圣豆24生育期?干物質(zhì)積累分配和產(chǎn)量對(duì)播期的響應(yīng)研究

田藝心 高鳳菊 曹鵬鵬 高祺

摘要 以高蛋白大豆新品種圣豆24為試驗(yàn)材料，通過(guò)3個(gè)播期處理（6月5、15、25日），研究不同播期條件下大豆生育期、干物質(zhì)積累分配及產(chǎn)量的變化情況。結(jié)果表明，隨著播期的推遲，大豆植株總生育期逐漸縮短，尤其對(duì)出苗至開(kāi)花階段生育期影響最大，對(duì)生殖階段生育期影響較小。在開(kāi)花期、鼓粒期、結(jié)莢期、成熟期，6月15日處理下的根、莖、葉片、葉柄、豆莢及單株植株干物質(zhì)積累量最高，且隨著生育期的延長(zhǎng)，干物質(zhì)分配由營(yíng)養(yǎng)器官逐漸向生殖器官過(guò)渡。大豆產(chǎn)量在6月15日處理達(dá)到最高，為3 310.27 kg/hm2，比早、晚播產(chǎn)量分別提高8.33%和13.66%。因此，大豆品種圣豆24在黃河中下游北岸的適宜種植期為6月15號(hào)。

關(guān)鍵詞 播期;大豆新品種;生育期;干物質(zhì)積累及分配;產(chǎn)量

中圖分類(lèi)號(hào) S 565.1? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A? 文章編號(hào) 0517-6611（2022）03-0035-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2022.03.010

Response of Growth Period， Dry Matter Accumulation and Distribution and Yield to Sowing Date of Shengdou 24

TIAN Yi-xin， GAO Feng-ju， CAO Peng-peng et al

（Dezhou Academy of Agricultural Sciences， Dezhou， Shandong 253015）

Abstract A new high-protein soybean variety Shengdou 24 was used as experimental material and treated with three sowing dates （June 5，? June 15， June 25）. The changes of growth period， dry matter accumulation and distribution and yield of soybean under different sowing date were studied. Results showed that with the delay of sowing date， the total growth period of soybean plant was shortened gradually， especially the growth period from emergence to flowering stage was affected mostly， but the growth period of reproduction stage was less affected. The dry matter accumulation of roots， stems， leaves， petioles， pods and individual plants under June 15 treatment was the highest at flowering， seed bulging， pod setting and maturity stage. With the prolongation of growth stage， the dry matter distribution was gradually transferred from vegetative organs to reproductive organs. The soybean yield under June 15 treatment was 3 310.27 kg/hm2， which was 8.33% and 13.66% higher than those of early and late sowing， respectively. Therefore， June 15 was the suitable planting date for soybean variety Shengdou 24 on the north bank of the middle and lower reaches of the Yellow River.

Key words Sowing date;New soybean varieties;Growing period;Dry matter accumulation and distribution;Yield

基金項(xiàng)目 山東省農(nóng)業(yè)良種工程項(xiàng)目（2019LZGC004）;山東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系雜糧創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目（SDAIT-5-01）。

