種間距對(duì)不同結(jié)瘤特性套作大豆物質(zhì)積累、鼓粒及產(chǎn)量形成的影響

龐婷，陳平，袁曉婷，雷鹿，杜青，付智丹，張曉娜，周穎，任建銳，王甜，汪錦，楊文鈺，雍太文

種間距對(duì)不同結(jié)瘤特性套作大豆物質(zhì)積累、鼓粒及產(chǎn)量形成的影響

龐婷1，陳平1，袁曉婷1，雷鹿2，杜青1，付智丹1，張曉娜1，周穎1，任建銳1，王甜1，汪錦1，楊文鈺1，雍太文1

（1四川農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院/農(nóng)業(yè)部西南作物生理生態(tài)與耕作重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/四川省作物帶狀復(fù)合種植工程技術(shù)研究中心，成都 611130；2四川省眉山市仁壽氣象局，四川仁壽 620500）

【】間套作是實(shí)現(xiàn)資源高效利用、解決糧食供求矛盾的重要途徑，間套作體系下作物和諧共生受種間互作強(qiáng)度的重要影響。本研究以玉米-大豆套作系統(tǒng)為研究對(duì)象，探討玉豆種間距對(duì)不同結(jié)瘤特性大豆干物質(zhì)積累與產(chǎn)量形成的影響。2016—2017年，連續(xù)2年進(jìn)行大田試驗(yàn)，二因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，A因素為不同玉豆種間距，大豆凈作（A1）與玉米大豆套作（4種玉豆種間距：30 cm，A2；45 cm，A3；60 cm，A4；75 cm，A5），B因素為3個(gè)大豆品種（貢選1號(hào)，弱結(jié)瘤；桂夏3號(hào)，中度結(jié)瘤；南豆25號(hào)，強(qiáng)結(jié)瘤），分析大豆干物質(zhì)積累、鼓粒、產(chǎn)量構(gòu)成的變化規(guī)律。玉豆種間距對(duì)不同結(jié)瘤大豆的物質(zhì)積累分配有顯著影響，鼓粒前期凈作大豆的干物質(zhì)積累量顯著高于套作，R4期（盛莢期）達(dá)到最高；套作大豆的干物質(zhì)積累則在R5期（始粒期）達(dá)到最高，并逐漸高于凈作，以玉豆種間距45、60 cm下的物質(zhì)積累量較高；玉豆種間距60 cm（A4）下的南豆25號(hào)在莢果分配率、成熟期干物質(zhì)積累量和營養(yǎng)器官對(duì)莢果的貢獻(xiàn)率等方面優(yōu)于桂夏3號(hào)和貢選1號(hào)。各品種在套作下均以A4種間距下的鼓粒時(shí)間最長、達(dá)到最大鼓粒速率時(shí)的籽粒重最高，百粒重與產(chǎn)量最大，且與凈作產(chǎn)量差異不顯著；各玉豆種間距下以南豆25的鼓粒能力最強(qiáng)，A4種間距下南豆25的平均產(chǎn)量分別比桂夏3號(hào)、貢選1號(hào)高5.4%和6.3%。強(qiáng)結(jié)瘤的南豆25號(hào)能較好適應(yīng)玉米大豆套作環(huán)境，且在種間距60 cm下表現(xiàn)最優(yōu)，有利于干物質(zhì)向籽粒分配和鼓粒，以增加百粒重，彌補(bǔ)莢數(shù)不足，達(dá)到套作與凈作產(chǎn)量相當(dāng)?shù)哪康摹?/p>

