【摘要】以墾豐14和墾豐16兩個不同結(jié)莢習(xí)性的大豆為材料,研究了二者在群體中所占比例不同對葉面積和產(chǎn)量的影響,結(jié)果表明:與對照相比,混播栽培方式減少了R5-R6期群體葉面積指數(shù)和單株葉面積的衰減;降低了兩個品種單株葉面積的最大值;混2處理降低了R5期以后群體內(nèi)部兩品種的競爭強(qiáng)度(即單株葉面積比),在R5-R6期單株葉面積和群體葉面積指數(shù)下降最小,提高了大豆群體鼓粒期的光能利用率,與混1、3和單播墾豐16相比顯著提高了產(chǎn)量。
【關(guān)鍵詞】大豆;混播;葉面積;產(chǎn)量
葉面積指數(shù)(LAI)是指群體的總綠色葉面積與該群體所占據(jù)的土地面積的比值,是群體組成大小和植株生長繁茂程度的重要參數(shù)[1]。適宜的葉面積指數(shù)動態(tài)是大豆高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的主要生理基礎(chǔ)。鼓粒期直至成熟前仍保持較大的葉面積指數(shù)是大豆高產(chǎn)的保證[2]。作物的產(chǎn)量是群體的產(chǎn)量,而群體的高產(chǎn)離不開個體的正常生長,群體與個體間通過反饋調(diào)節(jié)作用而相互影響。
目前大豆的混播栽培主要是在將高矮不同品種間作(以1:1種植方式),使其自然形成波浪冠層[3]。不同結(jié)莢習(xí)性大豆品種以不同比例混合的報道還鮮有報導(dǎo),本文試著引入競爭的概念,采用替代系列法研究兩大豆品種的競爭能力,從株間競爭的不同類型、競爭力大小上對兩個品種混播條件下葉面積以及產(chǎn)量的變化規(guī)律進(jìn)行初步的探討,以期為大豆栽培方式的選擇上提供理論依據(jù)。
1.材料與方法
1.1材料
供試品種為墾豐16,生育日數(shù)120天左右,需活動積溫2447.2℃,亞有限結(jié)莢習(xí)性,寡分枝類型,株高65cm左右,為中等高度品種。墾豐14,生育日數(shù)120天左右,需活動積溫2400℃,無限結(jié)莢習(xí)性,株高為100cm左右,為高桿品種。
1.2方法
試驗于2010年在黑龍江省農(nóng)墾科學(xué)院佳木斯分院院區(qū)試驗地進(jìn)行,供試土壤為草甸黑土。土壤肥力為:有機(jī)質(zhì):3.56%,堿解氮:163.6mg·kg-1,速效磷:34.8mg·kg-1,速效鉀:267.6mg·kg-1,Ph值:7.2。施肥量均為磷酸二銨150kg/公頃、尿素45公斤/公頃、氯化鉀45公斤/公頃。采用小區(qū)試驗,隨機(jī)區(qū)組設(shè)計,設(shè)四個處理兩個對照,每處理三次重復(fù),小區(qū)行長5m,4行區(qū)。
試驗各處理按照墾豐14和墾豐16在群體總量中所占比例共設(shè)置5個處理,群體密度均為30萬株/公頃,分別是:對照1(CK1單播墾豐14)、對照2(CK2單播墾豐16)、混播1(墾豐14占1/3)、混播2(墾豐14占1/4)、混播3(墾豐14占1/5)。在R1始花期(7.9)、R3始莢期(7.26)、R5始粒期(8.12)和R6滿粒期(8.29)每小區(qū)連續(xù)取5株,葉面積使用LI-300型葉面積儀測定,于大豆成熟期(9月30日)在田間連續(xù)取10株大豆進(jìn)行測產(chǎn)。利用DPS和Excel軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
單株葉面積比=墾豐14單株葉面積/墾豐16單株葉面積
2.結(jié)果與分析
2.1 不同大豆品種混播栽培對群體葉面積指數(shù)的影響
由葉面積指數(shù)在生育期內(nèi)的變化曲線可見(圖1),各處理均在R5期達(dá)最大值后開始下降,單播墾豐14在R3-R5期增加最快;在R5-R6期單播墾豐14下降最快,混播2處理葉面積指數(shù)下降最小,與混1、混3、單播墾豐14和單播墾豐16相比,葉面積指數(shù)下降值分別減少了73.68%、82.27%、86.30%和85.89%。在R1-R6期內(nèi),混2處理變化幅度最小,單播墾豐14變化幅度最大,混3處理則在混播處理中變化幅度最大。
