通过田间试验, 以大豆单作为对照,设置登海605/贡选1号(RI1)、川单418/贡选1号(RI2)、雅玉13/贡选1号(RI3)3种玉米大豆带状套作种植模式,研究了玉米株型对大豆干物质积累和产量的影响.结果表明: RI2和RI3处理大豆的积累速率低于RI1处理,且RI1处理大豆叶片、茎秆和荚果的干物质积累量分别比RI2和RI3处理高17.6%、16.5%、13.7%和34.6%、33.1%、28.4%.带状套作大豆叶片、茎秆的分配比例均以RI1处理最高、RI2处理其次、RI3处理最低,而荚果分配比例的变化趋势与其相反.与RI2和RI3处理相比,RI1处理显著提高了大豆营养器官(叶+茎)干物质向荚果的转运量、转移率及其对荚果的贡献率,RI1处理大豆的单株荚数、单株粒数、每荚粒数、单株粒质量和产量分别比RI2和RI3处理提高了6.8%、11.5%、4.4%、15.9%、15.6%和14.3%、22.2%、6.7%、33.4%、36.8%.带状套作大豆营养器官干物质的积累速率、转运量、转移率和贡献率与产量及产量的构成呈显著正相关,且均以RI1处理最高,实现了紧凑型玉米对带状套作大豆干物质积累、转运和分配的有效调控,促进了产量的提高.
In order to explore the effects of maize plant types on dry matter accumulation and yield of soybean, a field experiment was conducted in 2013, including three maizesoybean relay strip intercropping systems. The relay strip intercropping systems were designed as soybean (Gongxuan 1) intercropped with Denghai 605 (RI1), Chuandan 418 (RI2) or Yayu 13 (RI3), and the monocultured soybean was used as control. The results demonstrated that the dry matter accumulation rates of intercropped soybean in RI2 and RI3 treatments were lower than in RI1 treatment, and the leaf, stem and pod dry matter accumulation of intercropped soybean in RI1 treatment was 17.6%, 16.5% and 13.7% higher than that in RI2 treatment, and 34.6%, 33.1% and 28.4% higher than that in RI3 treatment, respectively. The distribution proportion of leaf and stem of intercropped soybean was in the order of RI1 > RI2 > RI3. However, the trend of the distribution proportion of pod was opposite. Compared with RI2 and RI3, the dry matter translocation amount, translocation proportion, contribution proportion of soybean vegetative organs to pod of soybean were improved in RI1 treatment, and the pod per plant, seeds per plant, seeds per pod, yield per plant and yield of soybean in RI1 were higher than RI2 and RI3 by 6.8%, 11.5%, 4.4%, 15.9%, 15.6% and 14.3%, 22.2%, 6.7%, 33.4%, 36.8%, respectively. The results showed that the yield was positively related with the accumulation rate of dry matter, dry matter translocation, dry matter translocation ratio and the contribution of dry matter accumulation, and these indices were highest in RI1 treatment. The results indicated that the compact maize relay intercropped with soybean could effectively regulate the dry matter accumulation, translocation and distribution, and improve the yield of soybean.
全 文 :玉米⁃大豆带状套作下玉米株型对大豆
干物质积累和产量形成的影响∗
崔 亮 杨文钰∗∗ 黄 妮 刘 江 王艳玲 王晓慧 刘 洋 颜 寿
(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, 四川温江 611130)
摘 要 通过田间试验, 以大豆单作为对照,设置登海 605 /贡选 1 号(RI1)、川单 418 /贡选 1
号(RI2)、雅玉 13 /贡选 1号(RI3)3 种玉米⁃大豆带状套作种植模式,研究了玉米株型对大豆
干物质积累和产量的影响.结果表明: RI2和 RI3处理大豆的积累速率低于 RI1处理,且 RI1处理
大豆叶片、茎秆和荚果的干物质积累量分别比 RI2和 RI3处理高 17. 6%、16. 5%、13. 7%和
34.6%、33.1%、28.4%.带状套作大豆叶片、茎秆的分配比例均以 RI1处理最高、RI2处理其次、
RI3处理最低,而荚果分配比例的变化趋势与其相反.与 RI2和 RI3处理相比,RI1处理显著提高
了大豆营养器官(叶+茎)干物质向荚果的转运量、转移率及其对荚果的贡献率,RI1处理大豆
的单株荚数、单株粒数、每荚粒数、单株粒质量和产量分别比 RI2和 RI3处理提高了 6.8%、
11.5%、4.4%、15.9%、15.6%和 14.3%、22.2%、6.7%、33.4%、36.8%.带状套作大豆营养器官干
物质的积累速率、转运量、转移率和贡献率与产量及产量的构成呈显著正相关,且均以 RI1处
理最高,实现了紧凑型玉米对带状套作大豆干物质积累、转运和分配的有效调控,促进了产量
的提高.
