播期、密度对带状间作大豆茎叶生长及产量形成的影响

2023-09-14 09:22:08付智丹李易玲刘姗姗雍太文杨文钰
作物学报 2023年11期
关键词:播期透光率间作

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

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

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 hm–2, D2: 101,000株 hm–2, D3: 140,000株 hm–2, D4: 171,000株 hm–2)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, S3>S2>S1, 同一播期不同密度间, D1>D2>D3>D4, ND25品种S3播期D1密度产量最优, 为1752.89 kg hm–2; QH34同一密度不同播期间, S1>S2>S3, 同一播期不同密度间, D3>D2>D1>D4, QH34品种S1播期D3密度产量最优, 为1538.64 kg hm–2。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。

大豆-玉米带状间作; 播期; 密度; 光合特性; 干物质分配; 产量

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

2021—2022年在四川省仁寿县珠嘉乡踏水村(30°07′N, 104°18′E)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: 8.1×104株 hm–2(穴距19 cm, 穴留单株); D2: 10.1×104株 hm–2(穴距14 cm, 穴留单株); D3: 14×104株 hm–2(穴距11 cm, 穴留单株); D4: 17.1×104株 hm–2(穴距9 cm, 穴留单株)。玉米︰大豆按2∶4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 hm–2、P2O560 kg hm–2、K2O 45 kg hm–2, 大豆施肥量为N 30 kg hm–2、P2O533 kg hm–2、K2O 30 kg hm–2, 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, 用以测定光合有效辐射、SPAD值、倒伏率以及产量和产量构成。

图1 大豆-玉米带状间作田间种植图

1.3.1 生物量及形态指标测定 于大豆五叶期(V5)、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/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。

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09:00—11:00, 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: 无遮光下的光合有效辐射(0)、大豆冠层内部光合有效辐射(), 并计算大豆冠层内部透光率。

公式为: 透光率=/0

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ND25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%。

图2 不同播期、密度下大豆冠层内部透光率

ND25: 南夏豆25号; QH34: 齐黄34。播期(S) 2021, S1: 5/17; S2: 5/27; S3: 6/6; 2022, S1: 5/10; S2: 5/25; S3: 6/9。密度(D) D1: 8.1×104株hm–2; D2: 10.1×104株hm–2; D3: 14×104株hm–2; D4: 17.1×104株hm–2。V5: 第5片三出复叶展开; R5: 鼓粒期。图上不同小写字母表示同一播期不同密度在0.05概率水平差异显著。

ND25: Nanxiadou 25; QH34: Qihuang 34. Sowing date (S) 2021, S1: May 17; S2: May 27; S3: June 6; 2022, S1: May 10; S2: May 25; S3: June 9. Density (D) D1: 8.1×104plants hm–2; D2: 10.1×104plants hm–2; D3; 14×104plants hm–2; D4: 17.1×104plants hm–2. V5: the fifth trifoliate; R5: beginning seed. Different lowercase letters indicate significant difference in the 0.05 probability level among the different densities of the same sowing date.

2.2 不同播期及密度对大豆SPAD值的影响

由图3可知, SPAD值均随播期推迟、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SPAD值ND25分别降低2.24%、2.99%、1.75%、2.35%, QH34降低4.60%、3.81%、4.71%、4.34%; 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4.69%、4.72%、4.80%, QH34降低4.97%、4.75%、4.68%。R5播期推迟, 同一密度S3播期相较于S1, D1、D2、D3、D4两年平均SPAD值ND25分别降低8.12%、8.78%、8.30%、8.17%, QH34分别降低10.39%、8.57%、8.96%、9.16%; 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5.04%、4.87%、5.17%, QH34分别降低8.39%、7.77%、7.14%。

图3 不同播期、密度下大豆叶片SPAD值

缩写和处理同图2。图上不同小写字母表示同一播期不同密度在0.05概率水平差异显著。

Abbreviations and treatments are the same as those given in Fig. 2. Different lowercase letters indicate significant difference in the 0.05 probability level among the different densities of the same sowing date.