玉米-大豆套作；種間距；結(jié)瘤特性；干物質(zhì)；產(chǎn)量

0 引言

【研究意義】大豆是我國主要的糧油作物和動(dòng)物飼料的蛋白原料，但受經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等問題的影響，對(duì)外依存度從2003年開始不斷增加[1]。間套作系統(tǒng)既能運(yùn)用生物多樣性原理提高土地復(fù)種指數(shù)和產(chǎn)出，還能保障糧食穩(wěn)產(chǎn)和高產(chǎn)[2-3]。研究證明玉米-大豆帶狀套作模式具有顯著增產(chǎn)增收、提升農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能[4]，能有效提高系統(tǒng)內(nèi)光能和肥效利用率[5-6]，是實(shí)現(xiàn)西南地區(qū)大豆增產(chǎn)提質(zhì)的一種高效栽培模式?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】玉米-大豆帶狀套作模式中，玉米和大豆冠層結(jié)構(gòu)特征的差異引起群體光環(huán)境的明顯改變[7]，影響大豆的光能截獲量與光合特性，從而引起干物質(zhì)積累、轉(zhuǎn)運(yùn)和分配的差異[8-10]。共生期間處于光照弱勢的大豆，會(huì)出現(xiàn)主莖長增加、莖粗下降[11-13]，凈光合速率和葉綠素a/b值降低，葉面積指數(shù)和比葉重減小[14-15]等變化。但研究表明弱光脅迫下大豆的葉綠素含量會(huì)因葉綠體的光合羧化活性增高而增加，光能捕捉能力和利用效率也隨之增加[16-17]。玉米收獲后，大豆的地上部干物質(zhì)隨著光照恢復(fù)而迅速增加，莖少葉多，葉莖干物質(zhì)比例、莖粗與產(chǎn)量表現(xiàn)為顯著正相關(guān)[18]。行距配置[19]雖然會(huì)導(dǎo)致單個(gè)作物產(chǎn)量低于凈作種植，但適宜的行距可使群體土地當(dāng)量比超過1.3，總體產(chǎn)量高于單一種植的玉米或大豆。大豆能利用根瘤進(jìn)行生物固氮，產(chǎn)生的氮素可占植株總氮吸收量的50%—60%[20]。環(huán)境脅迫也可以引起大豆根瘤產(chǎn)生不同的響應(yīng)機(jī)制[21]，通過改變地下部根系的氮素吸收率，影響地上部植株?duì)I養(yǎng)器官的生物量積累。研究證明，強(qiáng)結(jié)瘤特性的大豆品種在套作下因環(huán)境變化受到的影響更大[22]，但其自身的強(qiáng)結(jié)瘤特性可以彌補(bǔ)地上部同化能力弱、生物量小等方面的劣勢[23]，有效保障植株生長所需營養(yǎng)?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】前人針對(duì)施肥、空間配置、品種等影響因素對(duì)玉米-大豆帶狀套作模式中作物的干物質(zhì)積累、轉(zhuǎn)運(yùn)和分配，光能利用，農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量等進(jìn)行了大量研究，但對(duì)豆干物質(zhì)積累和轉(zhuǎn)運(yùn)特性及產(chǎn)量影響的研究較少?！緮M解決的關(guān)鍵問題】本試驗(yàn)旨在研究不同玉豆種間距下，不同結(jié)瘤特性大豆品種之間地下地上各部分物質(zhì)積累、鼓粒速率和產(chǎn)量的差異，分析大豆各營養(yǎng)器官之間的養(yǎng)分運(yùn)輸和利用規(guī)律，為我國西南地區(qū)選擇適宜大豆品種和種植間距，提高綜合產(chǎn)量提供更多科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)為2年重復(fù)試驗(yàn)，2016年和2017年的4—11月在四川省現(xiàn)代糧食產(chǎn)業(yè)（仁壽）示范基地（30°07′N，104°18′E）進(jìn)行。供試玉米為登海605，春播，由山東登海種業(yè)股份有限公司提供。供試大豆為貢選1號(hào)，夏播，由四川省自貢市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所提供；桂夏3號(hào)，夏播，由廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院提供；南豆25號(hào)，夏播，由四川省南充市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所提供。主要特征見表1[24-26]。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

田間試驗(yàn)采用二因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)。A因素為不同玉豆種間距，2016年為大豆凈作（A1），玉米-大豆套作種間距30 cm（A2）、45 cm（A3）、60 cm（A4），2017年為大豆凈作（A1），玉米-大豆套作種間距30 cm（A2）、45 cm（A3）、60 cm（A4）、75 cm（A5）；B因素為不同結(jié)瘤特性大豆品種，分別為貢選1號(hào)（套作下弱結(jié)瘤）、桂夏3號(hào)（套作下中結(jié)瘤）、南豆25號(hào)（套作下強(qiáng)結(jié)瘤），記為B1、B2、B3；每處理重復(fù)3次。

