不同播期氣候條件對內(nèi)蒙古東北部大豆主要農(nóng)藝性狀和品質(zhì)的影響

王彥平，張 坤，張佳興，姚 曄，姜鳳友

（1內(nèi)蒙古呼倫貝爾市氣象局，內(nèi)蒙古海拉爾 021008；2內(nèi)蒙古扎蘭屯市氣象局，內(nèi)蒙古扎蘭屯 162650）

0 引言

大豆子粒品質(zhì)及生育性狀，除受品種遺傳特性外，還受氣象條件及栽培條件的制約，即由品種的基因型與環(huán)境共同作用[1]，其中地理緯度[2]、海拔高度[3-4]、光照長度[5]、溫度[6-7]、水分[8]等對大豆產(chǎn)量和品質(zhì)影響尤為明顯。關(guān)于不同播期氣候條件對大豆產(chǎn)量和品質(zhì)的影響相關(guān)研究報(bào)道較多，集中于東北地區(qū)[9-13]、黃淮地區(qū)[14]、長江流域[15]以及西南山區(qū)[3]，但由于不同地區(qū)生態(tài)條件各異，試驗(yàn)結(jié)果也不盡相同，但主要結(jié)論是早播和適期播種可以獲得較高的產(chǎn)量和品質(zhì)。內(nèi)蒙古東北部是中國重要的春播大豆產(chǎn)區(qū)，也是內(nèi)蒙古優(yōu)質(zhì)大豆的主要產(chǎn)區(qū)，對于該區(qū)域通過試驗(yàn)，研究不同播期氣候條件對不同大豆品種的影響報(bào)道較為少見，特別是試驗(yàn)研究尚屬空白。本試驗(yàn)于2020 年在呼倫貝爾市扎蘭屯大河灣大豆試驗(yàn)基地用3個(gè)大豆品種在不同播期播種進(jìn)行試驗(yàn)，對主要性狀及子粒品質(zhì)進(jìn)行觀測和測定，比較分析了不同播期氣候條件對大豆子粒品質(zhì)及主要農(nóng)藝性狀的影響，進(jìn)一步得出每個(gè)品種的最佳播期，為提高大豆產(chǎn)量和品質(zhì)提供依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

以內(nèi)蒙古東北部大豆主產(chǎn)區(qū)，呼倫貝爾市農(nóng)科所大豆室選育的3個(gè)豐產(chǎn)優(yōu)質(zhì)品種‘蒙豆-12’、‘蒙豆-13’和‘蒙豆-15’為試驗(yàn)材料。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)和方法

以10天為一間隔分5期進(jìn)行播種，播種期分別為4月27日（10 cm地溫穩(wěn)定通過8℃初日）、5月5日、5月15日（當(dāng)?shù)卣２テ冢?月26日、6月5日，分別代表第一播種期到第五播種期。每個(gè)品種設(shè)計(jì)5 個(gè)播期，每個(gè)播期3次重復(fù)，小區(qū)面積9 m×4 m=36 m2，小區(qū)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)。

大豆一般在地溫穩(wěn)定通過8℃時(shí)為適宜播種日期，本試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)了2005—2019 年地溫穩(wěn)定通過8℃的具體日期，最早是4 月13 日，最晚是5 月12 日，因此5個(gè)播期的設(shè)計(jì)較為合理。

2 2020年氣候特點(diǎn)

依據(jù)“農(nóng)作物氣候年型劃分方法(GB/T21986—2008)”[16]對2020 年大豆種植區(qū)氣候條件進(jìn)行了分析：氣溫和積溫異常度等級(jí)均為正常，日照異常度等級(jí)為少，降水異常度等級(jí)為多；農(nóng)作物氣候年型為多雨年。

3 結(jié)果與分析

3.1 最佳播期的確定

3.1.1 同一品種不同播期條件下大豆形態(tài)性狀的變化 由表1 可知，隨著播期的延遲，3 個(gè)品種的形態(tài)性狀表現(xiàn)出不同的變化趨勢。‘蒙豆-12’和‘蒙豆-15’植株較矮，隨著播期的延遲，株高有增高的趨勢，‘蒙豆-12’晚播和正常播期株高相差3.0 cm，達(dá)到極顯著水平，‘蒙豆-15’晚播和正常播期相差2.3 cm，但未達(dá)到顯著水平，一次分枝數(shù)正常播期與其他播種期相差不大；而植株較高的‘蒙豆-13’正常播期比早播高7.0 cm，達(dá)到極顯著水平，一次分枝數(shù)各播期之間變化不明顯；隨著播期的延遲，生育進(jìn)程的加快，生育天數(shù)響應(yīng)縮短，3 個(gè)品種都變現(xiàn)為早播一周（5 月5 日播種）生育期最長。