作者簡(jiǎn)介 田藝心（1986—），女，山東德州人，副研究員，博士，從事大豆及雜糧雜豆栽培生理及育種研究。

收稿日期 2021-06-01

大豆富含蛋白質(zhì)和油脂，是我國(guó)乃至世界重要的糧食作物和油料作物。近幾年來(lái)，我國(guó)大豆產(chǎn)業(yè)形勢(shì)嚴(yán)峻，過(guò)度依賴(lài)大豆進(jìn)口，嚴(yán)重威脅到我國(guó)糧食安全[1-3]，為此，國(guó)家自2019年起開(kāi)始實(shí)施大豆振興計(jì)劃[4-5]。針對(duì)黃淮海大豆優(yōu)勢(shì)產(chǎn)區(qū)，計(jì)劃中明確指出“黃淮海夏播區(qū)，因地制宜推行麥豆兩熟輪作種植模式，推廣高產(chǎn)、高蛋白優(yōu)質(zhì)食用大豆品種”，在實(shí)施路徑上重點(diǎn)指出“加大大豆良種繁育和推廣力度，加快推廣具有苗頭性的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)品種，集成配套綠色高效技術(shù)模式，釋放大豆良種的增產(chǎn)潛能”。因此，在大豆產(chǎn)業(yè)緊迫形勢(shì)推動(dòng)和國(guó)家相關(guān)政策引導(dǎo)下，選育高蛋白大豆新品種及有效推廣應(yīng)用已成為黃淮海地區(qū)大豆研究者重點(diǎn)關(guān)注的方向之一。

研究表明，大豆產(chǎn)量潛力的發(fā)揮受品種遺傳特性、栽培技術(shù)及氣候環(huán)境的綜合影響[6-7]，其中品種遺傳特性對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率為33.8%，栽培技術(shù)及氣候環(huán)境對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率為66.2%。因此，對(duì)夏大豆新品種進(jìn)行推廣，必須重視其栽培技術(shù)及氣候環(huán)境的影響，尤其大豆屬于光溫敏感型作物，選擇適宜播期更是其栽培措施中的首要舉措。播期對(duì)大豆生長(zhǎng)性狀及產(chǎn)量的影響研究眾多，相關(guān)研究結(jié)果表明，適期播種是大豆在適應(yīng)區(qū)內(nèi)獲得高產(chǎn)的基本條件，早播或晚播均會(huì)造成產(chǎn)量損失，且不同大豆品種適宜播期存在差異[8-10]。因此，即便在同一生態(tài)區(qū)，以往大豆品種適宜播期對(duì)推廣種植的大豆新品種無(wú)法形成有效依據(jù)，必須因地制宜，針對(duì)大豆新品種本身進(jìn)行播期研究，才能明確大豆新品種在該生態(tài)區(qū)的適宜播期，保證該大豆新品種高產(chǎn)潛力的發(fā)揮。鑒于此，筆者以黃淮海區(qū)域夏大豆新品種圣豆24為試驗(yàn)材料，研究了播期對(duì)大豆生育期、干物質(zhì)積累、分配及產(chǎn)量的影響，旨在找出圣豆24在該生態(tài)區(qū)的適宜播期，為該大豆品種的種植栽培管理措施及黃淮海相似生態(tài)區(qū)大面積推廣應(yīng)用提供科學(xué)有效的現(xiàn)實(shí)理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地地勢(shì)平坦，排灌方便。供試土壤質(zhì)地為壤土，肥力均勻，0～20 cm土壤有機(jī)質(zhì)含量為9.85 g/kg，全氮為0.42 g/kg，堿解氮68 mg/kg，速效磷9.21 mg/kg，速效鉀96 mg/kg，pH 7.6。前茬作物為冬小麥，麥?zhǔn)蘸筮M(jìn)行機(jī)械滅茬并鏟出麥秸，機(jī)械旋耕整地、開(kāi)溝、澆水造墑。

