏洪涝灾害监测评估的依据以及能够在生产上指导的大豆不同生育期灌排管理的适宜指标，不能满足大豆生产需求。为此，笔者分别于2017、2020和2021年采用模拟大田条件下的有底测坑试验，进行了不同生育期淹水历时对大豆生长发育及产量性状的影响，以期为大豆农田水分的科学管理、涝渍灾害损失的评估以及提高抗灾减灾能力提供理论依据。

1材料与方法

1.1试验材料试验在安徽省天长市二峰电力灌溉总站下属灌溉试验站的有底测坑中进行，测坑为4 m²有底混凝土测坑，坑深1.5 m，测坑内土壤为黏壤土，每个测坑配备完善的供排水装置，该装置虽经过之前玉米、油菜等旱作物多年淹涝试验，目前仍运行良好［8-9］。大豆品种分别为皖豆32、中黄13号和圣豆10号。

1.2试验设计试验按《农田排水试验规范》［10］的坑测法进行设计，在大豆的苗期（S）、分枝开花期（B）、结荚期（P）、鼓粒期（F）分别设置2、4、6、8、10 d共5个淹水水平，以适宜水分处理（CK）为对照，共21个处理，处理编号分别为S₂～S₁₀、B₂～B₁₀、P₂～P₁₀、F₂～F₁₀和CK，重复3次。于当年6月11日前后贴茬点种大豆，每坑播种6行，每行6穴，每穴点4～5粒种子，2～3叶定苗，每穴2～4株，定植密度分别为17.6万、25.4万、39.4万株/hm²。各生育期淹水的开始时间分别为播后20、50、70、90 d，淹水深度苗期控制在10 cm以下，其他期控制在15 cm以下，淹水结束后，拧开测坑排水控制阀进行排水，各处理除淹水时段及淹水天数不同外，其他措施均保持一致，当年9月25日左右开始收获，生育期100～110 d。

1.3观测项目与方法

1.3.1土壤含水量。采用取土烘干法测定，每20  cm土层测定一个数据，测定深度为0～100  cm。每旬第1天观测，每10 d 测定1次，淹水的处理在淹水期间不测定。

1.3.2生育进程。包括播种期、苗期、分枝开花期、结荚期、鼓粒期及收获期，各小区内植株50%以上达到为记载期。

1.3.3株高、茎粗与叶面积。每测坑选取生长一致的3穴定点挂牌标记，每旬第1天进行株高、茎粗与叶面积测量。株高采用钢尺进行测量，土面至最高叶心尖的高度；茎粗采用游标卡尺测定，测定离地面3～5 cm的横位直径；叶面积采用直尺对叶片进行长、宽测量，单株叶面积=长×宽×系数（展开叶系数为0.70，未展开叶为0.5）。叶面积指数LAI=单株叶面积×单位土地面积内株数/单位土地面积［11-12］。

1.3.4考种与测产。大豆收获前除去边行，中间随机取2组5穴10株测定株高、底荚高度、茎粗、总荚数、百粒重等。经济产量与秸秆重为每测坑单收单打的实测结果，经济产量与秸秆重之和即为生物产量。

1.4数据分析采用Microsoft Excel 2003软件处理数据和制图，运用DPS 7.05进行统计分析，并用Duncan新复极差法（SSR）进行各性状的差异显著性检验。

2结果与分析

2.1淹水对大豆株高的影响大豆苗期、分枝开花期不同淹水处理3年平均株高随移栽天数的变化见图1。从图1可以看出，生育前期淹水对大豆株高的影响较大，但随着淹水时间的推后，其差距逐渐减小，到结荚期后株高基本无影响（播后70 d左右株高已定型），在大豆苗期随着淹水历时的增加显著影响株高生长， 分枝开花期淹水对株高也有所影响，结荚期以后淹水因株高已基本定型对株高已无影响。方差分析结果表明（LSD法），苗期淹水发生20 d后（即播后40 d），除S2处理影响不显著外，其余处理显著低于对照（CK），分枝开花期淹水发生10 d后（即播后60 d），除B10处理显著低于对照（CK）外，其余处理影响均不显著，由此可知，苗期淹水对大豆株高的影响最大，分枝开花期及以后淹水对株高影响较小。到大豆收获时测定，大豆苗期淹水使株高分别降低4.2%～33.7%，5个处理株高平均降低16.6%；分枝开花期淹水使株高分别降低1.3%～9.5%，5个处理株高平均降低5.4%。

2.2淹水对大豆叶面积指数的影响大豆苗期、分枝开花期、结荚期和鼓粒期不同淹水处理3年平均大豆叶面积指数LAI随播后天数的变化见图2。从图2可以看出，不同淹水时期与历时对大豆叶面积指数（LAI）的影响也较大，其中苗期淹水对LAI的影响最大，其次是分枝开花期、鼓粒期和结荚期。方差分析结果表明，苗期淹水处理，淹水10 d后，所有淹水处理均显著低于CK，在淹后20 d 差异幅度达到最大，20 d后经过补偿生长使得差距有所缩小。分枝开花期淹水处理，淹水10 d后，所有淹水处理显著低于CK，并在淹后40 d差异幅度达到最大。结荚期淹水处理，当淹水10 d后，除P2外所有处理均显著低于CK，并在淹后40 d差异幅度达到最大。鼓粒期淹水处理，淹水10 d后，所有淹水处理显著低于CK，并在淹后20 d差异幅度达到最大。按苗期、分枝开花期、结荚期和鼓粒期淹水20 d后与CK相比，苗期淹水使LAI降低22.3%～89.9%，5个处理LAI平均降低59.1%；分枝开花期淹水使LAI降低11.0%～72.8%，5个处理LAI平均降低39.4%，结荚期淹水使LAI降低5.4%～49.9%，5个处理LAI平均降低27.4%；鼓粒期淹水使LAI降低15.7%～56.1%，5个处理LAI平均降低39.3%。

