李長紅

（駐馬店市農(nóng)業(yè)綜合行政執(zhí)法支隊，河南 駐馬店 463000）

大豆起源于我國，目前國內(nèi)大豆供不應(yīng)求，主要依賴進(jìn)口[1-2]。黃淮海區(qū)是我國大豆的主要生產(chǎn)區(qū)域，生產(chǎn)的大豆具有蛋白質(zhì)含量高的特點，其種植方式多樣[3]。通過種植方式的調(diào)節(jié)能夠協(xié)調(diào)大豆群體內(nèi)通風(fēng)透光性狀，有益于大豆單株的生長發(fā)育，是對最終產(chǎn)量產(chǎn)生作用的重要因素之一[4]。株距與行距的改變對大豆個體在空間的分布及生長發(fā)育產(chǎn)生影響，可以改善大豆生長發(fā)育空間均勻度，降低了肥、水、光、熱資源的浪費[5]。

前人研究已證實，大豆產(chǎn)量既與行距密切相關(guān)，又會受到株距的影響，行距與株距的空間變化可提高大豆空間的均勻性，直接影響產(chǎn)量的形成[6]。焦浩等[7]研究發(fā)現(xiàn)，濉科998種植密度最佳為22.5萬株/hm2，行距40 cm、株距11 cm或者寬窄行20～40 cm、株距14.8 cm的種植方式，可使大豆的空間分布更趨合理，益于改良生育后期透光通風(fēng)條件，植株之間透光通風(fēng)性好，讓植株上中下均可接受良好光照，使大豆單株發(fā)育健壯。李麗等[6]研究表明，在同一大豆密度條件下，適當(dāng)減小行距、增加行數(shù)，擴(kuò)大株距，大豆單株生長發(fā)育過程中長勢更旺，更能挖掘出大豆品種的產(chǎn)量潛力。彭姜龍[8]采取灰色關(guān)聯(lián)度及田間試驗方法研究了8個夏大豆品種產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀的相關(guān)性，結(jié)果表明，等行距條件下大豆葉面積指數(shù)（LAI）、葉綠素含量（SPAD值）及光合速率（Pn）隨行距的縮小、株距的擴(kuò)大而增大，寬窄行種植大株距處理的LAI、SPAD值、Pn均較高；而劉麗君等[9]通過密植窄行平播研究大豆干物質(zhì)累積規(guī)律時發(fā)現(xiàn)，在22.0萬~45.0萬株/hm2范圍內(nèi)，密植窄行可增加大豆群體的產(chǎn)量潛力，但過密倒伏嚴(yán)重，產(chǎn)量降低，密植窄行沒有改變大豆群體LAI消長動態(tài)，而顯著提高了大豆生育前期冠層的光截獲率。何景新等[10]采用不同寬窄行方式研究了大豆的生長發(fā)育、光合利用及產(chǎn)量，結(jié)果表明，50∶20寬窄行種植模式增加了株間距，透光通風(fēng)性能好，有益于大豆葉片伸展，提升了光合利用率，鼓粒加快，產(chǎn)量得以提高。

構(gòu)建合理的群體結(jié)構(gòu)有益于大豆群體內(nèi)氣體的交換和對光能的有效利用，從而提高夏大豆產(chǎn)量，在一定密度范圍內(nèi)，適宜行株距已成為調(diào)節(jié)夏大豆群體合理分布的主要措施與手段[11-13]。目前眾多學(xué)者關(guān)于大豆種植方式的研究多集中在農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量、種植密度等方面[3,7]，而河南省固有生態(tài)區(qū)有關(guān)行株距變化對夏大豆干物質(zhì)積累、光合特性及產(chǎn)量的影響研究甚少，大豆的種植生產(chǎn)中還存在較多問題，尤其是大豆機(jī)械化播種時行距和株距的配置方式將會對大豆產(chǎn)量構(gòu)成因子及產(chǎn)量潛力的挖掘產(chǎn)生重要影響。

本試驗通過研究行株距變化條件下夏大豆干物質(zhì)積累動態(tài)、光合特性及產(chǎn)量性狀有關(guān)指標(biāo)變化的差異，探討不同行株距（等行距和寬窄行）種植方式對河南省夏大豆高產(chǎn)高效生產(chǎn)的影響機(jī)制，以期為探明河南省大豆生產(chǎn)的行株距合理變化范圍，為大豆機(jī)械化播種調(diào)節(jié)適宜的行距和株距提供依據(jù)和技術(shù)支撐。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

