圣豆24生育期?干物質積累分配和產量對播期的響應研究

田藝心 高鳳菊 曹鵬鵬 高祺

摘要 以高蛋白大豆新品種圣豆24為試驗材料，通過3個播期處理（6月5、15、25日），研究不同播期條件下大豆生育期、干物質積累分配及產量的變化情況。結果表明，隨著播期的推遲，大豆植株總生育期逐漸縮短，尤其對出苗至開花階段生育期影響最大，對生殖階段生育期影響較小。在開花期、鼓粒期、結莢期、成熟期，6月15日處理下的根、莖、葉片、葉柄、豆莢及單株植株干物質積累量最高，且隨著生育期的延長，干物質分配由營養器官逐漸向生殖器官過渡。大豆產量在6月15日處理達到最高，為3 310.27 kg/hm2，比早、晚播產量分別提高8.33%和13.66%。因此，大豆品種圣豆24在黃河中下游北岸的適宜種植期為6月15號。

關鍵詞 播期;大豆新品種;生育期;干物質積累及分配;產量

中圖分類號 S 565.1? 文獻標識碼 A? 文章編號 0517-6611（2022）03-0035-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2022.03.010

Response of Growth Period， Dry Matter Accumulation and Distribution and Yield to Sowing Date of Shengdou 24

TIAN Yi-xin， GAO Feng-ju， CAO Peng-peng et al

（Dezhou Academy of Agricultural Sciences， Dezhou， Shandong 253015）

Abstract A new high-protein soybean variety Shengdou 24 was used as experimental material and treated with three sowing dates （June 5，? June 15， June 25）. The changes of growth period， dry matter accumulation and distribution and yield of soybean under different sowing date were studied. Results showed that with the delay of sowing date， the total growth period of soybean plant was shortened gradually， especially the growth period from emergence to flowering stage was affected mostly， but the growth period of reproduction stage was less affected. The dry matter accumulation of roots， stems， leaves， petioles， pods and individual plants under June 15 treatment was the highest at flowering， seed bulging， pod setting and maturity stage. With the prolongation of growth stage， the dry matter distribution was gradually transferred from vegetative organs to reproductive organs. The soybean yield under June 15 treatment was 3 310.27 kg/hm2， which was 8.33% and 13.66% higher than those of early and late sowing， respectively. Therefore， June 15 was the suitable planting date for soybean variety Shengdou 24 on the north bank of the middle and lower reaches of the Yellow River.

Key words Sowing date;New soybean varieties;Growing period;Dry matter accumulation and distribution;Yield

基金項目 山東省農業良種工程項目（2019LZGC004）;山東省現代農業產業技術體系雜糧創新團隊建設項目（SDAIT-5-01）。

作者簡介 田藝心（1986—），女，山東德州人，副研究員，博士，從事大豆及雜糧雜豆栽培生理及育種研究。

收稿日期 2021-06-01

大豆富含蛋白質和油脂，是我國乃至世界重要的糧食作物和油料作物。近幾年來，我國大豆產業形勢嚴峻，過度依賴大豆進口，嚴重威脅到我國糧食安全[1-3]，為此，國家自2019年起開始實施大豆振興計劃[4-5]。針對黃淮海大豆優勢產區，計劃中明確指出“黃淮海夏播區，因地制宜推行麥豆兩熟輪作種植模式，推廣高產、高蛋白優質食用大豆品種”，在實施路徑上重點指出“加大大豆良種繁育和推廣力度，加快推廣具有苗頭性的高產優質品種，集成配套綠色高效技術模式，釋放大豆良種的增產潛能”。因此，在大豆產業緊迫形勢推動和國家相關政策引導下，選育高蛋白大豆新品種及有效推廣應用已成為黃淮海地區大豆研究者重點關注的方向之一。

