田间配置对间作大豆叶片光合功能、物质积累分配及产量形成的影响研究

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在玉米大豆间作中,寻找合理的田间配置方式,对提高大豆产量,进一步发挥间作优势具有重要意义。本试验在玉米大豆间作种植模式下,研究了不同带宽(A1:2.0 m、A2:2.2 m、A3:2.4 m)和大豆种植密度(B1:90000株/hm~2、B2:112500株/hm~2、B3:135000株/hm~2、B4:157500株/hm~2)对大豆的光环境、物质积累分配及产量形成的影响;在此基础上,以大豆单作(SS)为对照,研究了不同种植密度(D6.75:67500株/hm~2、D9.00:90000株/hm~2、D11.25:112500株/hm~2、D13.50:135000株/hm~2)对间作大豆(MS)叶片光合功能、物质积累分配及产量形成的影响。主要结果如下:1.带宽扩大能够显著增加大豆冠层透光率,在不同密度下,冠层透光率呈先增后减的趋势。与单作相比(SS),间作大豆(MS)受到玉米遮阴影响,冠层和中部透光率明显降低(单作冠层透光率为100%),V5、R2期,SS的中部透光率是MS的2.09、5.83倍,说明间作大豆后期中下部遭受到的荫蔽更加严重。2.与SS相比,MS的叶片结构和光合功能会发生改变,表现为LAI减小,光合作用的时间延长但光合功能降低,且密度越高,变化越大。不同时期MS的功能叶片抗氧化酶活性均高于SS,MDA含量则较低。说明玉米大豆间作时,大豆叶片衰老得到有效延缓,叶片光合作用时间延长,成熟期延长。这是叶片衰老异常的一种表现,以持绿为表型,持绿会引起植株贪青晚熟,不利于产量的增加。且随着种植密度增加,持绿程度加深,3.带宽扩大有利于大豆干物质的积累及花前营养器官向荚果的转移,密度增加不利于间作大豆干物质积累及花前干物质向荚果的转移,荚果分配比率也呈降低趋势。与SS相比,MS的单株和群体干物质积累量减小,花前干物质向荚果的转移量、转移率和贡献率降低了26.7%、6.0%、10.9%。4.带宽扩大有利于改善大豆籽粒灌浆,A3的籽粒灌浆平均速率(Vmean)和百粒重较A1和A2提高了1.4%、0.8%和0.3%、0.5%。随种植密度增加,间作大豆的最大籽粒灌浆速率(Rmax)、籽粒灌浆速率最大时间生长量(Wmax)和Vmean均有降低的趋势,百粒重均减小。说明种植密度增加不利于籽粒发育。MS的最大籽粒灌浆速率时间(Tmax)、Vmean、Wmax均高于SS,最后形成的粒重高于SS。5.玉米-大豆间作模式下,带宽扩大有利于大豆产量的增加。在间作带宽为A3(2.4 m)时,大豆百粒重、单株粒数、有效株数均显著增加,A3的产量较A1(2.0 m)、A2(2.2 m)的显著提高了15.9%、28.3%。随密度增加,大豆产量呈降低趋势,B3(135000株/hm~2)和B4(157500株/hm~2)的大豆产量较B1(90000株/hm~2)显著降低了10.8%、17.9%。在各处理中,大豆产量的峰值为A3B1,系统产量的峰值出现在A1B2,各带宽下的系统产量没有显著差异。与SS相比,MS的单株粒数、有效株数、单株产量和群体产量显著降低了24.5%、15.2%、21.1%和33.1%。种植密度增加不利于间作大豆产量的形成,MS的单株粒数随密度增加显著降低,有效株数均在57000-82500株/hm~2的范围内变化,播种密度越大有效株数损失率越高。间作大豆在低密:67500株/hm~2(MS6.75)和90000株/hm~2(MS9.00)时,产量构成因子较优,大豆产量较高,同时也能获得较高的间作系统产量。6.在玉米大豆间作体系下,扩大带宽能够显著增加大豆产量,并且对玉米、大豆系统产量影响不显著,在当前响应机械化耕作的背景下,扩大间作带宽至2.4 m是一种值得推荐的配置模式。在不同大豆种植密度下,间作的LER均大于1,说明玉米大豆间作具有一定的优势。说明在四川地区,间作大豆密度不宜过高,在带宽为2.4 m时,可选择大豆播种密度为67500-90000株/hm~2的田间配置方式。
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