关键词 玉米株型; 大豆; 干物质积累; 产量
∗国家重点基础研究发展计划项目(2011CB100402)和农业部公益性行业(农业)科研专项(201203096)资助.
∗∗通讯作者. E⁃mail: mssiyangwy@ sicau.edu.cn
2014⁃10⁃29收稿,2015⁃04⁃21接受.
文章编号 1001-9332(2015)08-2414-07 中图分类号 S341 文献标识码 A
Effects of maize plant types on dry matter accumulation characteristics and yield of soybean in
maize⁃soybean intercropping systems. CUI Liang, YANG Wen⁃yu, HUANG Ni, LIU Jiang,
WANG Yan⁃ling, WANG Xiao⁃hui, LIU Yang, YAN Shou (College of Agronomy, Sichuan Agricul⁃
ture University / Ministry of Agriculture Key Laboratory of Crop Physiology, Ecology and Cultivation in
Southwest, Wenjiang 611130, Sichuan, China) . ⁃Chin. J. Appl. Ecol., 2015, 26(8): 2414-2420.
Abstract: In order to explore the effects of maize plant types on dry matter accumulation and yield
of soybean, a field experiment was conducted in 2013, including three maize⁃soybean relay strip in⁃
tercropping systems. The relay strip intercropping systems were designed as soybean (Gongxuan 1)
intercropped with Denghai 605 (RI1), Chuandan 418 (RI2) or Yayu 13 (RI3), and the mono⁃
cultured soybean was used as control. The results demonstrated that the dry matter accumulation
rates of intercropped soybean in RI2 and RI3 treatments were lower than in RI1 treatment, and the
leaf, stem and pod dry matter accumulation of intercropped soybean in RI1 treatment was 17.6%,
16.5% and 13.7% higher than that in RI2 treatment, and 34.6%, 33.1% and 28.4% higher than
that in RI3 treatment, respectively. The distribution proportion of leaf and stem of intercropped soy⁃
bean was in the order of RI1> RI2> RI3 . However, the trend of the distribution proportion of pod
was opposite. Compared with RI2 and RI3, the dry matter translocation amount, translocation pro⁃
portion, contribution proportion of soybean vegetative organs to pod of soybean were improved in RI1
treatment, and the pod per plant, seeds per plant, seeds per pod, yield per plant and yield of soy⁃
bean in RI1 were higher than RI2 and RI3 by 6.8%, 11.5%, 4.4%, 15.9%, 15.6% and 14.3%,
22.2%, 6.7%, 33.4%, 36.8%, respectively. The results showed that the yield was positively rela⁃
ted with the accumulation rate of dry matter, dry matter translocation, dry matter translocation ratio
and the contribution of dry matter accumulation, and these indices were highest in RI1 treatment.
应 用 生 态 学 报 2015年 8月 第 26卷 第 8期
Chinese Journal of Applied Ecology, Aug. 2015, 26(8): 2414-2420
The results indicated that the compact maize relay intercropped with soybean could effectively regu⁃
late the dry matter accumulation, translocation and distribution, and improve the yield of soybean.
Key words: maize plant type; soybean; dry matter accumulation; yield.
大豆是我国主要的粮油兼用作物和动物饲料蛋
白原料,随着人民生活水平的提高和养殖业的发展,
其需求量逐年攀升[1] .然而由于大豆的经济效益低,
其种植面积不断下降,供需矛盾日益突出,大力发展
间种套作大豆是有效解决供需矛盾的重要途径[2-3] .
