夏大豆莢粒形成及其與氣象條件關(guān)系研究

牛心愛(ài)

（安徽省濉溪縣南坪鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)站，安徽 濉溪 235100）

鼓粒是大豆一生中生長(zhǎng)發(fā)育、形成產(chǎn)量最重要的時(shí)期。前人對(duì)大豆的結(jié)莢特性、鼓粒進(jìn)程已有較多的報(bào)道。昆野指出，大豆莢皮和籽粒重量的增加比其體積的增加稍遲，籽粒增重又比莢皮增重晚。蘇黎等對(duì)不同結(jié)莢習(xí)性4品種大豆開(kāi)花結(jié)莢鼓粒進(jìn)程的比較表明，豆莢長(zhǎng)度、寬度快速達(dá)到恒定水平之后，增長(zhǎng)速度減緩；厚度的增長(zhǎng)晚于長(zhǎng)、寬，籽粒干物質(zhì)增長(zhǎng)符合Logistic曲線[1]。楊加銀對(duì)24個(gè)菜用大豆品種莢粒形成研究表明，莢粒干物質(zhì)積累不同步，籽粒在中后期，莢殼在中前期，豆莢在中期[2]。薛麗華等指出，始粒期莢殼物質(zhì)積累量大是多粒莢和大粒莢形成的物質(zhì)基礎(chǔ)[3]。張德榮研究指出，農(nóng)業(yè)氣象條件對(duì)大豆籽粒增重影響很大[4]。故對(duì)夏大豆莢粒形成及干物質(zhì)積累特性進(jìn)行了觀察，以期為高產(chǎn)栽培提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2014年在柳豐種業(yè)（百善鎮(zhèn)柳孜）和鑫榮谷物（孫疃鎮(zhèn)王圩）品種展示田中進(jìn)行。土壤分別為潮土和砂姜黑土，土質(zhì)沙壤土和粘壤土，肥力中等，前茬小麥，產(chǎn)量7 000 kg/hm2。供試品種中黃13。6月19日播種，6月24日出苗，8月5日至8月16日開(kāi)花，9月24日至9月25日成熟。行距40 cm，密度25萬(wàn)株/hm2。

詳細(xì)記載出苗期、始花期、盛花期、終花期、結(jié)莢期、鼓粒期和成熟期。頂部開(kāi)花后次日取主莖6～10節(jié)（下同）莢長(zhǎng)大約0.5 cm的莢。之后，每3 d取莢一次（柳豐取三粒莢，王圩分開(kāi)取二、三粒莢）。每次取莢20個(gè)，測(cè)定豆莢的長(zhǎng)、寬、厚度（鼓粒后寬、厚度量取豆莢中間凹陷處，即兩豆粒之間）和鮮重。在每次取莢的同時(shí)，選擇“相似莢”20個(gè)以上，掛牌標(biāo)記，以備下一次取樣之用，如此直至成熟。每次取莢后，稱取豆莢鮮重；剝出籽粒，用排水法測(cè)定鮮籽粒體積。而后，將籽粒和莢皮分別裝入紙袋中，置于烘箱中105℃殺青10min，然后降至80℃恒溫烘干至恒重，冷卻后迅速稱其干重，用排水法測(cè)定干籽粒體積。

1.2 數(shù)據(jù)處理與分析

數(shù)據(jù)處理和圖表繪制利用Excel進(jìn)行。將取得的數(shù)據(jù)應(yīng)用PEMS3.1軟件，進(jìn)行Logistic曲線、一元直線、多元曲線和e（取2.718 3）指數(shù)曲線回歸方程模擬選優(yōu)，建立夏大豆莢厚、籽粒體積變化和豆莢、籽粒物質(zhì)積累擬合曲線，分析氣候條件對(duì)千粒質(zhì)量增長(zhǎng)的影響。

1.3 本季節(jié)氣候特點(diǎn)

2014年夏玉米生長(zhǎng)季節(jié)氣溫持續(xù)偏低，降水量先多后少，旱澇交替；光照不足。夏大豆鼓粒期低溫多雨寡照，對(duì)鼓粒不利。8月中旬至9月下旬，平均氣溫22.7℃，比歷年平均低0.9℃；降水量353.1 mm，比歷年平均多176.2 mm，8月25日、9月18日2次田間積水2 d以上，形成澇漬；日照時(shí)數(shù)217.6 h，比歷年平均少99.1 h。

