全 文 ：马铃薯 ／大豆套作对 ３个大豆品种
光合指标和产量的影响∗
陈光荣１，２　 杨文钰１∗∗　 张国宏２　 王立明２　 杨如萍２　 雍太文１　 刘卫国１
（ １四川农业大学农学院 ／农业部西南作物生理生态与耕作重点实验室， 成都 ６１１１３０； ２甘肃省农业科学院旱地农业研究所 ／农
业部西北作物抗旱栽培与耕作重点实验室， 兰州 ７３００７０）
摘　 要　 以大豆品种中黄 ３０（早熟）、冀豆 １７（中熟）和齐黄 ３４（晚熟）单作为对照，在大田条
件下，研究马铃薯 ／大豆套作模式中 ３个品种生育期叶面积指数的变化及干物质积累的特征，
分析套作马铃薯收获前后对大豆光合指标、产量及其构成因素的影响．结果表明： 生育前期阴
蔽导致套作大豆叶面积指数（ＬＡＩ）降低，干物质积累变缓，营养生长期相对延长，不同品种套
作大豆光合速率（Ｐｎ）、蒸腾速率（Ｔｒ）和气孔导度（ｇｓ）均低于单作．生育后期套作大豆生长加
快，尤其是马铃薯收获后晚熟品种增幅显著提高．此时，套作大豆受光条件得到较大改善，表
现出较强的补偿效应，ＬＡＩ、干物质积累、Ｐｎ和 ｇｓ相对于单作上升幅度加大，接近于单作大豆，
但不同品种补偿能力不同．与单作相比，套作模式下不同大豆品种的有效荚数、单株粒数及每
荚粒数均有所降低，其中早熟品种分别显著下降 ２２．０％、３６．０％、１７．６％，中熟品种下降 ５．１％、
１３．１％、８．９％，晚熟品种下降 ５．７％、７．６％、２．１％．套作模式下，中、晚熟大豆品种的产量较早熟
品种分别高 ９２．４％和 １６３．４％，总土地当量比（ＬＥＲ）分别达到 １．８１和 １．８４．表明中、晚熟大豆品
种与马铃薯组合套作优势更强，有利于马铃薯收获后大豆的补偿生长，促进套作大豆产量提
高，充分发挥了复合群体的产量优势．
关键词　 马铃薯； 大豆； 套作； 光合特性； 产量； 补偿效应
∗国家大豆现代产业技术体系建设专项（ＣＡＲＳ⁃０４⁃ＰＳ１９，ＣＡＲＳ⁃０４⁃ＣＥＳ１７）资助．
∗∗通讯作者． Ｅ⁃ｍａｉｌ： ｍｓｓｉｙａｎｇｗｙ＠ ｓｉｃａｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
２０１５⁃０２⁃０４收稿，２０１５⁃０９⁃１０接受．
文章编号　 １００１－９３３２（２０１５）１１－３３４５－０８　 中图分类号　 Ｓ３４４　 文献标识码　 Ａ
Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｐｏｔａｔｏ ／ ｓｏｙｂｅａｎ ｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇ ｏｎ ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ ｙｉｅｌｄ ｏｆ ｔｈｒｅｅ
ｓｏｙｂｅａｎ ｖａｒｉｅｔｉｅｓ． ＣＨＥＮ Ｇｕａｎｇ⁃ｒｏｎｇ１，２， ＹＡＮＧ Ｗｅｎ⁃ｙｕ１， ＺＨＡＮＧ Ｇｕｏ⁃ｈｏｎｇ２， ＷＡＮＧ Ｌｉ⁃ｍｉｎｇ２，
ＹＡＮＧ Ｒｕ⁃ｐｉｎｇ２， ＹＯＮＧ Ｔａｉ⁃ｗｅｎ１， ＬＩＵ Ｗｅｉ⁃ｇｕｏ１ （ １Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ， Ｓｉｃｈｕａｎ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ
Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ／ Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｃｒｏｐ Ｅｃｏｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｆａｒｍｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ
Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ Ｃｈｉｎａ， Ｃｈｅｎｇｄｕ ６１１１３０， Ｃｈｉｎａ； ２Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｄｒｙｌａｎｄ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ， Ｇａｎｓｕ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ
Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ ／ Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔ Ｄｒｏｕｇｈｔ Ｃｒｏｐ Ｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎ，
Ｌａｎｚｈｏｕ ７３００７０， Ｃｈｉｎａ） ． ⁃Ｃｈｉｎ． Ｊ． Ａｐｐｌ． Ｅｃｏｌ．， ２０１５， ２６（１１）： ３３４５－３３５２．
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｐｏｔａｔｏ ／ ｓｏｙｂｅａｎ ｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇ ｔｒｉａｌｓ ｕｓｉｎｇ ｔｈｒｅｅ ｓｏｙｂｅａｎ ｖａｒｉｅｔｉｅｓ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ Ｚｈｏｎｇ⁃
ｈｕａｎｇ ３０ （ｅａｒｌｙ⁃ｍａｔｕｒｉｎｇ ｖａｒｉｅｔｙ）， Ｊｉｄｏｕ １７ （ｍｉｄ ｍａｔｕｒｉｎｇ ｖａｒｉｅｔｙ） ａｎｄ Ｑｉｈｕａｎｇ ３４ （ ｌａｔｅ ｍａｔｕ⁃
ｒｉｎｇ ｖａｒｉｅｔｙ） ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｓｏｌｅ ｃｒｏｐｐｉｎｇ ｐｏｔａｔｏ ａｓ ｃｏｎｔｒｏ１ ｗｅｒｅ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ｔｏ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ ｔｈｅ ｄｙｎａｍｉｃ
ｃｈａｎｇｅｓ ｏｆ ｌｅａｆ ａｒｅａ ｉｎｄｅｘ （ＬＡＩ） ｏｆ ｓｏｙｂｅａｎ， ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｄｒｙ ｍａｔｔｅｒ， ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅ⁃
ｒｉｓｔｉｃｓ， ｙｉｅｌｄ ａｎｄ ｙｉｅｌｄ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ＬＡＩ， ｄｒｙ ｍａｔｔｅｒ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ， ｎｅｔ
ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ （Ｐｎ）， ｔｒａｎｓｐｉｒａｔｉｏｎ ｒａｔｅ （Ｔｒ） ａｎｄ ｓｔｏｍａｔａｌ ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ （ｇｓ） ｏｆ ｓｏｙｂｅａｎ ｉｎ ａｌｌ ｉｎｔｅｒ⁃
ｃｒｏｐｐｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍｓ ｗｅｒｅ ｌｏｗｅｒ ｔｈａｎ ｉｎ ｍｏｎｏｃｕｌｔｕｒｅ ｂｅｃａｕｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｉｎｔｅｎｓｉｆｉｅｄ ｌｏｗｅｒ ｌｉｇｈｔ
ｄｕｒｉｎｇ ｅａｒｌｉｅｒ ｇｒｏｗｉｎｇ ｓｔａｇｅ， ａｎｄ ｔｈｅ ｄｕｒａｔｉｏｎ ｆｒｏｍ ｐｌａｎｔｉｎｇ ｔｏ ｆｌｏｗｅｒｉｎｇ ｗａｓ ｅｘｔｅｎｄｅｄ． Ｗｈｅｎ ｔｈｅ
ｐｏｔａｔｏ ｗａｓ ｈａｒｖｅｓｔｅｄ， ｔｈｅ ＬＡＩ， ｄｒｙ ｍａｔｔｅｒ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ， Ｐｎ， Ｔｒ ａｎｄ ｇｓ ｏｆ ｓｏｙｂｅａｎ ｉｎ ａｌｌ ｉｎｔｅｒｃｒｏｐ⁃
ｐｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ， ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ｆｏｒ ｍｉｄ⁃ｍａｔｕｒｉｎｇ ａｎｄ ｌａｔｅ⁃ｍａｔｕｒｉｎｇ ｖａｒｉｅｔｉｅｓ， ｗｈｉｃｈ ｂｅｃａｍｅ
ｍｕｃｈ ｃｌｏｓｅｒ ｔｏ ｔｈｏｓｅ ｉｎ ｔｈｅ ｍｏｎｏｃｕｌｔｕｒｅ． Ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｓｏｌｅ ｃｒｏｐｐｉｎｇ， ｔｈｅ ｐｏｄｓ ｐｅｒ ｐｌａｎｔ， ｓｅｅｄｓ
ｐｅｒ ｐｌａｎｔ ａｎｄ ｓｅｅｄｓ ｐｅｒ ｐｏｄ ｉｎ ｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｂｙ ２２．０％， ３６．０％ ａｎｄ
１７．６％ ｆｏｒ ｅａｒｌｙ⁃ｍａｔｕｒｉｎｇ ｓｏｙｂｅａｎ， ５． １％， １３． １％ ａｎｄ ８． ９％ ｆｏｒ ｍｉｄ⁃ｍａｔｕｒｉｎｇ ｓｏｙｂｅａｎ， ５． ７％，
应 用 生 态 学 报　 ２０１５年 １１月　 第 ２６卷　 第 １１期　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｅｃｏｌｏｇｙ， Ｎｏｖ． ２０１５， ２６（１１）： ３３４５－３３５２
７．６％ ａｎｄ ２．１％ ｆｏｒ ｌａｔｅ⁃ｍａｔｕｒｉｎｇ ｓｏｙｂｅａｎ， ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ． Ｔｈｅ ｙｉｅｌｄｓ ｏｆ ｍｉｄ⁃ｍａｔｕｒｉｎｇ ａｎｄ ｌａｔｅ⁃ｍａｔｕ⁃
ｒｉｎｇ ｖａｒｉｅｔｉｅｓ ｉｎ ｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍｓ ｗｅｒｅ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｏｆ ｔｈｅ ｅａｒｌｙ⁃ｍａｔｕｒｉｎｇ， ｗｈｉｃｈ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ
ｂｙ ９２．４％ ａｎｄ １６３．４％， ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｌａｎｄ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｒａｔｉｏ （ＬＥＲ） ｏｆ １．８１ ａｎｄ １．８４， ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ． Ｔｈｉｓ
ｓｕｇｇｅｓｔｅｄ ｔｈａｔ ｍｉｄ⁃ｍａｔｕｒｉｎｇ ａｎｄ ｌａｔｅ⁃ｍａｔｕｒｉｎｇ ｓｏｙｂｅａｎ ｖａｒｉｅｔｉｅｓ ｗｅｒｅ ｓｕｉｔａｂｌｅ ｆｏｒ ｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇ ｗｉｔｈ
ｔｈｅ ｐｏｔａｔｏ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ， ｄｒｙ ｍａｔｔｅｒ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｙｉｅｌｄ ｏｆ ｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇ
ｓｏｙｂｅａｎ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｐｏｔａｔｏ； ｓｏｙｂｅａｎ； ｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇ； ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ； ｙｉｅｌｄ； ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ
ｅｆｆｅｃｔ．
　 　 间套作具有悠久历史，是增加农田生态系统生
物多样性的重要措施，在我国传统农业和现代农业
中占有举足轻重的地位．间套作能高效利用光温水
热和养分资源，充分发挥作物间的竞争和互惠作用，
增强植物的抗逆性，具有明显的增产增效作用［１－２］ ．
随着人口的增加和耕地面积的减少，间套作在我国
乃至世界范围内的农业生产中愈来愈受到广泛的应
用和重视．
作物产量形成是光能高效利用的过程，在影响
作物生产力的诸多因子中，光作为光合作用的唯一
能量来源左右着其他资源的利用状况［３－５］ ．间套作复
合群体由于涉及作物增多，组分及复合群体光合指
标都发生了相应的改变，相关的生理生态特征与单
作相比也存在一定的差异．有研究表明，在间套作模
式下，作物叶面积指数、比叶重、叶绿素 ａ ／ ｂ 值降
低［６ ７］，叶绿素含量增加［８－９］；但也有相反的报道［１０］，
光合速率、蒸腾速率和气孔导度降低，胞间 ＣＯ２浓度
和水分利用效率提高［６－１３］ ．大豆为喜光作物，整个生
育期对光照的反应都很敏感［１３］，大豆光合产物的积
累量占总干物质的 ９１．３％［１４］ ．崔亮等［１５］研究认为，
光照不足，套作大豆光合指标下降，干物质积累减
少，单株荚数、单株粒数、单株粒重较单作显著下降．
王竹等［１６］和宋艳霞等［１７］通过调控栽培措施，研究
不同品种大豆复合群体结构对大豆光合特性的影
响，初步揭示弱势作物对光能高效利用的机理．近年
来，西北地区马铃薯套作大豆种植模式逐渐被应用，
该栽培模式既是增加大豆种植面积、提高大豆产量
水平的重要技术措施，又是提高复种指数、增加粮食