四川省发展的玉米⁃大豆带状套作种植模式 8 年来
推广面积达 115 万 hm2,推动了全国间套作大豆的
发展[4] .然而,玉米对大豆的遮阴不仅影响大豆植株
的正常生长发育,也导致植株物质积累下降、转运速
率降低等生理障碍,这些问题制约了大豆产量的提
高.因此,通过对群体配置的调控,优化群体结构,研
究玉米株型对大豆干物质积累和产量形成的影响具
有重要的意义.作物产量的形成实质是干物质合成、
积累、转运与分配的过程,产量的高低取决于干物质
的生产量及其向籽粒运转分配的比例[5-6] .王丽梅
等[7]研究表明,施氮和充分供水可显著提高玉米冠
层营养器官干物质及氮素积累.刘万代等[8]研究发
现,剪叶有利于提高多穗型小麦茎秆内贮存物质的
转移率. Zhang 等[9]研究表明,不同玉米、苜蓿的种
植比例对苜蓿干物质积累的影响显著.目前,关于施
肥、单作和间作模式作为影响因素对作物干物质积
累、转运和分配进行了大量研究,而针对带状套作,
尤其是通过优化群体配置结构,调控带状套作下位
作物干物质积累和转运特性及其对产量影响的研究
较少.为此,本研究采用不同玉米杂交种与四川主推
大豆品种的带状套作种植来构建不同的复合群体结
构,分析不同模式下大豆干物质积累与产量形成的
差异,以期为套作大豆高产栽培及群体结构的优化
设计提供科学依据.
1 材料与方法
1 1 供试材料
试验于 2013年在四川省雅安市四川农业大学
科研教学农场(29°59′ N、103°00′ E)和四川省仁寿
县珠嘉乡四川现代粮食生产示范基地(30°07′ N、
104°18′ E)进行.试验点气象资料见图 1,试验田土
壤肥力见表 2.供试玉米品种为紧凑型玉米登海
605、半紧凑型玉米川单 418、平展型玉米雅玉 13,大
豆品种为贡选 1号.
图 1 试验点的气象资料
Fig.1 Meteorological condition of experimental sites.
A: 雅安 Ya’an; B: 仁寿 Renshou. 下同 The same below. Ⅰ: 气温
Temperature; Ⅱ: 降雨量 Precipitation.
1 2 试验设计
试验采用单因素随机区组设计,设置 3 个以玉
米⁃大豆带状套作种植方式,登海 605 /贡选 1 号
(RI1),川单 418 /贡选 1号(RI2),雅玉 13 /贡选 1号
(RI3).玉米于 3 月下旬采用宽窄行种植方式种植,
宽行行距为 150 cm,窄行行距为 50 cm,株距 19 cm,
穴留单株,种植两行,全田玉米种植密度为 5万株·
hm-2,8月初收获;大豆于 6 月上旬播种在玉米宽行
内,行距 50 cm,株距 19 cm,穴留 2株,种植 2 行,全
田大豆种植密度为 10.5 万株·hm-2,10 月下旬收
获.以单作大豆为对照,行距 50 cm,株距 19 cm,穴
留 2株.大豆单作和套作的播种时间一致.小区长 5
m,宽 4 m,玉豆共生期约 60 d.每公顷玉米施肥量为
180 kg N、105 kg P 2O5、112.5 kg K2O;每公顷大豆施
肥量为 63 kg P 2O5、52.5 kg K2O.其他田间管理同大
田生产.
1 3 测定项目与方法
1 3 1干物质量的测定 于大豆出苗后 30、45、60、
75、90、105、120和 135 d(完熟期),每小区选取长势
均匀的 5株大豆植株的地上部,洗净后用滤纸擦干,
区分叶、茎、荚,在 105 ℃下杀青 30 min 后,于 80 ℃
烘至恒量,测定干物质量.