每個(gè)處理種植2 帶，長6 m、寬2 m，每小區(qū)面積為24 m2，采用寬窄行種植（圖1）。大豆凈作，穴距為17 cm，穴留1 株，密度為1.17×105株/hm2。玉米-大豆套作下，玉米行距為40 cm，穴距17 cm，穴留1 株，密度為5.85×104株/hm2；大豆穴距為17 cm，穴留2 株，密度與凈作保持一致。

基礎(chǔ)肥力為土壤pH 8.18、有機(jī)質(zhì)14.19 g·kg-1、全氮1.22 g·kg-1、全磷1.95 g·kg-1、全鉀26.06 g·kg-1。玉米和大豆的施肥量按當(dāng)?shù)厥┓仕竭M(jìn)行，玉米施肥量分別為180 N kg·hm-2、105 P2O5kg·hm-2、112.5 K2O kg·hm-2，大豆施肥量分別為60 N kg·hm-2、63 P2O5kg·hm-2、52.5 K2Okg·hm-2。采用一體化施肥，即在玉米、大豆之間距玉米25 cm處開溝施肥。玉米氮肥分2次施用，即玉米底肥和大喇叭口期追肥，大豆氮肥一次性施用。玉米底肥施氮量為72 kg·hm-2，磷鉀肥和底肥混合均勻施用，剩余氮肥在玉米大喇叭口期與大豆磷鉀肥混合同時(shí)施用。

圖1 大田試驗(yàn)種植圖

表1 3個(gè)大豆品種的主要特征

玉米分別于2016年4月7日、2017年4月5日播種，于2016年8月3日、2017年8月7日收獲；大豆分別于2016年6月15日、2017年6月10日播種，于2016年10月29日、10月23日收獲。

1.3 測定項(xiàng)目與方法

1.3.1 干物質(zhì)量的測定 分別于大豆5葉期（V5）、始花期（R1）、盛花期（R2）、始莢期（R3）、盛莢期（R4）、始粒期（R5）、鼓粒期（R6）、成熟期（R8）取樣。每小區(qū)選取長勢一致的植株4株，區(qū)分根、葉、莖、莢，在105℃下殺青30 min后，于75℃烘干至恒重，測定干物質(zhì)量。

1.3.2 干物質(zhì)轉(zhuǎn)移計(jì)算方法及統(tǒng)計(jì)分析 營養(yǎng)器官干物質(zhì)分配率、輸出率及貢獻(xiàn)率等指標(biāo)計(jì)算公式[27]為：干物質(zhì)分配率=某時(shí)期某營養(yǎng)器官干物質(zhì)量/某時(shí)期植株?duì)I養(yǎng)器官干物質(zhì)總量×100 %；干物質(zhì)輸出率＝（營養(yǎng)器官盛莢期干物質(zhì)量-營養(yǎng)器官成熟期干物質(zhì)量）/營養(yǎng)器官盛莢期干物質(zhì)量×100%；干物質(zhì)對(duì)莢果的貢獻(xiàn)率＝（營養(yǎng)器官盛莢期干物質(zhì)量-營養(yǎng)器官成熟時(shí)干質(zhì)量）/莢果干物質(zhì)量×100%。

1.3.3 鼓粒 大豆結(jié)莢始期（約花后25 d），各個(gè)小區(qū)中選擇能代表群體的植株，每個(gè)處理取10 株，將全部籽粒剝下，大小籽?；旌暇鶆?，測定100 粒的鮮重，烘干稱其干重，記錄數(shù)據(jù)，每隔7 d取樣1次，直到籽粒完熟。用Richard方程擬合籽粒生長動(dòng)態(tài)[28]，即Y=a/(1-eb-cx)1/d，式中，Y為觀測時(shí)的籽粒質(zhì)量（mg），x為開花至觀測時(shí)的天數(shù)（開花當(dāng)日記為0 d），a為終極生長量（mg），b、c和d為方程對(duì)不同處理所確定的參數(shù)。