表1 不同播期對大豆形態(tài)性狀的影響

3.1.2 同一品種不同播期條件下大豆產(chǎn)量及相關(guān)性狀的影響 由表2 可知，隨著播期的延遲，‘蒙豆-13’和‘蒙豆-15’百粒重基本相同，‘蒙豆-12’在4 月27 日播種和正常播期差異達(dá)顯著水平。而株結(jié)實(shí)粒數(shù)‘蒙豆-12’和‘蒙豆-15’播期之間差異不明顯，‘蒙豆-13’最早播的結(jié)實(shí)粒數(shù)多于最晚播的，且達(dá)到顯著水平。實(shí)測產(chǎn)量‘蒙豆-13’最早播期比正常播期高420.0 kg/hm2，未達(dá)到顯著水平，最早播期比最晚播期高900.0 kg/hm2，達(dá)到顯著水平；‘蒙豆12’在正常播期結(jié)實(shí)粒數(shù)和百粒重均較高，因此產(chǎn)量最高，早播兩周和晚播一周、晚播兩周產(chǎn)量基本相同；‘蒙豆15’正常播期產(chǎn)量最低，比早播產(chǎn)量低307.5 kg/hm2，但未達(dá)到顯著水平。

表2 不同播期對大豆產(chǎn)量及農(nóng)藝性狀的影響

3.1.3 同一品種不同播期條件下大豆籽?；瘜W(xué)品質(zhì)的變化 由表3 可知，播期對大豆的粗蛋白、粗脂肪及蛋脂總和有顯著或極顯著的影響，變化趨勢因品種而異。3 個(gè)品種在5 個(gè)播期下粗蛋白含量都在38%以上。隨著播期的延遲，‘蒙豆-12’呈先降低后升高趨勢，4月27日早播和6月15日晚播粗蛋白含量均較高，與正常播期相差0.7%和0.9%；‘蒙豆-13’的粗蛋白含量呈先降低后升高再降低的變化趨勢，正常播期最低，晚播一周最高，兩者相差0.6%；‘蒙豆-15’在6月15日播期粗蛋白含量最高，與正常播期相差0.3%，5 月26日最低，其他播期變化不明顯。在粗脂肪方面，‘蒙豆-12’正常播期最低，最早播期最高，兩者相差0.4%；‘蒙豆-13’基本表現(xiàn)為隨著播期的延遲粗脂肪含量降低；‘蒙豆-15’粗脂肪含量早播比正常播期高0.3%，晚播與正常播期基本相同。3個(gè)品種蛋脂總和的變化規(guī)律與蛋白質(zhì)含量變化相似。各播期之間粗脂肪、粗蛋白和蛋脂和差異均為達(dá)到顯著水平。

表3 不同播期對大豆品質(zhì)的影響 %

3.1.4 最佳播期的確定 把豐產(chǎn)優(yōu)質(zhì)作為主要目標(biāo)對3個(gè)品種在不同播期的表現(xiàn)進(jìn)行綜合分析，在多雨的年份，‘蒙豆-12’理論產(chǎn)量在5 月15 日正常播期產(chǎn)量最高，比早播高300.0～547.5 kg/hm2，且株高、分枝數(shù)等農(nóng)藝性狀與正常播期差異不明顯，粗蛋白質(zhì)、粗脂肪和蛋脂總和分別比早播兩周低0.7%、0.4%和0.9%，因此‘蒙豆-12’在以高產(chǎn)為重點(diǎn)時(shí)可選擇在5 月15 日播種，早播和晚播都影響產(chǎn)量的提高；以高脂肪高蛋白為主要目標(biāo)時(shí)可適當(dāng)選擇在4月27日早播；綜合考慮豐產(chǎn)優(yōu)質(zhì)應(yīng)選擇5月15日為最佳播期?！啥?13’理論產(chǎn)量早播兩周比正常播期高300.0 kg/hm2，未達(dá)到顯著水平，比晚播兩周高900.0 kg/hm2，達(dá)到顯著水平，其他農(nóng)藝性狀差別不明顯，因此多雨年份，若要獲得高產(chǎn)應(yīng)該選擇4 月27 日作為最佳播期，不易晚播；從籽粒品質(zhì)分析，‘蒙豆-13’早播兩周較正常播期粗蛋白、粗脂肪和蛋脂綜合分別高0.4%、0.2%和低0.6%，因此多雨年‘蒙豆-13’可選擇4月27日播種，產(chǎn)量最高，品質(zhì)較好，4月27日為最佳播期?！啥?15’早播一周和早播兩周產(chǎn)量基本相同，不易晚播，籽粒品質(zhì)早播優(yōu)于晚播，因此多雨年‘蒙豆-15’最佳播期為4月27日和5月5日。