51428期 崔 亮等: 玉米⁃大豆带状套作下玉米株型对大豆干物质积累和产量形成的影响
表 1 试验点土壤肥力状况
Table 1 Soil fertility at experiment sites
试验点
Site
有机质
Organic matter
(g∙kg-1)
全氮
Total N
(g∙kg-1)
全磷
Total P
(g∙kg-1)
全钾
Total K
(g∙kg-1)
速效磷
Available P
(mg∙kg-1)
速效钾
Available K
(mg∙kg-1)
雅安 Ya’an 28.6 0.51 0.47 7.16 15.8 110.5
仁寿 Renshou 26.3 0.48 0.52 6.93 14.1 108.7
营养器官干物质转移量=营养器官干物质积累
峰值-营养器官成熟时干物质量;营养器官干物质转
移率=(营养器官最大干物质量-营养器官成熟时干
物质量) /营养器官最大干物质量×100%;营养器官干
物质对荚果的贡献率=(营养器官最大干物质量-营
养器官成熟时干物质量) /荚果干物质量×100%[10-11] .
式中:营养器官成熟时(完熟期)干物质量包括植株脱
落叶片、叶柄的干物质量.
1 3 2干物质速率的计算 通过对 Logistic 方程 y =
k / (1+ae- bx)求导可得干物质积累速率方程[12],即:
y′=
k
(1+ae-bx)
æ
è
ç
ö
ø
÷ ′=
kabe-bx
(1+ae-bx) 2
由方程代入各参数(a,b,k),可得各处理积累
速率与时间关系的方程,以套作大豆出苗后时间为
横坐标,做出套作大豆干物质积累速率与时间的关
系曲线.
1 3 3产量及产量性状的测定 大豆成熟期,每小
区取大豆 10株,风干后统计单株荚数、单株粒数、每
荚粒数、单株粒质量、百粒重,计算理论产量.
1 4 数据处理
采用Excel 2007软件进行数据统计分析,采用
表 2 带状套作大豆干物质积累(y)与出苗后时间(x)的回
归方程
Table 2 Regression equations between dry matter (y) and
days after germination (x) under relay strip intercropping
试验点
Site
处理
Treatment
回归方程
Regression equation
R2
雅安 RI1 y= 4923.04 / (1+397.66e-0.0721 x) 0.91∗∗
Ya’an RI2 y= 3803.21 / (1+1116.13e-0.07914 x) 0.97∗∗
RI3 y= 3174.79 / (1+1782.50e-0.08021 x) 0.96∗∗
CK y= 5455.20 / (1+420.78e-0.0730 x) 0.90∗∗
仁寿 RI1 y= 5113.04 / (1+694.53e-0.07367 x) 0.92∗∗
Renshou RI2 y= 4222.28 / (1+4303.63e-0.08946 x) 0.95∗∗
RI3 y= 3504.30 / (1+2268.44e-0.0793 x) 0.97∗∗
CK y= 5810.99 / (1+460.96e-0.06944 x) 0.91∗∗
RI1: 登海 605 /贡选 1 号 Denghai 605⁃Gongxuan 1 intercropping sys⁃
tem; RI2: 川单 418 /贡选 1号 Chuandan 418⁃Gongxuan 1 intercropping
system; RI3: 雅玉 13 /贡选 1 号 Yayu 13⁃Gongxuan 1 intercropping
system; CK: 贡选 1号单作 Mono⁃cultured Gongxuan 1. 下同 The same
below. ∗∗P<0.01.
SPSS 19.0软件进行相关分析和方差分析,利用 LSD
法进行差异显著性检验(α = 0.05).采用 Origin 8.5
和 SigmaPlot 12.5 软件进行回归分析及作图.图表中
数据为雅安和仁寿两试验点的平均值±标准差.
2 结果与分析
2 1 不同处理大豆的干物质量
由图 2可以看出,随着生育期的推进,大豆干物
质积累量逐渐增加,前期增加缓慢,随后迅速增加,
后期大豆干物质量又逐渐降低.其中,带状套作大豆
干物质量以 RI1处理最高,分别比 RI2和 RI3处理高
24 9%和 45.4%.
2 2 不同处理大豆干物质的积累速率
由图 3 可知,不同处理大豆生长期间干物质积
累速率均随时间呈抛物线变化,且带状套作大豆干
图 2 不同玉米⁃大豆带状套作种植模式下大豆干物质量
Fig.2 Dry matter of soybean in different maize⁃soybean inter⁃
cropping systems.
