種植密度對泉豆13號生長動態(tài)、農藝性狀及產量的影響

林文磊 呂美琴 林威鵬 康蓉蓉 曾紅英 施迎迎

摘 要：為探討不同種植密度對泉豆13號的生長動態(tài)、農藝性狀及籽粒產量的影響，篩選出最適宜的種植密度，為泉豆13號的高產栽培及示范推廣提供理論依據。采用穴距單因素6水平（M1）9.5、（M2）11.1、（M3）13.5、（M4）18.5、（M5）22.2、（M6）33.3 cm隨機區(qū)組設計，結果表明：種植密度對泉豆13號生育期的株高、干物質重、葉面積指數均有顯著影響;通過種植密度與農藝性狀及產量的相關性分析可知，種植密度與株高、底莢高均呈極顯著正相關，與主莖節(jié)數、有效分枝數、單株有效莢數、單株粒數、單株粒重均呈極顯著負相關，與產量呈顯著正相關。各處理下產量水平依次為：M2>M4>M1>M3>M5>M6。M6處理產量最小2 007.5 kg·hm-2，極顯著低于其他各處理的產量;M2處理產量最大2 745.0 kg·hm-2，顯著高于M5處理，與M4、M1、M3處理無顯著差異。在實際生產中，建議以（M4）18.5 cm的穴距種植泉豆13號，對應的種植密度為22.2萬株·hm-2。

關鍵詞：種植密度;生長動態(tài);農藝性狀;產量

中圖分類號：S 565.1?? 文獻標志碼：A?? 文章編號：0253-2301（2022）03-0050-07

DOI： 10.13651/j.cnki.fjnykj.2022.03.009

Effects of the Planting Density on Growth Dynamics，Agronomic Characters and Yield of Quandou No.13

LIN Wen-lei1， LV Mei-qin1*， LIN Wei-peng2， KANG Rong-rong1， ZENG Hong-ying1， SHI Ying-ying1

（1. Quanzhou Institute of Agricultural Sciences， Quanzhou， Fujian 362212， China;2. Xianyou County Bureau of Agriculture and Rural Affairs， Putian， Fujian 351200， China）

Abstract： The effects of different planting densities on the growth dynamics， agronomic traits and grain yield of Quandou No.13 were investigated in this paper in order to select the optimal planting density， thus to provide the theoretical basis for the high-yield cultivation and the demonstration promotion of Quandou No.13. The single factor 6 levels of hill spacing including （M1） 9.5， （M2） 11.1， （M3） 13.5， （M4） 18.5， （M5） 22.2， （M6） 33.3 cm were used for the random block design， and the results showed that： the plant height， dry matter weight and leaf area index of Quandou No.13 were significantly affected by the planting density. The correlation analysis of planting density with the agronomic traits and the yield showed that the planting density was positively correlated with the plant height and the bottom pod height， and significantly negatively correlated with the node number of main stem， the effective branch number， the effective pod number per plant， the grain number per plant and the grain weight per plant， while significantly positively correlated with the yield. The yield levels under each treatment were in the order of M2>M4>M1>M3>M5>M6. The yield under M6 treatment was minimum， reaching 2 007.5 kg·hm-2， which was significantly lower than that under other treatments. The yield under M2 treatment was maximum， reaching 2 745.0 kg·hm-2， which was significantly higher than that under M5 treatment， but had no significant difference with those under M4， M1 and M3 treatments. In the actual production， it was suggested to plant Quandou No.13 with a hill spacing of 18.5 cm （M4）， and the corresponding planting density was 222 000 plants·hm-2.

