玉米大豆播期銜接對間作大豆干物質積累及產(chǎn)量的影響

楊燕竹，杜 青，陳 平，楊文鈺，雍太文

(四川農(nóng)業(yè)大學 農(nóng)學院，農(nóng)業(yè)部西南作物生理生態(tài)與耕作重點實驗室，四川省作物帶狀復合種植工程技術研究中心，四川 成都 611130)

玉米大豆播期銜接對間作大豆干物質積累及產(chǎn)量的影響

楊燕竹，杜 青，陳 平，楊文鈺，雍太文

(四川農(nóng)業(yè)大學 農(nóng)學院，農(nóng)業(yè)部西南作物生理生態(tài)與耕作重點實驗室，四川省作物帶狀復合種植工程技術研究中心，四川 成都 611130)

為完善玉米/大豆間作的播期銜接技術，在西南地區(qū)尋求合適的玉米、大豆播期。試驗在田間采用二因素裂區(qū)設計，以玉米/大豆間作模式下3個玉米播期：早播(A1：5月15日)、中播(A2：5月30日)、晚播(A3：6月14日)與3個大豆播期：早播(B1：5月30日)、中播(B2：6月14日)、晚播(B3：6月29日)為對象，研究不同玉米、大豆播期對大豆的干物質積累、器官分配比率及產(chǎn)量的影響。結果表明：大豆開花后作物生長率、單株干物質積累量、莢果分配率和產(chǎn)量均在玉米中播時最高，開花后作物生長率較玉米晚播時高出33.2%；在R4、R6生育時期，單株干物質積累量和大豆莢果分配比率分別比玉米晚播時高32.4%，17.9%和26.3%，23.9%；大豆產(chǎn)量較玉米晚播時高75.7%。玉米中播時銜接不同播期的大豆，其單株干物質積累量、莢果分配比率和產(chǎn)量均在大豆早播時最高，在R4、R6生育時期，大豆單株干物質積累量與莢果分配比率比大豆晚播時分別高195.4%，58.5%和33.9%，26.7%；大豆產(chǎn)量較大豆晚播時高出128.7%。在玉米/大豆間作下，玉米中播(5月30日)間作大豆早播(5月30日)，即玉米大豆同時播種時，可提高大豆開花后作物生長率，增加單株干物質累積量、籽粒分配率和產(chǎn)量。

玉米/大豆間作；播期銜接；物質積累；產(chǎn)量

我國西南地區(qū)，丘陵、山區(qū)均有大面積的旱地作物，復種指數(shù)較高，是典型的南方旱作多熟農(nóng)業(yè)區(qū)[1]。近年來“麥-玉-豆”這種種植模式發(fā)展十分迅速，逐漸成為我國南方農(nóng)業(yè)的一種主體模式，種植面積逐年增加[2]。該模式利用大豆較耐旱、耐蔭、耐瘠薄等特點，可在旱坡地與玉米等作物套種，使南方旱地二熟變三熟，提高其復種指數(shù)和土地利用率。研究表明，玉米大豆套作產(chǎn)量較單作產(chǎn)量提高，作物間養(yǎng)分互補，降低病蟲害發(fā)生幾率，實現(xiàn)雙豐收，具有十分明顯的經(jīng)濟、社會和生態(tài)效益[3]。而現(xiàn)如今西南地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，小麥套作面積越來越少，伴隨的是油菜及凈作小麥大面積出現(xiàn)。小麥和油菜收獲后，玉米/大豆間作必將成為發(fā)展趨勢，但該模式下兩作物的播期選擇不清。