1.3.4 產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成 大豆成熟期，每小區(qū)取大豆10 株，風(fēng)干后統(tǒng)計(jì)單株莢數(shù)、單莢粒數(shù)、百粒重，計(jì)算產(chǎn)量。

1.3.5 數(shù)據(jù)處理 試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2007進(jìn)行整理，DPS7.05進(jìn)行方差分析和LSD顯著性測驗(yàn)（顯著性水平設(shè)定為α=0.05）；利用OriginPro8對(duì)鼓粒相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

2 結(jié)果

2.1 大豆產(chǎn)量

不同種間距下，各品種在套作下的產(chǎn)量均表現(xiàn)為種間距為60 cm時(shí)有最大值，且與凈作相比差異不顯著（表2）。品種間相比，整體表現(xiàn)為南豆25號(hào)＞貢選1號(hào)＞桂夏3號(hào)，種間距為60 cm時(shí)，南豆25號(hào)的平均產(chǎn)量比桂夏3號(hào)高出5.4%，比貢選1號(hào)高出6.3%（表2）。

2.2 大豆的產(chǎn)量構(gòu)成

凈作的單株莢數(shù)大于套作；套作貢選1號(hào)的單株莢數(shù)在種間距為30 cm和45 cm時(shí)較高，桂夏3號(hào)在種間距為60 cm時(shí)達(dá)到最高，南豆25則在種間距為45 cm、60 cm時(shí)較高（表3）。對(duì)比而言，種間距為45 cm和60 cm時(shí)，更有利于套作大豆的單株莢數(shù)增加。套作種間距為60 cm時(shí)，大豆單莢粒數(shù)最高且高于凈作，貢選1號(hào)在不同種間距下的差異顯著，桂夏3號(hào)和南豆25號(hào)則不顯著；凈作品種間相比，桂夏3號(hào)＞貢選1＞南豆25號(hào)，套作整體表現(xiàn)為貢選1＞桂夏3號(hào)>南豆25號(hào)。各品種的百粒重在種間距為60、75 cm時(shí)，與凈作相比差異不顯著；品種間差異整體表現(xiàn)為南豆25號(hào)＞貢選1＞桂夏3號(hào)（表3）。

2.3 鼓粒

2.3.1 鼓粒的擬合方程 以開花后天數(shù)（x）為自變量，開花日計(jì)x=0，花后百粒重（y）為因變量，采用Richard方程擬合開花后籽粒干重變化規(guī)律，方程表達(dá)式為y=a/(1+eb-cx)1/d。模擬方程的決定系數(shù)在0.9851—0.9983，均達(dá)到極顯著水平，表明模擬方程擬合度較高，可以客觀反映不同處理下大豆籽粒干物質(zhì)積累過程（表4）。

2.3.2 鼓粒特征參數(shù) 同一品種的鼓粒參數(shù)在不同種間距下差異顯著（表5）。貢選1號(hào)除平均鼓粒速率表現(xiàn)為凈作顯著優(yōu)于套作外，其他鼓粒參數(shù)均表現(xiàn)為套作更優(yōu)。套作下的桂夏3號(hào)鼓粒參數(shù)優(yōu)于凈作，種間距為75 cm時(shí)，起始鼓粒值和最大鼓粒速率最高，種間距為60 cm時(shí)，鼓粒期最長，種間距為30 cm時(shí)，達(dá)到最大鼓粒速率時(shí)的百粒重和平均鼓粒速率有最大值。南豆25號(hào)在凈作下起始鼓粒值和平均鼓粒速率顯著高于套作；套作下種間距為30 cm時(shí)，起始鼓粒值、鼓粒期和達(dá)到最大鼓粒速率時(shí)的百粒重均表現(xiàn)最好，種間距為60 cm時(shí)，鼓粒期較長且達(dá)到最大鼓粒速率時(shí)的百粒重較大，達(dá)到最大速率所用天數(shù)較少。