1.2 供試材料

選用圣豆24為供試材料，由山東圣豐種業(yè)科技有限公司提供。該品種屬黃淮海夏大豆中熟品種，由鄭9805/魯黃1號(hào)選育而成，有限結(jié)莢習(xí)性，圓葉，白花，主莖絨毛為灰毛，籽粒扁圓形，種皮黃色，淡褐臍，其抗倒伏性、落葉性和豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性均較好。2019年經(jīng)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部谷物品質(zhì)監(jiān)督檢測(cè)中心測(cè)定，其蛋白質(zhì)含量為45.8%，脂肪含量為19.8%，屬高蛋白大豆品種，適宜在黃淮海及相似生態(tài)區(qū)域種植。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2020年在山東省德州市黃河涯鎮(zhèn)科技園試驗(yàn)基地進(jìn)行。試驗(yàn)設(shè)3個(gè)播期處理，即6月5日播種（B1處理）、6月15日播種（B2處理）、6月25日播種（B3處理）。隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)3次。各試驗(yàn)小區(qū)行長(zhǎng)5 m，寬3 m（面積15 m2），6行區(qū)，行距0.5 m，播種密度為19.5萬(wàn)株/hm2，人工起壟穴播，每穴2粒，穴距0.1 m。出苗后第14 d，嚴(yán)格按試驗(yàn)密度進(jìn)行間苗定苗。依據(jù)當(dāng)?shù)馗弋a(chǎn)田管理水平進(jìn)行田間管理，各小區(qū)田間操作保持一致。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.4.1 生育期記載。出苗后選取小區(qū)代表性的大豆植株15株左右，定點(diǎn)連續(xù)觀(guān)察，分別記載各處理出苗期、始花期、完熟期，并計(jì)算各生育期。

1.4.2 干物質(zhì)積累測(cè)定。在開(kāi)花期、結(jié)莢期、鼓粒期、成熟期分別于各小區(qū)取樣10株，將整株按根、莖、葉片、葉柄、豆莢不同器官分別裝入牛皮紙袋中，置于烘箱內(nèi)105? ℃殺青0.5 h，然后在80 ℃恒溫烘至恒重，稱(chēng)量各器官干重并計(jì)算單株植株干重。

1.4.3 產(chǎn)量及其構(gòu)成因子測(cè)定。各處理于成熟期在每小區(qū)取代表性植株10株，測(cè)定單株莢數(shù)、單株粒數(shù)、單株粒重、百粒重等產(chǎn)量構(gòu)成因子，并以小區(qū)為單位取中間4行實(shí)收測(cè)產(chǎn)（面積約10 m2），脫離后自然曬干，折算成公頃產(chǎn)量（kg/hm2）。

1.5 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Microsoft Excel 2007進(jìn)行數(shù)據(jù)整理、計(jì)算和繪圖;利用DPS 7.50統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行顯著性分析和方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同播期對(duì)圣豆24生育期的影響

從表1可以看出，播期會(huì)對(duì)圣豆24生育期產(chǎn)生影響。隨播期推遲，播種-出苗、出苗-開(kāi)花、開(kāi)花-成熟階段生育期均逐漸縮短，導(dǎo)致總生育期逐漸縮短。其中，B1播期處理下各階段生育期及總生育期均顯著長(zhǎng)于B2和B3播期處理，B2和B3播期處理下播種-出苗、開(kāi)花-成熟階段生育期差異均不明顯，但在出苗-開(kāi)花階段生育期及總生育期兩者之間均呈現(xiàn)顯著差異，表明隨播期推遲，植株出苗-開(kāi)花階段生育期長(zhǎng)短受影響最大。植株?duì)I養(yǎng)生長(zhǎng)階段主要指播種-開(kāi)花階段，生殖生長(zhǎng)階段主要指開(kāi)花-成熟階段，從表1可以計(jì)算出，B1、B2、B3處理下大豆植株?duì)I養(yǎng)生長(zhǎng)生育期分別為42.5、38.0、35.3 d，各處理間差異明顯，進(jìn)一步表明相對(duì)生殖生長(zhǎng)階段，播期對(duì)大豆植株?duì)I養(yǎng)生長(zhǎng)階段生育期影響更大。

