檀舒霞,趙桃弟,楊 豪,寧可君,劉 麗,何慶元,黃守程,舒英杰,*

(1.安徽科技學(xué)院 農(nóng)學(xué)院,安徽 鳳陽 233100; 2.安徽省石臺(tái)縣鄉(xiāng)村振興局,安徽 石臺(tái) 245100)

菜用大豆是指在鼓粒足期(R6)至初熟期(R7)豆莢鼓粒飽滿,適于在莢色、籽粒呈翠綠色時(shí)進(jìn)行采收的大豆類型,屬于特用大豆。菜用大豆富含蛋白質(zhì)、脂肪、游離氨基酸、維生素、植物纖維和各種礦物質(zhì)養(yǎng)分,在調(diào)節(jié)膳食結(jié)構(gòu)、改善人體營(yíng)養(yǎng)上有重要作用[1]。在種植業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中,菜用大豆憑借較好的經(jīng)濟(jì)效益,種植面積越來越大。為了提高自然資源利用率,不與糧食作物爭(zhēng)地,菜用大豆一般以間套作為主[2-3]。

大豆為喜光作物。研究表明,大豆在間套作時(shí)會(huì)發(fā)生避陰反應(yīng),具體表現(xiàn)為葉片光合能力下降,植株莖稈過度伸長(zhǎng)、變細(xì),甚至出現(xiàn)莖稈藤蔓化現(xiàn)象,莖稈機(jī)械強(qiáng)度降低,易倒伏,從而引起大豆產(chǎn)量的降低和品質(zhì)的下降[3-4]。間套作大豆的減產(chǎn)幅度受遮陰程度、大豆品種和遮陰時(shí)期等因素的影響[5-7]。遮陰對(duì)大豆形態(tài)性狀和產(chǎn)量的影響備受關(guān)注,學(xué)者已從遮陰程度、特定遮陰時(shí)期(苗期和鼓粒期等)、大豆品種的耐陰性等角度進(jìn)行了一系列研究[8-9],還篩選出可用于評(píng)價(jià)大豆耐陰性的株高、最低結(jié)莢高度、結(jié)莢期生物產(chǎn)量、單株莢數(shù)、單株粒數(shù)、單株粒重和百粒重等農(nóng)藝性狀指標(biāo)[10];但是,針對(duì)不同時(shí)期遮陰對(duì)菜用大豆品種農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量、氮代謝相關(guān)酶活性的研究較少。為此,本試驗(yàn)特選用江淮地區(qū)種植的10個(gè)菜用大豆品種,分別在四葉期和初花期進(jìn)行遮陰處理,分析遮陰對(duì)菜用大豆農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量,以及氮代謝的影響,比較不同菜用大豆品種的耐陰能力,以期篩選出適合與高稈作物間套作的菜用大豆品種,并為選育耐陰菜用大豆品種提供理論依據(jù)與參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試的10個(gè)菜用大豆品種均為作者課題組所收集的大豆種質(zhì)資源,具體地:翠綠玉、綠寶石2個(gè)品種收集于江西新余,淮鮮豆5號(hào)、淮鮮17-08收集于江蘇淮安,遼鮮1號(hào)收集于遼寧沈陽,開鮮3號(hào)、日本青、SP-16收集于遼寧開原,滬寧95-1收集于上海,臺(tái)灣292收集于臺(tái)灣。試驗(yàn)材料于2020年4月種植于安徽科技學(xué)院種植科技園。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用雙因素(遮陰時(shí)期、品種)隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)。每個(gè)小區(qū)的面積7 m2(2 m×3.5 m),每個(gè)處理重復(fù)3次。大豆種植時(shí),株距10 cm,行距40 cm,田間管理同常規(guī)。分別在4葉期和初花期用50%透光率的遮陽網(wǎng)對(duì)10個(gè)品種的菜用大豆進(jìn)行遮陰處理(分別簡(jiǎn)記為V、R),以不遮陰為對(duì)照(CK)。于鼓粒足期測(cè)定相關(guān)指標(biāo)。

1.3 測(cè)定方法

農(nóng)藝性狀指標(biāo):每個(gè)重復(fù)隨機(jī)選有代表性的5株測(cè)定株高、主莖節(jié)數(shù)、分枝高度、結(jié)莢高度,具體考查方法和標(biāo)準(zhǔn)參照《大豆種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》[11],取5株的平均值作為該性狀的觀測(cè)值。

產(chǎn)量性狀指標(biāo):每個(gè)重復(fù)隨機(jī)選5株測(cè)定單株莢數(shù)、有效莢數(shù)、單株粒數(shù)、單株鮮莢重、百粒鮮重,取5株的平均值作為該性狀的觀測(cè)值。測(cè)算小區(qū)鮮莢重。

1.4 數(shù)據(jù)分析

將測(cè)定的相關(guān)指標(biāo)數(shù)值轉(zhuǎn)換為隸屬函數(shù)值,通過綜合隸屬函數(shù)法評(píng)價(jià)不同菜用大豆品種的耐陰性。

X=VCK-(V4+V1)/2;

(1)

X=(V4+V1)/2-VCK;

(2)

μ(X)=(X-Xmin)/(Xmax-X);

(3)

μ(X)=(Xmax-X)/(Xmax-Xmin)。

(4)

式(1)～(4)中:VCK、V4、V1分別表示該品種在CK、V、R處理下該指標(biāo)的觀測(cè)值,Xmin和Xmax分別表示某性狀下各個(gè)品種得分的最小值和最大值。