3.2 不同播期氣候條件對生長發(fā)育、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

郝興宇等指出溫度、降水對大豆生長發(fā)育和品質(zhì)的影響隨生育期不同存在差異[17-21]，選擇各品種在產(chǎn)量最高的播期和品質(zhì)最好的播期進(jìn)行比較分析，‘蒙豆-12’在5月15日為高產(chǎn)播期，4月27日為優(yōu)質(zhì)播期，‘蒙豆-13’和‘蒙豆-15’在4 月27 日為高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)播期，3 個(gè)品種正常播期為5月15日。統(tǒng)計(jì)分析以上播期各生育階段及全生育期的氣象要素（日平均氣溫、累計(jì)降水量、氣溫日較差），得出不同播期氣候條件對大豆產(chǎn)量和品質(zhì)的影響。

3.2.1 不同播期各生育期氣象要素分析 由表4 和表5分析可見，在溫度方面，本試驗(yàn)3 個(gè)品種表現(xiàn)較為一致，早播和正常播期全生育期平均氣溫在18.0～18.4℃，但從不同生育期氣象要素分析，從播種后到結(jié)莢前各生育階段，早播大豆平均氣溫較正常播期低0.9～2.5℃，結(jié)莢到成熟期早播氣溫比正常播期高0.5～1.8℃，其中‘蒙豆-12’和‘蒙豆-13’各生育期溫度差別較‘蒙豆-15’大；在降水方面，3 個(gè)品種表現(xiàn)有明顯差異，全生育期降水量‘蒙豆-12’早播較正常播期少68.8 mm，其他2個(gè)品種相差不明顯。從各發(fā)育期降水分析，播種—出苗期和三真葉—分枝期早播降水量多于正常播期，在結(jié)莢—鼓粒期差別不大，鼓粒—成熟期‘蒙豆-13’早播降水量多于正常播期41 mm，其他2個(gè)品種少于正常播期20 mm以上；從氣溫日較差分析，3個(gè)品種全生育期氣溫日較差均表現(xiàn)為早播大于正常播期，且‘蒙豆-12’尤為明顯。從各生育期氣溫日較差分析，‘蒙豆-15’除播種—出苗期差別較明顯，其他發(fā)育期表現(xiàn)不明顯，而‘蒙豆-12’和‘蒙豆-15’在出苗—三真葉期和分枝—開花期早播氣溫日明顯較差低于正常播期，鼓粒—成熟期略低于正常播期，其余發(fā)育期明顯高于正常播期。

表4 不同播期氣象要素統(tǒng)計(jì)

表5 不同品種早播和正常播期各生育階段氣象要素對比分析

3.2.2 對發(fā)育期的影響 由表6 分析可見，早播和正常播期全生育期總天數(shù)在123～125天，無明顯差別，從各發(fā)育期具體日期和持續(xù)天數(shù)看，早播大豆各發(fā)育期提前5～10天，其中隨著氣溫的升高，‘蒙豆-15’早播和正常播期發(fā)育進(jìn)程差別逐漸減小，開花—鼓粒期早播和正常播期趨于一致；從各發(fā)育期持續(xù)天數(shù)分析，除播種—出苗期早播較正常播期延長7～10天，其他發(fā)育期相差1～4天，隨著發(fā)育期進(jìn)程的推進(jìn)，發(fā)育期持續(xù)差別逐漸減小。

表6 不同品種早播與正常播期發(fā)育期及持續(xù)天數(shù)對比分析

3.2.3 對產(chǎn)量的影響 結(jié)合表2和表5分析可見，氣象條件對不同品種產(chǎn)量的影響不同。‘蒙豆-12’在正常播期分枝數(shù)最多，產(chǎn)量最高，早播導(dǎo)致播種—結(jié)莢期氣溫偏低、氣溫日較差增大以及全生育期降水的偏少均不利于產(chǎn)量形成，而在正常播期氣象條件下產(chǎn)量達(dá)到最高；而播種—結(jié)莢期氣溫低于正常播期、氣溫日較差大于正常播期、全生育期降水量接近正常播期利于‘蒙豆-13’和‘蒙豆-15’產(chǎn)量的形成，且‘蒙豆-13’產(chǎn)量形成對溫度更為敏感。