研究表明，大豆產量潛力的發揮受品種遺傳特性、栽培技術及氣候環境的綜合影響[6-7]，其中品種遺傳特性對產量的貢獻率為33.8%，栽培技術及氣候環境對產量的貢獻率為66.2%。因此，對夏大豆新品種進行推廣，必須重視其栽培技術及氣候環境的影響，尤其大豆屬于光溫敏感型作物，選擇適宜播期更是其栽培措施中的首要舉措。播期對大豆生長性狀及產量的影響研究眾多，相關研究結果表明，適期播種是大豆在適應區內獲得高產的基本條件，早播或晚播均會造成產量損失，且不同大豆品種適宜播期存在差異[8-10]。因此，即便在同一生態區，以往大豆品種適宜播期對推廣種植的大豆新品種無法形成有效依據，必須因地制宜，針對大豆新品種本身進行播期研究，才能明確大豆新品種在該生態區的適宜播期，保證該大豆新品種高產潛力的發揮。鑒于此，筆者以黃淮海區域夏大豆新品種圣豆24為試驗材料，研究了播期對大豆生育期、干物質積累、分配及產量的影響，旨在找出圣豆24在該生態區的適宜播期，為該大豆品種的種植栽培管理措施及黃淮海相似生態區大面積推廣應用提供科學有效的現實理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地地勢平坦，排灌方便。供試土壤質地為壤土，肥力均勻，0～20 cm土壤有機質含量為9.85 g/kg，全氮為0.42 g/kg，堿解氮68 mg/kg，速效磷9.21 mg/kg，速效鉀96 mg/kg，pH 7.6。前茬作物為冬小麥，麥收后進行機械滅茬并鏟出麥秸，機械旋耕整地、開溝、澆水造墑。

1.2 供試材料

選用圣豆24為供試材料，由山東圣豐種業科技有限公司提供。該品種屬黃淮海夏大豆中熟品種，由鄭9805/魯黃1號選育而成，有限結莢習性，圓葉，白花，主莖絨毛為灰毛，籽粒扁圓形，種皮黃色，淡褐臍，其抗倒伏性、落葉性和豐產穩產性均較好。2019年經農業農村部谷物品質監督檢測中心測定，其蛋白質含量為45.8%，脂肪含量為19.8%，屬高蛋白大豆品種，適宜在黃淮海及相似生態區域種植。

1.3 試驗設計

試驗于2020年在山東省德州市黃河涯鎮科技園試驗基地進行。試驗設3個播期處理，即6月5日播種（B1處理）、6月15日播種（B2處理）、6月25日播種（B3處理）。隨機區組排列，重復3次。各試驗小區行長5 m，寬3 m（面積15 m2），6行區，行距0.5 m，播種密度為19.5萬株/hm2，人工起壟穴播，每穴2粒，穴距0.1 m。出苗后第14 d，嚴格按試驗密度進行間苗定苗。依據當地高產田管理水平進行田間管理，各小區田間操作保持一致。

1.4 測定項目與方法

1.4.1 生育期記載。出苗后選取小區代表性的大豆植株15株左右，定點連續觀察，分別記載各處理出苗期、始花期、完熟期，并計算各生育期。

1.4.2 干物質積累測定。在開花期、結莢期、鼓粒期、成熟期分別于各小區取樣10株，將整株按根、莖、葉片、葉柄、豆莢不同器官分別裝入牛皮紙袋中，置于烘箱內105? ℃殺青0.5 h，然后在80 ℃恒溫烘至恒重，稱量各器官干重并計算單株植株干重。

1.4.3 產量及其構成因子測定。各處理于成熟期在每小區取代表性植株10株，測定單株莢數、單株粒數、單株粒重、百粒重等產量構成因子，并以小區為單位取中間4行實收測產（面積約10 m2），脫離后自然曬干，折算成公頃產量（kg/hm2）。

1.5 數據處理與分析

采用Microsoft Excel 2007進行數據整理、計算和繪圖;利用DPS 7.50統計分析軟件進行顯著性分析和方差分析。

2 結果與分析

2.1 不同播期對圣豆24生育期的影響

從表1可以看出，播期會對圣豆24生育期產生影響。隨播期推遲，播種-出苗、出苗-開花、開花-成熟階段生育期均逐漸縮短，導致總生育期逐漸縮短。其中，B1播期處理下各階段生育期及總生育期均顯著長于B2和B3播期處理，B2和B3播期處理下播種-出苗、開花-成熟階段生育期差異均不明顯，但在出苗-開花階段生育期及總生育期兩者之間均呈現顯著差異，表明隨播期推遲，植株出苗-開花階段生育期長短受影響最大。植株營養生長階段主要指播種-開花階段，生殖生長階段主要指開花-成熟階段，從表1可以計算出，B1、B2、B3處理下大豆植株營養生長生育期分別為42.5、38.0、35.3 d，各處理間差異明顯，進一步表明相對生殖生長階段，播期對大豆植株營養生長階段生育期影響更大。

