带状复合种植模式下不同大豆品种叶片光合特性、农艺性状及产量研究

王 伟 刘 晶

安康市农作物种子站，陕西 安康 725000

0 引言

玉米_大豆带状复合种植是一种高效的种植模式，能显著促进农民增收，但目前玉米、大豆间作存在一定的问题。例如，高秆作物玉米会对矮秆作物大豆产生遮阴作用，光照强度的减弱会对大豆的农艺性状及产量造成一定影响，如大豆节间变长、株高增加、木质素含量降低等，导致大豆易出现倒伏、产量下降等现象，降低农民的经济收益［1-2］。

不同间作模式下玉米对大豆的遮阴程度不同，且不同大豆品种对弱光环境适应能力不同。因此，选择适宜的间作模式及耐阴的大豆品种，对促进玉米-大豆带状复合种植增产增收具有重要意义。笔者选择陕豆125、中黄13、秦豆2018、陕垦豆4 号等大豆品种，设置不同的玉米-大豆带状复合间作行比，研究4个大豆品种对弱光的适应能力，旨在为陕西省安康市玉米-大豆复合种植模式及适宜大豆品种的选择提供参考。

1 试验材料与方法

1.1 试验地概况

试验在陕西省安康市汉滨区某试验田开展。供试土壤类型为壤土，土壤有机质质量分数为23.7 g/kg，全氮质量分数为1.55 g/kg，全磷质量分数为0.88 g/kg，碱解氮质量分数为116 mg/kg，有效磷质量分数为13.7 mg/kg，速效钾质量分数为115.0 mg/kg，pH值约6.5。

1.2 试验材料

参试大豆品种为陕豆125、中黄13、秦豆2018、陕垦豆4号，玉米品种为华盛2000，种子均由安康市农作物种子站提供。

1.3 试验设计

试验设置玉米品种华盛2000分别与陕豆125、中黄13、秦豆2018、陕垦豆4号间作，同时以陕豆125、中黄13、秦豆2018、陕垦豆4号单作为对照（CK）。试验采用单因素随机区组设计，每个处理一个小区，3次重复。3种复合种植模式田间种植情况如下。①M2∶S3 模式（即2 行玉米+3 行大豆）：玉米行距40 cm，种植密度为6 万株/hm2；大豆行距30 cm，种植密度为20 万株/hm2；玉米与大豆间距60 cm，带宽220 cm。②M4∶S3 模式（即4行玉米+3行大豆）：玉米、大豆行距及种植密度同M2∶S3 模式。③M6∶S3 模式（即6 行玉米+3 行大豆）：玉米、大豆行距及种植密度同M2∶S3模式。

2022年5月播种，基肥为大豆专用复合肥，于整地时一次性施入。大豆生育期不追肥。其他田间管理措施按当地常规进行。2022年9月上旬收获。

1.4 测定指标

1.4.1 农艺性状测定

使用卷尺、游标卡尺于各参试大豆品种开花期、结荚期、鼓粒期、成熟期测定株高、茎秆直径等农艺性状。

1.4.2 光合参数测定

于大豆开花结荚期和鼓粒盛期，在各试验小区每行选取有代表性的植株3 株，利用TPS-2 光合仪（英国汉莎科学仪器有限公司生产），在晴天09:00—11:00 选取大豆倒数第3 片复叶中间小叶进行测定，测定指标包括叶片净光合速率、胞间CO2浓度、蒸腾速率及气孔导度。

1.4.3 产量及产量构成要素测定

于玉米和大豆成熟期，在各试验小区随机选取4 m行长植株，全部收获并测产，每个小区重复取样3次，取平均值；每行选取5株具有代表性的大豆植株进行考种，测定单株荚数、单荚粒数及百粒鲜质量。根据不同复合种植模式下玉米-大豆所占比例和各小区测产产量，计算作物的总产量。