RI1: 登海 605 /贡选 1 号 Denghai 605⁃Gongxuan 1 intercropping sys⁃
tem; RI2: 川单 418 /贡选 1号 Chuandan 418⁃Gongxuan 1 intercropping
system; RI3: 雅玉 13 /贡选 1号 Yayu 13⁃Gongxuan 1 intercropping sys⁃
tem; CK: 贡选 1 号单作 Mono⁃cultured Gongxuan 1. 下同 The same
below.
6142 应 用 生 态 学 报 26卷
表 3 套作完熟期大豆干物质在各器官中积累与分配
Table 3 Dry matter accumulation of intercropped soybean and its allocation in organs at full mature stage
试验点
Site
处理
Treatment
干物质积累量
Dry matter accumulation (kg·hm-2)
叶 Leaf 茎 Stem 荚果 Pod
分配比例
Allocation proportion (%)
叶 Leaf 茎 Stem 荚果 Pod
雅安 RI1 863.81±14.84b 1442.24±15.65b 1843.81±12.22b 20.82±0.09b 34.76±0.12b 44.43±0.22c
Ya’an RI2 704.55±11.92c 1196.62±10.42c 1592.44±14.51c 20.16±0.08c 34.25±0.09c 45.59±0.16b
RI3 553.01±11.06d 946.85±11.89d 1319.61±15.32d 19.62±0.16d 33.58±0.19d 46.80±0.34a
CK 1004.85±10.96a 1673.37±15.57a 2024.32±10.79a 21.36±0.11a 35.59±0.17a 43.05±0.06d
仁寿 RI1 792.20±11.25b 1559.94±12.70b 2157.61±15.22b 17.57±0.09b 34.59±0.04b 47.84±0.07c
Renshou RI2 660.71±19.88c 1311.67±11.44c 1862.93±17.37c 17.23±0.05c 34.20±0.03c 48.57±0.12b
RI3 530.73±15.16d 1062.08±12.80d 1545.63±18.27d 16.91±0.10d 33.84±0.07d 49.25±0.11a
CK 902.99±16.98a 1763.37±16.87a 2385.89±13.14a 17.87±0.04a 34.90±0.06a 47.22±0.08d
同列不同字母表示差异显著(P<0.05)Different letters in the same column meant significant difference at 0.05 level. 下同 The same below.
物质积累速率均低于对照.不同玉米⁃大豆带状套作
种植模式下,大豆干物质积累速率不同,以 RI1处理
最高,RI2处理其次,RI3处理最低,这表明 RI1处理中
紧凑型玉米登海 605更有利于大豆的干物质积累.
2 3 不同处理完熟期大豆干物质在各器官中的积
累与分配
由表 3 可知,不同处理大豆完熟期地上部各器
官(叶、茎、荚果)的干物质积累量均显著低于对照,
且处理间差异显著.不同处理大豆叶片、茎秆和荚果
的干物质积累量以 RI1处理最高,分别比 RI2和 RI3
处理高 17. 6%、 16. 5%、 13. 7%和 34. 6%、 33. 1%、
28 4%.完熟期大豆干物质在各器官中的分配比例
依次为荚果>茎秆>叶片,除荚果外,不同处理大豆
各器官的干物质分配比例均显著低于对照,其中干
物质向叶片和茎秆的分配比例以RI1处理最高,
图 3 干物质积累速率的变化
Fig.3 Changes of dry matter accumulation rate.
分别比 RI2和 RI3处理高 2.6%、1.3%和 4.9%、2.8%.
干物质向荚果的分配比例变化趋势与叶片和茎秆相
反, RI1处理分别比 RI2和 RI3处理低 2.0%和 4.1%.
2 4 不同处理大豆营养器官干物质的转运
由表 4 可知,不同处理大豆营养器官(叶+茎)
向荚果转移的干物质积累量均显著低于对照,且处
理间差异显著.平均转移量以 RI1处理最大,为
979 41 kg·hm-2,分别比 RI2和 RI3处理高 18.6%和
37.2%.大豆叶+茎干物质转移率随玉米株型的紧凑
化逐渐增加,其中以 RI1处理最大,为 29.6%,分别比
RI2和 RI3处理高 1.5%和 4.1%.完熟期时,不同处理
大豆叶+茎干物质积累量对籽粒的贡献率差异显
著,且以 RI1处理最高,分别比 RI2和 RI3处理高
5 9%和 12 6%.
