玉/豆套作模式的群体配置技术及其对大豆的效应研究

论文摘要

2005～2008年度,通过不同幅比对套作大豆群体的效应研究、玉米不同播期与密度对套作大豆的效应研究、玉米不同株型对不同熟期大豆的效应研究、套作大豆的播期与品种选择及其效应研究、套作大豆的种植密度与株行配置及其效应研究等试验,研究了不同玉米与大豆的群体配置对套作大豆的部分形态生理特性及产量的影响,明确了玉豆套作模式下的群体调控效应及群体配置对套作大豆的增产机理,初步形成了以群体配置技术为核心的套作大豆高产栽培技术体系。主要研究结果如下:1适宜的玉豆带宽选择和合理的幅比配置,有利于套作大豆农艺性状改善和套作群体产量增加。本试验结果表明:随着大豆幅宽的增加,大豆株高降低,茎粗增大,茎的干物质积累量增加;叶面积指数、比叶重均升高。大豆碳氮代谢上,也表现出同样的规律。在大豆较大幅宽1.17 m,玉米幅宽0.83 m时,比大豆较小幅宽0.83 m,玉米幅宽0.83 m时,各个生育时期茎、叶可溶性糖、淀粉和全氮含量分别平均高出9.05%、8.39%;15%、32%;41%、30%。随大豆幅宽的变窄,大豆的茎叶生长不良,株高增长过快,主茎柔弱,容易倒伏,产量降低。大豆/玉米幅比为1 m/0.83 m的大豆产量为1101.52kg·hm-2,大豆/玉米幅比为1.17 m/0.83 m的大豆产量为2092.40kg·hm-2,大豆幅宽窄的要比幅宽宽的产量低52.6%。综上所述表明,玉/豆套作模式下,全年高产、高效的最优田间配置为:大豆和玉米带宽2 m,大豆/玉米幅比为1.17 m/0.83 m。2玉米的适宜播期选择与合理的密度调节,有利于套作大豆群体结构的改善和产量的提高。本试验结果表明:玉米适当晚播（3月26日～4月5日）和密植(4.8～6万株·hm-2)有利于玉米产量的提高;玉米早播（3月6日）与稀植(3.6万株·hm-2)能降低大豆株高、增加茎粗、缩短结荚高度、增加分枝数,提高20 cm～60 cm层分枝荚数、粒数和60 cm以上层主茎荚数与粒数,玉米早播比晚播（4月15日）处理增产40.42%,玉米稀植比高密度(6万株·hm-2)处理增产35.79%。玉米早播,大豆的出苗时间缩短,有效保障了在大豆开花前或始花期时收获,缩短了大豆生殖生长与玉米的共生时间,避免了大豆生殖生长阶段因过度荫蔽而生长不良。综上所述表明,玉/豆套作模式下,玉米适当早播（3月6日～3月26日）和适度密植(4.8株·hm-2)有利于玉豆套作群体总产量和总产值的提高。3不同玉米株型与不同熟期大豆品种配置,直接关系到套作大豆农艺性状的改善和产量的提高。本试验结果表明:随玉米株型的扩展,套作大豆苗期倒伏与缺苗情况加重,株高增加,茎粗变小;随玉米株型的扩展,套作大豆的LAI降低,LAD变弱,苗期SPAD及花后叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总含量增高;玉米株型扩展度与大豆器官干物质的输出、转化与分配率呈负相关。不同熟期大豆品种间,植株株高、增高速率、苗期倒伏率和缺苗率差异显著,表现为晚熟品种＜中熟品种＜早熟品种,茎粗则为晚熟品种＞中熟品种＞早熟品种;不同熟期大豆品种间,LAI、LAD及叶绿素含量苗期差异不显著,但以后各期的LAI、LAD及叶绿素含量均以晚熟大豆最高;大豆茎干物质分配率、叶干物质输出率、叶干物质转化率及大豆干物质积累量均与其产量呈显著的正相关,大豆品种差异影响其器官的物质输出、转化与分配,表现为早、中熟大豆茎干物质输出率、转化率与分配率均高于叶片,而晚熟大豆则表现为茎均低于叶片,最终导致晚熟大豆平均干物质积累量高于中、早熟大豆。不同大豆基因型产量构成因素差异显著,晚熟大豆的单株结实荚数、每荚粒数和百粒重较中、早熟大豆高,晚熟大豆的秕粒率较中、早熟大豆低,晚熟大豆在产量上表现为极显著高于中、早熟大豆。综上所述表明,玉/豆套作模式下,前作玉米应选择紧凑型或半紧凑型的株型品种,而后作大豆应选择晚熟品种。4适宜的大豆品种选择和合理的播期调节,可协调前后茬作物共生期并能提高套作大豆产量。本试验结果表明:不同熟期大豆品种的播期不同,产量差异较大。早熟品种,播期在6月中旬,表现为单株荚数、荚粒数和百粒重较高,产量也较高（本试验以6月14日播种的产量最高）;晚熟品种,播期在6月上旬,表现为单株荚数、荚粒数较高,产量也较高（本试验以6月7日播种的产量最高）。