1.5 数据处理

使用Excel 软件统计数据，使用SPSS21.0 软件分析数据。

2 试验结果与分析

2.1 不同复合种植模式对不同大豆品种株高的影响

由表1可知，在不同栽培模式下，4个大豆品种株高从开花期到结荚期显著增加，但从结荚期至成熟期株高变化不显著。在开花期，各间作模式与CK模式相比，4个大豆品种的株高差异不显著。在结荚期，M2∶S3模式与CK模式相比，4个大豆品种株高差异不显著；M4∶S3模式下陕豆125、中黄13、秦豆2018株高均显著高于CK模式，但陕垦豆4号株高与CK模式下相比差异不显著，且显著低于相同种植模式下其他3个品种；M6∶S3模式下4个大豆品种株高均显著高于CK模式。这说明结荚期后大豆株高受玉米遮阴影响较大，随着玉米种植行数的增加，各大豆品种株高呈增加趋势；其中陕垦豆4号株高增加趋势较缓，表现出良好的耐遮阴能力。

表1 不同复合种植模式对不同大豆品种株高的影响 cm

2.2 不同复合种植模式对不同大豆品种茎秆直径的影响

由表2 可知，在不同栽培模式下，4 个大豆品种的茎秆直径从开花期到结荚期显著增加，从结荚期至成熟期变化不显著（进入稳定期）。在开花期，M2∶S3、M4∶S3 模式下4 个大豆品种茎秆直径与CK 模式相比差异不显著；M6∶S3 模式下陕豆125、中黄13、秦豆2018 茎秆直径显著低于CK 模式，陕垦豆4 号茎秆直径与CK 模式相比差异不显著。在结荚期至成熟期，M2∶S3、M4∶S3、M6∶S3 模式下陕豆125、中黄13、秦豆2018 茎秆直径均低于CK 模式，说明复合种植模式会对大豆茎秆直径产生一定的影响；M2∶S3、M4∶S3模式下陕垦豆4号茎秆直径与CK模式相比差异不显著，但M6∶S3模式下陕垦豆4号茎秆直径显著低于CK模式。在成熟期，4 个大豆品种进行比较，M2∶S3 模式下陕垦豆4 号茎秆直径分别较陕豆125、中黄13、秦豆2018 增加8.00%、10.96%、10.96%；M4∶S3 模式下陕垦豆4 号茎秆直径分别较陕豆125、中黄13、秦豆2018 增加12.50%、9.46%、14.08%；但M6∶S3、CK 模式下4 个大豆品种茎秆直径无显著差异。这说明结荚期后大豆茎秆直径受玉米遮阴影响较大，随着玉米种植行数的增加，大豆茎秆直径呈减小趋势；其中陕垦豆4 号株高减小趋势较缓，表现出良好的耐遮阴能力。

表2 不同复合种植模式对不同大豆品种茎秆直径的影响 cm

2.3 不同复合种植模式对不同大豆品种产量及产量构成要素的影响

由表3 可知，间作模式与CK 模式相比，不同大豆品种的单株荚数、每荚粒数均无显著差异，但百粒鲜质量、产量有显著差异。M2∶S3、M4∶S3、M6∶S3 模式下陕豆125、中黄13、秦豆2018 这3 个品种百粒鲜质量、产量明显低于CK 模式，且随着玉米种植行数的增加，上述3 个大豆品种产量呈逐渐减少趋势。M2∶S3、M4∶S3模式下陕垦豆4号产量与CK模式相比较差异不显著，但显著高于相同种植模式下其他3 个品种。M2∶S3 模式下陕垦豆4 号产量分别较陕豆125、中黄13、秦豆2018 增加10.49%、10.60%、10.42%；M4∶S3 模式下陕垦豆4 号产量分别较陕豆125、中黄13、秦豆2018 增加29.22%、33.33%、35.76%。M6∶S3 模式下陕垦豆4 号产量显著降低。这说明随着玉米种植行数的增加，遮阴强度加大，大豆百粒鲜质量和产量呈减小趋势；其中陕垦豆4 号百粒鲜质量和产量减小趋势较缓，表现出良好的耐遮阴能力。