Key words： Planting density; Growth dynamics; Agronomic traits; Yield

我國是大豆起源國，目前總產量居世界第4位，種植面積居第5位，但我國大豆種業(yè)與世界先進水平相比仍存在較大差距。隨著我國人民生活水平的不斷提高及農業(yè)產業(yè)結構的調整，對大豆的需求量逐年增加[1]。2020年我國大豆進口量首次突破1億t，突破了歷史極值，2021年我國大豆全年進口量雖然同比降低了3.8%，但是我國大豆需求缺口仍然很大，在如此嚴峻的環(huán)境下，在選育出高產大豆新品種的基礎上，研究其相關的配套栽培技術也尤為重要。

大豆是群體生產型作物，環(huán)境與栽培措施共同影響大豆產量，它們對大豆個體的生長、發(fā)育及主要經濟性狀的影響顯著[2-3]。眾多研究[4-5]表明，合理的種植密度有利于大豆群體和個體協調統(tǒng)一，形成合理的冠層結構，進而提高產量。王文斌等[5]研究表明，在適宜的種植密度下，適當增加每穴株數，有利于形成合理的群體結構。韓天富等[6]研究表明，大豆開花后長日照可提高大豆的干物質積累量，日照長度與株高、干物質重量、主莖節(jié)數、單株有效莢數、單株粒數都具有顯著的正相關關系。

近年來，眾多學者通過研究大豆播種行距[7]、株距[8]以確定最適宜的種植密度，從而提高大豆產量。本研究以泉州市農業(yè)科學研究所選育的高產大豆品種泉豆13號作為試驗材料，通過設計6個不同的密度水平，探索適宜該品種高產栽培的適宜種植密度，旨在為該品種的生產推廣提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

本試驗以泉州市農業(yè)科學研究所選育的高產大豆品種泉豆13號為材料，該品種2015年通過福建省審定委員會審定（閩審豆2015002），具有高產、穩(wěn)產、抗逆性強、適應性廣等優(yōu)點[9]。

1.2 試驗設計

本試驗于2020年3月1日在泉州市農業(yè)科學研究所紫帽試驗基地進行。試驗地前茬水稻，肥力中等，地力均勻。采用穴距單因素隨機區(qū)組設計，4次重復，最后1次重復用于后期取樣，試驗地四周設不少于小區(qū)寬度的保護行，小區(qū)面積6.67 m2，行距0.5 m，行長6.67 m，行寬1 m，每小區(qū)兩行，雙行穴播，每穴播種3粒，每穴留苗2株。為探索泉豆13號能適應的最大種植密度及最適宜種植密度，以當地常用的種植密度（22.2萬株·hm-2，對應的穴距是18.5 cm）為基準，設置3個更大的種植密度和2個更小的種植密度，共設置6種不同穴距種植：（M1）9.5、（M2）11.1、（M3）13.3、（M4）18.5、（M5）22.2、（M6）33.3 cm，對應的種植密度分別為42.6萬、36.6萬、30.6萬、22.2萬、18.6萬、12.6萬株·hm-2。出苗后第10 d，嚴格按照試驗密度設計進行定苗。治蟲不治病，田間管理同大田。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 株高的測定 苗期在每個小區(qū)選取具有代表性的5株掛牌，3月10日出苗后每隔14 d在田間測量1次株高數據（3月24日第1次測量）。

1.3.2 干物質量及葉面積的測定 出苗后30 d，每隔14 d在每個處理的最后1個小區(qū)中取樣1次（4月10日第1次取樣），選取具有代表性、生長正常、無缺株、連續(xù)的10株連根挖起帶回室內，用清水小心清洗干凈根上的泥土，濾干后分別剪下根、莖、葉片。挑選大小均勻、完整的葉片，用1 cm2的葉片打孔器打出100片小圓片，再將剩余的葉片與未打過孔的葉片一起進行105℃烘箱殺青30 min，70℃烘干至恒重，稱取干物質重量。

葉面積指數又稱作葉面積系數，指的是單位土地面積上植物葉片總面積占土地面積的倍數，是反映作物群體大小的動態(tài)指標。當葉面積指數增加到一定的限度后，田間郁閉，光照不足，光合效率減弱，產量反而下降。按以下公式計算出葉面積指數[8]。