总产的关键举措．大豆与玉米等高秆作物间作过程
中，大豆苗期受到玉米阴蔽胁迫而导致产量严重下
降［１６］，而在薯 ／豆套作模式下，大豆苗期受矮秆马铃
薯阴蔽不严重，在早熟马铃薯收获后，套作大豆表现
出补偿生长，但不同大豆品种生育特性不同．因此，
本文利用不同熟期的大豆品种与马铃薯组合套作，
研究马铃薯收获前后，套作大豆光合特性及干物质
积累的变化特点，以期寻求复合群体产量效应好的
大豆品种，为生产上的推广和应用提供科学依据．
１　 材料与方法
１􀆰 １　 试验材料
马铃薯（Ｓｏｌａｎｕｍ ｔｕｂｅｒｓｕｍ）品种选用黑龙江省
马铃薯研究所选育的克新 ４ 号，大豆（Ｇｌｙｃｉｎｅ ｍａｘ）
品种选用中国农业科学院作物研究所选育的中黄
３０、河北省农林科学院粮油作物研究所育成的冀豆
１７和山东省农业科学院作物研究所选育的齐黄 ３４．
马铃薯和大豆品种特性见表 １．
１􀆰 ２　 试验地概况
试验于 ２０１２年在甘肃省会宁县郭城镇（３５°３７′ Ｎ，
１０５°１３′ Ｅ）进行，海拔 １６３０ ｍ， 年平均气温６．７ ℃，
年均降雨量 ２６３．１ ｍｍ，≥１０ ℃有效积温３２４４ ℃ ．试
验地前作为玉米，肥力相对均匀，基础肥力为：有机
质 １１． １７ ｇ·ｋｇ－１、全氮 １． ４３ ｇ·ｋｇ－１、全磷 １􀆰 ７９
ｇ·ｋｇ－１、全钾 １２．４７ ｇ·ｋｇ－１、碱解氮 ８９􀆰 ５ ｍｇ·ｋｇ－１、
有效磷 １５．７９ ｍｇ·ｋｇ－１、速效钾 １７９􀆰 ２４ ｍｇ·ｋｇ－１，
ｐＨ ８．０１．
１􀆰 ３　 试验设计
试验设 ６ 个处理：１）中黄 ３０ 套作（ ＩＰＺ），采用
早熟马铃薯 ／大豆套作，带宽 １５０ ｃｍ，其中马铃薯幅
宽 １００ ｃｍ，起垄覆膜种植 ２ 行马铃薯，大豆幅宽
５０ ｃｍ，平地种植 ２行；２）冀豆 １７套作（ＩＰＪ），种植方
式同处理 １；３）齐黄 ３４套作（ＩＰＱ），种植方式同处理
１；４）中黄 ３０单作（ＳＰＺ），采用大豆单作，平地种植；
５ ）冀豆１７单作（ ＳＰＪ） ，种植方式同处理４；６）齐黄
表 １　 供试马铃薯和大豆品种的特性
Ｔａｂｌｅ １　 Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｐｏｔａｔｏ ａｎｄ ｓｏｙｂｅａｎ ｖａｒｉｅｔｉｅｓ
作物
Ｃｒｏｐ
品种
Ｃｕｌｔｉｖａｒ
熟期
Ｍａｔｕｒｉｔｙ
株型
Ｐｌａｎｔ ｔｙｐｅ
株高
Ｐｌａｎｔ ｈｅｉｇｈｔ
（ｃｍ）
马铃薯 Ｐｏｔａｔｏ 克新 ４号 Ｋｅｘｉｎ ４ 早熟 直立型 ６０～６５
大豆 Ｓｏｙｂｅａｎ 中黄 ３０ Ｚｈｏｎｇｈｕａｎｇ ３０ 早熟 收敛型 ６５～７５
冀豆 １７ Ｊｉｄｏｕ １７ 中熟 收敛型 ８５～９５
齐黄 ３４ Ｑｉｈｕａｎｇ ３４ 晚熟 半开张 ７５～８５
６４３３ 应　 用　 生　 态　 学　 报　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ２６卷
图 １　 马铃薯、大豆单作及套作田间布置
Ｆｉｇ．１　 Ｐａｔｔｅｒｎｓ ｉｎ ｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇ ａｎｄ ｓｏｌｅ ｃｒｏｐｐｉｎｇ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｐｌｏｔｓ．
３４单作（ ＳＰＱ），种植方式同处理 ４．另设马铃薯单
作，带幅 １５０ ｃｍ，马铃薯幅宽 １００ ｃｍ，起垄覆膜种植
２行马铃薯，大豆带不种作物．所有小区采用南北行
向种植，小区面积 ６ ｍ×９ ｍ．３ 月 ２０ 日种植马铃薯，
马铃薯套作及单作密度均为 ４７６２ 穴·ｈｍ－２，行距
４５ ｃｍ，穴距 ３３ ｃｍ．４月 １８日种植大豆，大豆套作及
单作密度均为 １５００００ 株·ｈｍ－２，行距均为４０ ｃｍ，株
距分别为 ９． ０、１７． ０ ｃｍ．马铃薯带与大豆带间距为
３２􀆰 ５ ｃｍ．各处理 ３次重复，随机区组设计，肥水及大
田管理同当地生产．马铃薯、大豆套作和单作田间种
植示意图见图 １．
１􀆰 ４　 测定项目与方法
１􀆰 ４􀆰 １叶面积指数（ＬＡＩ）　 在大豆出苗后每 ２０ ｄ 选
取长势均匀的植株 ５ 株，用打孔法测量叶面积，并
采用如下公式计算叶面积指数（ＬＡＩ）：
ＬＡＩ＝Ａｌ ／ Ａｓ
式中：Ａｌ为测点内植株的总叶面积；Ａｓ 为测点所占
土地面积．
１􀆰 ４􀆰 ２光合参数　 采用美国 ＬＩ⁃ＣＯＲ 公司生产的 Ｌｉ⁃
６４００便携式光合测定系统分别于大豆出苗后 ２０、
６０、１００ ｄ测定，时间为 ９：３０—１１：３０．每个小区选 ５
株有代表性植株测定其上层叶片光合速率（Ｐｎ）、蒸
腾速率（Ｔｒ）、气孔导度（ｇｓ）．
水分利用效率（ＷＵＥ）＝ Ｐｎ ／ Ｔｒ
１􀆰 ４􀆰 ３干物质　 自出苗后 ２０ ｄ 开始取样，生育期间
每 ２０ ｄ取一次样，每处理取具有代表性植株 ５ 株，
在 １０５ ℃下杀青，８５ ℃下烘干称量，３次重复．
１􀆰 ４􀆰 ４套作优势的确定方法
ＬＥＲ＝ＬＥＲｓｐｏｔ＋ＬＥＲｓｓｏｙ，ＬＥＲｓ＝ＹＰ ／ ＹＭ
式中：ＬＥＲ 为总土地当量比（ ｌａｎｄ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｒａｔｉｏ，
ＬＥＲ）；ＬＥＲｓｐｏｔ、ＬＥＲｓｓｏｙ分别为马铃薯和大豆的相对
土地当量比；ＹＰ 为套作作物产量；ＹＭ 为单作作物
产量．套作大豆和套作马铃薯产量均按每个小区的
实际收获量除以小区总面积计算．ＬＥＲ＞１，表明套作
具有优势；ＬＥＲ＜１，表明套作具有劣势．
１􀆰 ５　 数据处理
采用 ＳＰＳＳ １９．０软件进行差异显著性分析（α ＝
０．０５）．采用 Ｅｘｃｅｌ ２００３软件作图．图表中数据为平均
值±标准差．
２　 结果与分析
２􀆰 １　 大豆生育期结构
套作大豆相对于单作开花期延迟 １ 周左右，但
对于全生育期影响不大，表明套作大豆营养生长期
延长而生殖生长期相对缩短（表 ２）．３个大豆品种全
生育期不同，齐黄 ３４ 的最长，为 １６５ ｄ，开花期和收
获期最迟；其次是冀豆 １７，生育期是 １４５ ｄ，开花期
和收获期居中；中黄 ３０ 的生育期最短，为 １３３ ｄ，开
花和收获期最早．马铃薯与大豆的共生期在不同大
豆品种间无显著差异，但从马铃薯与大豆生殖生长
共生期分析，各品种间差异显著，齐黄 ３４ 最短，为
１２ ｄ，其次是冀豆 １７，为 ３６ ｄ，中黄 ３０最长，为 ４２ ｄ．
２􀆰 ２　 不同大豆品种的叶面积指数（ＬＡＩ）的变化
由表 ３ 可知，在不同群体条件下随着叶片长出
和营养体增大，叶面积指数逐渐增大，不同熟期大豆
品种均在结荚期达到高峰，之后开始下降．在大豆出
苗后 ０ ～ ８０ ｄ，中、早熟大豆品种 ＬＡＩ 显著高于晚熟
大豆，单作大豆 ＬＡＩ高于套作大豆，随生育期的推进
降幅逐渐下降．具体表现为：出苗后 ２０ ｄ，ＩＰＱ 叶面
积指数相对于 ＩＰＺ和 ＩＰＪ分别降低 １６．８％和 １９．２％，
ＳＰＱ叶面积指数相对于 ＳＰＺ和 ＳＰＪ分别降低 １５．７％
和 １５．２％；出苗后 ４０ ｄ，ＩＰＱ 叶面积指数相对于 ＩＰＺ
和 ＩＰＪ分别降低 ６．８％和 １１．１％，ＳＰＱ 叶面积指数相