2 5 不同处理大豆的产量及其构成
由表 5 可知,不同处理大豆单株荚数、单株粒
数、每荚粒数、单株粒质量均显著低于对照,且处理
间差异显著 .与RI2和RI3处理相比,RI1处理大豆的
表 4 套作大豆营养器官(叶+茎)积累的干物质向荚果的转
运量、转移率和贡献率
Table 4 Translocation and contribution to intercropped
soybean of dry matter accumulated in vegetative organs
( leaf and stem)
试验点
Site
处理
Treatment
转运量
Translocation
amount
(kg·hm-2)
转移率
Translocation
ratio
(%)
贡献率
Contribution
ratio
(%)
雅安 RI1 923.31±4.91b 28.6±0.1b 50.1±0.3b
Ya’an RI2 738.15±7.39c 28.0±0.1c 46.3±0.2c
RI3 551.95±6.06d 26.9±0.2d 41.9±0.4d
CK 1090.25±8.54a 28.9±0.0a 53.8±0.3a
仁寿 RI1 1035.51±8.29b 30.6±0.1b 48.0±0.1b
Renshou RI2 856.33±11.29c 30.3±0.0c 46.0±0.1c
RI3 677.63±8.87d 29.8±0.1d 43.8±0.3d
CK 1190.98±9.18a 30.9±0.1a 49.9±0.2a
71428期 崔 亮等: 玉米⁃大豆带状套作下玉米株型对大豆干物质积累和产量形成的影响
表 5 大豆产量及产量构成
Table 5 Yield and yield components of intercropped soybean
试验点
Site
处理
Treatment
单株荚数
Pod per
plant
单株粒数
Seeds per
plant
每荚粒数
Seeds per
pod
单株粒质量
Yield per
plant (g)
百粒重
100⁃seed
mass (g)
产量
Yield
(kg·hm-2)
雅安 RI1 58.76±0.92b 95.56±1.72b 1.63±0.01b 18.01±0.30b 18.83±0.17a 1524.22±32.95b
Ya’an RI2 55.47±0.50c 88.21±0.89c 1.59±0.01c 15.98±0.46c 18.14±0.51a 1350.23±22.56c
RI3 51.57±0.80d 79.82±0.79d 1.55±0.01d 13.99±0.39d 17.56±0.54a 1152.91±23.27d
CK 63.42±0.83a 106.36±1.46a 1.68±0.01a 20.18±0.35a 18.97±0.09a 1743.95±14.65a
仁寿 RI1 62.57±0.66b 109.92±1.18b 1.76±0.01b 21.05±0.13b 19.15±0.07a 1782.98±13.20b
Renshou RI2 58.13±0.84c 96.03±1.00c 1.65±0.01c 17.89±0.21c 18.63±0.06a 1511.79±18.68c
RI3 54.52±0.63d 88.31±1.50d 1.63±0.01d 15.28±0.36d 17.31±0.18a 1264.28±16.98d
CK 69.52±0.46a 124.35±1.18a 1.79±0.01a 24.19±0.46a 19.45±0.23a 2077.71±28.88a
表 6 干物质积累和产量及其构成因素的相关系数
Table 6 Correlation coefficients of dry matter accumulation with yield and yield components
干物质量
Dry
matter
mass
干物质
积累速率
Dry matter
accumulation
rate