表2 不同處理下各大豆品種的產(chǎn)量表現(xiàn)

A1：凈作，A2-A5：玉米-大豆套作種間距分別為30 cm、45 cm、60 cm、75 cm，B1：貢選1號(hào)，B2：桂夏3號(hào)，B3：南豆25號(hào)。同列中不同字母表示不同種間距處理間在0.05 水平上差異顯著。平均行單獨(dú)比較。下同

A1: monoculture, A2-A5: the row spacing between maize and soybean is 30cm, 45cm, 60cm, 75cm, B1:Gongxuan1, B2:Guixia 3, B3:Nandou 25. Values in the same column with different letters were significantly different at 0.05 level, the average line comparison alone. The same as below

表3 不同處理下大豆產(chǎn)量構(gòu)成

相同種間距下，品種間差異整體表現(xiàn)為南豆25號(hào)＞桂夏3號(hào)＞貢選1號(hào)，南豆25號(hào)的起始鼓粒值、鼓粒期和達(dá)到最大鼓粒速率時(shí)的百粒重顯著高于桂夏3號(hào)、貢選1號(hào)。凈作下，南豆25號(hào)顯著優(yōu)于其他品種；套作下，南豆25號(hào)的優(yōu)勢則主要體現(xiàn)在起始鼓粒值、達(dá)到最大鼓粒速率時(shí)的百粒重和達(dá)到最大速率所用天數(shù)。桂夏3號(hào)的平均鼓粒速率和達(dá)到最大速率所用天數(shù)優(yōu)于貢選1號(hào)。

2.4 大豆干物質(zhì)重量

大豆的干物質(zhì)重量隨著生育時(shí)期的推進(jìn)，呈現(xiàn)出先增長后減少的規(guī)律（圖2）。R3期后增長加快，凈作R4期最高，套作則為R5期。V5期到R4期，凈作大于套作，增長速率較快，優(yōu)勢明顯；且R4期最大值高于R5期套作的最大值。品種之間相比，桂夏3號(hào)的干物質(zhì)重量更高；從R3期開始，干物質(zhì)重量增長迅速，種間距為60 cm時(shí)，各品種的干物質(zhì)重量均在R5期高于凈作；R2至R5期，種間距為60 cm時(shí)南豆25號(hào)的增長速率高于其他品種，且R5期到成熟期其干物質(zhì)重量高于凈作。整體而言，同一品種大豆在種間距為60 cm時(shí)干物質(zhì)重量較高，種間距為30 cm時(shí)干物質(zhì)重量最低；始莢期后，不同種間距下的差異逐漸顯著，種間距為60 cm時(shí)與凈作相比差異最小。

表4 不同處理下大豆鼓粒進(jìn)程的曲線模擬

**表示相關(guān)性極顯著（＜0.01）

** means significantly different at＜0.01

表5 不同處理下的大豆鼓粒特征參數(shù)

2.5 不同處理下大豆各營養(yǎng)器官的分配率

隨著生育時(shí)期的推進(jìn)，不同處理下根和莖的分配率整體表現(xiàn)為先增加再降低后增加，葉分配率逐漸降低，而莢果分配率則是不斷增加（表6）。V5到R2期，根的分配率低于莖和葉，且變化最??；R5期，隨著莢果分配率的增加，根、莖、葉的分配率下降，葉分配率下降程度最高；R8期，根和莖分配率較R5期有所增加，不同大豆品種的莢果分配率整體上表現(xiàn)為南豆25號(hào)＞桂夏3號(hào)＞貢選1號(hào)。V5期，各品種的根分配率在不同種間距下整體表現(xiàn)為差異不顯著，莖、葉分配率在各處理下差異顯著，且套作下的最大值整體表現(xiàn)為高于凈作，種間距為45、60 cm時(shí)表現(xiàn)較好。R2期，桂夏3號(hào)的根分配率和南豆25號(hào)的莖分配率、桂夏3號(hào)的葉分配率，在各處理下差異顯著，貢選1號(hào)和南豆25號(hào)的根、莖分配率套作下的最大值高于凈作但差異并不顯著，葉分配率的最大值則與凈作相比差異不顯著。R5期，南豆25號(hào)的莢分配率高于貢選1號(hào)和桂夏3號(hào)，種間距為60 cm時(shí)最高且高于凈作；桂夏3號(hào)的莖和莢的分配率各處理間差異顯著，貢選1號(hào)和桂夏3號(hào)的莢分配率在套作下的最大值高于凈作。R8期，貢選1號(hào)和桂夏3號(hào)的莢果分配率在套作下的最大值均高于凈作，南豆25號(hào)則顯著高于凈作。貢選1號(hào)的根分配率，桂夏3號(hào)的莖分配率，南豆25號(hào)的根、葉和莢分配率在不同種間距下均表現(xiàn)為差異顯著，種間距為60、75 cm時(shí)分配率更高。