对于ＳＰＺ和ＳＰＪ分别降低６ ． ０％和１２ ． ９％ ；出苗后
７４３３１１期　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 陈光荣等： 马铃薯 ／大豆套作对 ３个大豆品种光合指标和产量的影响　 　 　 　 　
表 ２　 单作及套作大豆生育期
Ｔａｂｌｅ ２　 Ｇｒｏｗｔｈ ｓｔａｇｅｓ ｏｆ ｓｏｌｅ ａｎｄ ｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇ ｓｏｙｂｅａｎ
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
播期
Ｓｏｗｉｎｇ
出苗
Ｓｅｅｄｌｉｎｇ
始花
Ｆｌｏｗｅｒｉｎｇ
成熟期
Ｍａｔｕｒｉｔｙ
大豆与马
铃薯共生天数
Ｄａｙｓ ｏｆ
ｇｒｏｗｉｎｇ ｔｏｇｅｔｈｅｒ
大豆与马铃薯
生殖生长的天数
Ｄａｙｓ ｏｆ ｒｅｐｒｏｄｕｃｔｉｖｅ
ｇｒｏｗｉｎｇ ｔｏｇｅｔｈｅｒ
ＩＰＺ ４．１８ ５．０５ ６．２１ ９．１５ ８９±３ａ ４２±３ａ
ＩＰＪ ４．１８ ５．０３ ６．２７ ９．２７ ９１±２ａ ３６±２ｂ
ＩＰＱ ４．１８ ５．０７ ７．２１ １０．１６ ８７±２ａ １２±２ｃ
ＳＰＺ ４．１８ ５．０２ ６．１７ ９．１４
ＳＰＪ ４．１８ ５．０１ ６．２２ ９．２５
ＳＰＱ ４．１８ ５．０４ ７．１１ １０．１５
ＩＰＺ： 中黄 ３０套作 Ｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇ Ｚｈｏｎｇｈｕａｎｇ ３０； ＩＰＪ：冀豆 １７套作 Ｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇ Ｊｉｄｏｕ １７； ＩＰＱ：齐黄 ３４套作 Ｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇ Ｑｉｈｕａｎｇ ３４； ＳＰＺ：中黄
３０单作 Ｓｏｌｅ ｃｒｏｐｐｉｎｇ Ｚｈｏｎｇｈｕａｎｇ ３０； ＳＰＪ： 冀豆 １７单作 Ｓｏｌｅ ｃｒｏｐｐｉｎｇ Ｊｉｄｏｕ １７； ＳＰＱ： 齐黄 ３４单作 Ｓｏｌｅ ｃｒｏｐｐｉｎｇ Ｑｉｈｕａｎｇ ３４． 同列不同字母表示
处理间差异显著（Ｐ＜０．０５）Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｌｅｔｔｅｒｓ ｉｎ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｃｏｌｕｍｎ ｍｅａｎｔ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ａｔ ０．０５ ｌｅｖｅｌ． 下同 Ｔｈｅ ｓａｍｅ ｂｅｌｏｗ．
６０ ｄ，ＩＰＱ叶面积指数相对于 ＩＰＺ 和 ＩＰＪ 分别降低
１􀆰 １％和 ９．４％，ＳＰＱ 叶面积指数相对于 ＳＰＺ 和 ＳＰＪ
分别降低 ８．０％和 ４．３％；出苗后 ８０ ｄ，ＩＰＱ 叶面积指
数相对于 ＩＰＺ和 ＩＰＪ分别降低 ２．５％和 ９．０％，ＳＰＱ叶
面积指数相对于 ＳＰＺ 和 ＳＰＪ 分别降低 １． ５％和
４􀆰 ０％．在大豆出苗 １００ ｄ 后（套作马铃薯已收获），
晚熟大豆 ＬＡＩ高于早熟和中熟大豆品种，具体表现
为：出苗后 １００ ｄ，ＩＰＱ叶面积指数相对于 ＩＰＺ和 ＩＰＪ
分别上升 ９． ８％和 ３． ４％；出苗后 １２０ ｄ 显著上升
４３􀆰 ６％和 １５􀆰 ７％；出苗后 １４０ ｄ 显著上升 ３０３．８％和
７８．９％．以上结果表明，在马铃薯套作大豆模式下，
中、晚熟大豆品种在马铃薯收获后可保持较大的叶
面积指数，并持续较长的时间，尤其是晚熟品种．
２􀆰 ３　 生育期大豆干物质积累的变化
在马铃薯套作大豆群体中，随着生育期的推进，
套作大豆与单作大豆干物质积累特点明显不同（图
２）：首先，单作大豆在出苗后 ６０ ｄ 内干物质积累最
快，而同期套作大豆生长缓慢，平均为单作大豆的
４４．３％；其次，在大豆生长后期，特别是 ８ 月马铃薯
收获后，单作大豆干物质积累相对变缓，而套作大豆
此时生长加快，干物质积累进程加快，最终干物质接
近单作大豆．在大豆出苗后 ６０ ｄ 内，单作大豆及套
作大豆干物质积累进程在不同品种间差异不显著，
表 ３　 单作及套作大豆的叶面积指数
Ｔａｂｌｅ ３　 Ｌｅａｆ ａｒｅａ ｉｎｄｅｘ （ＬＡＩ ） ｏｆ ｓｏｌｅ ａｎｄ ｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇ
ｓｏｙｂｅａｎ
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
出苗后天数 Ｄａｙｓ ａｆｔｅｒ ｓｅｅｄｌｉｎｇ
２０ ４０ ６０ ８０ １００ １２０ １４０
ＩＰＺ ０．８６ａｂ ２．１０ｂｃ ３．７６ｃ ５．１６ｃｄ ５．０６ｄ ３．６４ｅ １．１６ｄ
ＩＰＪ ０．８９ａ ２．２０ｂ ４．１０ｂ ５．５３ａｂ ５．３７ｂｃ ４．５２ｃ ２．６１ｂ
ＩＰＱ ０．７２ｃ １．９５ｃ ３．７２ｃ ５．０３ｄ ５．５５ａｂ ５．２２ｂ ４．６７ａ
ＳＰＺ ０．８７ａ ２．２７ａｂ ４．４０ａ ５．２４ｃｄ ４．８９ｄ ３．２５ｆ ０．８７ｅ
ＳＰＪ ０．８７ａ ２．４５ａ ４．２３ａｂ ５．５４ａ ５．２８ｃ ４．０６ｄ ２．２８ｃ
ＳＰＱ ０．７３ｂｃ ２．１３ｂｃ ４．０５ｂ ５．３１ｂｃ ５．６４ａ ５．５２ａ ４．４４ａ
随着生育期的推进，各品种表现出不同的变化特点；
出苗后 ８０ ～ １００ ｄ，单作大豆干物质积累表现 ＳＰＱ
（晚熟）＞ＳＰＺ（早熟） ＞ＳＰＪ（中熟），ＳＰＱ 与 ＳＰＪ、ＳＰＺ
差异达到显著水平，而 ＳＰＪ 与 ＳＰＺ 差异不显著，套
作大豆干物质积累表现为 ＩＰＱ（晚熟） ＞ＩＰＪ（中熟） ＞
ＩＰＺ（早熟），同样，ＳＰＱ与 ＳＰＪ、ＳＰＺ差异达到显著水
平，而 ＳＰＪ与 ＳＰＺ差异不显著；出苗后 １２０ ｄ，晚熟品
种及中熟品种套作大豆干物质积累进程加快，尤其
是晚熟品种．单作大豆与套作大豆干物质积累品种
间差异均达到显著水平，晚熟品种最高，早熟品种最
低；出苗后 １４０ ｄ，晚熟品种及中熟品种套作大豆干
物质最终接近于单作大豆，差异不显著，但早熟品种
套作与单作大豆干物质差异显著．
２􀆰 ４　 套作对不同品种大豆叶片光合参数和水分利
用效率的影响
２􀆰 ４􀆰 １光合速率（Ｐｎ） 　 由图 ３ 可知，随生育进程的
推进，单作大豆及套作大豆光合速率（Ｐｎ）均呈现上
升趋势，在大豆出苗后 ２０ ｄ，单作大豆 Ｐｎ显著高于
套作，表明套作对大豆苗期产生了不利的影响，这主
要由马铃薯对套作大豆的遮蔽作用造成的； ＩＰＺ、
ＩＰＪ、 ＩＰＱ 出苗后 ６０ ｄ 较出苗后 ２０ ｄ 分别上升
４０􀆰 ９％、７５． ６％、 ８１． ０％， ＳＰＺ、 ＳＰＪ、 ＳＰＱ 分别上升
３２􀆰 １％、４４．８％、７３．０％，套作大豆较单作大豆 Ｐｎ上升
速度加快；ＩＰＺ、ＩＰＪ、ＩＰＱ出苗后 １００ ｄ较出苗后 ４０ ｄ
分别上升 ２７．８％、３１．１％、４２．１％，ＳＰＺ、ＳＰＪ、ＳＰＱ分别