2.3 不同播期及密度对大豆叶面积指数的影响

由图4可知, 叶面积指数随播期推迟而降低, 随密度增加而增加。V5播期推迟, 同一密度S3播期相较于S1, D1、D2、D3、D4两年平均叶面积指数ND25分别降低19.10%、13.96%、14.70%、14.98%, QH34降低17.83%、17.51%、13.74%、18.09%; 同一播期密度增加, D4密度相较于D1, S1、S2、S3两年平均ND25分别增加69.92%、76.42%、78.87%, QH34增加58.75%、60.71%、58.88%。R5播期推迟, 同一密度S3播期相较于S1, D1、D2、D3、D4两年平均叶面积指数ND25分别降低21.97%、22.90%、22.69%、22.73%, QH34分别降低43.50%、43.50%、42.92%、46.87%; 同一播期密度增加, D4密度相较于D1, S1、S2、S3两年平均ND25分别增加43.64%、32.82%、31.40%, QH34分别增加60.98%、52.22%、46.91%。

图4 不同播期、密度下大豆叶面积指数

缩写和处理同图2。LAI: 叶面积指数。图上不同小写字母表示同一播期不同密度在0.05概率水平差异显著。

Abbreviations and treatments are the same as those given in Fig. 2. LAI: leaf area index. Different lowercase letters indicate significant difference in the 0.05 probability level among the different densities of the same sowing date.

2.4 不同播期及密度对大豆干物质分配的影响

品种间干物质分配在不同播期、密度间存在差异(图5)。V5期植株对叶片的投入高于茎秆, 播期推迟、密度增加, 植株对茎秆的投入增加, 同一密度S3播期相较于S1, D1、D2、D3、D4两年平均对茎秆的投入ND25分别增加2.97%、2.86%、3.97%、3.52%, QH34增加4.33%、3.81%、3.01%、5.19%; 同一播期密度增加, D4密度相较于D1, S1、S2、S3两年平均对茎秆的投入ND25分别增加5.45%、4.84%、6.00%, QH34增加3.05%、4.73%、3.91%。R5期植株干物质分配茎秆>叶片>荚, 播期推迟, ND25对茎秆的投入减少, 荚的投入增加, QH34对茎秆的投入增加, 对荚投入减少, 同一密度S3播期相较于S1, D1、D2、D3、D4两年平均对荚的投入ND25分别增加11.56%、8.44%、8.03%、9.35%, QH34对荚投入分别减少1.83%、0.99%、0.67%、0.65%; 同一播期密度增加, ND25、QH34对茎秆的投入增加, 对荚的投入减少, D4密度相较于D1, S1、S2、S3两年平均对荚的投入ND25、QH34分别减少4.13%、2.61%、6.34%和4.50%、3.58%、3.33%。

缩写和处理同图2。图上不同小写字母表示同一播期不同密度间相同指标在0.05概率水平差异显著。

Abbreviations and treatments are the same as those given in Fig. 2. Different lowercase letters indicate significant difference in the 0.05 probability level for the same indicator at different densities of the same sowing date.

2.5 不同播期及密度对大豆植株倒伏率的影响

V5期未倒伏, 播期、种植密度对不同品种R5期倒伏率的影响存在差异(图6)。播期推迟, ND25倒伏率降低, QH34升高; 同一播期密度增加, ND25、QH34倒伏率均增加。同一密度S3播期相较于S1, D1、D2、D3、D4两年平均倒伏率ND25分别降低9.45%、8.95%、12.32%、14.80%, QH34分别增加15.42%、19.14%、20.57%、23.39%; 同一播期不同密度, D4相较于D1, S1、S2、S3两年平均倒伏率ND25、QH34分别增加17.34%、16.18%、11.98%和19.50%、21.19%、27.47%。

2.6 产量构成和产量对播期及密度的响应

由表1可知, 播期推迟, 同一密度ND25产量、单株粒数、有效株数增加, QH34产量、单株粒数、有效株数减少; 同一播期密度增加, ND25产量减少, QH34产量先增后减, ND25, QH34有效株数增加, 单株粒数减少。

同一密度S3播期相较于S1, D1、D2、D3、D4 两年平均ND25分别增产50.31%、41.74%、38.36%、37.21%, QH34分别减产45.30%、39.45%、44.31%、49.54%; 同一播期不同密度, D4相较于D1, S1、S2、S3两年平均ND25分别减产16.54%、21.27%、23.97%, QH34品种密度增加, 产量先增后减, D3相较于D1两年平均增产31.46%、18.99%、33.96%, D3相较于D2两年平均增产18.07%、6.19%、9.33%, D3相较于D4两年平均增产33.07%、33.09%、47.33%。故ND25品种S3播期, D1密度产量最优(1752.89 kg hm–2), QH34品种S1播期, D3密度产量最优(1538.64 kg hm-2)。

缩写和处理同图2。图上不同小写字母表示同一播期不同密度在0.05概率水平差异显著。

Abbreviations and treatments are the same as those given in Fig. 2. Different lowercase letters indicate significant difference in the 0.05 probability level among the different densities of the same sowing date.

