株行配置對南疆復播大豆籽粒灌漿特性及產量的影響

冉新月，吳樹，黃興軍，陳國棟，吳全忠，王德勝，翟云龍

(塔里木大學農學院，新疆 阿拉爾 843300)

種植密度對大豆產量的形成具有重要作用，改變種植密度可調整大豆的群體結構，協調群體的通風透光能力。合理增加密度會增加大豆產量[1]。受光照氣溫等環境因素影響，不同地區種植的最佳行距與密度一般較為穩定。低密度有利于植株個體發育和單株產量提升，但單位面積群體量小，不能發揮出群體產量潛力；高密度種植會導致個體發育不良，單位面積群體量大，群體通風透光能力下降甚至會有倒伏發生，不能高產[2，3]。前人研究顯示，通過構建合理的株行距，使其在保證單位面積群體數量的前提下保證個體發育質量，以此來獲得高產[4，5]。

行距會對籽粒干物質積累動態、灌漿速率、灌漿持續時間和最終粒重產生影響[6]。陳傳信等[7]研究表明，隨著行距縮小株距增大，復播大豆各階段籽粒干重、階段灌漿速率、最大灌漿速率、平均灌漿速率均有所增加，最大灌漿速率的出現時間有所延后。王甜等[8]通過研究不同株行配置對大豆灌漿特性的影響表明，帶寬增加，大豆最大籽粒灌漿速率時間、籽粒灌漿速率最大時間生長量、平均籽粒灌漿速率均顯著增加，說明大豆最大籽粒灌漿速率時間推遲，平均籽粒灌漿速率增加，有利于大豆的籽粒發育，能夠增加大豆籽粒質量。大豆單株產量與最大灌漿速率呈顯著相關，與平均灌漿速率、灌漿高峰持續期、漸增期累積籽粒重、快增期累積籽粒重和緩增期累積籽粒重達到極顯著相關[9]。

近些年來新疆南疆氣候也向暖濕化發展[10]，溫度上升[11]，無霜期時間延長，麥后復播大豆面積逐漸擴大[12]。目前新疆南疆對大豆種植研究多為種植密度[13]、氮[14]、根瘤菌[15]等方面，對于株行配置的研究較少[16]，特別是關于株行配置對南疆復播大豆籽粒灌漿特性的研究鮮有報道。為此，本試驗開展株行配置對南疆復播大豆籽粒灌漿特性及產量影響的研究，以期為南疆復播大豆高產栽培選擇適宜的株行配置及密度提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗區概況

試驗于2021年6－10月在新疆維吾爾自治區阿拉爾市塔里木大學農學試驗站(40°32′20″N，81°17′57″E)進行。試驗區位于塔里木盆地北緣，屬暖溫帶大陸性干旱荒漠區，日照時間長，海拔1 015 m，無霜期220 d。前茬作物為冬小麥。試驗田地勢平坦，質地壤土，有機質含量為8.06 g·kg－1、速效磷19.6 mg·kg－1、速效鉀117.6 mg·kg－1、堿解氮34.7 mg·kg－1，pH 7.8。

1.2 試驗設計

采用裂區試驗設計，主區為行距處理(H)，副區為種植密度(M)，共9個處理組合，重復3次。行距設3個處理:15 cm(H1)、30 cm(H2)、45 cm(H3)；種植密度設3個處理:52.56萬株·hm－2(M1)、55萬株·hm－2(M2)、60萬株·hm－2(M3)。小區面積4.5 m×2 m＝9.0 m2。大豆品種選用綏農35。試驗基施有機肥(向新國際伊犁田利生物有機肥制造有限責任公司)1 000 kg·hm－2，盛花期追施復合肥120 kg·hm－2、尿素10 kg·hm－2、磷酸二氫鉀1.5 kg·hm－2。其它管理措施同大田一致。6月29日播種，10月7日收獲。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 籽粒灌漿特征參數測定 于大豆盛花期各處理選擇長勢一致且具代表性植株80株掛牌，灌漿后7 d開始取樣，每隔5 d取樣一次。每次各處理選10株取樣，全部剝粒后混勻，隨機選取100粒，105℃殺青0.5 h后80℃烘干至恒重，用千分之一天平稱重。

1.3.2 產量測定 完熟期每處理選取中間1 m2進行實收測產，重復3次。各處理選取長勢一致且具有代表性大豆10株進行考種，測定大豆單株莢數、單株粒數、單株粒重、百粒重等指標。

1.4 數據處理與分析

采用Microsoft Excel 2016進行數據整理，用DPS 7.05對數據進行顯著性差異分析，顯著性水平為α＝0.05。

2 結果與分析

2.1 不同處理大豆籽粒灌漿的Logistic方程模擬及其特征參數

大豆鼓粒期是籽粒形成和影響產量的關鍵時期。由不同處理復播大豆鼓粒期籽粒灌漿進程擬合Logistic方程(表1)可知，各處理R2均大于0.97，說明Logistic方程擬合度較高，利用該方程能夠很好地描述大豆籽粒灌漿全過程。