3.2.4 對品質(zhì)的影響 結(jié)合表3和表5分析可見，氣象條件對不同品種品質(zhì)的也不相同。播種—結(jié)莢期氣溫低于正常播期、全生育期氣溫日較差大于正常播期利于提高粗脂肪、粗蛋白含量和蛋脂總和，降水對大豆品質(zhì)的影響在不同發(fā)育期表現(xiàn)不同，對于高脂肪大豆品種‘蒙豆-12’，早播全生育期降水量較正常播期少68.8 mm，且在籽粒形成的生殖生長各階段降水均少于正常播期2.1～53.0 mm，粗脂肪含量較正常播期提高0.4%，粗蛋白較正常播期提高0.7%，蛋脂總和提高0.9%；對于高蛋白品種‘蒙豆-13’早播全生育期降水量與正常播期差別不大，生殖生長階段結(jié)莢—鼓?！墒炱诮邓慷嘤谡２テ?.3～41.0 mm，粗蛋白含量較正常播期提高0.4%，粗脂肪含量提高0.2%，蛋脂總和降低0.4%；高產(chǎn)品種‘蒙豆-15’粗蛋白含量早播和正常播期無明顯變化，生殖生長大部時(shí)段降水量少于正常播期，結(jié)莢～鼓粒期與正常播期持平，粗脂肪含量提高0.3%，蛋脂總和降低0.3%。

4 討論

（1）內(nèi)蒙古東部地區(qū)大豆在多雨的年份可以適時(shí)早播，高脂肪品種‘蒙豆-12’在以高產(chǎn)為重點(diǎn)時(shí)可選擇在5月15日播種，早播和晚播都影響產(chǎn)量的提高；以高脂肪高蛋白為主要目標(biāo)時(shí)可適當(dāng)選擇在4 月27 日早播，綜合考慮豐產(chǎn)優(yōu)質(zhì)應(yīng)選擇5月15日為最佳播期；高蛋白品種‘蒙豆-13’理論產(chǎn)量、粗蛋白、粗脂肪和蛋脂總和早播兩周均高于正常播期，因此‘蒙豆-13’可選擇4 月27 日播種，產(chǎn)量最高，品質(zhì)較好，4 月27 日為最佳播期；高產(chǎn)品種‘蒙豆-15’早播一周和早播兩周產(chǎn)量基本相同，不易晚播，籽粒品質(zhì)早播優(yōu)于晚播，因此多雨年‘蒙豆-15’最佳播期為4月27日和5月5日。

（2）各品種早播與正常播期生長天數(shù)差別不大，早播各發(fā)育期提前5～10天，生育期持續(xù)天數(shù)出苗期延長7～10天，其他發(fā)育期相差1～4天，隨著發(fā)育期進(jìn)程的推進(jìn)，發(fā)育期持續(xù)差別逐漸減小。

（3）‘蒙豆-12’正常播期產(chǎn)量最高，早播導(dǎo)致播種—結(jié)莢期氣溫偏低、氣溫日較差增大以及全生育期降水的偏少均不利于產(chǎn)量形成，而播種—結(jié)莢期氣溫低于正常播期、氣溫日較差大于正常播期、全生育期降水量接近正常播期利于‘蒙豆-13’和‘蒙豆-15’產(chǎn)量的形成，且‘蒙豆-13’產(chǎn)量形成對溫度更為敏感。

（4）播種—結(jié)莢期氣溫低于正常播期、全生育期氣溫日較差大于正常播期利于提高粗脂肪、粗蛋白含量和蛋脂總和；高脂肪大豆品種‘蒙豆-12’，早播全生育期及籽粒形成的生殖生長各階段降水均少于正常播期，利于粗脂肪、粗蛋及蛋脂總和的提高；高蛋白品種‘蒙豆-13’早播生殖生長階段結(jié)莢—鼓粒—成熟期降水量多于正常播期，利于粗蛋白含量、粗脂肪含量的提高0.2%；高產(chǎn)品種‘蒙豆-15’粗蛋白含量早播和正常播期無明顯變化，生殖生長大部時(shí)段降水量少于正常播期，結(jié)莢—鼓粒期與正常播期持平，利于粗脂肪含量的提高0.3%。