随播期的推迟,大豆与玉米的共生期缩短,尾播比首播平均短27.5 d。品种间产量差异极显著,以晚熟品种（贡选1号）的产量最高,达1375.11 kg·hm-2,中熟品种（乐豆1号）次之,早熟品种（浙春3号）最低。与早中熟品种比较,晚熟品种表现为营养生长期较长,与玉米的生殖共生期为零,植株较高,茎粗增加0.13～0.16 cm,分枝增多0.38～0.89个,主茎节数增多4.47～7.12个,单株有效荚数、每荚粒数极显著高于早中熟品种。由此表明,玉/豆套作模式下,适宜选择晚熟大豆品种在6月上中旬播种。5适宜的大豆种植密度与合理的行距,可提高大豆群体物质生产能力。本试验结果表明:在不同密度处理下,大豆株高随密度的增加而增加,茎粗、分枝数随密度增加而减小;植株叶片干物质转化率和输出率都高于茎,且随着密度的增加,干物质转化率和输出率都有减小的趋势;成熟期大豆荚干物质分配率最高的为18万株·hm-2;产量构成因素中,结实荚数随密度增加而减小,每荚粒数随密度增加而减小,百粒重的变化规律不明显;大豆产量先随密度的增加而增加,当密度增加到一定程度的时候,产量开始下降。在不同行距下,株高随行距的减小而增加,而茎粗、分枝数随行距的减小而减小;茎秆和叶片干物质转化率和输出率均表现为:29 cm＞39 cm＞23 cm;成熟期大豆荚干物质分配率以行距29 cm最高;在不同行距下,大豆产量随行距缩小,产量呈减小趋势。在影响大豆产量的因子中,密度＞行距＞密度×行距。上述表明,玉/豆套作模式下,贡选1号的种植密度,在以雅安为代表的四川盆周山区,以中低密度9万株·hm-2能获得高产;在以射洪为代表的川中丘区,以较高密度13.5万株·hm-2能获得较高产量。在株行配置方面,雅安和射洪点试验均以行距39 cm、带植2～3行的行距配置,能获得最佳产量。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 英文缩略符号与中英文对照表
• 第一章 绪论
• 1 选题背景
• 1.1 间套多熟种植是解决粮食供求矛盾的重要途径
• 1.2 间套多熟种植是挖掘大豆生产潜力的关键措施
• 1.3 玉米套作大豆是实现农业可持续发展的有效途径
• 2 研究现状
• 2.1 间套作种间地上部互补与竞争的研究进展
• 2.1.1 叶面积指数与照光叶面积指数
• 2.1.2 光合时间与叶日积研究
• 2.1.3 截光率、透光率与光能利用率研究
• 2.1.4 高差和光竞争与互补研究
• 2.1.5 间套作对田间群体小气候影响的研究
• 2.1.6 间套作对产量品质影响的研究
• 2.2 套作大豆模式中群体配置技术的研究进展
• 2.2.1 套作大豆模式中作物搭配
• 2.2.2 套作大豆模式中播期研究进展
• 2.2.3 套作大豆模式中株行配置研究进展
• 2.2.4 套作大豆模式中种植密度和幅宽的研究进展
• 3 目的意义
• 4 技术路线
• 第二章 不同幅比对套作大豆群体的效应研究
• 1 材料与方法
• 1.1 供试材料
• 1.2 试验设计
• 1.3 测定项目与方法
• 1.3.1 生育时期调查
• 1.3.2 茎、叶形态的测定
• 1.3.3 茎、叶碳氮含量的测定
• 1.3.4 玉米、大豆产量测定
• 2 结果与分析
• 2.1 大豆部分形态性状和生理参数
• 2.1.1 对株高的影响
• 2.1.2 对茎粗的影响
• 2.1.3 对茎干重的影响
• 2.1.4 对叶面积指数的影响
• 2.1.5 对比叶重的影响
• 2.2 大豆茎、叶碳氮含量的变化
• 2.2.1 对可溶性糖含量的影响
• 2.2.2 对淀粉含量的影响
• 2.2.3 对氮素含量的影响
• 2.3 大豆、玉米的产量和产值
• 3 讨论
• 第三章 玉米不同播期与密度对套作大豆的效应研究
• 1 材料与方法
• 1.1 供试材料
• 1.2 试验设计
• 1.3 测定项目与方法
• 1.3.1 生育时期与共生期调查
• 1.3.2 茎、叶形态的测定
• 1.3.3 茎、叶碳氮含量的测定
• 1.3.4 玉米、大豆产量测定
• 2 结果与分析
• 2.1 对大豆生育期结构的影响
• 2.2 大豆部分形态性状和生理参数
• 2.2.1 对株高的影响
• 2.2.2 对茎粗的影响
• 2.2.3 对结荚高度的影响
• 2.2.4 对分枝数的影响
• 2.2.5 对茎干重的影响
• 2.2.6 对叶面积指数的影响