播期推迟, ND25有效株数、单株粒数增加, QH34减少; 百粒重ND25呈增加趋势, QH34呈减小趋势。同一密度S3播期相较于S1, D1、D2、D3、D4两年平均ND25单株粒数分别增加33.83%、30.10%、16.44%、10.09%, QH34减少35.00%、30.61%、33.44%、37.77%。密度增加, 单株粒数ND25、QH34均显著减少, 同一播期D4密度相较于D1, S1、S2、S3两年平均ND25单株粒数分别减少39.34%、47.71%、50.12%, QH34分别减少44.04%、46.46%、46.12%。

3 讨论

3.1 带状间作大豆不同播期及密度下光环境差异对大豆茎叶生长及干物质分配的影响

前人研究表明透光率随叶面积指数增加而递减[11], 适当晚播较适期播种, 大豆对荚果的分配比率增加, 倒伏率和病株率减小[10]。本研究表明, R5同一密度播期推迟, ND25、QH34叶面积指数减小, 致使冠层内部透光率增加; 同时ND25对茎秆的投入减少, 对荚的投入增加, 倒伏率减小, QH34则相反。说明在大豆玉米带状间作条件下, 中晚熟品种(ND25)晚播、早熟品种(QH34)早播有着适宜的茎叶生长及干物质分配比率。

相关研究表明叶面积指数随密度增加而增加[12],透光率随密度增加而降低[13]。同时, 高位作物在间作中接受到更多的光照, 矮位作物在间作中受到更多遮荫, 随着种植密度增加, 植株自荫性和种内竞争加剧, 引起庇荫效应[14-15], 大豆倒伏加重[16]。本研究表明, R5同一播期随着密度的增加, ND25、QH34叶面积指数增加, 透光率降低, 荚的分配比率也逐渐降低, 而倒伏率逐渐增加。因此, 在大豆玉米带状间作条件下, 密度对不同熟期大豆品种的茎叶生长及干物质分配影响一致, 密度增加均导致中晚熟和早熟品种植株自荫性和种内竞争加剧。

同一密度播期推迟、同一播期密度增加, ND25、QH34品种R5期SPAD值均降低。前人研究表明, 大豆R5期随着播期推迟SPAD值降低[17], 高密度种植会降低叶片SPAD值[13], 相关性分析也表明密度与SPAD值呈负相关性[18], 与本研究结果一致。

3.2 不同熟期带状间作大豆产量和产量构成对播期及密度的响应

播期、密度对产量的影响显著。有研究表明, 播期对大豆产量的影响要大于密度对产量的影响[19], 也有观点指出, 密度对产量的影响大于播期对产量的影响[20]。李思同等[21]对夏大豆的研究表明, 随着密度的增加, 夏大豆产量呈先增后减的趋势, 随着播期的推迟, 夏大豆产量呈递减趋势。本研究结果表明, 同一密度播期推迟, ND25产量增加, QH34产量减少; 同一播期密度增加, ND25产量减少, QH34产量先增后减。ND25、QH34产量对播期、密度的响应不同, 可能是由于ND25为中晚熟品种, 晚播有适宜的叶面积指数, 透光率增加, 植株中下部的光环境得到改善, 自荫性降低, 倒伏率下降; QH34为早熟品种, 晚播虽透光率增加, 但叶面积指数减少, 对荚投入减少, 同时倒伏率加重, 不利于产量的增加。随着种植密度的增加, ND25、QH34叶面积指数增加, 透光率降低, 自荫性和种内竞争加剧, 倒伏率大幅上升, 不利于单产的提高, 而QH34为少分枝品种, 适当增密可提高群体产量[10]。因此, 在大豆玉米带状间作条件下, 不同熟期大豆品种对播期和密度的响应不同, ND25晚播稀植、QH34早播适当密植有利于产量的提高。