葉面積指數=小區(qū)葉片總面積/小區(qū)面積=（單株葉面積×小區(qū)株數）/小區(qū)面積

5月14日結莢后，于5月25日、6月8日、6月19日分3次各取具有代表性的10株植株，剪下豆莢烘干，烘干處理同上，稱取干莢果重量。

1.3.3 農藝性狀的測定 成熟后，在每個小區(qū)選取具有代表性、生長正常、無缺株、連續(xù)的10株連根挖起帶回室內考種，考種項目有株高、底莢高、主莖節(jié)數、有效分枝數、單株有效莢數、單株粒重、單株粒數等農藝性狀。

1.3.4 小區(qū)產量的測定 成熟后，每個小區(qū)分別收獲、脫粒、稱重，測定小區(qū)產量。

1.4 數據處理與分析

用Excel 2010進行數據統(tǒng)計，用SPSS 22.0進行數據分析。

2 結果與分析

2.1 種植密度對泉豆13號生長動態(tài)的影響

2.1.1 種植密度對泉豆13號株高的影響 由圖1可知，不同種植密度泉豆13號株高變化趨勢基本一致。4月21日之前，各處理間的株高差異不大;4月21日之后，M1、M2、M3株高明顯高于M3、M4、M5處理，而M1、M2、M3處理間無顯著差異，M3、M4、M5處理間無顯著差異。大豆生長前期，植株以營養(yǎng)生長為主，養(yǎng)分充足，植株間競爭不明顯，因此不同處理間株高差異不明顯，但由于此時葉片光合作用合成的有機物較少，能供給植株莖稈生長的有機物少，因此株高增長速度相對也較慢;大豆生長中前期，植株進入開花期，此時植株仍以營養(yǎng)生長為主，植株光合作用強，合成的有機物多，可供植株生長的養(yǎng)分也多，因此株高增長加快;大豆生長中后期，植株進入結莢期，植株主要進行生殖生長，養(yǎng)分主要供應莢果的生長，因此株高處于相對穩(wěn)定的值，不再明顯增加，甚至略有降低;生長后期，植株進入成熟期，直到后期植株衰老，株高不再增長。生長中、后期植株間的養(yǎng)分競爭加大，種植密度大的群體間這種競爭關系愈加激烈，在有限的陽光照射下，一方面由于植物的向光性生長，另一方面植株為了獲得更多的陽光照射，促使種植密度大的處理植株生長更快，因此M1、M2、M3處理株高顯著高于M4、M5、M6處理。這說明，適當增加種植密度有利于提高泉豆13號的株高。

2.1.2 種植密度對泉豆13號莖重的影響 由圖2可知，不同種植密度泉豆13號植株莖重的變化趨勢基本一致，6月5日各處理均達到最大值，M6處理全生育期莖重均最大。不同種植密度莖重變化仍有差異：在5月8日至5月22日期間，M1、M2、M3處理莖重仍有明顯增加，而M4、M5、M6處理莖重增加并不明顯。大豆生長前期至中前期，植株以營養(yǎng)生長為主，植株間競爭小，養(yǎng)分充足，莖稈快速生長，植株快速長高，這與株高的變化規(guī)律相吻合，這段時間各處理間的莖重差異不顯著;生長中后期，植株進入結莢期，植株以生殖生長為主，為獲取更多的養(yǎng)分，植株繼續(xù)長高以獲得充足的陽光直射，種植密度大，植株間養(yǎng)分競爭越大，光合作用受到抑制，合成的有機物減少，除了供應莢果生長所需之外，僅能少量供應莖稈生長所需，因而種植密度大的莖重增長不明顯;生長后期，植株進入成熟期，這段時期，莢果已相對穩(wěn)定，不再需要太多的養(yǎng)分供給，光合作用合成的有機物可以繼續(xù)供應莖稈的生長，從前面的分析可知，這段時期，株高不再快速增長，由此可知，莖重的增加應該是由于莖稈繼續(xù)增粗所致;最終植株衰老葉片脫落，有機物和養(yǎng)分供應減少，莖重又有略微減少。這說明適當減小種植密度有利于大豆植株莖稈生長。