V5為5葉期，R1為始花期，R2為盛花期，R3為始莢期，R4為盛莢期，R5為始粒期，R6為鼓粒期，R8為完熟期

2.6 不同處理下大豆?fàn)I養(yǎng)器官（莖+葉）對(duì)籽粒的輸出率和貢獻(xiàn)率

不同種間距對(duì)貢選1號(hào)營養(yǎng)器官輸出率的影響不顯著，對(duì)桂夏3號(hào)和南豆25號(hào)則影響顯著（表7）。種間距為30 cm時(shí)，桂夏3號(hào)輸出率較高，且略高于凈作；套作下南豆25號(hào)的最大值均高于凈作。品種間相比，整體表現(xiàn)為貢選1號(hào)高于桂夏3號(hào)和南豆25號(hào)。

與其他品種相比，桂夏3號(hào)營養(yǎng)器官對(duì)莢果的貢獻(xiàn)率最低。套作下，南豆25號(hào)在種間距為60 cm時(shí)最高，且與凈作相比差異不顯著；貢選1號(hào)的最大值高于凈作，而桂夏3號(hào)營養(yǎng)器官對(duì)莢果的貢獻(xiàn)率則在種間距為30、45 cm時(shí)較高。

表6 不同處理下不同時(shí)期的大豆各營養(yǎng)器官的干物質(zhì)分配率

表7 營養(yǎng)器官（莖＋葉）積累的干物質(zhì)向莢果的轉(zhuǎn)移及其對(duì)莢果的貢獻(xiàn)率

3 討論

光照量決定了作物物質(zhì)積累量的高低，玉米-大豆套作模式下，處于優(yōu)勢生態(tài)位的玉米會(huì)對(duì)處于劣勢生態(tài)位的大豆造成蔭蔽，而不同的種間距則會(huì)引起光分配的差異。共生期間，種間距過低，蔭蔽加重，會(huì)增加大豆花莢脫落，從而影響大豆產(chǎn)量。但玉米收獲后，大豆隨著光照恢復(fù)開始恢復(fù)性生長，營養(yǎng)器官的分配率隨之發(fā)生改變，地上部干物質(zhì)積累逐漸增加[29-30]。研究表明，在較寬的種植幅寬或與緊湊型玉米搭配時(shí)，光照恢復(fù)后大豆的光合能力接近或高出凈作[9,31]，有利于提高物質(zhì)積累。本研究中，年際間相同指標(biāo)的差異主要因受氣象條件影響，但整體趨勢保持一致。為營造有利環(huán)境，試驗(yàn)采用緊湊型玉米品種登海605，大豆均為耐蔭性品種，主要區(qū)別在于套作下的結(jié)瘤特性，整個(gè)生育時(shí)期大豆的干物質(zhì)重量表現(xiàn)為先增加后降低，生育前期凈作顯著優(yōu)于套作，在R4期達(dá)到最大值；而套作的干物質(zhì)重量從R3期后增長加快，在R5期有最大值且種間距為60 cm時(shí)甚至高于凈作；至成熟期，種間距60 cm下貢選1號(hào)和桂夏3號(hào)的干物質(zhì)重量高于凈作，南豆25號(hào)雖略低于凈作但優(yōu)于其他品種，莢果的分配率也更高。說明套作下強(qiáng)結(jié)瘤大豆在共生期間適宜的種間距下受蔭蔽影響更低，光照恢復(fù)后恢復(fù)能力也更強(qiáng)，能夠通過調(diào)節(jié)營養(yǎng)器官的分配率，提高營養(yǎng)器官（莖+葉）對(duì)籽粒的輸出率和貢獻(xiàn)率來提高莢果分配率。