叶分配
比例
Leaf
allocation
proportion
茎分配
比例
Stem
allocation
proportion
荚果分配
比例
Pod
allocation
proportion
转运量
Trans⁃
location
amount
转移率
Trans⁃
location
ratio
贡献率
Contri⁃
bution
ratio
单株荚数
Pod
per
plant
单株粒数
Seeds
per
plant
每荚粒数
Seeds
per
pod
单株粒
质量
Yield
per
plant
百粒质量
100⁃
seed
mass
干物质积累速 Dry mat⁃
ter accumulation rate
0.998∗∗
叶分配比例 Leaf alloca⁃
tion proportion
0.963∗∗ 0.957∗∗
茎分配比例 Stem alloca⁃
tion proportion
0.944∗∗ 0.936∗∗ 0.993∗∗
荚果分配比例 Pod allo⁃
cation proportion
-0.955∗∗ -0.948∗∗ -0.998∗∗ -0.998∗∗
转 运 量 Translocation
amount
0.989∗∗ 0.987∗∗ 0.976∗∗ 0.967∗∗ -0.973∗∗
转 移 率 Translocation
ratio
0.942∗∗ 0.938∗∗ 0.951∗∗ 0.951∗∗ -0.952∗∗ 0.974∗∗
贡献率 Contribution ratio 0.966∗∗ 0.959∗∗ 0.991∗∗ 0.989∗∗ -0.992∗∗ 0.987∗∗ 0.982∗∗
单株荚数 Pod per plant 0.954∗∗ 0.937∗∗ 0.969∗∗ 0.960∗∗ -0.967∗∗ 0.964∗∗ 0.951∗∗ 0.975∗∗
单株粒数 Seeds per
plant
0.969∗∗ 0.957∗∗ 0.979∗∗ 0.968∗∗ -0.975∗∗ 0.979∗∗ 0.968∗∗ 0.987∗∗ 0.996∗∗
每荚粒数 Seeds per pod 0.955∗∗ 0.957∗∗ 0.944∗∗ 0.932∗∗ -0.940∗∗ 0.969∗∗ 0.974∗∗ 0.966∗∗ 0.912∗∗ 0.943∗∗
单株粒质量 Yield per
plant
0.926∗∗ 0.918∗∗ 0.855∗∗ 0.825∗∗ -0.842 0.918∗∗ 0.922∗∗ 0.893∗∗ 0.921∗∗ 0.932∗∗ 0.907∗∗
百粒重 100⁃seed mass 0.633 0.632 0.463 0.415 -0.440 0.603 0.628 0.536 0.587 0.604 0.628 0.852∗∗
产量 Yield 0.977∗∗ 0.974∗∗ 0.952∗∗ 0.931∗∗ -0.943∗∗ 0.987∗∗ 0.964∗∗ 0.965∗∗ 0.956∗∗ 0.971∗∗ 0.957∗∗ 0.941∗∗ 0.666
∗P<0.05; ∗∗P<0.01.
单株荚数分别提高 6.8%和 14.3%,单株粒数分别
提高11 5%和 22.2%,每荚粒数分别提高 4 4%和
6 7%,单株粒质量分别提高 15.9%和 33.4%.不同玉
米⁃大豆带状套作种植模式下大豆的产量差异显著,
由于玉米对大豆的遮阴影响,大豆产量呈现逐渐降
低的趋势,不同带状套作大豆产量以 RI1处理最高,
分别比 RI2和 RI3处理高 15.6%和 36.8%.
2 6 不同处理大豆干物质积累和产量形成
由表 6 可以看出,带状套作大豆的干物质积累
速率、转运量、转移率和对籽粒的贡献率与干物质量
呈显著正相关,而干物质量、叶分配比例、茎分配比
例和荚果分配比例与大豆单株荚数、单株粒数、每荚
粒数、单株粒质量呈显著正相关.这表明通过提高大
豆干物质积累速率、转运量以及对籽粒的贡献率,可
增加大豆干物质量,而干物质量、叶分配比例、茎分
配比例和荚果分配比例的提高增加了大豆单株荚
数、单株粒数、每荚粒数和单株粒质量,有利于大豆
产量的提高.