2.1.3 種植密度對泉豆13號根重的影響 由圖3可知，不同種植密度泉豆13號植株根重的變化趨勢基本一致，且在6月5日各處理均達到最大值，M6處理全生育期根重均最大。植株生長前期和中前期，植株以營養(yǎng)生長為主，養(yǎng)分充足，地下部快速生長，不同種植密度條件下的根重差異不明顯;生長中后期，植株進入結莢階段，以生殖生長為主，葉片光合作用合成的有機物絕大部分供應給地上部莢果和莖稈的生長，根部養(yǎng)分供應減少，根部生長受到抑制，因而這段時期根重增加減慢;生長后期，植株進入成熟期，地上部葉片的總光合量已相對穩(wěn)定，莢果生長也相對穩(wěn)定，此時，光合作用合成的有機物可供應莖部和根部的生長所需，因而根重又繼續(xù)增加，達到一個峰值。種植密度越大，植株間的競爭關系越激烈，對根部的抑制作用越明顯，因而峰值也越小;最終植株衰老，根系脫落在土壤中，根重又有所降低。這說明適當降低種植密度有利于大豆根系生長。

2.1.4 種植密度對泉豆13號葉面積指數的影響 由圖4可知，不同種植密度大豆群體葉面積指數變化趨勢大體呈“M”型，第2次峰值比第1次峰值明顯降低，且全生育期M1處理的葉面積指數均最大。不同種植密度下葉面積指數變化仍有差異：生長前期至中前期，養(yǎng)分充足，植株間互相遮陰不明顯，植株快速生長，種植密度越大，單位面積上的葉面積越大，增長速度越快;生長中后期，植株進入結莢期，以生殖生長為主，一方面葉片合成的有機物絕大部分供應給莢果，另一方面植株間互相遮陰和爭奪養(yǎng)分，種植密度大會加劇遮陰效應及養(yǎng)分競爭，葉片無法獲取足夠的陽光，特別是植株中、下部的葉片幾乎處于無光直射的狀態(tài)，光合作用受到抑制，葉片生長受到抑制，因而種植密度越大，葉片生長受抑制程度也越大，葉面積指數降低越快;生長后期，植株進入成熟期，莢果對養(yǎng)分的需求量減少，葉片合成的有機物除了供應莖、根的生長之外，仍可少量供應自身生長，因而葉面積指數再次升高，達到第二次峰值。由前述可知，這個時期根重和莖重仍在增加，說明，養(yǎng)分大部分供給莖部和根部的生長，而供給葉片生長的養(yǎng)分很少，因此第2次的峰值明顯低于第1次的峰值;最終葉片枯萎脫落，葉面積指數再次降低。

2.1.5 種植密度對泉豆13號莢果重的影響 由圖5可知，大豆結莢后，隨著生育進程的推進，莢果重也在增加，M6處理全生育期莢果重均最大，這說明種植密度大不利于大豆莢果的長大，這可能是由于種植密度小有利于大豆植株葉片進行光合作用，產生有機物，供應莢果的生長所需養(yǎng)分。同時，可以減輕單位面積內植株間的養(yǎng)分爭奪，有利于個體的生長，雖然降低種植密度能夠增加莢果重，但是，由于植株數量太少，不利于提高群體總產量。

2.2 種植密度對泉豆13號農藝性狀及產量的影響

2.2.1 種植密度對泉豆13號農藝性狀的影響 由表1可知，泉豆13號株高、底莢高均隨著種植密度的增大而增大，株高和底莢高的最大值比常規(guī)種植密度（M4）的值分別增加14.1%、25%。主莖節(jié)數、有效分枝數、單株有效莢數、單株粒重、單株粒數均隨著種植密度的增大而減小。以上各個農藝性狀的最小值比常規(guī)種植密度下的值分別減小9.0%、66.7%、39.9%、45.0%、36.4%。由此可見，種植密度對大豆產量構成因素影響很大，而分枝數與植株的抗倒伏性和光合效率密切相關，因此，可通過適當減小種植密度來增加分枝數，有利于提高大豆的抗倒伏能力與光合效率。