籽粒干物質(zhì)積累量同時(shí)受到環(huán)境和栽培措施的影響，而籽粒產(chǎn)量主要是花后干物質(zhì)的積累與鼓粒期間的運(yùn)輸分配共同起作用的結(jié)果[32-33]，會(huì)直接影響最終的作物產(chǎn)量。套作下單株莢數(shù)、百粒重和單莢粒數(shù)是影響大豆產(chǎn)量最關(guān)鍵的3個(gè)因素[34]，其中單株粒數(shù)和百粒重對(duì)蔭蔽環(huán)境的變化更敏感。本研究中凈作的優(yōu)勢體現(xiàn)在南豆25號(hào)有最大起始鼓粒值，貢選1號(hào)有最大平均鼓粒速率。凈作大豆的單株莢數(shù)高于套作，但單莢粒數(shù)和百粒重都低于套作下的最大值；套作下種間距60 cm的單莢粒數(shù)最高，種間距75 cm的百粒重最高。這是因?yàn)樘鬃飨逻m宜的間距（60 cm）更有利于大豆在鼓粒過程中，通過調(diào)節(jié)物質(zhì)的積累和轉(zhuǎn)移獲得高于凈作的有效鼓粒期和平均速率，而強(qiáng)結(jié)瘤的南豆25號(hào)則是利用較高的百粒重在較短的有效鼓粒期內(nèi)構(gòu)成產(chǎn)量優(yōu)勢。本試驗(yàn)中，套作下種間距為60 cm時(shí)最有利于大豆產(chǎn)量的提高，貢選1號(hào)和桂夏3號(hào)在種間距為60 cm時(shí)的產(chǎn)量高于凈作，而南豆25號(hào)的產(chǎn)量最高，其平均產(chǎn)量比桂夏3高出5.44%，比貢選1高出6.3%。

玉豆套作體系下，大豆的產(chǎn)量會(huì)因?yàn)槭a蔽影響而降低，隨玉豆種間距的擴(kuò)大而提高[19]。緊湊型玉米的冠層結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有利于降低大豆所受的弱光脅迫程度[35]，通過提高光能利用率促進(jìn)大豆幼苗期的干物質(zhì)積累向籽粒的轉(zhuǎn)移，優(yōu)化產(chǎn)量構(gòu)成因素。而本試驗(yàn)結(jié)果表明，套作下玉豆種間距過大或過小都不利于大豆產(chǎn)量的增加。這是因?yàn)樵诒３? m帶寬的前提下，玉豆種間距設(shè)置為30 cm和75 cm時(shí)，所形成的群體光環(huán)境差異更大，對(duì)處于蔭蔽環(huán)境下大豆的物質(zhì)積累和產(chǎn)量形成所產(chǎn)生的影響也更大。強(qiáng)結(jié)瘤品種大豆由于其遺傳特性，在套作環(huán)境下仍有較多的側(cè)根和根瘤[23]，能利用較強(qiáng)的固氮能力，促進(jìn)能量的轉(zhuǎn)移和吸收，使地上部各器官的干物質(zhì)積累迅速增加。本研究中，強(qiáng)結(jié)瘤品種和合理的種間距能夠彌補(bǔ)蔭蔽引起的劣勢，種間距設(shè)置為60 cm時(shí)，強(qiáng)結(jié)瘤的南豆25號(hào)能夠利用自身特性，在有效鼓粒持續(xù)期短的情況下仍能夠保持較大的平均鼓粒速率，提高莢果分配率和百粒重，彌補(bǔ)單株莢數(shù)和單莢粒數(shù)的劣勢，獲得了與凈作相比差異不顯著的產(chǎn)量。但強(qiáng)結(jié)瘤特性的大豆如何調(diào)控物質(zhì)積累和轉(zhuǎn)移，并最終影響產(chǎn)量形成的具體原因仍有待進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