3 讨 论
3 1 不同玉米⁃大豆带状套作种植模式下大豆干物
质生产特点
大豆干物质的生产特性是光合产物在植株不同
器官中积累与分配的结果,不同栽培方式对大豆干
物质的积累和分配存在显著影响.在玉米⁃大豆带状
套作复合种植模式中,由于玉米和大豆冠层结构特
8142 应 用 生 态 学 报 26卷
征的差异,改变了单作种植的平面受光状态,使套作
群体的光环境发生了明显改变[13] .而光环境的改变
将对下位作物大豆光能截获量与光合特性产生较大
的影响,从而导致其干物质积累、转运和分配的差
异[1,14] .童平等[15]研究指出,在光照充足的条件下,
水稻产量更多地来自后期叶片的光合作用,在光照
不足的条件下,低光强地区的水稻产量中来自于抽
穗前干物质积累与转运的比例较高光强区多.邓飞
等[16]研究表明,充足的光温条件能有效提高干物质
积累和运转效率.李杰等[17]研究发现,不同栽培方
式下植株空间分布的改变,导致其光合特性的差异,
最终导致干物质在各器官中的分配比例和各生育阶
段干物质积累量的差异.本研究表明,紧凑型玉米⁃
大豆的带状套作种植模式增加了大豆的干物质积累
速率,从而提高了大豆全生育期的干物质积累量,大
豆干物质积累速率与干物质积累量和产量呈显著正
相关,这表明在该种植模式下,紧凑型玉米缓解了对
大豆的弱光胁迫程度,在一定程度上提高了大豆的
光合特性,有利于大豆合成更多的光合产物,为其产
量形成奠定了物质基础.
3 2 干物质积累与产量的关系
产量的形成是在特定栽培措施下,源、库相互作
用、相互制约的结果,由生育期内物质的积累分配与
转移特性决定[18] .干物质在各器官的分配随生长中
心的转移而变化,生育前期干物质积累主要发生在
茎叶部位,但由于荚果与茎、叶间存在激烈的竞争,
因此在生育期采取合适的栽培措施,协调源库关系,
可促进物质向库器官分配,从而提高产量.焦念
元[19]研究认为,玉米、花生间作促进了花生干物质
向茎、叶的分配,但明显降低了向果仁和果壳的分
配.徐强等[20]研究表明,玉米、线辣椒套作减少了线
辣椒干物质向茎、叶的分配,促进了向果实和根的分
配.本研究中,紧凑型玉米登海 605⁃大豆带状套作种
植模式(RI1)提高了大豆叶、茎的干物质分配比例,
降低了荚果的分配比例,虽然该模式下带状套作大
豆荚果的分配比例降低,但增加了叶、茎干物质向荚
果的转运量和转移率,且以该模式下对荚果的贡献
率最大.相关分析表明,带状套作大豆营养器官(叶+
茎)向荚果的转运量、转移率和贡献率与其产量和
产量构成呈显著正相关,这表明在紧凑型玉米登海
605⁃大豆带状套作种植模式(RI1)下,紧凑型玉米通
过调控提高大豆营养器官(叶+茎)向荚果的转运
量,从而增加其单株荚数、单株粒数、每荚粒数、单株
粒质量,进一步为产量形成奠定了物质基础.
大豆产量是植株干物质积累、分配、运输与转化
的结果,但是在玉米⁃大豆带状套作种植模式中,下
位作物大豆处于群体光能截获的劣势,上位作物玉
米的遮阴是制约大豆增产的主要原因,而玉米冠层
结构的差异在很大程度上影响大豆的光能截获量,
从而导致其干物质积累和产量及产量构成的差异.
杨文平等[21]研究表明,最优行距配置有利于提高大
穗型小麦品种兰考矮早八不同器官干物质量向籽粒
的转移效率,改善灌浆特性,进而提高单株粒质量和
产量.王一等[22]研究发现,在大豆营养期或生殖期
内遮阴时间越长,大豆单株产量越低.本研究发现,
不同玉米株型下大豆光合特性的差异[1],导致其干
物质积累和分配比例的差异(表 3),由于紧凑型玉
米登海 605⁃大豆带状套作种植模式为大豆创造了适
宜的光能利用条件,使其干物质积累总量及向大豆
籽粒的转运特性均达到最优,所以本研究中以紧凑
型玉米登海 605下的大豆产量最高.
4 结 论
紧凑型玉米增加了大豆的干物质积累速率,进
而提高了大豆群体的干物质积累量.同时,紧凑型玉
米⁃大豆带状套作种植模式促进了大豆营养器官
(叶+茎秆)向荚果的转运量、转移率和贡献率,从而
增加了单株荚数、单株粒数、每荚粒数和单株粒质
量,最终提高了大豆的产量.
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作者简介 崔 亮,男,1983年生,博士研究生. 主要从事作
物高产优质高效栽培理论及技术研究. E⁃mail: cuiliang2832
@ sina.com
责任编辑 孙 菊
0242 应 用 生 态 学 报 26卷