2.2 不同播期對圣豆24干物質積累量的影響

從圖1可以看出，播期導致大豆植株各器官干物質積累發生變化。根干重：在花期、結莢期、鼓粒期、成熟期根干重表現趨勢均為B2處理>B1處理>B3處理，且B1與B3處理間無顯著差異，均顯著低于B2處理。莖干重：在花期、結莢期、鼓粒期、成熟期根干重表現趨勢均為B2處理>B1處理>B3處理，B1與B2處理在花期無顯著差異，均顯著高于B3處理，結莢期、鼓粒期、成熟期各處理間差異均顯著。葉柄干重：在花期、結莢期、鼓粒期葉柄干重表現趨勢均為B2處理>B1處理>B3處理，B1與B3處理在花期和結莢期差異不明顯，在鼓粒期差異顯著，B2與其他處理間葉柄干重均差異顯著。葉片干重：在花期、結莢期、鼓粒期葉片干重表現趨勢均為B2處理>B1處理>B3處理，各處理間均差異顯著。豆莢干重：在結莢期、鼓粒期、成熟期豆莢干重表現趨勢均為B2處理>B1處理>B3處理，除結莢期B1與B3處理差異不顯著外，其他生育期下各處理間均差異顯著?？偢芍兀涸诨ㄆ?、結莢期、鼓粒期、成熟期，大豆植株總干重表現趨勢均為B2處理>B1處理>B3處理，且各處理間均差異顯著。通過以上分析可以看出，根、莖、葉片、葉柄、豆莢及單株植株總干重均以中期播種最好，早晚播不利于營養物質的吸收及同化物的產生、轉運和積累。

2.3 不同播期對圣豆24干物質分配比例的影響

在同一生育期不同播期下，大豆單株植株各器官所占干重比例大小趨勢表現相似。從表2可以看出，各播期下，開花期各器官干重比例均表現為葉片>莖>葉柄>根，其干重比例分別為39.60%～42.03%、26.03%～29.27%、16.67%～19.19%、13.01%～14.81%;結莢期各器官干重比例均表現為莖>葉片>葉柄>根>豆莢，其干重比例分別為32.95%～33.98%、30.22%～31.97%、15.66%～16.95%、9.72%～10.41%、7.72%～9.56%;鼓粒期各器官干重比例均表現為豆莢>莖>葉片>葉柄>根，其干重比例分別為29.54%～30.30%、25.01%～25.64%、22.40%～23.41%、12.79%～13.66%、8.17%～8.76%;成熟期各器官干重比例均表現為豆莢>莖>根，其干重比例分別為57.96%～58.78%、30.12%～30.68%、10.65%～11.36%。另外，不同播期下，同一器官比例隨著生育期延長表現趨勢也相似，開花期至鼓粒期的根、葉柄、葉片干重比例隨生育期延長逐漸降低，而莖干重比例逐漸上升;結莢期至成熟期，豆莢干重比例逐漸上升;成熟期葉柄葉片變黃脫落，根和莖干重比例相對上升。由以上分析可以看出，隨生育期延長，干物質分配比例由葉片、葉柄、根等器官逐漸向莖轉移，最后過渡到豆莢中。另外，從表2可以看出，在開花期根干重所占比例B2處理較高，其他生育期B2和B3處理根干重均高于B1處理，表明播期過早不利于根干重積累。開花期莖干重比例以B1處理較高，結莢期B1與B2處理間無顯著差異，各處理鼓粒期和成熟期受播期影響均不明顯，表明播期對莖干重的影響主要在營養生長階段。葉柄干重比例在開花期以B2處理較高，結莢期以B3處理較高，鼓粒期B1和B3處理較高，無具體規律。葉片干重比例在開花期、結莢期均以B2處理最低，到鼓粒期受播期影響不明顯，可能與開花期和結莢期葉片干物質向其他器官轉運率較高有關。

2.4 播期對圣豆24產量及構成因子的影響

從表3中可以看出，播期對產量及其構成因子均會產生顯著影響。B2播期處理下，單株有效莢數、單株粒數、單株粒重、百粒重及產量均最高，均顯著高于其他處理，其次為B1處理，而B3播期處理的產量及其構成因子均較低，說明早播和晚播均不適宜大豆植株產量的提高。另外，對產量構成因子與產量之間進行相關性分析，可得出單株有效莢數、單株粒數、單株粒重、百粒重及產量之間的相關系數分別為0.999**、0.992**、0.996**、0.987**，均達到正相關極顯著水平，表明播期影響各產量構成因子的增產潛力，進而影響產量。該試驗中，B2播期處理下大豆產量最高，比早晚播產量分別提高8.33%和13.66%，因此適期播種才能保證大豆高產。