上升 １９．２％、１１．８％、９．６％，同样，套作大豆较单作大
豆 Ｐｎ上升速率快，表明套作大豆在马铃薯生育后
期，尤其是马铃薯收获后，光合速率补偿效应显著．
不同熟期大豆品种在各生育时期 Ｐｎ表现不同，
在出苗后 ２０ ｄ，单作及套作 Ｐｎ表现为早熟＞晚熟＞中
熟，早、中、晚熟品种间差异不显著；出苗后 ６０ ｄ，单
作及套作Ｐｎ表现为晚熟＞中熟＞早熟，单作大豆早、
８４３３ 应　 用　 生　 态　 学　 报　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ２６卷
图 ２　 单作及套作大豆干物质积累
Ｆｉｇ．２　 Ｄｒｙ ｍａｔｔｅｒ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｏｌｅ ａｎｄ ｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇ ｓｏｙｂｅａｎ．
ＩＰＺ： 中黄 ３０套作 Ｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇ Ｚｈｏｎｇｈｕａｎｇ ３０； ＩＰＪ：冀豆 １７套作 Ｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇ Ｊｉｄｏｕ １７； ＩＰＱ：齐黄 ３４套作 Ｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇ Ｑｉｈｕａｎｇ ３４； ＳＰＺ：中黄
３０单作 Ｓｏｌｅ ｃｒｏｐｐｉｎｇ Ｚｈｏｎｇｈｕａｎｇ ３０； ＳＰＪ： 冀豆 １７单作 Ｓｏｌｅ ｃｒｏｐｐｉｎｇ Ｊｉｄｏｕ １７； ＳＰＱ： 齐黄 ３４单作 Ｓｏｌｅ ｃｒｏｐｐｉｎｇ Ｑｉｈｕａｎｇ ３４． 不同字母表示处理
间差异显著（Ｐ＜０．０５）Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｌｅｔｔｅｒｓ ｍｅａｎｔ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ａｍｏｎｇ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ ａｔ ０．０５ ｌｅｖｅｌ． 下同 Ｔｈｅ ｓａｍｅ ｂｅｌｏｗ．
图 ３　 单作和套作对不同大豆品种光合速率、蒸腾速率、气孔导度和水分利用效率的影响
Ｆｉｇ．３　 Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｓｏｌｅ ａｎｄ ｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇ ｏｎ ｎｅｔ ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｒａｔｅ， ｔｒａｎｓｐｉｒａｔｉｏｎ ｒａｔｅ， ｓｔｏｍａｔａｌ ｃｏｎｄｕｃｔａｎｃｅ ａｎｄ ｗａｔｅｒ ｕｓｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ
ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｏｙｂｅａｎ ｖａｒｉｅｔｉｅｓ．
中、晚熟品种间差异达到显著水平，套作大豆中、晚
熟与早熟间差异显著，中、晚熟品种间差异不显著；
出苗后 １００ ｄ，单作大豆 Ｐｎ表现为 ＳＰＱ＞ＳＰＺ＞ＳＰＪ，
ＳＰＱ与 ＳＰＺ、ＳＰＪ 差异达到显著水平，ＳＰＺ 与 ＳＰＪ 差
异不显著，套作大豆 Ｐｎ表现为 ＩＰＱ＞ＩＰＪ＞ＩＰＺ，各品种
间差异达到显著水平，中、晚熟品种在单作及套作下
Ｐｎ差异不显著，而早熟品种在单作及套作下 Ｐｎ差异
显著，表明套作不同熟期大豆品种在马铃薯收获后
恢复作用不同，中、晚熟品种较早熟品种后期补偿效
果显著．
２􀆰 ４􀆰 ２蒸腾速率（Ｔｒ） 　 由图 ３ 可知，在大豆出苗后
２０、６０、１００ ｄ，单作大豆 Ｔｒ均高于套作大豆，表明在
马铃薯套作大豆共生期内，套作马铃薯对光热水肥
的竞争力强，套作大豆处于劣势地位．不同熟期大豆
品种在各生育时期 Ｔｒ表现不同，在出苗后 ２０ ｄ，单
作及套作 Ｔｒ表现为早熟＞中熟＞晚熟，早、中熟品种
与晚熟品种间差异显著，早、中熟品种间差异不显
著；在出苗后 ６０ ｄ，单作及套作 Ｔｒ均表现为晚熟＞中
熟＞早熟，但品种间差异不显著；出苗后 １００ ｄ，ＳＰＺ、
ＳＰＪ较出苗后 ６０ ｄ分别上升 ３．２％、４．１％，而 ＳＰＱ下
９４３３１１期　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 陈光荣等： 马铃薯 ／大豆套作对 ３个大豆品种光合指标和产量的影响　 　 　 　 　
降 ７．５％，ＩＰＺ、ＩＰＪ、ＩＰＱ 出苗后 １００ ｄ 较出苗后 ６０ ｄ
分别上升 ２７．５％、３０．１％、１４．３％，套作大豆相对于单
作大豆上升幅度大，这有利于促进套作大豆光合产
物、水分、养分等的运输和干物质的积累．
２􀆰 ４􀆰 ３气孔导度（ｇｓ） 　 由图 ３ 所示，不同熟期大豆
品种在不同生育时期变化趋势不同，早熟品种套作
及单作 ｇｓ呈现先增后减的趋势，中、晚熟品种套作
ｇｓ呈现增长趋势，而中、晚熟品种单作 ｇｓ呈现先增后
减的变化趋势．出苗后 ２０ ｄ，单作及套作 ｇｓ均表现为
早熟＞晚熟＞中熟，早熟品种单作和套作 ｇｓ差异显
著，中、晚熟品种单作和套作 ｇｓ差异不显著；出苗后
６０ ｄ，单作及套作 ｇｓ表现为晚熟＞早熟＞中熟，晚熟品
种单作和套作 ｇｓ差异达到显著水平，早、中熟品种
单作和套作 ｇｓ差异不显著；出苗后 １００ ｄ，单作 ｇｓ表
现为晚熟＞早熟＞中熟，晚熟与早、中熟品种间差异
达到显著水平，套作 ｇｓ表现为晚熟＞中熟＞早熟，晚
熟与早、中熟品种间差异达到显著水平，此时，不同
熟期大豆品种套作 ｇｓ接近单作，差异不显著．
２􀆰 ４􀆰 ４水分利用效率（ＷＵＥ） 　 如图 ３ 所示，单作及
套作大豆在各生育时期 ＷＵＥ 表现不同，随生育进
程的推进，不同熟期套作大豆 ＷＵＥ 呈现增长趋势，
不同熟期单作大豆ＷＵＥ呈现先减后增的趋势，出苗
后 ２０ ｄ，单作及套作大豆ＷＵＥ表现为晚熟＞中熟＞早
熟，但各品种间差异不显著，各品种在单作及套作下
ＷＵＥ变化不大；在生育后期套作 ＷＵＥ高于单作，出
苗后 ６０ ｄ，套作 ＷＵＥ 表现为 ＩＰＪ ＞ ＩＰＺ ＞ ＩＰＱ，单作
ＷＵＥ表现为 ＳＰＱ＞ＳＰＪ＞ＳＰＺ，品种间差异不显著；出
苗后 １００ ｄ，套作 ＷＵＥ 表现为 ＩＰＱ＞ＩＰＪ＞ＩＰＺ，中、晚
熟大豆品种较早熟品种 ＷＵＥ 分别提高 １６． ９％、
１２􀆰 ５％，单作 ＷＵＥ表现为 ＳＰＱ＞ＳＰＺ＞ＳＰＪ，品种间差
异不显著．
２􀆰 ５　 不同处理产量构成及土地当量
２􀆰 ５􀆰 １套作对不同大豆品种产量构成的影响　 由表
４ 可知，各大豆品种在单作及套作模式下出苗率无
显著差异，齐黄 ３４ 出苗率偏低，较中黄 ３０ 和冀豆
１７分别下降 ８．３％和 ８．５％，主要是由于出苗时地表
较旱，齐黄 ３４籽粒大，破土能力较差．套作模式下不