2.3淹水对大豆其他生长性状及产量的影响从表1可以看出，淹水时期与历时对大豆株高、茎粗、有效株数、单株荚数、每株实粒数、百粒重、生物产量和经济产量的影响与淹水时期及淹水天数相关。在大豆苗期发生淹水，对大豆的株高、茎粗、有效株数、百粒重、生物产量和经济产量的影响随淹水天数的增加呈降低趋势，单株荚数随淹水天数的增加呈上升趋势，其中，超过4 d的淹水处理对大豆的有效株数和生物产量影响显著，超过6 d的淹水处理对大豆的株高和经济产量影响显著，超过8 d的淹水处理对大豆的单株荚数、每株实粒数和百粒重影响显著，超过10 d的淹水处理对大豆的茎粗影响显著；在大豆分枝开花期发生淹水，株高、茎粗、有效株数、单株荚数、每株实粒数、百粒重、生物产量和经济产量随淹水天数的增加呈降低趋势，其中，超过4 d的淹水处理对有效株数的影响显著，超过6 d的淹水处理对经济产量和生物产量影响显著，超过8 d的淹水处理对茎粗和百粒重的影响显著，超过10 d的淹水处理对株高和每株实粒数的影响显著；在结荚期发生淹水，有效株数、单株荚数、每株实粒数、生物产量和经济产量随淹水历时的增加呈降低趋势，其中，超过4 d的淹水处理对每株实粒数和经济产量的影响显著，超过6 d的淹水处理对单株荚数和生物产量影响显著，超过8 d的淹水处理对有效株数的影响显著；在鼓粒期发生淹水，仅对每株实粒数、百粒重、生物产量和经济产量有影响且随淹水时间的增加呈降低趋势，其中，超过6 d的淹水处理对经济产量的影响显著，超过10 d的淹水处理对每株实粒数、百粒重和生物产量的影响显著。对各处理的经济产量进行方差分析及显著性检验，结果表明，苗期淹水减产2.8%～44.6%，5个处理平均减产21.7%；分枝开花期淹水减產1.6%～48.8%，5个处理平均减产23.9%；结荚期淹水减产3.2%～41.9%，5个处理平均减产22.4%；鼓粒期淹水减产1.1%～24.0%，5个处理平均减产10.8%；当结荚期淹水超过4 d，会造成显著减产，其减产率为11.5%，当苗期、分枝开花期和鼓粒期淹水超过6 d，会造成显著减产，其减产率分别为19.4%、23.9%和10.7%，其中，分枝开花期淹水10 d处理减产幅度近50%。大豆分枝开花期和结荚期渍涝对产量影响最大，其次为苗期和鼓粒期。从构成大豆产量因素来看，造成大豆苗期和分枝开花期淹水减产主要在于构成产量有效株数和百粒重降低二种因素的共同作用，造成大豆鼓粒期淹水减产的主要原因在于有效株数和每株实粒数减少二种因素共同作用的结果，造成鼓粒期淹水减产的主要原因在于每株实粒数减少和百粒重降低二种因素共同作用的结果。

3结论

（1）苗期和分枝开花期淹水会降低大豆株高，尤其苗期淹水影响最大。到大豆收获时测定，大豆苗期淹水使株高降低4.2%～33.7%，5个处理株高平均降低16.6%；分枝开花期淹水使株高降低1.3%～9.5%，5个处理株高平均降低5.4%。

（2）生长期淹水会降低大豆LAI，尤其苗期淹水对LAI的影响最大，其次是分枝开花期、鼓粒期和结荚期。按各生长期淹水20 d后与CK相比，苗期淹水使LAI降低22.3%～89.9%，5个处理LAI平均降低59.1%；分枝开花期淹水使LAI降低11.0%～72.8%，5个处理LAI平均降低39.4%，结荚期淹水使LAI降低5.4%～49.9%，5个处理LAI平均降低27.4%；鼓粒期淹水使LAI降低15.7%～56.1%，5个处理LAI平均降低39.3%。

（3）苗期和分枝开花期淹水会减小大豆茎粗，尤其分枝开花期淹水影响最大。到大豆收获时测定，大豆苗期淹水使茎粗降低0.5%～12.6%，5個处理茎粗平均降低6.6%；分枝开花期淹水使茎粗降低2.7%～15.3%，5个处理茎粗平均降低11.9%。

（4）从有效株数、每株实粒数、百粒重等产量构成三因素影响来看，淹水时期与历时对经济产量和生物产量具有一定的影响，其影响程度与淹水发生时期与历时有关。苗期、分枝开花期、结荚期和鼓粒期淹水使经济产量分别减产2.8%～44.6%、1.6%～48.8%、3.2%～41.9%和1.1%～24.0%，其淹水历时分别超过6、6、 4和6 d，均会造成显著减产，其减产率分别为19.4%、23.9%、11.5%和10.7%。大豆分枝开花期和结荚期渍涝对产量影响最大，其次为苗期和鼓粒期。从大豆产量构成因素来看，造成大豆苗期和分枝开花期淹水减产主要在于构成产量有效株数减少和百粒重降低二种因素的共同作用，造成大豆鼓粒期淹水减产的主要原因在于有效株数和每株实粒数减少二种因素共同作用的结果，造成鼓粒期淹水减产的主要原因在于每株实粒数减少和百粒重降低二种因素共同作用的结果。

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