播期對間套作群體的光、氣、水、熱等氣候資源利用率和競爭矛盾進行調節(jié)[4]，改善產(chǎn)量構成因子[5]，促進作物增產(chǎn)增收[6-8]。前人研究表明，玉米播期過早易遭受旱伏，而過遲播種，不僅不利于玉米養(yǎng)分吸收和籽粒發(fā)育繼而影響玉米產(chǎn)量形成[ 9-11]，而且在間套作體系中，玉米晚播對大豆的蔭蔽作用增強，導致大豆減產(chǎn)[12]；大豆播期過早，共生期長，蔭蔽程度加重，不利于植株生長，播期偏晚，營養(yǎng)生長不足，影響物質積累[13-15]。加之西南地區(qū)屬于亞熱帶季風氣候，降水主要集中在夏季，易發(fā)生洪澇災害，而農(nóng)民在5-6月忙于水稻插秧與小麥油菜的收獲，此時勞動力嚴重缺乏[16]，從而導致大豆播期推遲。大豆適時播種是提高產(chǎn)量的基本條件，而晚播將降低籽粒產(chǎn)量[17]。因此，開展小麥、油菜收獲后，玉米/大豆間作下的播期銜接技術研究，為西南地區(qū)尋求合適的玉米、大豆播期在生產(chǎn)上具有重要意義。

1 材料和方法

1.1 試驗時間、地點及材料

試驗于2015年5-11月在四川省現(xiàn)代糧食產(chǎn)業(yè)(仁壽)示范基地進行(30°07′N、104°18′E)。供試玉米品種登海605，由山東登海種業(yè)股份有限公司提供；供試大豆品種為南豆25，由四川省南充市農(nóng)業(yè)科學研究所提供。

1.2 試驗設計

試驗采用二因素裂區(qū)設計，以不同玉米播期(早播A1：5月15日、中播A2：5月30日、晚播A3：6月14日)為主處理，不同大豆播期(早播B1：5月30日、中播B2：6月14日、晚播B3：6月29日)為副處理。每個處理種植兩帶，每兩帶為一個小區(qū)，重復3次，共27個小區(qū)，每小區(qū)面積20 m2(5 m×4 m)。試驗采用寬窄行種植(圖1)，種植方式為2∶2，小區(qū)帶寬2 m，玉米、大豆窄行行距40 cm，玉米寬行行距160 cm，寬行內種植2行大豆，玉米、大豆間距60 cm。玉米密度為6萬株/hm2，穴距30 cm，穴留雙株；大豆密度為12萬株/hm2，穴距15 cm，穴留雙株。

圖1 玉米/大豆間作模式圖

玉米底肥施純N 90 kg/hm2、P2O5和K2O各120 kg/hm2；玉米大喇叭口期追肥施純N 120 kg/hm2；大豆不單獨施肥。其他田間管理同大田。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 地上部物質積累及分配 于大豆五節(jié)期(V5)、盛花期(R2)、盛莢期(R4)和滿粒期(R6)每個小區(qū)連續(xù)選取生長一致的4株大豆植株，地上部生物量按莖、葉、莢等器官分別裝袋，于105 ℃殺青30 min，80 ℃烘干至恒重后用電子天平測定干物質量，并利用公式計算作物生長率和干物質分配比率，計算公式如下：

作物生長率=(W2-W1)/(T2-T1)

式中：W2-W1表示一定時期內單位面積植株干物質量的凈增長；T2-T1表示每次測定時期的間隔時間，按天數(shù)計算。

干物質分配比率=C/W×100%

式中：C表示作物某一器官在一定時期內的干物質重量；W表示作物所有器官在這段時間內的干物質重量。

1.3.2 籽粒灌漿特性 在大豆開花期對具有代表性的植株進行標記。開花后，每隔7 d在各處理中選取8株大豆，將大豆籽粒脫粒混勻后隨機選出100粒，于105 ℃殺青60 min后80 ℃烘干至恒重，最后用電子天平測定干物質重。參照楊升輝等[18]的方法，利用Logistic方程擬合大豆籽粒的灌漿過程，計算方程如下：

y=a/(1+b×exp(-cx))

式中：x表示大豆開花后的天數(shù)，開花日計x=0；y表示開花后的大豆籽粒干物質重；計算均以百粒為單位：a表示理論上的最大百粒質量；b、c為參數(shù)。

1.3.3 產(chǎn)量和產(chǎn)量構成 分別于玉米、大豆成熟期，按對角線法在各小區(qū)取3個樣點，每個樣點取10株連續(xù)的玉米、大豆植株，共計30株；調查玉米有效穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒質量，計算理論產(chǎn)量；調查大豆單株莢數(shù)、單株粒數(shù)與百粒質量，并計算理論產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