同大豆品种有效荚数、单株粒数及每荚粒数均低于
单作模式，单作和套作模式下早熟品种的有效荚数、
单株粒数及每荚粒数差异性达到显著水平，套作模
式较单作模式分别下降 ２２． ０％、３６． ０％、１７． ６％，而
中、晚熟品种的差异不显著，尤其是晚熟品种，套作
模式较单作模式仅仅下降了 ５．７％、７．６％、２．１％．各大
豆品种在单作及套作模式下百粒重无显著差异，但
不同品种间差异显著．套作及单作模式下单株粒重
均表现为 ＩＰＱ＞ＩＰＪ＞ＩＰＺ，且不同品种间差异性均达
到显著水平．
２􀆰 ５􀆰 ２套作对不同大豆品种土地当量比的影响　 由
表 ５可知，与单作相比，马铃薯套作大豆降低了大豆
籽粒产量，大豆早、中、晚熟品种籽粒产量分别降低
表 ４　 单作及套作下大豆产量构成
Ｔａｂｌｅ ４　 Ｙｉｅｌｄ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｏｆ ｓｏｙｂｅａｎ ｕｎｄｅｒ ｓｏｌｅ ｃｒｏｐｐｉｎｇ ａｎｄ ｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇ
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
出苗率
Ｅｍｅｒｇｅｎｃｅ ｒａｔｅ
（％）
有效荚数
Ｐｏｄｓ ｐｅｒ
ｐｌａｎｔ
单株粒数
Ｓｅｅｄｓ ｐｅｒ
ｐｌａｎｔ
每荚粒数
Ｓｅｅｄｓ ｐｅｒ
ｐｏｄ
单株籽粒产量
Ｙｉｅｌｄ ｐｅｒ ｐｌａｎｔ
（ｇ）
百粒重
１００⁃ｓｅｅｄ ｍａｓｓ
（ｇ）
ＩＰＺ ９２．６３ａ ３５．３６ｄ ５４．０９ｃ １．５３ｂ ９．７４ｅ １８．０３ｃ
ＩＰＪ ９３．４４ａ ４７．４４ｃ ８２．９０ｂ １．７４ａ １８．５７ｃｄ ２２．４４ｂ
ＩＰＱ ８５．４７ｂ ５７．４７ａｂ １０６．５２ａ １．８５ａ ２７．８４ｂ ２６．１４ａ
ＳＰＺ ９２．５３ａ ４５．５３ｃ ８４．３０ｂ １．８５ａ １６．１８ｄ １９．１９ｃ
ＳＰＪ ９２．０１ａ ５０．０１ｂｃ ９５．３９ｂ １．９１ａ ２１．９２ｃ ２３．０１ｂ
ＳＰＱ ８４．２５ｂ ６０．９２ａ １１５．３２ａ １．８９ａ ３１．８１ａ ２７．５９ａ
表 ５　 马铃薯 ／大豆对土地当量比的影响
Ｔａｂｌｅ ５　 Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｐｏｔａｔｏ ／ ｓｏｙｂｅａｎ ｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇ ｏｎ ｌａｎｄ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｒａｔｉｏｓ （ＬＥＲ）
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
产量 Ｙｉｅｌｄ （ｋｇ·ｈｍ－２）
马铃薯
Ｐｏｔａｔｏ
大豆
Ｓｏｙｂｅａｎ
土地当量比 ＬＥＲ
马铃薯
Ｐｏｔａｔｏ
大豆
Ｓｏｙｂｅａｎ
马铃薯＋大豆
Ｐｏｔａｔｏ＋Ｓｏｙｂｅａｎ
马铃薯单作 Ｓｏｌｅ ｐｏｔａｔｏ ４３８０６±１２８７ａ １．００ １．００
马铃薯 ／中黄 ３０ Ｐｏｔａｔｏ ／ Ｚｈｏｎｇｈｕａｎｇ ３０ ｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇ ４０３６１±１０１６ｂ １３５５±１１９ｄ ０．９２ ０．６０ １．５２
中黄 ３０单作 Ｓｏｌｅ Ｚｈｏｎｇｈｕａｎｇ ３０ ２２４７±９１ｃ １．００ １．００
马铃薯 ／冀豆 １７ Ｐｏｔａｔｏ ／ Ｊｉｄｏｕ １７ ｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇ ４１４１０±９９４ａｂ ２６０７±１２４ｂｃ ０．９５ ０．８６ １．８１
冀豆 １７单作 Ｓｏｌｅ Ｊｉｄｏｕ １７ ３０３１±１１３ｂ １．００ １．００
马铃薯 ／齐黄 ３４ Ｐｏｔａｔｏ ／ Ｑｉｈｕａｎｇ ３４ ｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇ ４１５１１±９３８ａｂ ３５７０±１２５ａ ０．９５ ０．８９ １．８４
齐黄 ３４单作 Ｓｏｌｅ Ｑｉｈｕａｎｇ ３４ ４０２０±１０８ａ １．００ １．００
０５３３ 应　 用　 生　 态　 学　 报　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ２６卷
表 ６　 光合指标与大豆产量形成的相关系数
Ｔａｂｌｅ ６　 Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ａｎｄ ｙｉｅｌｄ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｏｆ ｓｏｙｂｅａｎ
Ｐｎ Ｔｒ ｇｓ ＷＵＥ 干物质
Ｄｒｙ ｍａｔｔｅｒ
有效荚数
Ｐｏｄｓ ｐｅｒ
ｐｌａｎｔ
每荚粒数
Ｓｅｅｄｓ ｐｅｒ
ｐｏｄ
单株粒数
Ｓｅｅｄｓ ｐｅｒ
ｐｌａｎｔ
单株籽粒
产量
Ｙｉｅｌｄ
ｐｅｒ ｐｌａｎｔ
百粒重
１００⁃ｓｅｅｄ
ｍａｓｓ
Ｔｒ ０．８６３∗
ｇｓ ０．８３９∗ ０．５３４
ＷＵＥ －０．５３４ －０．８７９∗∗ －０．１６４
干物质 Ｄｒｙ ｍａｔｔｅｒ ０．９１３∗∗ ０．６１２ ０．９４９∗∗ －０．２２１
有效荚数 Ｐｏｄｓ ｐｅｒ ｐｌａｎｔ ０．７８７∗ ０．４２３ ０．８０２∗ ０．０４３ ０．９１６∗∗
每荚粒数 Ｓｅｅｄｓ ｐｅｒ ｐｏｄ ０．８１９∗ ０．７２２ ０．５２３ －０．４３３ ０．７５３ ０．８１４∗
单株粒数 Ｓｅｅｄｓ ｐｅｒ ｐｌａｎｔ ０．８３８∗ ０．５２１ ０．７７１∗ －０．０９２ ０．９１６∗∗ ０．９８５∗∗ ０．８８３∗∗
单株籽粒产量 Ｙｉｅｌｄ ｐｅｒ ｐｌａｎｔ ０．７９４∗ ０．４１３ ０．８３３∗ ０．０４１ ０．９２６∗∗ ０．９８６∗∗ ０．７６４∗ ０．９７６∗∗
百粒重 １００⁃ｓｅｅｄ ｍａｓｓ ０．６７４ ０．２４９ ０．７６２∗ ０．２１３ ０．８４７∗ ０．９５７∗∗ ０．６６３ ０．９１８∗∗ ０．９７７∗∗
产量 Ｙｉｅｌｄ ０．７９３∗ ０．４１７ ０．７８３∗ ０．０３３ ０．９０３∗∗ ０．９８５∗∗ ０．８０４∗ ０．９８５∗∗ ０．９９５∗∗ ０．９６５∗∗
∗Ｐ＜０．０５； ∗∗Ｐ＜０．０１．
３９．７％、１４．０％和 １１．２％，中、晚熟品种降幅低于早熟
品种，可见套作对早熟品种产量的影响大于中、晚熟
品种．马铃薯套作大豆的 ＬＥＲ＞１，表明马铃薯套作大
豆可提高土地复种指数，提高土地利用率，具有良好
的产出效果．中、晚熟大豆品种的套作产量较早熟品
种套作产量分别提高 ９２．４％和 １６３．４％， ＬＥＲ 分别
达到 １．８１和 １．８４，表明中、晚熟品种套作优势更强，
其优势主要来源于大豆（ＬＥＲ为 ０．８６和 ０．８９），原因
是中、晚熟大豆品种生育期较长，在套作马铃薯收获
后，后期补偿效应显著，从而促进了套作大豆产量的
提高．