表3 不同复合种植模式对不同大豆品种产量及产量构成要素的影响

2.4 不同复合种植模式对不同大豆品种叶片光合特性的影响

由表4可知，在CK模式下，4个大豆品种叶片净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率无显著差异；在间作模式下，陕豆125、中黄13、秦豆2018 这3 个品种叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾速率较CK 模式显著降低，而胞间CO2浓度显著升高，叶片光合作用能力下降，且上述3 个品种叶片光合作用能力随着玉米种植行数的增加呈逐渐降低趋势。与其他3 个品种大豆相比，M2∶S3 模式下陕垦豆4 号叶片光合作用能力下降较缓慢，且叶片净光合速率较CK 模式相比差异不显著；M4∶S3、M6∶S3 模式下陕垦豆4 号叶片净光合速率显著低于CK 模式，但显著高于相同模式下其他3个品种大豆。M4∶S3模式下陕垦豆4号叶片净光合速率分别较陕豆125、中黄13、秦豆2018 高25.85%、35.36%、34.5%；M6∶S3 模式下陕垦豆4 号叶片净光合速率分别较陕豆125、中黄13、秦豆2018 高43.22%、31.54%、30.49%。这说明随着玉米种植行数的增加，遮阴强度加大，光照减弱，大豆叶片光合作用能力呈下降趋势；其中陕垦豆4 号叶片光合作用能力下降趋势较缓，表现出良好的耐遮阴能力。

表4 不同复合种植模式对不同大豆品种光合特性的影响

3 讨论

推广应用大豆-玉米带状复合种植技术是提高土地利用率，增加农民收益的有效举措。带状复合种植模式与单作模式相比，由于生态环境发生改变，如玉米对大豆光照条件的影响，导致大豆农艺性状、产量较单作模式发生变化［3］。株高、茎秆直径是作物重要的农艺性状，不仅是反映作物长势的重要指标，也关系着作物产量的形成及干物质的积累［4］。封亮等［5］研究表明，大豆、玉米按照行比2∶4种植（带宽2.4 m 模式下），大豆株高、茎秆直径表现较佳，单位面积产量较高。笔者此次研究表明，陕豆125、中黄13、秦豆2018、陕垦豆4 号等4 个大豆品种在复合种植模式下较单作株高增加、茎秆直径降低，这与前人研究一致。此次研究还表明，在复合种植模式下，随着玉米种植行数的增加，大豆株高呈增加、茎秆直径呈降低的趋势；其中陕垦豆4号农艺性状变化较为缓慢，表现出较好的适应性。

光照是影响植物生长的重要非生物因素。在玉米-大豆带状复合种植模式下，高秆作物玉米对低秆作物大豆会产生一定的遮阴作用，对叶片光合作用不利［3］。李植等［6］研究表明，在大豆生育后期，受玉米遮阴的影响，大豆叶片净光合速率显著降低，气孔导度、蒸腾速率显著降低，胞间CO2浓度升高。李初英等［7］研究表明，当遮光强度超过20%后，大豆单株荚数、单株粒数、单株粒质量、单株地上部生物量、百粒质量和小区产量显著或极显著下降。笔者此次研究结果与前人一致：在玉米遮阴下，大豆叶片光合作用能力减弱，且随着玉米种植行数的增加，大豆叶片光合功能下降幅度变大。

单株荚数、单株粒数、每荚粒数及百粒鲜质量是产量形成的重要构成要素，直接影响产量的高低。曹曼君等［8］研究表明，大豆单株荚数、单株粒数、每荚粒数及百粒鲜质量受光照强度的影响较大，在遮阴处理下，菜用大豆的单株荚数、单株鲜荚质量、有效荚数、单株粒数、百粒鲜质量和小区鲜荚质量均会有不同程度下降，且大豆生长前期对光照反应更敏感。笔者此次研究表明，复合种植模式与单作比较，株荚数、单株粒数、每荚粒数无显著变化，但百粒鲜质量、产量较单作显著降低，且随着玉米种植行数的增加，下降幅度变大，这可能与玉米种植行数越多遮阴作用越强烈有关。综上所述，4个品种相比较，陕垦豆4号各指标下降较缓慢，表现出良好的适应性。

4 结论

在玉米-大豆复合种植模式下，玉米的遮阴作用会降低大豆叶片光合功能，使大豆株高增加、茎秆直径降低、百粒鲜质量降低、产量降低，且不同品种对遮阴适应性不同。笔者此次的研究表明，陕垦豆4 号田间综合表现优于陕豆125、中黄13、秦豆2018，适宜在生产中推广应用。