運用Microsoft Excel 2007進行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計和處理，采用SPSS 20.0軟件對數(shù)據(jù)進行方差分析和LSD顯著性測驗；采用Curve Expert 1.04進行灌漿動態(tài)模擬。

2 結果與分析

2.1 不同玉米、大豆播期銜接對大豆干物質積累與分配的影響

2.1.1 作物生長率 由表1可知，在花前，不同玉米播期對大豆作物生長率有顯著影響，隨著玉米播期的推遲，大豆的作物生長率逐漸上升，在A3最高，較A1、A2分別顯著增加75.2%和24.3%。同一玉米播期銜接不同大豆播期下，以A3B1處理最高，較A3B2顯著高出24.8%。大豆播期對大豆作物生長率有顯著影響，隨著大豆播期的推遲大豆作物生長率逐漸下降，其年均值在B1最高，比B2和B3處理顯著增加36.7%和36.2%。在花后，玉米中播有利于其作物生長率的提高，大豆作物生長率在A2最高，比A1、A3顯著高16.4%和33.2%。相同玉米播期銜接不同大豆播期下，以大豆花后的A2B2最高，較花后A2B3顯著高出44.7%。隨著大豆播期的推遲其作物生長率先上升后下降，B2處理比B1和B3處理顯著高出11.0%和43.1%。

表1 不同玉米、大豆播期銜接對大豆作物生長率的影響

注：表中數(shù)據(jù)為3次重復的平均值，同一列中標以不同字母表示各處理間差異顯著水平達5%；表2-3，5-7同?；ㄇ?五節(jié)期-盛花期；花后.盛花期-滿粒期。

Note：Values within each column followed by different letters indicate significant difference at 0.05 probability level；The same as Tab.2-3，5-7.Before blooming.V5 to R2；After blooming.R2 to R6.

2.1.2 干物質積累 由表2可知，不同玉米播期對各生育時期的大豆干物質積累量影響不一致，在開花后差異達到顯著水平。R4、R6下均以A2處理的大豆單株干物質積累量最大，比A3顯著高出32.4%，17.9%。同一玉米播期銜接不同的大豆播期下，各生育時期的干物質積累量分別在A1B1、A2B1最高。R2、R4、R6下，A1B1較A1B3顯著高出360.4%，142.0%，126.6%；A2B1比A2B3顯著高出164.6%，195.4%，58.5%。隨著生育時期的推移，在不同大豆播期下大豆單株干物質積累均以B1最高，單株干物質累積量在V5、R2、R4、R6下分別較B3顯著高出42.5%，217.3%，137.7%，74.7%。在R6下大豆單株干物質積累以A2B1最高，表明玉米/大豆間作，大豆中播時，其營養(yǎng)生長更充分，為后期籽粒形成奠定基礎。

表2 不同玉米、大豆播期銜接對大豆單株干物質積累的影響

Tab.2 Effect of different maize and soybean sowing dates cohesion on soybean dry matter accumulation per plant g/株

玉米播期Maizesowingdates大豆播期Soybeansowingdates生育時期DevelopmentstagesV5R2R4R6A1B12.55a20.49a41.77a62.21aB22.34a7.68b29.50b56.11bB32.22a4.45c17.26c27.45cA2B13.19a19.61a47.67a65.67aB23.15a12.51b26.14b63.42aB32.23a7.41c16.14c41.43bA3B13.10a24.41a27.90a60.95aB23.11a13.71b24.07a45.78bB31.77b8.48c15.98b37.92c平均MeanA12.37a10.87c29.51a48.59bA22.87a13.18b29.99a56.84aA32.66a15.53a22.65b48.23bB12.95a21.51a39.12a62.20aB22.87a11.30b26.57b55.85bB32.07b6.78c16.46c35.60c

2.1.3 干物質分配 由表3可知，不同玉米播期對大豆干物質分配比率有顯著影響。莖的分配率在開花前隨著玉米播期的推遲而降低，在V5下A1顯著高于A2、A3，分別高16.0%，21.4%；平均值A1在4個生育時期下表現(xiàn)為先上升后下降，在R2最高，較V5、R4、R6分別高出8.0%，13.0%，11.6%。A2處理下，不同的大豆播期變化不一致，莖的分配比率在V5、R2、R4均以A2B3處最高，較A2B1高出29.5%(P<0.05)，29.0%(P<0.05)，5.20%；R6下以A2B1最高，較A2B3顯著高出34.7%。