播期和密度对产量构成影响显著。吴俊彦[22]研究发现, 播期推迟单株有效荚数、单株粒数、单株粒重、百粒重先升后降。随着密度的增加, 大豆单株粒重、单株荚数、百粒重、单株粒数均呈下降的趋势[18-19]。本研究中, 同一密度播期推迟, ND25有效株数、单株粒数均增加, 百粒重无明显规律, QH34均减小; 同一播期增密, ND25、QH34有效株数、百粒重均增加, 单株粒数均减小。产量构成对播期和密度的响应不同, 可能是由于ND25品种晚播抑制了植株旺长, 倒伏下降, 有效株数增加, 同时有适宜的叶面指数和光环境, 对荚投入增加, 致使单株粒数增加; QH34品种晚播倒伏加重, 导致有效株数减少, 虽光环境改善, 但可能是由于倒伏加重, 植株自荫性降低所致, 同时叶面积指数小, 能量供应不足, 致使单株粒数、百粒重降低。随着密度的增加, ND25、QH34有效株数增加, 种内竞争、自荫性加剧, 单株粒数减少, 植株对籽粒投入增加来提高产量。

4 结论

带状间作条件下, 不同熟期大豆品种通过播期和密度调节都可以达到高产, 但产量构成对播期和密度的响应不同。中晚熟品种(ND25, 多分枝)晚播稀植, 植株自荫性降低, 透光率高, 干物质对荚的分配比率增加, 倒伏率下降, 同时有效株数、单株粒数等产量构成更优, ND25品种S3播期D1密度产量最高。早熟品种(QH34, 少分枝)早播, 叶面积指数大,干物质对荚的分配比率增加, 倒伏率下降, 产量构成更优; 密度增加, 叶面积指数、有效株数增加, 单株粒数降低, 而少分枝品种适度增密可提高群体产量, QH34品种S1播期D3密度产量最高。因此在西南地区大豆玉米带状间作条件下, 中晚熟品种适当晚播, 早熟品种适当早播, 多分枝品种适度稀植, 少分枝品种适度密植, 通过品种、播期及密度协同可提高大豆群体产量。

[1] Man W, Fu L, Song W, Wu C, Jiang B, Hou W, Ren G, Han T. Temporospatial characterization of nutritional and bioactive components of soybean cultivars in China., 2016, 93: 1637–1654.

[2] 潘雪婷, 穆月英. 国际关系对中国大豆进口来源的影响. 世界农业, 2022, 44(7): 57–66. Pan X T, Mu Y Y. The influence of international relations on China's soybean import sources., 2022, 44(7): 57–66 (in Chinese).

[3] 王禹, 李干琼, 喻闻, 冯瑶, 钟鑫, 刘然, 许世卫. 中国大豆生产现状与前景展望. 湖北农业科学, 2020, 59(21): 201–207. Wang Y, Li G Q, Yu W, Feng Y, Zhong X, Liu R, Xu S W. Current situation and prospect of soybean production in China., 2020, 59(21): 201–207 (in Chinese with English abstract).

[4] 农业农村部: 编发大豆玉米带状复合种植指南. 农业机械, 2022, 65(2): 46. Ministry of Agriculture and Rural Affairs: guide for braided soybean and corn strip compound planting., 2022, 65(2): 46 (in Chinese).

[5] Umburanas R C, Yokoyama A H, Balena L, Dourado-Neto D, Teixeira W F, Zito R K, Reichardt K, Kawakami J. Soybean yield in different sowing dates and seeding rates in a subtropical environment., 2019, 13: 117–128.

[6] Xu C L, Li R D, Song W W, Wu T T, Sun S, Han T F, Wu C X. High density and uniform plant distribution improve soybean yield by regulating population uniformity and canopy light interception., 2021, 11: 1880.

[7] 程彬, 刘卫国, 王莉, 许梅, 覃思思, 卢俊吉, 高阳, 李淑贤, Raza A, 张熠, Ahmad I, 敬树忠, 刘然金, 杨文钰. 种植密度对玉米–大豆带状间作下大豆光合、产量及茎秆抗倒的影响. 中国农业科学, 2021, 54: 4084–4096. Cheng B, Liu W G, Wang L, Xu M, Qin S S, Lu J J, Gao Y, Li S X, Raza A, Zhang Y, Ahmad I, Jing S Z, Liu R J, Yang W Y. Effects of planting density on photosynthesis, yield and stem toppling resistance of soybean under corn–soybean zonal intercropping., 2021, 54: 4084–4096 (in Chinese with English abstract).