2 結(jié)果與分析

2.1 豆莢形成

2014年中黃138月5日始花，8月16日頂部開(kāi)花，花期12 d；頂部開(kāi)花后1 d（8月17日）中下部始莢。豆莢長(zhǎng)度、寬度的增長(zhǎng)極其相似，即快速達(dá)到恒定水平，之后即不再增加。而厚度的增長(zhǎng)過(guò)程則相對(duì)平緩。一直延續(xù)到豆莢變黃之前，而后又有所下降（見(jiàn)圖1）。分析表明，豆莢厚度（H）變化可用e的二次多項(xiàng)式指數(shù)曲線擬合，H=e0.07+0.122t-0.002t2，式中t為頂部開(kāi)花后天數(shù)（下同），F(xiàn)=29.14**。最大值點(diǎn)出現(xiàn)在頂部開(kāi)花后29 d左右。

2.2 籽粒體積變化

大豆鮮籽粒體積是先鼓脹到一個(gè)最高值然后迅速回落[5]。前期上升平緩，頂部開(kāi)花后29 d左右達(dá)到最大值，峰值前后速率較大。從最大體積到籽粒成熟所用時(shí)間很短（見(jiàn)圖2）。鮮籽粒體積（V鮮）變化過(guò)程可用e的指數(shù)曲線描述：V鮮=e1.54+0.154t-0.003t2，F(xiàn)=23.449**。干籽粒體積從鼓粒到成熟一直呈直線上升趨勢(shì)，速度較均勻。V干=-2.27+0.560t，F(xiàn)=330.68**。F值達(dá)極顯著水平，能夠真實(shí)反應(yīng)籽粒體積變化趨勢(shì)。

圖1 中黃13豆莢長(zhǎng)寬厚度變化

圖2 籽粒體積變化

圖3 二、三粒莢干籽粒體積

三粒莢的干籽粒體積大于二粒莢的籽粒（見(jiàn)圖3）。這說(shuō)明3粒莢籽粒形成早，鼓?？臁?/p>

分析表明，大豆籽粒體積與豆莢厚度直線正相關(guān)。V鮮=-3.95+7.039H，F(xiàn)=11.785**；V干=-8.98+3.959H，F(xiàn)=11.072**。

2.3 豆莢質(zhì)量變化

兩點(diǎn)豆莢（三粒莢）質(zhì)量（烘干）均呈慢—快—慢的變化趨勢(shì)，可用Logistic曲線描述[6]。從圖4可以看出，柳豐曲線較平緩，王圩慢—快—慢變化趨勢(shì)明顯。

2.4 籽粒干物質(zhì)積累

大豆籽粒含水量先期下降緩慢，然后逐漸加快，到籽粒接近成熟的前10～15 d下降速度加快，含水量很快接近穩(wěn)定值（見(jiàn)圖5）。變化趨勢(shì)為平拋物體運(yùn)動(dòng)曲線，W=88.9-0.031t2，F(xiàn)=30.925**。

大豆鮮籽粒質(zhì)量（M鮮粒）呈慢—快—降的變化趨勢(shì)（見(jiàn)圖5），可用e的二次多項(xiàng)式指數(shù)曲線描述，M鮮粒=e-26.4+4.932t-0.090t2，F(xiàn)=9.321**。最大值點(diǎn)出現(xiàn)在頂部開(kāi)花后28 d前后。干籽粒質(zhì)量變化呈慢—快—慢的變化趨勢(shì)，為L(zhǎng)ogistic曲線（見(jiàn)圖6）。三粒莢百粒質(zhì)量大于二粒莢（見(jiàn)圖7）。

以王圩點(diǎn)為例，分析表明，大豆鼓粒速率呈拋物線變化趨勢(shì)，最大值點(diǎn)出現(xiàn)在頂部開(kāi)花后25 d前后。yt=-879.2+117.123t-2.426t2，F(xiàn)=4.371*。