不同的玉米播期對葉的分配率有顯著影響，且隨著生育時期的推進而降低。在V5、R2、R6均以A3最高，較A1分別高出7.4%，2.7%，28.9%；在R4下A1最高，較A2顯著高出7.3%。在相同玉米播期下，不同大豆播期的葉分配率變化不一致。V5、R2下B1最高，較B3分別顯著高出8.6%和6.4%。R4下以B2最高，但差異不顯著。R6下為B3最高，較B2顯著高出19.7%。

莢果分配率隨著玉米播期的推遲而先上升后下降，在不同的生育時期下均以A2最高。在R4下A2較A1顯著高出52.1%，較A3高出26.3%；R6下A2較A3高出23.9%。不同大豆播期的莢果分配率均以A2B1最高。在R4、R6下，A2B1分別較A2B3顯著高出33.9%，26.7%。不同的大豆播期下，莢果分配率呈下降趨勢，且在不同的生育時期均以B1最高，R4下B1較B2、B3分別高18.7%，45.4%；R6下B1較B2、B3分別高7.7%，17.9%。表明玉米/大豆間作，玉米中播與大豆早播可以提高其在R4和R6 2個時期的莢果分配比率，促進干物質向籽粒轉移，以提高大豆產(chǎn)量。

表3 不同玉米、大豆播期銜接對大豆干物質分配比率的影響

2.2 不同玉米、大豆播期銜接對大豆籽粒灌漿的影響

2.2.1 大豆籽粒灌漿進程的曲線模擬 根據(jù)楊升輝等[18]的灌漿計算方法，自變量(x)為開花后的天數(shù)，開花日計x=0，因變量(y)為開花后的大豆籽粒干物質重，運用Logistic方程擬合的大豆花后籽粒灌漿變化規(guī)律，方程式為：

y=a/(1+b×exp(-cx))

通過Logistic模擬方程(表4)的計算，不同玉米、大豆播期影響下大豆籽粒灌漿的相關系數(shù)均為0.968 1～0.999 7，已達到極顯著水平，說明大豆籽粒灌漿的曲線模擬方程擬合度較高，能夠客觀反映出各處理下的大豆籽粒灌漿進程。

2.2.2 大豆籽粒灌漿特征 由表5可知，不同玉米播期對大豆灌漿速率影響不顯著，但隨著玉米的播期推遲，A2下的Vmax、T1和V均大于A1、A3處理，表現(xiàn)為先上升后下降的趨勢。Se、T2與T3隨著玉米播期的推遲而增加，均在A3處理下最高。大豆籽粒灌漿特征參數(shù)在相同的玉米播期下變化不一致。Vmax、V2、V3和V在A1B1下高于A1B3，分別高出47.9%(P<0.05)，29.2%，38.5%，36.8%。不同大豆灌漿參數(shù)除T2、T3外，均在A2B1處最高，顯著高于A2B3處理。T2和T3均在A3B1處最高，且顯著高于A3B2和A3B3處理，不同大豆播期對大豆灌漿速率有顯著影響。隨著大豆播期的推遲，所有大豆籽粒灌漿參數(shù)均呈下降趨勢，在B1下最大，且均顯著高于B2、B3處理。

表4 不同玉米、大豆播期銜接下大豆籽粒灌漿進程的曲線模擬

注：**.相關性極顯著。

Note：**.Extremely significant correlation.

表5 不同玉米、大豆播期銜接下大豆籽粒灌漿特征參數(shù)

注：Vmax.最大灌漿速率；Se.有效灌漿持續(xù)期；T1.灌漿漸增期；T2.灌漿快增期；T3.灌漿緩增期；V1.漸增期灌漿速率；V2.快增期灌漿速率；V3.緩增期灌漿速率；V.平均灌漿速率。

Note：Vmax.Maximum filling rate；Se.Effective grout continuous period；T1.Increasing filling period；T2.The grain filling period；T3.Grout sustained period；V1.Increase the filling rate；V2.Faster filling rate increases；V3.Slow filling rate increases；V.The average filling rate.