2.2 不同播期對(duì)圣豆24干物質(zhì)積累量的影響

從圖1可以看出，播期導(dǎo)致大豆植株各器官干物質(zhì)積累發(fā)生變化。根干重：在花期、結(jié)莢期、鼓粒期、成熟期根干重表現(xiàn)趨勢(shì)均為B2處理>B1處理>B3處理，且B1與B3處理間無(wú)顯著差異，均顯著低于B2處理。莖干重：在花期、結(jié)莢期、鼓粒期、成熟期根干重表現(xiàn)趨勢(shì)均為B2處理>B1處理>B3處理，B1與B2處理在花期無(wú)顯著差異，均顯著高于B3處理，結(jié)莢期、鼓粒期、成熟期各處理間差異均顯著。葉柄干重：在花期、結(jié)莢期、鼓粒期葉柄干重表現(xiàn)趨勢(shì)均為B2處理>B1處理>B3處理，B1與B3處理在花期和結(jié)莢期差異不明顯，在鼓粒期差異顯著，B2與其他處理間葉柄干重均差異顯著。葉片干重：在花期、結(jié)莢期、鼓粒期葉片干重表現(xiàn)趨勢(shì)均為B2處理>B1處理>B3處理，各處理間均差異顯著。豆莢干重：在結(jié)莢期、鼓粒期、成熟期豆莢干重表現(xiàn)趨勢(shì)均為B2處理>B1處理>B3處理，除結(jié)莢期B1與B3處理差異不顯著外，其他生育期下各處理間均差異顯著?？偢芍兀涸诨ㄆ凇⒔Y(jié)莢期、鼓粒期、成熟期，大豆植株總干重表現(xiàn)趨勢(shì)均為B2處理>B1處理>B3處理，且各處理間均差異顯著。通過(guò)以上分析可以看出，根、莖、葉片、葉柄、豆莢及單株植株總干重均以中期播種最好，早晚播不利于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收及同化物的產(chǎn)生、轉(zhuǎn)運(yùn)和積累。

2.3 不同播期對(duì)圣豆24干物質(zhì)分配比例的影響

在同一生育期不同播期下，大豆單株植株各器官所占干重比例大小趨勢(shì)表現(xiàn)相似。從表2可以看出，各播期下，開(kāi)花期各器官干重比例均表現(xiàn)為葉片>莖>葉柄>根，其干重比例分別為39.60%～42.03%、26.03%～29.27%、16.67%～19.19%、13.01%～14.81%;結(jié)莢期各器官干重比例均表現(xiàn)為莖>葉片>葉柄>根>豆莢，其干重比例分別為32.95%～33.98%、30.22%～31.97%、15.66%～16.95%、9.72%～10.41%、7.72%～9.56%;鼓粒期各器官干重比例均表現(xiàn)為豆莢>莖>葉片>葉柄>根，其干重比例分別為29.54%～30.30%、25.01%～25.64%、22.40%～23.41%、12.79%～13.66%、8.17%～8.76%;成熟期各器官干重比例均表現(xiàn)為豆莢>莖>根，其干重比例分別為57.96%～58.78%、30.12%～30.68%、10.65%～11.36%。另外，不同播期下，同一器官比例隨著生育期延長(zhǎng)表現(xiàn)趨勢(shì)也相似，開(kāi)花期至鼓粒期的根、葉柄、葉片干重比例隨生育期延長(zhǎng)逐漸降低，而莖干重比例逐漸上升;結(jié)莢期至成熟期，豆莢干重比例逐漸上升;成熟期葉柄葉片變黃脫落，根和莖干重比例相對(duì)上升。由以上分析可以看出，隨生育期延長(zhǎng)，干物質(zhì)分配比例由葉片、葉柄、根等器官逐漸向莖轉(zhuǎn)移，最后過(guò)渡到豆莢中。另外，從表2可以看出，在開(kāi)花期根干重所占比例B2處理較高，其他生育期B2和B3處理根干重均高于B1處理，表明播期過(guò)早不利于根干重積累。開(kāi)花期莖干重比例以B1處理較高，結(jié)莢期B1與B2處理間無(wú)顯著差異，各處理鼓粒期和成熟期受播期影響均不明顯，表明播期對(duì)莖干重的影響主要在營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段。葉柄干重比例在開(kāi)花期以B2處理較高，結(jié)莢期以B3處理較高，鼓粒期B1和B3處理較高，無(wú)具體規(guī)律。葉片干重比例在開(kāi)花期、結(jié)莢期均以B2處理最低，到鼓粒期受播期影響不明顯，可能與開(kāi)花期和結(jié)莢期葉片干物質(zhì)向其他器官轉(zhuǎn)運(yùn)率較高有關(guān)。