在玉米-大豆帶狀套作模式下，適宜的玉豆種間距（60 cm）更有利于大豆優(yōu)化地上部和地下部的物質(zhì)分配和鼓粒，促進(jìn)籽粒發(fā)育從而獲得更高的產(chǎn)量。強(qiáng)結(jié)瘤的南豆25號(hào)環(huán)境適應(yīng)性更強(qiáng)，能夠通過較高的干物質(zhì)積累來保障物質(zhì)運(yùn)輸和對(duì)籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)，以增加百粒重，彌補(bǔ)莢數(shù)不足，實(shí)現(xiàn)套作與凈作產(chǎn)量相當(dāng)?shù)哪康摹?/p>

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Effects of Row Spacing on Dry Matter Accumulation, Grain Filling and Yield Formation of Different Nodulation Characteristic Soybeans in Intercropping

PANG Ting1, CHEN Ping1, YUAN XiaoTing1, LEI Lu2, DU Qing1, FU ZhiDan1, ZHANG XiaoNa1, ZHOU Ying1, REN JianRui1, WANG Tian1, WANG Jin1, YANG WenYu1, YONG TaiWen1

(1College of Agronomy, Sichuan Agricultural University/Key Laboratory of Crop Ecophysiology and Farming System in Southwest China, Ministry of Agriculture/Sichuan Engineering Research Center for Crop Strip Intercropping System, Chengdu 611130;2Renshou Meteorological Bureau of Meishan City, Renshou 620500, Sichuan)

【】Intercropping is an important way to increase the efficient utilization of resources and to solve the contradiction between grain supply and demand. Under intercropping system, crop symbiosis is influenced by interspecific interaction intensity between the species. In this study, maize-soybean intercropping system was used to investigate the effects of strength of root interaction between maize and soybean on the dry matter accumulation and yield formation of different nodule characteristic soybeans, so as to analyze variation trend dry matter accumulation and yield formation of soybean. 【】Field experiments were carried out for two consecutive years from 2016 to 2017 with randomized complete block factorial design: factor A was different row spacing between maize and soybean, intercropped soybean followed by different row spacing (A2: 30 cm, A3: 45 cm, A4: 60 cm, A5: 75 cm); factor B was three soybean varieties (Gongxuan 1: weak nodulation, Guixia 3: moderate nodulation, Nandou 25: strong nodulation).【】The row spacing between soybean and maize had a significant effect on the biomass accumulation and distribution of soybean with different nodulation. Under monoculture, dry matter accumulation of soybean was significantly higher than that of intercropping, and reached the highest at R4 (full pod stage). The dry matter accumulation of intercropping soybean reached the highest at R5 stage, and was gradually higher than monoculture. Soybean had a highest amount of biomass accumulation when the row spacing was 45 cm and 60 cm. In intercropping, each variety had the longest grain filling time under A4, and the maximum grain filling rate, 100-seeds weight and yield were achieved under A4. Interestingly, there was no significant difference between monoculture and intercropping yield. Nandou 25 had the strongest grain filling capacity under all row spacing. Under A4, the average yield of Nandou 25 was 5.435% and 6.3% higher than that of Guixia 3 and Gongxuan 1, respectively.【】Nandou 25 with strong nodulation could adapt to the intercropping environment well, and showed the best performance at 60 cm. It could promote dry matter accumulation and stabilize the yield through increasing grain filling rate and 100-seeds weight in intercropping. Furthermore, it could be useful to achieve the goal of stable and optimal yield in intercropping and monoculture.

maize-soybean relay strip intercropping; row spacing; nodular varieties; dry matter accumulation; yield

10.3864/j.issn.0578-1752.2019.21.004

2019-03-17；

2019-06-05

國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2016YFD030020205）、國家自然科學(xué)基金（31671625）、國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)（CARS-04-PS19）

龐婷，E-mail：18202806919@163.com。通信作者雍太文，E-mail：yongtaiwen@sicau.edu.cn

（責(zé)任編輯 楊鑫浩）