表1 不同處理大豆籽粒灌漿Logistic方程模擬及其特征參數

不同處理的理論最大百粒重(K)，行距為H1、H2時密度較小的M1理論最大百粒重(K)最大，分別達到20.33、17.98 g。行距為H3時，種植密度最高的M3理論最大百粒重最高，達到21.27 g。說明H1M1、H2M1、H3M3處理籽粒灌漿進程能有效促進籽粒產量增加。分析不同行距處理平均K值可知，H1處理最佳，H3處理次之，具體表現為H1＞H3＞H2，其中H1處理達到19.28，較H2、H3處理分別高15.32%、7.82%。密度處理平均K值為M3處理最佳，3種密度處理具體表現為M3＞M1＞M2。

不同處理的灌漿特征參數，行距H1時，M2處理的平均灌漿速率(Va)和最大灌漿速率(Vm)達到最大，且M2處理達到最大灌漿速率的天數(Tm)最短，灌漿總天數(T)最少。行距H2時，M3處理的Va和Tm最大，且M3處理達到Tm的時間最短，T最少。行距H3時，M3處理的Va和Tm最大，但其達到Tm的時間最長，達到29.11 d，T最長，達到63.15 d；M1處理達到Tm時間最短，為26.82 d，T最短，為57.41 d；M3處理Tm與T較M1處理分別高8.56%、10.00%。

進一步分析不同處理灌漿特征參數均值可知，H1處理的平均Va與Vm最大，分別為0.36、0.78 g·grain－1·d－1，H2處理次之，H3處理最低，具體表現為H1＞H2＞H3。H3處理達到Tm的時間最長，T最長，分別為27.6、59.57 d。M3處理平均Va與Vm最大，但M1處理達到Tm的時間最長，T最長。

2.2 不同處理大豆不同階段籽粒灌漿特征參數

根據Logistic模型計算不同階段籽粒灌漿特征參數可知，不同行距與密度對大豆籽粒灌漿各階段均有一定的影響。由表2可以看出，各處理灌漿持續時間表現均為T3最大，灌漿速率表現均為V2＞V1＞V3，階段籽粒產量為W2＞W1＞W3。

表2 不同處理大豆不同階段籽粒灌漿特征參數

分析各處理不同階段籽粒灌漿持續時間可知，行距H1時，M1處理漸增期持續時間最長，M3處理快增期與緩增期持續時間最長。行距H2時，M1處理漸增期持續時間最長，M2處理快增期與緩增期持續時間最長。籽粒灌漿速率，H1條件下M3處理漸增期灌漿速率最快，M2處理快增期與緩增期灌漿速率最快；H2條件下M3處理漸增期、快增期、緩增期灌漿速率均為最快。各階段籽粒產量，H1、H2條件下M1處理在漸增期、快增期和緩增期籽粒產量均最高，說明M1處理能有效提高大豆籽粒產量。H3M3處理灌漿持續時間、階段籽粒產量在各階段表現均為最大。

進一步分析不同行距和密度處理各階段籽粒產量參數均值可知，3種行距處理中H1為3個階段籽粒積累量最多處理，H3處理次之，H2最低，具體表現為H1＞H3＞H2。3種密度處理中M3處理各階段籽粒積累量最多，具體表現為M3＞M1＞M2。說明H1處理與M3處理更有利于提高大豆籽粒干重，對籽粒灌漿進程貢獻最大，H1M3處理產量最高。

2.3 不同處理大豆產量及其構成因素

行距和密度主要通過影響產量構成因素進而影響大豆產量。由表3可知，不同行距與密度處理對大豆產量及其構成因素均有不同影響。

表3 不同處理大豆產量及其構成因素

不同行距條件下各密度處理產量及其構成因素，M2與M1、M3處理間差異均達顯著水平，且3種行距下均為最低。H1條件下M3處理單株莢數、單株粒數、百粒重及產量均為最高，M1次之，M1單株粒重較M3高。H2、H3條件下，M3處理單株莢數、單株粒數、百粒重及產量均為最高，M1處理次之，具體表現為M3＞M1＞M2，單株粒重具體表現為M1＞M3＞M2。H2M3處理單株莢數和單株粒數為各處理最高，分別達到40個、85粒。H2M2處理單株莢數最低，為26.4個，較H2M3處理少13.6個。H3M2處理單株粒數最低，為55.7粒，較H2M3處理少29.3粒。H1M1處理單株粒重最高，達到15.4 g，H3M2單株粒重最低，為10.8 g。H3M3處理百粒重最高，H1M2最低，分別為19.9、18.1 g。各密度處理大豆產量均為M3＞M1＞M2，說明高密度能夠增加大豆產量。其中H1M3處理大豆產量最佳，達到6 155.8 kg·hm－2；H2M3次之，達到5 850.6 kg·hm－2。