3 討論

大豆是光溫敏感型作物，播期可影響大豆整個生育階段光、溫、水、熱等氣候條件，從而影響大豆生育期。有關播期對大豆生育期影響的研究結論不盡相同。多數研究結果發現，晚播縮短了大豆出苗至開花的時間，對營養生長階段的影響要大于對生殖階段的影響[11-13];個別研究結果認為，播期推遲縮短了始花至生理成熟的天數，對播種至始花期、生理成熟期至完熟期的天數影響不大[14];還有研究認為晚播使大豆出苗至鼓粒期延長，鼓粒期到收獲期縮短，但對總生育期影響不大[15]。該試驗研究結果與前人多數研究結果相一致，即隨播期推遲，圣豆24播種至出苗、出苗至開花、開花至成熟階段生育期均縮短，導致總生育期縮短，尤其對出苗至開花階段生育期影響最大，對生殖階段生育期影響較小。

播期改變了大豆各生育期的持續時間，進而改變了群體的光合生產，導致大豆植株各器官干物質積累及分配產生變化。該研究中，適宜播期處理（B2處理）的根、莖、葉片、葉柄、豆莢干物質積累量在開花期、鼓粒期、結莢期、成熟期均明顯高于其他播期，因此B2播期處理下單株植株總干重也最高，這與安磊[16]的研究結果相類似，表明播期對植株形成的是整體、連續的影響，早播或晚播均難以形成大豆生長發育的有效光溫等條件，相比適期播種，光合產物和根部吸收營養物質較少，各器官干物質積累量較低。

國內外學者研究證實，植株各器官積累的干物質可因生長中心的轉移而發生轉移，玉米、小麥、水稻等多種作物上均有類似表現，尤其在植株生長發育后期，營養器官積累的干物質均會向生殖器官分配，從而形成籽粒產量[17-19]。該研究中，在開花期、結莢期、鼓粒期和成熟期，干物質分配比例最大的器官分別為葉片、莖、豆莢、豆莢，且開花期至鼓粒期，根、葉柄、葉片干重比例降低，莖干重所占比例上升，豆莢干重比例在結莢期至成熟期上升，表明隨生育期延長，干物質分配由葉片、葉柄、根等器官逐漸向莖轉移，最后過渡到豆莢中，這與前人的研究結果一致。該研究結果還顯示，播期過早不利于根干重積累，播期對莖干重的影響主要在營養生長階段，由于播期對植株各器官均有影響且各器官在各生育期的作用機制差異很大，導致各器官在不同生育期對播期的反應表現不一，難以形成統一定論，其具體情況有待深入研究。

播期影響了大豆生育期、干物質積累和分配，最終反映到產量構成因子及籽粒產量表現上。關于播期對產量構成因子及產量的影響，前人研究已充分證明早播或晚播均會對大豆產量及其構成因子和產量造成一定程度的負面影響，只有適期播種才能充分利用有效積溫，促進花芽分化，增加養分積累，促進單株有效莢數、單株粒數、單株粒重、百粒重等產量構成因子達到最佳狀態，最終實現大豆豐產[20-22]。該研究同樣表明，B2播期處理下大豆產量最高，均比早晚播產量提高8.33%和13.66%，產量構成因子與產量之間均達到正相關極顯著水平，表明播期影響各產量構成因子的增產潛力，進而影響產量高低。

4 結論

隨著播期的推遲，大豆植株總生育期逐漸縮短，尤其對出苗至開花階段生育期影響最大，對生殖階段生育期影響較小，早晚播均打破了植株營養生長和生殖生長最佳平衡狀態，導致植株各器官干物質積累及分配發生變化。B2播期處理下的根、莖、葉片、葉柄、豆莢及單株植株干物質積累量在開花期、鼓粒期、結莢期、成熟期最高，均高于其他播期處理，隨著生育期延長，干物質分配由葉片、葉柄、根等器官逐漸向莖轉移，最后過渡到豆莢中。B2播期處理下單株有效莢數、單株粒數、單株粒重、百粒重等產量構成因子均顯著高于早晚播，B2播期處理大豆產量為3 310.27 kg/hm2，分別比早晚播處理產量提高8.33%和13.66%。由此得出，黃淮海夏大豆新品種圣豆24在該生態條件下的適宜播期為6月15號左右，該播期播種易獲得較高產量。

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