[8] 赵建华, 孙建好, 李伟绮. 玉米播期对大豆/玉米间作产量及种间竞争力的影响. 中国生态农业学报, 2018, 26: 1634–1642. Zhao J H, Sun J H, Li W Q. Effects of maize sowing date on yield and interspecific competitiveness of soybean/maize., 2018, 26: 1634–1642 (in Chinese with English abstract).

[9] 赵建华, 孙建好, 陈亮之, 李伟绮. 玉米行距对大豆/玉米间作作物生长及种间竞争力的影响. 大豆科学, 2019, 38: 229–235. Zhao J H, Sun J H, Chen L Z, Li W Q. Effects of maize row spacing on growth and interspecific competitiveness of soybean/ maize intercropping., 2019, 38: 229–235 (in Chinese with English abstract).

[10] 徐婷. 播期和密度对套作大豆光合特性、干物质积累及产量的影响. 四川农业大学硕士学位论文, 四川成都, 2014. Xu T. Effects of Sowing Date and Density on Photosynthetic Characteristics, Dry Matter Accumulation and Yield of Intercropped Soybean. MS Thesis of Sichuan Agricultural University, Chengdu, Sichuan, China, 2014 (in Chinese with English abstract).

[11] 李国强, 汤亮, 张文宇, 曹卫星, 朱艳. 施氮量对不同株型小麦品种叶型垂直分布特征的影响. 作物学报, 2011, 37: 127–137. Li G Q, Tang L, Zhang W Y, Cao W X, Zhu Y. Effects of nitrogen application rate on vertical distribution characteristics of leaf patterns of wheat cultivars with different plant types., 2011, 37: 127–137 (in Chinese with English abstract).

[12] 程伟燕, 李志刚, 李瑞平. 密度对大豆光合特性和产量的影响.作物杂志, 2010, (4): 69–72. Cheng W Y, Li Z G, Li R P. Effects of density on photosynthetic characteristics and yield of soybean., 2010, (4): 69–72 (in Chinese with English abstract).

[13] 吕丽华, 陶洪斌, 夏来坤, 张雅杰, 赵明, 赵久然, 王璞. 不同种植密度下的夏玉米冠层结构及光合特性. 作物学报, 2008, 34: 447–455. Lyu L H, Tao H B, Xia L K, Zhang Y J, Zhao M, Zhao J R, Wang P. Canopy structure and photosynthetic characteristics of summer maize under different planting densities., 2008, 34: 447–455 (in Chinese with English abstract).

[14] Cheng B, Raza A, Wang L, Xu M, Lu J J, Gao Y, Qin S S, Zhang Y, Ahmad I, Zhou T, Wen B X, Yang W Y, Liu W G. Effects of multiple planting densities on lignin metabolism and lodging resistance of the strip intercropped soybean stem., 2020, 10: 1177.

[15] 范虹, 殷文, 柴强. 间作优势的光合生理机制及其冠层微环境特征. 中国生态农业学报, 2022, 30: 1750–1761. Fan H, Yin W, Chai Q. Photosynthetic physiological mechanism and canopy microenvironment characteristics of intercropping dominance., 2022, 30: 1750–1761 (in Chinese with English abstract).

[16] 翟云龙, 章建新, 薛丽华, 李宁. 密度对超高产春大豆农艺性状的影响. 中国农学通报, 2005, 22(2): 109–111. Zhai Y L, Zhang J X, Xue L H, Li N. Effect of density on agronomic characters of super high yield spring soybean., 2005, 22(2): 109–111 (in Chinese with English abstract).

[17] 高永刚, 高明, 杨晓强, 刘丹, 张志国, 孙守军. 播期对大豆开花期和鼓粒期叶片光合特性及产量的影响. 大豆科学, 2020, 39: 227–234. Gao Y G, Gao M, Yang X Q, Liu D, Zhang Z G, Sun S J. Effects of sowing date on photosynthetic characteristics and yield of soybean leaves at flowering and filling stage., 2020, 39: 227–234 (in Chinese with English abstract).

[18] 白磊. 施氮量与密度对高油大豆光合生产及产质量的影响. 东北农业大学硕士学位论文, 黑龙江哈尔滨, 2019. Bai L. Effects of Nitrogen Application Rate and Density on Photosynthetic Production and Yield Quality of High Oil Soybean. MS Thesis of Northeast Agricultural University, Harbin, Heilongjiang, China, 2019 (in Chinese with English abstract).