進一步分析不同處理大豆產量及其構成因素均值可知，隨著行距增加，大豆平均單株莢數、單株粒數、單株粒重、及產量均逐漸降低，百粒重逐漸增加。其中H1處理大豆產量為5 626.7kg·hm－2，較H2、H3處理分別高7.84%、18.30%。從密度處理平均值看，M3大豆單株莢數、單株粒數、百粒重及產量最高，M1次之，M2最低，具體表現為M3＞M1＞M2。M1處理單株粒重最高，M3次之，具體表現為M1＞M3＞M2。M3處理大豆產量為5 763.3 kg·hm－2，較M1、M2處理分別高8.26%、27.44%。

3 討論

灌漿期是植株籽粒干物質積累與產量形成的重要時期，籽粒的形成和灌漿速率及灌漿持續時間有密切關系[17]。灌漿速率與灌漿持續時間是影響籽粒灌漿過程的重要參數[18]。研究籽粒灌漿特征對于揭示高產形成機制、實現良種良法配套具有重要意義[19]。本試驗研究表明，各處理大豆籽粒灌漿Logistic方程的決定系數均大于0.97。說明各處理大豆擬合方程擬合程度較好，運用Logistic方程能很好地描述籽粒灌漿過程[20]。H3M3處理擁有最大百粒重，H2M3處理所需灌漿總時間最短、達到最大灌漿速率所用天數最短且擁有最大灌漿速率及最大平均灌漿速率，說明M3處理的籽粒灌漿效果最好，產量最高。

快增期灌漿速率、持續天數和漸增期灌漿速率是影響粒重的主要參數[21，22]。陳傳信等[7]在北疆對復播大豆灌漿特性的研究表明，平均灌漿速率、最大灌漿速率、灌漿持續期，尤其灌漿中后期的持續時間及階段灌漿速率的大小對復播大豆的粒重形成具有顯著影響。王甜等[8]研究表明，緩增期的大豆籽粒灌漿持續時間最長，遠高于漸增期和快增期，與本試驗結果基本一致。各處理灌漿持續時間表現均為T3最大，灌漿速率表現均為V2＞V1＞V3，階段籽粒產量表現均為W2＞W1＞W3。其中H3M3處理大豆灌漿持續時間、各階段籽粒產量均最高；H2M3處理各階段灌漿速率均最高，但籽粒產量卻較低，可能原因為該處理灌漿時間短、籽粒較小。大豆籽粒產量受單株莢數、單株粒數及百粒重等多種因素共同決定，因此在提高籽粒產量方面，還需要考慮其它因素的影響。

作物群體的大小由種植密度決定，而作物群體分布的均勻性則由行距配置決定[23]。作物產量的高低取決于種植密度、單株有效莢數、莢粒數及百粒重等因素，提高種植密度有利于提升大豆產量[24]。本研究表明，隨著密度的增加，大豆單株莢數、單株粒數、單株粒重、百粒重及產量均呈現先降低后增加的趨勢，其中M3處理單株莢數、單株粒數、百粒重及產量均最高，各密度處理大豆產量表現均為M3＞M1＞M2。陳傳信等[7]關于不同種植方式對復播大豆產量影響的研究表明，寬窄行處理均高于等行距處理，且差異顯著，與本試驗研究結果基本一致。隨著行距增加，大豆平均單株莢數、單株粒數、單株粒重、及產量均逐漸降低，百粒重逐漸增加。H1M3處理產量最高，達到6 155.8 kg·hm－2，H2M3次之，達到5 850.6 kg·hm－2，說明H1M3、H2M3處理能顯著增加大豆籽粒產量。

4 結論

各處理大豆籽粒灌漿Logistic方程的決定系數均大于0.97，H1M1、H2M1處理K值較高，分別達到20.33、17.98 g，H3M3處理理論最大百粒重達到21.27 g；H2M3處理所需灌漿總時間最短，達到最大灌漿速率用天數最短，且最大灌漿速率及平均灌漿速率均最大。H3M3處理大豆灌漿持續時期、各階段籽粒產量均為最高，H2M3處理各階段灌漿速率均最高。

隨著密度的增加，大豆單株莢數、單株粒數、單株粒重、百粒重及產量均呈先降低后增加的趨勢，其中M3處理單株莢數、單株粒數、百粒重及產量均為最高。H1M3處理產量最高，達到6 155.8 kg·hm－2，H2M3次之，達到5 850.6 kg·hm－2，兩處理顯著增加了大豆籽粒產量，可以作為南疆復播大豆高產栽培的株行距和密度選擇。