2.4 播期對(duì)圣豆24產(chǎn)量及構(gòu)成因子的影響

從表3中可以看出，播期對(duì)產(chǎn)量及其構(gòu)成因子均會(huì)產(chǎn)生顯著影響。B2播期處理下，單株有效莢數(shù)、單株粒數(shù)、單株粒重、百粒重及產(chǎn)量均最高，均顯著高于其他處理，其次為B1處理，而B(niǎo)3播期處理的產(chǎn)量及其構(gòu)成因子均較低，說(shuō)明早播和晚播均不適宜大豆植株產(chǎn)量的提高。另外，對(duì)產(chǎn)量構(gòu)成因子與產(chǎn)量之間進(jìn)行相關(guān)性分析，可得出單株有效莢數(shù)、單株粒數(shù)、單株粒重、百粒重及產(chǎn)量之間的相關(guān)系數(shù)分別為0.999**、0.992**、0.996**、0.987**，均達(dá)到正相關(guān)極顯著水平，表明播期影響各產(chǎn)量構(gòu)成因子的增產(chǎn)潛力，進(jìn)而影響產(chǎn)量。該試驗(yàn)中，B2播期處理下大豆產(chǎn)量最高，比早晚播產(chǎn)量分別提高8.33%和13.66%，因此適期播種才能保證大豆高產(chǎn)。

3 討論

大豆是光溫敏感型作物，播期可影響大豆整個(gè)生育階段光、溫、水、熱等氣候條件，從而影響大豆生育期。有關(guān)播期對(duì)大豆生育期影響的研究結(jié)論不盡相同。多數(shù)研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，晚播縮短了大豆出苗至開(kāi)花的時(shí)間，對(duì)營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段的影響要大于對(duì)生殖階段的影響[11-13];個(gè)別研究結(jié)果認(rèn)為，播期推遲縮短了始花至生理成熟的天數(shù)，對(duì)播種至始花期、生理成熟期至完熟期的天數(shù)影響不大[14];還有研究認(rèn)為晚播使大豆出苗至鼓粒期延長(zhǎng)，鼓粒期到收獲期縮短，但對(duì)總生育期影響不大[15]。該試驗(yàn)研究結(jié)果與前人多數(shù)研究結(jié)果相一致，即隨播期推遲，圣豆24播種至出苗、出苗至開(kāi)花、開(kāi)花至成熟階段生育期均縮短，導(dǎo)致總生育期縮短，尤其對(duì)出苗至開(kāi)花階段生育期影響最大，對(duì)生殖階段生育期影響較小。

播期改變了大豆各生育期的持續(xù)時(shí)間，進(jìn)而改變了群體的光合生產(chǎn)，導(dǎo)致大豆植株各器官干物質(zhì)積累及分配產(chǎn)生變化。該研究中，適宜播期處理（B2處理）的根、莖、葉片、葉柄、豆莢干物質(zhì)積累量在開(kāi)花期、鼓粒期、結(jié)莢期、成熟期均明顯高于其他播期，因此B2播期處理下單株植株總干重也最高，這與安磊[16]的研究結(jié)果相類(lèi)似，表明播期對(duì)植株形成的是整體、連續(xù)的影響，早播或晚播均難以形成大豆生長(zhǎng)發(fā)育的有效光溫等條件，相比適期播種，光合產(chǎn)物和根部吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)較少，各器官干物質(zhì)積累量較低。