用Excel 2013軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理;用DPS 9.05軟件進(jìn)行方差分析,對(duì)有顯著(P<0.05)差異的,采用Duncan法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)菜用大豆部分農(nóng)藝性狀的影響

總的來看,遮陰處理下,某些菜用大豆品種的株高、結(jié)莢高度、分枝高度較CK顯著增高(表1),且V處理下上述指標(biāo)的增幅比R處理要大;但各品種的主莖節(jié)數(shù)在不同處理下均無顯著差異。總體上,與CK相比,遮陰處理下開鮮3號(hào)的株高、分枝高度、結(jié)莢高度增幅最小。從絕對(duì)數(shù)值來看,V處理下,開鮮3號(hào)的株高、分枝高度、結(jié)莢高度分別比CK增加6.90、0.42、0.55 cm;R處理下,分別增高3.50、0.27、0.16 cm。

表1 不同處理對(duì)各品種菜用大豆農(nóng)藝性狀的影響Table 1 Effects of different treatments on agronomic characters of vegetable soybean variaties

2.2 不同處理對(duì)菜用大豆產(chǎn)量性狀的影響

總的來看,遮陰處理下,某些菜用大豆品種的單株莢數(shù)、單株鮮莢重、有效莢數(shù)、單株粒數(shù)、百粒鮮重和小區(qū)鮮莢重均會(huì)顯著降低(表2),且V處理下的降幅要大于R處理。與CK相比:在遮陰處理下,翠綠玉的單株莢數(shù)降幅最小,R和V處理下分別下降9.52%和23.80%;淮鮮17-08的單株莢鮮重降幅最小,R和V處理下分別下降3.50%和3.94%;綠寶石的有效莢數(shù)和單株粒數(shù)降幅最小,R和V處理下有效莢數(shù)分別降低14.28%和13.27%,單株粒數(shù)分別降低19.26%和17.53%;翠綠玉的小區(qū)鮮莢重降幅較小,R和V處理下分別降低16.35%和34.25%。與CK相比,V處理下各菜用大豆品種的百粒鮮重均顯著降低,但R處理下并無顯著差異。

表2 不同處理對(duì)各品種菜用大豆產(chǎn)量性狀的影響Table 2 Effect of different treatments on yield traits of vegetable soybean varieties

2.3 不同處理對(duì)菜用大豆根系氮代謝的影響

表3 不同處理對(duì)各品種菜用大豆根系氮代謝的影響Table 3 Effects of different treatments on root nitrogen metabolism of vegetable soybean varieties

遮陰處理會(huì)顯著降低某些菜用大豆品種根系的NR活性,R處理下的降幅整體小于V處理。遮陰處理下,與CK相比,日本青根系的NR活性降幅最小,R和V處理下分別降低了8.52%和8.45%,綠寶石的降幅最大,在V和R處理下分別降低了67.20%和54.47%。

2.4 各菜用大豆品種耐陰性的綜合評(píng)價(jià)

表4 各菜用大豆品種的綜合隸屬函數(shù)值Table 4 Comprehensive membership function values of ten vegetable soybean varieties

3 討論

3.1 遮陰對(duì)大豆農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量性狀的影響

3.2 不同時(shí)期遮陰對(duì)大豆生長(zhǎng)的影響

間作和套作下,大豆被遮陰的生育時(shí)期不同,其對(duì)大豆生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量的影響也不一樣。前人研究表明,前期遮陰對(duì)大豆生長(zhǎng)發(fā)育的影響較大。王一等[5]研究表明,出苗至始花期和出苗至盛花期遮陰的主莖長(zhǎng)/莖粗比值增幅顯著大于始花期至完熟期和盛花期至完熟期遮陰,第一節(jié)間長(zhǎng)度、主莖節(jié)數(shù)等主莖形態(tài)性狀受前期遮陰的影響程度顯著大于后期遮陰,后期遮陰對(duì)分枝數(shù)量的影響更大。黃其椿等[14]研究表明,大豆三葉期前開始遮陰較初花期后開始遮陰對(duì)大豆單株莢數(shù)、粒數(shù)、產(chǎn)量等的影響更大。本研究表明,遮陰處理下,菜用大豆的單株莢數(shù)、單株鮮莢重、有效莢數(shù)、單株粒數(shù)、百粒鮮重和小區(qū)鮮莢重均會(huì)有不同程度的下降,其中,于初花期進(jìn)行遮陰處理的降幅要小于在四葉期進(jìn)行遮陰處理的,說明前期遮陰對(duì)菜用大豆生長(zhǎng)的影響較大,推測(cè)可能是因?yàn)槠洳焕诠夂袭a(chǎn)物的積累,從而最終影響產(chǎn)量。

3.3 大豆耐陰性評(píng)價(jià)

總的來看,于四葉期或初花期進(jìn)行50%遮陰對(duì)菜用大豆的生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量和氮代謝均有顯著影響,具體表現(xiàn)為株高、結(jié)莢高度、分枝高度和根系硝態(tài)氮含量增高,但產(chǎn)量和根系硝酸還原酶活力降低。在供試的10個(gè)菜用大豆品種中,淮鮮17-08、開鮮3號(hào)、淮鮮豆5號(hào)、翠綠玉等4個(gè)菜用品種的耐陰性較強(qiáng),適宜與高稈作物間套作栽培。