2.3 不同玉米、大豆播期銜接對作物產(chǎn)量的影響

由表6可知，不同的玉米播期對大豆產(chǎn)量構成有顯著影響。大豆單株莢數(shù)在A2下最高，較A3顯著高出20.1%；單株粒數(shù)、百粒質量隨著玉米播期的推遲而降低，均在A1下最高，分別較A3高出21.0%，12.0%。在相同的玉米播期下，大豆單株莢數(shù)、單株粒數(shù)均在A1B1處最高，分別較最低的A3B3顯著高出129.9%，128.7%；百粒質量在A1B2下最高，較最低的A3B2顯著高出25.5%。不同的大豆播期對大豆產(chǎn)量構成有顯著影響。大豆單株莢數(shù)、單株粒數(shù)和百粒質量均在B1下最高，其中單株莢數(shù)和單株粒數(shù)在B1下較B3顯著高出65.9%，77.2%。

進一步分析各播期下玉米、大豆產(chǎn)量(表7)，在不同的玉米播期下，隨著玉米播期的推遲，大豆產(chǎn)量在A2下最高，較A3顯著高出75.7%。A2處理下，不同大豆播期下的大豆產(chǎn)量在A2B1下最高，較A2B3顯著高出128.0%。不同的大豆播期下大豆產(chǎn)量差異顯著，隨大豆播期的推遲，大豆產(chǎn)量逐漸降低，B1處理分別是B2和B3處理的1.44，2.29倍。

表6 不同玉米、大豆播期銜接對大豆產(chǎn)量構成的影響

從玉米產(chǎn)量來看，玉米播期推遲不利于其產(chǎn)量提高，A1分別比A2和A3顯著高出19.6%和79.8%。A1處理下，不同大豆播期的玉米產(chǎn)量在A1B1下最高，比A1B3顯著高出11.3%。不同的大豆播期對玉米產(chǎn)量有顯著影響，大豆早播有利于玉米產(chǎn)量的增加，B1處理比B2和B3處理分別高2.5%和9.2%。

不同的玉米與大豆播期對玉米、大豆總產(chǎn)量均有顯著影響，隨著玉米、大豆播期推遲間作體系總產(chǎn)量逐漸降低，A1處理比A2和A3處理分別高16.8%和78.8%。A1處理下，不同大豆播期的總產(chǎn)量在A1B1下最高，較A1B3顯著高出19.5%。不同的大豆播期下，總產(chǎn)量在B1下分別比B2、B3顯著高7.1%和18.4%。

表7 不同玉米、大豆播期銜接對作物產(chǎn)量的影響

3 結論與討論

3.1 玉米大豆播期銜接對間作體系下大豆干物質積累分配的影響

呂越等[19]研究玉米/大豆間作系統(tǒng)的作物資源競爭表明，由于高位作物玉米嚴重遮陰，使低位作物大豆處于競爭劣勢，影響大豆植株各器官的生長與干物質積累。本研究，玉米播期對大豆的生殖生長階段影響顯著，中播有利于大豆干物質積累量的增加。前人研究表明，大豆推遲播種縮短了營養(yǎng)生長期和生殖生長期，群體生長量變小，干物質累積量減少[20]。本研究在營養(yǎng)生長階段，表現(xiàn)為大豆晚播，其干物質積累量隨著播期的推遲而減少，播期越晚，其接受光合作用的時長越短，所合成的干物質越少。而在生殖生長階段，大豆在最早播期B1積累量最高。其籽粒分配率隨播期的變化與干物質積累量變化相一致，說明其在開花期后，營養(yǎng)器官向籽粒的轉移對干物質積累量的變化起了重要作用。