２􀆰 ６　 马铃薯 ／大豆套作模式光合指标与产量形成的
关系　 由表 ６ 可以看出，马铃薯 ／大豆套作模式下，
Ｐｎ与 Ｔｒ、ｇｓ、干物质、有效荚数、每荚粒数、单株粒数、
单株粒重及产量呈显著正相关，Ｔｒ与 ＷＵＥ呈显著负
相关，ｇｓ与干物质、有效荚数、单株粒数、单株籽粒产
量、百粒重及产量呈显著正相关．
３　 讨　 　 论
叶面积指数是描述群体受光结构的基础参数，
是衡量作物光合作用的重要指标．Ｄａｒｅｎ 等［１３］研究
发现，与高粱间作的大豆叶面积指数有所降低．
Ｍｕｓｈａｇａｌｕｓａ等［７］和黄承建等［８］通过对马铃薯 ／玉米
套作模式的研究发现，套作玉米各生育期的叶面积
指数低于单作．本研究中，在马铃薯 ／大豆套作群体
下，套作大豆前期苗较矮，受马铃薯阴蔽处于受光劣
势，ＬＡＩ显著降低，随生育期的推进，套作大豆受光
条件改善，尤其是套作马铃薯收获后，套作大豆 ＬＡＩ
与单作差异逐渐缩小，但不同熟期大豆品种表现不
同．本试验条件下，中、晚熟大豆品种冀豆 １７ 和齐黄
３４在生育后期保持较大的叶面积指数，是其恢复生
长的前提和基础．
有研究表明，群体光分布造成光合作用的差异
远大于其他因素造成的差异［５，９，１７］ ．本研究中，套作
组合下的大豆光合速率（Ｐｎ）均低于单作，但不同熟
期大豆品种在各生育时期 Ｐｎ表现不同，在生育前
期，单作及套作 Ｐｎ表现为早熟＞晚熟＞中熟，在生育
后期，单作及套作 Ｐｎ表现为晚熟＞中熟＞早熟．同时，
套作大豆气孔导度（ｇｓ）与 Ｐｎ呈现相同的变化趋势，
表明气孔是影响 Ｐｎ降低的主要因素，这与前人的研
究基本一致［１５］ ．叶片的蒸腾能力反映植物体内水分
代谢的状况或植物对水分利用的效率．本研究中，套
作下水分利用效率（ＷＵＥ）较单作显著增加可能是
由于蒸腾速率（Ｔｒ）下降，而蒸腾能力急剧下降可能与
气孔限制有关，气孔的阻力降低了气孔的蒸腾速率．
在许多间套作体系中，早收作物收获后，晚收作
物的生长和水肥吸收会出现一个较为迅速的增长过
程．Ｚｈａｎｇ等［１８］将这种迅速增长的过程称之为弱竞
争作物后期的恢复补偿作用，并在国际上首次提出
间套作系统的竞争⁃恢复生产的原理．刘小明等［１９］研
究认为，玉米⁃大豆套作体系中，玉米收获后，大豆进
行一段时间的恢复生长，光合指标已有明显提高，但
整个生育期套作大豆的干物质积累量呈下降趋势．
本研究中，在作物生长前期，套作大豆较单作大豆干
物质积累量、光合指标显著降低，在作物生长发育中
后期，尤其是套作马铃薯收获后，大豆干物质积累
量、光合指标上升速率加快，表现出补偿效应．
大豆品种的适应性、抗逆性以及丰产性都与其
所处的生态环境密切相关．而套作模式中要兼顾各
季作物的良性生长，获得全年高产，对于品种的选择
就更加严格．有研究表明，大豆与玉米非共生期长短
与大豆产量呈显著正相关，而大豆的生殖生长与玉
１５３３１１期　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 陈光荣等： 马铃薯 ／大豆套作对 ３个大豆品种光合指标和产量的影响　 　 　 　 　
米的共生期长短与大豆产量呈显著负相关［１６，２０－２１］ ．
表明在套作模式中应选择生育后期相对较长的中、
晚熟品种，才能获得高产．本研究结论与其基本一
致，早熟大豆品种与马铃薯的生殖生长共生期较长，
套作大豆产量性状，如有效荚数、每荚粒数、单株粒
数、单株粒重较单作显著下降，最终产量降低；而中、
晚熟大豆品种与马铃薯的生殖生长共生期较短，有
利于开花结荚和籽粒的形成，最终产量较高．
４　 结　 　 论
马铃薯⁃大豆套作模式中，马铃薯是强势作物，
大豆是弱势作物．马铃薯前期的竞争作用和大豆后
期的恢复补偿作用是两作物共同高产的前提和基
础．因此，大豆品种的选择格外重要．本试验条件下，
中、晚熟大豆品种冀豆 １７和齐黄 ３４的套作产量较早
熟品种中黄 ３０分别提高 ９２．４％和 １６３．４％，ＬＥＲ分别
达到 １．８１和 １．８４，表明中、晚熟大豆品种与马铃薯组
合套作优势更强，大豆生育后期补偿效果显著．
参考文献
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ｙｉｅｌｄ ｏｆ ｐｏｔａｔｏ ｉｎ ｐｏｔａｔｏ ／ ｍａｉｚｅ ｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍｓ
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（中国马铃薯）， ２０１１， ２５（６）： ３３９－３４１ （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［１１］　 Ｌü Ｌ⁃Ｈ （吕丽华）， Ｚｈａｏ Ｍ （赵　 明）， Ｚｈａｏ Ｊ⁃Ｒ （赵
久然）， ｅｔ ａｌ． Ｃａｎｏｐｙ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ
ｓｕｍｍｅｒ ｍａｉｚｅ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ａｐｐｌｉｃａ⁃
ｔｉｏｎ ｒａｔｅｓ． Ｓｃｉｅｎｔｉａ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａ Ｓｉｎｉｃａ （中国农业科
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［１２］　 Ｌｉｕ Ｘ⁃Ｚ （刘贤赵）， Ｋａｎｇ Ｓ⁃Ｚ （唐绍忠）， Ｓｈａｏ Ｍ⁃Ａ
（邵明安）， ｅｔ ａｌ． Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｓｏｉｌ ｍｏｉｓｔｕｒｅ ａｎｄ ｓｈａｄｉｎｇ
ｌｅｖｅｌｓ ｏｎ ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｃｏｔｔｏｎ ｌｅａｖｅｓ．
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［１３］　 Ｄａｒｅｎ Ｄ， Ｄｗａｙｎｅ Ｒ， Ｔｏｍ Ｅ， ｅｔ ａｌ． Ｓｏｒｇｈｕｍ ｉｎｔｅｒｃｒｏｐ⁃
ｐｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｎ ｙｉｅｌｄ， ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ， ａｎｄ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｆｏｒａｇｅ
ｓｏｙｂｅａｎ． Ｃｒｏｐ Ｓｃｉｅｎｃｅ， １９９９， ３９： １３８０－１３８４
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ｊｉｎｇ： Ｃｈｉｎａ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ Ｐｒｅｓｓ， ２０１２ （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［１５］　 Ｃｕｉ Ｌ （崔 　 亮）， Ｓｕ Ｂ⁃Ｙ （苏本营）， Ｙａｎｇ Ｆ （杨 　