[19] 田艺心, 高祺, 王春雨, 曹鹏鹏, 朱冠雄, 高凤菊. 高蛋白大豆新品种菏豆38播期与密度优化. 黑龙江农业科学, 2022, 45(7): 8–13. Tian Y X, Gao Q, Wang C Y, Cao P P, Zhu G X, Gao F J. Sowing date and density optimization of a new soybean variety with high protein, Hedou 38., 2022, 45(7): 8–13 (in Chinese with English abstract).

[20] 徐海风, 杨加银, 熊正海. 播期、密度对夏大豆新品种淮豆12产量的影响. 大豆科技, 2016, 24(4): 8–11. Xu H F, Yang J Y, Xiong Z H. Effects of sowing date and density on yield of a new summer soybean variety Huaidou 12., 2016, 24(4): 8–11 (in Chinese with English abstract).

[21] 李思同, 张桂花, 谷传彦, 黄兴蛟, 海亚耕. 播期•密度对夏大豆产量和脂肪含量的影响. 安徽农业科学, 2007, 35: 9185–9186. Li S T, Zhang G H, Gu C Y, Huang X J, Hai Y G. Effects of sowing date and density on yield and fat content of summer soybean., 2007, 35: 9185–9186 (in Chinese with English abstract).

[22] 吴俊彦. 播期对黑河主栽大豆生育进程和产量及品质的影响. 中国农业科学院硕士学位论文, 北京, 2013. Wu J Y. Effects of Sowing Date on Growth Process, Yield and Quality of Main Soybean in Heihe. MS Thesis of Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing, China, 2013 (in Chinese with English abstract).

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 Ecophysiology and Farming System in Southwest, Ministry of Agriculture and Rural Affairs / Sichuan Engineering Research Center for Crop Strip Intercropping System, Chengdu 611130, Sichuan, China

Based on the problems of weak light environment, variety and density selection in soybean-maize strip intercropping after rapeseed harvest in Southwest China, two varieties with different of maturity periods, Nanxiadou 25 (ND25, intermediate-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; 2022, S1: May 10, S2: May 25, S3: June 9) and density (D1: 81,000 plants hm–2, D2: 101,000 plants hm–2, D3: 140,000 plants hm–2, D4: 171,000 plants hm–2) 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 area index of the two varieties decreased gradually at the beginning seed stage and the light transmittance inside the canopy increased 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 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 transmittance gradually decreased, the dry matter 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 kg hm–2at S3 and D1. For QH34, S1 > S2 > S3 and D3 > D2 > D1 > D4, optimum yield was obtained with the yield of 1538.64 kg hm–2at S1 and D3. Therefore, intermediate-late maturing varieties should be appropriately sown later, while early maturing varieties should be appropriately sown earlier. Multi-branched varieties 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.

soybean-maize strip intercropping; sowing date; density; photosynthetic characteristics; dry matter allocation; yield

10.3724/SP.J.1006.2023.34029

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) and the Sichuan Science and Technology Plan (21NZZH0063).

雍太文, E-mail: yongtaiwen@sicau.edu.cn

E-mail: 1768161945@qq.com

2023-02-17;

2023-05-24;

2023-06-02.

URL: https://kns.cnki.net/kcms2/detail/11.1809.S.20230531.1652.002.html

This is an open access article under the CC BY-NC-ND license (http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/).

猜你喜欢
播期透光率间作
不同间作模式对山苍子光合特性及其栽培土壤水分和养分的影响
经济林研究(2022年4期)2023-01-12 09:14:46
黄淮海北部地区夏玉米稳产高产的播期优选
不同透光率果袋对黄冠梨鸡爪病发生的影响
河北果树(2022年1期)2022-02-16 00:41:04
光照强度对温室栽培蒲公英风味品质的影响
核桃柴胡间作技术
河北果树(2020年4期)2020-11-26 06:05:18
金属光子晶体的可见光光谱特性
发光学报(2019年8期)2019-08-20 10:15:38
“艾玛土豆1号”在日喀则市的播期试验研究
略阳县冬播马铃薯适宜播期研究
播期和包衣对“藏青2000”产量形成的影响
西藏科技(2016年9期)2016-09-26 12:21:36
枣棉间作系统光合特性研究