3.2 玉米大豆播期銜接對間作體系下大豆產(chǎn)量的影響

高陽等[21]研究表明，在玉米/大豆間作群體內，大豆受到玉米遮陰導致對光能資源的利用減少，而降低大豆產(chǎn)量。本研究表明，玉米播期對大豆產(chǎn)量影響顯著，玉米的蔭蔽作用影響大豆籽粒形成，在最遲玉米播期A3下，大豆灌漿速率與百粒質量均最小。而大豆的有效莢數(shù)與有效粒數(shù)隨著玉米的遲播，在A1、A2播期下差異不顯著，但顯著高于A3播期。不同播期對大豆產(chǎn)量潛力的發(fā)揮有直接影響[22-24]。前人研究表明，作物晚播，產(chǎn)量會降低[25-26]。本研究表明，早播處理接受光合時間最長，且在3個播期處理下沒有出現(xiàn)旺長，其營養(yǎng)生長階段合成的干物質為后面生殖生長做好了準備，灌漿速率隨著播期的推遲而逐漸降低，在B1處理中，大豆最大速率、漸增速率、快增速率、緩增速率與平均速率均為最高，百粒質量增加，最終在B1處理下獲得更高的產(chǎn)量。各玉米大豆播期銜接下，以A2B1大豆產(chǎn)量最高。玉米大豆總產(chǎn)量隨著玉米大豆播期推遲產(chǎn)量逐漸降低，處理間以A1B1產(chǎn)量最高。

玉米/大豆間作下，不同玉米播期對大豆的干物質積累、分配及產(chǎn)量影響顯著，玉米中播有利于大豆的干物質積累。產(chǎn)量較其他2個播期最高。且大豆灌漿速率與干物質在籽粒中的分配比率也更高。大豆播期對大豆的干物質積累與分配、灌漿速率與產(chǎn)量有顯著影響。大豆早播單株干物質累積量大，灌漿速率更高，籽粒所占干物質分配比率高，產(chǎn)量最高。玉米和大豆播期對玉米大豆總產(chǎn)量的影響達顯著水平。玉米大豆總產(chǎn)A1B1處理最高，在玉米/大豆間作體系中，玉米和大豆早播，在玉米播期5月15日，大豆播期5月30日播期銜接下，玉米大豆總產(chǎn)量最高。

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Effect of Maize and Soybean Sowing Date Cohesion on Soybean Dry Matter Accumulation and Yield in Intercropping

YANG Yanzhu，DU Qing，CHEN Ping，YANG Wenyu，YONG Taiwen

(College of Agronomy，Sichuan Agricultural University，Key Laboratory of Crop Physiology，Ecology and Cultivation in Southwest China，Ministry of Agriculture，Sichuan Engineering Research Center for Crop Strip Intercropping System，Chengdu 611130，China)

To explore the effect of different maize and soybean sowing dates on soybean yield，dry matter accumulation and partitioning ratio，provided reference to increase crops yield in maize-soybean intercropping system.The field experiment was conducted with three maize sowing dates：early seeding(A1：May 15 th)，middle seeding(A2：May 30 th)，late seeding(A3：June 14 th)，and three soybean sowing dates：early seeding(B1：May 30 th)，middle seeding(B2：June 14 th)，late seeding(B3：June 29 th).In maize middle seeding， the soybean growth rate after blooming was 33.2% significant higher than maize late seeding； dry matter accumulation per plant and pod distribution rate of soybean were 32.4%， 17.9% and 26.3%，23.9%significant higher than maize late seeding in R4， R6； soybean yield was 75.7%significant higher than maize late seeding.Compared with soybean middle seeding under maize middle seeding treatment， the soybean dry matter accumulation per plant and pod distribution rate were 195.4%，58.5% and 33.9%， 26.7%significant higher than soybean late seeding in R4， R6； soybean yield was 128.7%significant higher than soybean late seeding. It turned out that sowing maize and soybean simultaneously significantly improved the growth rate after soybean blooming，increased dry matter accumulation per plant，pod distribution rate and yield in maize-soybean intercropping system.

Maize-soybean intercropping；Sowing date cohesion；Matter accumulation；Yield

2017-04-29

大豆產(chǎn)業(yè)技術體系專項資助項目(CARS-04-PS19)；公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(201203096)

楊燕竹(1991-)，女，四川萬源人，碩士，主要從事作物高產(chǎn)栽培理論與技術研究。

雍太文(1976-)，男，四川南部人，教授，博士，博士生導師，主要從事作物高產(chǎn)栽培理論與技術研究。

S344.2；S352.1

A

1000-7091(2017)03-0096-07

10.7668/hbnxb.2017.03.015