• 2.2.7 对比叶重的影响
• 2.3 大豆茎、叶碳氮含量的变化
• 2.3.1 对可溶性糖含量的影响
• 2.3.2 对淀粉含量的影响
• 2.3.3 对氮素含量的影响
• 2.4 对大豆产量构成及垂直分布的影响
• 2.4.1 对大豆产量构成的影响
• 2.4.2 对大豆产量垂直分布的影响
• 2.5 大豆、玉米产量和产值
• 3 讨论
• 第四章 玉米不同株型对不同熟期大豆的效应研究
• 1 材料与方法
• 1.1 供试材料
• 1.2 试验设计
• 1.3 调查测定项目与方法
• 1.3.1 生育时期调查
• 1.3.2 茎、叶形态测定
• 1.3.3 茎、叶碳氮含量的测定
• 1.3.4 SPAD、叶绿素含量的测定
• 1.3.5 产量及其构成因素测定
• 1.4 数据处理
• 2 结果与分析
• 2.1 大豆部分形态性状的变化
• 2.1.1 苗期倒伏率与缺苗率
• 2.1.2 对株高的影响
• 2.1.3 对茎粗的影响
• 2.2 部分光合特性的变化
• 2.2.1 对花后LAI的影响
• 2.2.2 对花后LAD的影响
• 2.2.3 对苗期SPAD的影响
• 2.2.4 对花后叶绿素含量的影响
• 2.3 大豆茎、叶碳氮含量的变化
• 2.3.1 对可溶性糖含量的影响
• 2.3.2 对淀粉含量的影响
• 2.3.3 对氮素含量的影响
• 2.3.4 对氮素吸收状况的影响
• 2.4 对干物质积累与分配的影响
• 2.4.1 茎、叶干重
• 2.4.2 荚干重
• 2.4.3 干物质积累
• 2.4.4 叶分配率
• 2.4.5 茎分配率
• 2.4.6 荚分配率
• 2.4.7 干物质输出与转化
• 2.5 对大豆产量及其构成因素的影响
• 2.5.1 对产量的影响
• 2.5.2 对产量构成因素的影响
• 3 讨论
• 第五章 套作大豆的播期与品种选择及其效应研究
• 1 材料与方法
• 1.1 供试材料
• 1.2 试验设计
• 1.3 调查测定项目与方法
• 1.3.1 生育时期与共生期调查
• 1.3.2 茎、叶形态的测定
• 1.3.3 产量及其构成因素测定
• 2 结果与分析
• 2.1 不同播期对套作大豆生育期的影响
• 2.2 不同播期对套作大豆部分形态性状的影响
• 2.2.1 对株高的影响
• 2.2.2 对主茎茎粗的影响
• 2.2.3 对主茎节数的影响
• 2.2.4 对分枝数的影响
• 2.3 对产量及构成因素的影响
• 2.3.1 对产量的影响
• 2.3.2 对产量构成因素的影响
• 3 讨论
• 第六章 套作大豆的种植密度与株行配置及其效应研究
• 1 材料与方法
• 1.1 供试材料
• 1.2 试验设计
• 1.3 测定项目与方法
• 1.3.1 生育时期调查
• 1.3.2 茎、叶形态的测定
• 1.3.3 茎、叶碳氮含量的测定
• 1.3.4 SPAD、叶面积指数、绿叶面积的测定
• 1.3.5 产量及其构成因素测定
• 1.4 数据处理
• 2 结果与分析
• 2.1 大豆部分形态性状的变化
• 2.1.1 对株高的影响
• 2.1.2 对茎粗的影响
• 2.1.3 对节数的影响
• 2.1.4 对子叶节高的影响
• 2.1.5 对分枝数的影响
• 2.2 对部分光合特性的影响
• 2.2.1 SPAD值
• 2.2.2 叶面积指数
• 2.2.3 光合势
• 2.3 大豆茎、叶碳氮含量的变化
• 2.3.1 可溶性糖
• 2.3.2 全氮
• 2.4 对干物质积累的影响
• 2.4.1 叶片干物质
• 2.4.2 茎干物质
• 2.4.3 荚干物质
• 2.4.4 单株干物质
• 2.4.5 群体干物质积累动态
• 2.5 大豆植株干物质分配
• 2.5.1 叶干物质分配
• 2.5.2 茎干物质分配
• 2.5.3 荚干物质分配
• 2.5.4 植株干物质输出与转化
• 2.6 对产量及其构成因素的影响
• 2.6.1 对产量的影响
• 2.6.2 对产量构成因素的影响
• 3 讨论
• 3.1 大豆种植密度的群体调控效应
• 3.2 大豆株行配置的群体调控效应
• 第七章 讨论与结论
• 1 前作玉米群体配置对套作大豆的影响
• 2 作物共生期的长短对套作大豆的影响
• 3 套作大豆群体配置对其总产量的影响
• 4 结论
• 主要创新
• 先进性
• 参考文献
• 特别致谢
• 在读期间发表的相关论文、成果