2.5 氣象因子對(duì)大豆鼓粒的影響

圖4 豆莢質(zhì)量變化

圖5 籽粒含水量和鮮重變化

圖6 百粒質(zhì)量變化

圖7 二粒莢、三粒莢百粒質(zhì)量

大豆鼓粒速率并不是平穩(wěn)變化的，這是因?yàn)榇蠖构牧＿^(guò)程除受自身生物學(xué)規(guī)律的支配外，還受環(huán)境條件的影響。環(huán)境條件包括氣象因子和土壤養(yǎng)分、水分條件。為從實(shí)測(cè)鼓粒速率中分離出氣象因子影響的部分，把擬合曲線的yt視為鼓粒速率的時(shí)間趨勢(shì)值，他反映了大豆鼓粒進(jìn)程的本身生物學(xué)規(guī)律，即在正常情況下第t天應(yīng)有的鼓粒速率，他僅僅是時(shí)間的函數(shù)。以相對(duì)鼓粒速率（yw=實(shí)測(cè)值/趨勢(shì)值×100%）來(lái)討論氣象因子對(duì)鼓粒速率的影響。顯然，當(dāng)環(huán)境條件有利于鼓粒時(shí)，則實(shí)測(cè)鼓粒速率比趨勢(shì)值高，即有yw>100%；反之，則有yw<100%。

2.5.1 氣溫與大豆鼓粒 濉溪縣8月下旬至9月下旬平均氣溫20.4～25.3℃，與夏大豆鼓粒期適宜溫度（20～25℃）吻合。相關(guān)分析表明，大豆相對(duì)鼓粒速率與平均氣溫、最高氣溫和最低氣溫關(guān)系不大，而與溫差呈直線弱相關(guān)關(guān)系，yw=20.8+12.676Td，F(xiàn)=4.277 3，P=7.7%。這說(shuō)明溫差大有利于夏大豆籽粒干物質(zhì)積累。

2.5.2 日照與大豆鼓粒 分析表明，相對(duì)鼓粒速率與日照時(shí)數(shù)存在弱相關(guān)關(guān)系，yw=72.4+3.174St，F(xiàn)=4.769 6，P=6.5%。這說(shuō)明日照時(shí)間長(zhǎng)有利于夏大豆籽粒干物質(zhì)積累。

2.5.3 降水與大豆鼓粒 大豆鼓粒速率與降水量之間不存在定量關(guān)系，但在有降水的情況下，鼓粒速率下降是十分明顯的。降水對(duì)鼓粒速率影響主要表現(xiàn)為雨日里的鼓粒速率明顯降低，而與雨量大小無(wú)明顯的定量關(guān)系，這與日照的增加與鼓粒速率正效應(yīng)有直接關(guān)系。

3 結(jié)論

大豆鼓粒有三個(gè)明顯時(shí)期：初期—籽粒形成期，中期—籽粒膨大期，后期—籽粒脫水期。豆莢長(zhǎng)、寬度先期同步快速增長(zhǎng)，達(dá)到恒定值后則趨于穩(wěn)定；厚度和鮮籽粒體積先增后降，可用e的二次多項(xiàng)式指數(shù)曲線擬合，頂部開(kāi)花29 d左右最大；干籽粒體積隨生育進(jìn)程延續(xù)直線增長(zhǎng)。籽粒含水量變化為平拋物體運(yùn)動(dòng)曲線，鮮籽粒質(zhì)量變化可用e的二次多項(xiàng)式指數(shù)曲線描述，豆莢、籽粒和百粒干物質(zhì)積累可擬合Logistic曲線。大豆鼓粒速率呈拋物線變化趨勢(shì)。溫差大、日照時(shí)間長(zhǎng)有利于夏大豆籽粒干物質(zhì)積累。

[1]蘇黎,張仁雙,宋書(shū)宏,等.不同結(jié)莢習(xí)性大豆開(kāi)花結(jié)莢鼓粒進(jìn)程的比較研究[J].大豆科學(xué),1997,16(3):52-59.

[2]楊加銀.菜用大豆品種花莢粒形成的初步研究[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào),2005,21(2):210-212,224.

[3]薛麗華,章建新,閆曉紅,等.大豆莢生長(zhǎng)與粒數(shù)和粒重的關(guān)系研究[J].新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2008,31(4):16-19.

[4]張德榮,王國(guó)琴,郭法申,等.大豆鼓粒及其與農(nóng)業(yè)氣象條件的關(guān)系[J].大豆科學(xué),1993,12(1):8-14.

[5]劉中奇,李志剛,譚崴崴.不同大豆品種籽粒體積、含水量、脂肪和蛋白質(zhì)積累動(dòng)態(tài)分析[J].大豆科學(xué),2007,26(2):194-197.

[6]章建新,薛麗華,邢永峰,等.大豆粒、莢物質(zhì)積累分配規(guī)律研究[J].新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2008,31(1):22-24.