峰）， ｅｔ ａｌ． Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｐｈｏｔｏ⁃ｓｙｎｔｈｅｔｉｃａｌｌｙ ａｃｔｉｖｅ ｒａｄｉａｔｉｏｎ
ｏｎ ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ ｙｉｅｌｄ ｏｆ ｓｏｙｂｅａｎ ｉｎ
ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｍａｉｚｅ ／ ｓｏｙｂｅａｎ ｒｅｌａｙ ｓｔｒｉｐ ｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇ ｓｙｓ⁃
ｔｅｍｓ． Ｓｃｉｅｎｔｉａ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａ Ｓｉｎｉｃａ （中国农业科学），
２０１４， ４７（８）： １４８９－１５０１ （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［１６］　 Ｗａｎｇ Ｚ （王 　 竹）， Ｙａｎｇ Ｗ⁃Ｙ （杨文钰）， Ｗｕ Ｘ⁃Ｙ
（伍晓燕）， ｅｔ ａｌ． Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｍａｉｚｅ ｐｌａｎｔ ｔｙｐｅ ａｎｄ ｐｌａｎ⁃
ｔｉｎｇ ｗｉｄｔｈ ｏｎ ｔｈｅ ｅａｒｌｙ ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｓ ａｎｄ ｙｉｅｌｄ
ｏｆ ｒｅｌａｙｐｌａｎｔｅｄ ｓｏｙｂｅａｎ． Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｅｃｏ⁃
ｌｏｇｙ （应用生态学报）， ２００８， １９（２）： ３２３－ ３２９ （ ｉｎ
Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［１７］　 Ｓｏｎｇ Ｙ⁃Ｘ （宋艳霞）， Ｙａｎｇ Ｗ⁃Ｙ （杨文钰）， Ｌｉ Ｚ⁃Ｘ
（李卓玺）， ｅｔ ａｌ． Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｓｈａｄｉｎｇ ｏｎ ｐｈｏｔｏｓｙｎ⁃
ｔｈｅｔｉｃ ａｎｄ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｓｏｙｂｅａｎ ｓｅｅｄ⁃
ｌｉｎｇｓ ｕｎｄｅｒ ｍａｚｉｅ⁃ｓｏｙｂｅａｎ ｒｅｌａｙ ｃｒｏｐｐｉｎｇ． Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒ⁃
ｎａｌ ｏｆ Ｏｉｌ Ｃｒｏｐ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ （中国油料作物学报）， ２００９，
３１（４）： ４７４－４７９ （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［１８］　 Ｚｈａｎｇ ＦＳ， Ｌｉ Ｌ． Ｕｓｉｎｇ ｃｏｍｐｅｔｉｔｉｖｅ ａｎｄ ｆａｃｉｌｉｔａｔｉｖｅ ｉｎｔｅｒ⁃
ａｃｔｉｏｎｓ ｉｎ ｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍｓ ｅｎｈａｎｃｅｓ ｃｒｏｐ ｐｒｏｄｕｃ⁃
ｔｉｖｉｔｙ ａｎｄ ｎｕｔｒｉｅｎｔ ｕｓｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ． Ｐｌａｎｔ ａｎｄ Ｓｏｉｌ， ２００３，
２４８： ３０５－３１２
［１９］ 　 Ｌｉｕ Ｘ⁃Ｍ （刘小明）， Ｙｏｎｇ Ｔ⁃Ｗ （雍太文）， Ｓｕ Ｂ⁃Ｙ
（苏本营）， ｅｔ ａｌ． Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｒｅｄｕｃｅｄ Ｎ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｎ
ｃｒｏｐ ｙｉｅｌｄ ｉｎ ｍａｉｚｅ⁃ｓｏｙｂｅａｎ ｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ． Ａｃｔａ
Ａｇｒｏｎｏｍｉｃａ Ｓｉｎｉｃａ （作物学报）， ２０１４， ４０（９）： １６２９－
１６３８ （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［２０］　 Ｗａｎｇ Ｚ （王 　 竹）， Ｙａｎｇ Ｗ⁃Ｙ （杨文钰）， Ｗｕ Ｑ⁃Ｌ
（吴其林）． Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｓｈａｄｉｎｇ ｉｎ ｍａｉｚｅ ／ ｓｏｙｂｅａｎ ｒｅｌａｙ⁃
ｃｒｏｐｐｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｏｎ ｔｈｅ ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ
ｙｉｅｌｄ ｏｆ ｓｏｙｂｅａｎ． Ａｃｔａ Ａｇｒｏｎｏｍｉｃａ Ｓｉｎｉｃａ （作物学报），
２００７， ３３（９）： １５０２－１５０７ （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［２１］　 Ｚｈｕ Ｙ⁃Ｇ （朱元刚）， Ｌｉ Ｈ⁃Ｊ （李洪杰）， Ｃｕｉ Ｘ⁃Ｙ （崔
心燕）， ｅｔ ａｌ． Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｆａｒｍｌａｎｄ ｅｃｏ⁃ｅｎｖｉｒｏｎ⁃
ｍｅｎｔ ａｔ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇ ｓｔａｇｅ ｏｆ ｍａｉｚｅ ｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｅｄ
ｗｉｔｈ ｗｉｎｔｅｒ ｗｈｅａｔ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｎ ｓｅｅｄｌｉｎｇ ｇｒｏｗｔｈ ｏｆ
ｓｕｍｍｅｒ ｍａｉｚｅ． Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｅｃｏｌｏｇｙ （应
用生态学报）， ２０１５， ２６（７）： １９９２ － １９９８ （ ｉｎ Ｃｈｉ⁃
ｎｅｓｅ）
作者简介　 陈光荣，男，１９８０年生，博士研究生． 主要从事作物
高产高效栽培理论与技术研究． Ｅ⁃ｍａｉｌ： ｃｈｅｎｇｒ５１６＠１６３．ｃｏｍ
责任编辑　 孙　 菊
２５３３ 应　 用　 生　 态　 学　 报　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ２６卷