在R1期各處理葉面積指數(shù)相近,R3-R6期均以單播墾豐14葉面積指數(shù)最高,混播2處理在R6期高于混播1、混播3和單播墾豐16處理,分別提高了18.63%、5.03%和7.72%。
2.2 不同大豆品種混播栽培對墾豐14單株葉面積的影響
由不同處理對墾豐14單株葉面積的影響可見(圖2),在R5期,單播墾豐14單株葉面積均高于混播栽培處理,與混1、2、3相比分別提高了38.66%、11.11%和24.31%;R6期由高到低分別是混2、單播墾豐14、混1和混3處理,其中混2和單播墾豐14均顯著高于混1和混3處理。在R5-R6期,混2處理的單株葉面積下降最小,與對照相比減少了85.0%,與混1和混3相比減少了83.2%和57.7%。
2.3 不同大豆品種混播栽培對墾豐16單株葉面積的影響
由不同處理對墾豐16單株葉面積的影響可見(圖3)。在R5期,單播墾豐16的單株葉面積指數(shù)最高,與混1、2、3相比分別提高了21.0%、8.26%和1.23%;在R6期,混3、混2以及單播墾豐16的單株葉面積相近,均明顯高于混1處理。
圖3 大豆混播栽培對墾豐16單株葉面積的影響
Fig.3 Effect of mixed crop on Kenfeng16 leaf area per plant
2.4 不同大豆品種混播栽培對單株葉面積比的影響
比較不同處理墾豐14與墾豐16的單株葉面積比值,可以了解各處理兩個品種個體葉面積的動態(tài)消長情況。由圖4可見,單播處理、混1、2在生育期內(nèi)葉面積比一直增加,R6期仍高于R5,混3處理在R3和R5期低于對照處理,說明二者總體生長狀況良好,但競爭強(qiáng)度仍高于對照;混3處理的比值R6期低于R5,且R5、R6期與其他處理相對較低,墾豐14的生長受到了一定的抑制,說明其后期群體內(nèi)部競爭與其它處理相比仍較強(qiáng),不利于群體中墾豐14的生長;混2葉面積比值在R6期高于對照處理。
2.5不同大豆品種混播栽培對產(chǎn)量的影響
不同處理最終產(chǎn)量以混2處理最高(圖5),為3.2t/hm2,與單播墾豐14相比提高了7.26%;且與混1、混3和單播墾豐16相比均達(dá)差異顯著水平(P≤5%),分別提高了11.06%、10.53%和16.06%。
3.結(jié)果與討論
在作物育種栽培試驗中,存在著兩種不同的生長群體:基因型混雜群體和基因型單一群體?;祀s群體中的株間競爭是消極競爭,單一群體為積極競爭[4]。兩個對照處理的單播墾豐14與單播墾豐16是單一品種種植,可歸為單一群體,屬積極競爭,兩個對照處理的比值代表了積極競爭群體下的兩品種葉面積的消長動態(tài)。
各處理中,混1、2和兩個對照處理的單株葉面積比值在R1-R6期呈增加趨勢,在R6期達(dá)最大值,可見這三個處理在R1、R3期均為墾豐16在群體競爭中占優(yōu)勢,CK1在R3期葉面積比值超過了1.0,混播1、2處理在R5期超過1.0;混3處理葉面積比值在生育期內(nèi)變化不穩(wěn)定,與混1和混2處理不同,混3處理的比值一直低于1.0,說明墾豐14的個體在群體生長中受到了抑制,這主要是因為混3處理的墾豐14只占群體總數(shù)的1/5,單株葉面積在群體生長過程中受到了抑制,不利于產(chǎn)量的提高。
混播2處理在R5期葉面積比值達(dá)到了對照的水平并且略有提高,說明混2處理隨著生育期的推進(jìn),有降低后期群體內(nèi)部競爭的趨勢,能夠使單株葉面積長時間的維持在較高的水平,利于鼓粒期光合產(chǎn)物的積累,從而提高了產(chǎn)量。
這種趨勢不僅反映在單株葉面積的比值上,也體現(xiàn)在單株葉面積的動態(tài)變化上。王永鋒[5]發(fā)現(xiàn),在盛花期以前損失30%~50%的葉面積對產(chǎn)量無明顯影響;鼓粒期葉面積稍有損失,大豆產(chǎn)量就會明顯降低[6]。在R5-R6期,混播2處理兩個品種單株葉面積的下降值都是最小的,且R6期墾豐14的單株葉面積與單播墾豐14處理相當(dāng),由于混播處理的品種株高不同,使混播處理在R5期以后具有波浪冠層的特點(diǎn),使葉面積指數(shù)在R6期以后保持在一個較高的水平,有利于群體對光能的截獲, 提高光能利用率,提高了產(chǎn)量。本試驗是對大豆混播栽培種競爭關(guān)系的一個初步探索,仍需進(jìn)一步探討和研究。
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