國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究證實(shí)，植株各器官積累的干物質(zhì)可因生長(zhǎng)中心的轉(zhuǎn)移而發(fā)生轉(zhuǎn)移，玉米、小麥、水稻等多種作物上均有類(lèi)似表現(xiàn)，尤其在植株生長(zhǎng)發(fā)育后期，營(yíng)養(yǎng)器官積累的干物質(zhì)均會(huì)向生殖器官分配，從而形成籽粒產(chǎn)量[17-19]。該研究中，在開(kāi)花期、結(jié)莢期、鼓粒期和成熟期，干物質(zhì)分配比例最大的器官分別為葉片、莖、豆莢、豆莢，且開(kāi)花期至鼓粒期，根、葉柄、葉片干重比例降低，莖干重所占比例上升，豆莢干重比例在結(jié)莢期至成熟期上升，表明隨生育期延長(zhǎng)，干物質(zhì)分配由葉片、葉柄、根等器官逐漸向莖轉(zhuǎn)移，最后過(guò)渡到豆莢中，這與前人的研究結(jié)果一致。該研究結(jié)果還顯示，播期過(guò)早不利于根干重積累，播期對(duì)莖干重的影響主要在營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段，由于播期對(duì)植株各器官均有影響且各器官在各生育期的作用機(jī)制差異很大，導(dǎo)致各器官在不同生育期對(duì)播期的反應(yīng)表現(xiàn)不一，難以形成統(tǒng)一定論，其具體情況有待深入研究。

播期影響了大豆生育期、干物質(zhì)積累和分配，最終反映到產(chǎn)量構(gòu)成因子及籽粒產(chǎn)量表現(xiàn)上。關(guān)于播期對(duì)產(chǎn)量構(gòu)成因子及產(chǎn)量的影響，前人研究已充分證明早播或晚播均會(huì)對(duì)大豆產(chǎn)量及其構(gòu)成因子和產(chǎn)量造成一定程度的負(fù)面影響，只有適期播種才能充分利用有效積溫，促進(jìn)花芽分化，增加養(yǎng)分積累，促進(jìn)單株有效莢數(shù)、單株粒數(shù)、單株粒重、百粒重等產(chǎn)量構(gòu)成因子達(dá)到最佳狀態(tài)，最終實(shí)現(xiàn)大豆豐產(chǎn)[20-22]。該研究同樣表明，B2播期處理下大豆產(chǎn)量最高，均比早晚播產(chǎn)量提高8.33%和13.66%，產(chǎn)量構(gòu)成因子與產(chǎn)量之間均達(dá)到正相關(guān)極顯著水平，表明播期影響各產(chǎn)量構(gòu)成因子的增產(chǎn)潛力，進(jìn)而影響產(chǎn)量高低。

4 結(jié)論

隨著播期的推遲，大豆植株總生育期逐漸縮短，尤其對(duì)出苗至開(kāi)花階段生育期影響最大，對(duì)生殖階段生育期影響較小，早晚播均打破了植株?duì)I養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)最佳平衡狀態(tài)，導(dǎo)致植株各器官干物質(zhì)積累及分配發(fā)生變化。B2播期處理下的根、莖、葉片、葉柄、豆莢及單株植株干物質(zhì)積累量在開(kāi)花期、鼓粒期、結(jié)莢期、成熟期最高，均高于其他播期處理，隨著生育期延長(zhǎng)，干物質(zhì)分配由葉片、葉柄、根等器官逐漸向莖轉(zhuǎn)移，最后過(guò)渡到豆莢中。B2播期處理下單株有效莢數(shù)、單株粒數(shù)、單株粒重、百粒重等產(chǎn)量構(gòu)成因子均顯著高于早晚播，B2播期處理大豆產(chǎn)量為3 310.27 kg/hm2，分別比早晚播處理產(chǎn)量提高8.33%和13.66%。由此得出，黃淮海夏大豆新品種圣豆24在該生態(tài)條件下的適宜播期為6月15號(hào)左右，該播期播種易獲得較高產(chǎn)量。

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