2.2.2 植株密度對泉豆13號產量的影響 產量隨著種植密度的增大呈現先增加后減少的趨勢，產量水平依次為M2（2 745.0 kg·m-2）>M4（2 594.5 kg·m-2）>M1（2 579.5 kg·m-2）>M3（2 569.5 kg·m-2）>M5（2 449.5 kg·m-2）>M6（2 007.5 kg·m-2），M2處理最大，M6處理最小。M6處理的產量極顯著低于其他處理;M2處理顯著高于M5處理;M1、M2、M3、M4處理間無顯著差異。由此可知，適當增加種植密度可有效提高泉豆13號的產量。

2.3 種植密度與泉豆13號農藝性狀及產量的相關性分析

由表2可知，種植密度與株高、底莢高均呈極顯著正相關：隨著種植密度的增大，株高、底莢高極顯著增加。種植密度與主莖節(jié)數、有效分枝數、單株有效莢數、單株粒重、單株粒數均呈極顯著負相關：隨著種植密度增大，主莖節(jié)數、有效分枝數、單株有效莢數、單株粒重、單株粒數均極顯著減少。種植密度與產量呈顯著正相關（R=0.781*），這說明，適當增加種植密度有利于提高泉豆13號的整體產量，這與前述的結論相一致。

3 結論與討論

種植密度對大豆的干物重、葉面積指數、農藝性狀及其產量均有顯著影響。程偉燕等[10-11]研究表明，葉面積指數隨著密度的增加而增加，葉綠素含量隨著密度的增加而降低。胡哲等[12]研究表明，有效莢數和單株粒數隨著密度的提高呈下降趨勢。田藝心等[13]研究表明，株高和最大葉面積指數隨密度的增加呈上升趨勢，而單株干物質積累量和各器官干物質積累量則逐漸減小。趙云等[7]研究表明，密度對大豆產量有明顯的影響。張永強等[14-15]研究則進一步說明，大豆產量隨著密度的增加呈先增大后減小的趨勢，中等密度下產量最高。

通過本試驗可得出以下結論：（1）種植密度與泉豆13號的株高、底莢高均呈極顯著正相關，這與任小俊等[16]的研究結果一致;與主莖節(jié)數、有效分枝數、單株有效莢數、單株粒重、單株粒數均呈極顯著負相關，這與楊加銀等[17-18]的研究結果一致。（2）種植密度對泉豆13號生長過程中的株高、根重、莖重、葉面積指數、莢果重等均有影響：株高與密度總體呈正相關的趨勢，這與田藝心等[19]的研究結果一致;根重、莖重、莢果重與密度總體上也都呈負相關的趨勢，這與王程等[3]的研究結果一致，這可能是由于密度越大，植株間的遮光效應越大，不利于葉片進行光合作用，無法產生更多的有機物以滿足根部、莖部和莢果的生長;葉面積指數與密度總體上呈正相關的趨勢，這與王文斌等[20]的研究結果一致，但是到了植株生長中、后期，群體中、下部透光性越差，導致中下部葉片在光飽和點以下而處于半饑餓狀態(tài)，不利于干物質及產量的形成;雖然降低種植密度可有效避免該不利影響，但密度過低導致收獲株數少不利于群體高產。（3）種植密度對泉豆13號的產量有顯著影響，適當的增加種植密度可有效提高泉豆13號的產量，穴距從33.3 cm縮小到11.1 cm，產量提高了36.77%，而穴距18.5 cm的產量僅僅比11.1 cm的產量低了5.48%，從節(jié)約種子成本的角度考慮，在實際生產中，建議泉豆13號種植密度為22.2萬株·hm-2。

莖稈粗壯的植株不易倒伏，有利于大豆結莢，從而提高產量，而本試驗考種時未對泉豆13號的莖粗進行測量;有研究[12]表明，種植密度對大豆粗蛋白、粗脂肪含量也有影響，本試驗未對泉豆13號每個處理的粗蛋白、粗脂肪含量進行測定，因此無法得知種植密度對該品種的粗蛋白、粗脂肪含量是否有影響。后續(xù)將進一步設計試驗對泉豆13號的配套栽培措施進行更深入的研究，以期探索出該品種更加高產優(yōu)質的栽培方案。

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（責任編輯：柯文輝）