試驗于2020年在河南省駐馬店市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局試驗地進(jìn)行。試驗地前茬作物為小麥，地勢較為平整，土壤肥力屬于中上等水平，質(zhì)地屬于黏壤類型，0~20 cm耕層土壤養(yǎng)分：有機(jī)質(zhì)含量為16.41 g/kg，全氮含量為7.29 g/kg，堿解氮含量為68.62 mg/kg，有效磷含量為32.55 mg/kg，有效鉀含量為83.06 mg/kg。

1.2 試驗材料

供試大豆品種為河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所選育的鄭1307。

1.3 試驗設(shè)計

試驗共設(shè)置5個處理，即T 1.等行距，行距30.0 cm，株距18.4 cm；T 2.等行距，行距40.0 cm，株距13.8 cm；T 3.等行距，行距50.0 cm，株距11.1 cm；T 4.寬窄行，寬行40.0 cm、窄行30.0 cm，株距15.8 cm；T 5.寬窄行，寬行50.0 cm、窄行40.0 cm，株距12.3 cm。采用隨機(jī)區(qū)組排列設(shè)計，3次重復(fù)，行長6 m，8行區(qū)，T 1、T 2、T 3、T 4、T 5處理小區(qū)面積分別為14.4、19.2、24.0、16.8、21.6 m2，各處理種植密度均為18.0萬株/hm2，T 2處理為當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)種植。2020年6月12日人工開溝播種，每穴3粒，出苗后定苗成1株，播種前施大豆專用復(fù)合肥（氮磷鉀總養(yǎng)分≥45%，N︰P2O5︰K2O=15︰15︰15，史丹利化肥股份有限公司生產(chǎn)）450 kg/hm2。管理同當(dāng)?shù)卮筇锷a(chǎn)措施。

1.4 測定指標(biāo)及方法

1.4.1 單株干物質(zhì)指標(biāo)測定 在大豆分枝期、開花期、結(jié)莢期、鼓粒期、成熟期選取株型大小、生長勢基本相同的植株，每次取樣5株，經(jīng)過105℃殺青0.5 h后，放置于干燥箱內(nèi)65℃烘干至恒質(zhì)量，再稱量單株干物質(zhì)質(zhì)量。

1.4.2 光合特性測定 采取打孔稱重法[4]測定大豆葉面積，用直徑2 cm單孔打孔器對大豆葉片打孔取樣，每株取樣10次，用天平稱取10次圓形葉片的鮮質(zhì)量，求其平均值。

其中，r為打孔器的半徑；S1、S2分別為T1、T2時間測定的葉面積，T2-T1為間隔的天數(shù)。

1.4.3 葉綠素相對含量（SPAD值）測定 采用便攜式葉綠素儀SPAD-502PLUS選擇晴好天氣，于10：00—14：00間選取生長勢基本一致植株5株，避開葉脈每隔10 d測量上中下大豆葉片的SPAD值，求其平均值。

1.4.4 產(chǎn)量性狀測定 成熟后每小區(qū)連續(xù)選取植株10株進(jìn)行室內(nèi)考種，測定株高、底莢高、單株有效分枝、單株莢數(shù)、單株粒數(shù)、單株粒質(zhì)量。收獲中間2行脫粒自然風(fēng)干后測量產(chǎn)量。

1.5 數(shù)據(jù)分析

試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2003和SPSS 11進(jìn)行分析與處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 夏大豆行株距變化對干物質(zhì)積累的影響

植株干物質(zhì)積累量是大豆產(chǎn)量建成的物質(zhì)基礎(chǔ)，種植方式對大豆植株干物質(zhì)積累均可產(chǎn)生一定影響[14]。由圖1可知，隨生育進(jìn)程的推進(jìn)，不同行株距變化對大豆干物質(zhì)積累的影響呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢，不同生育時期差異均達(dá)顯著水平，生育前期干物質(zhì)積累緩慢，開花后隨著莢的出現(xiàn)，營養(yǎng)生長迅速向生殖生長轉(zhuǎn)變，干物質(zhì)積累快速增長，鼓粒后期干物質(zhì)積累增長漸緩，至成熟期時干物質(zhì)積累量略有降低，究其原因可能與后期葉柄、葉片逐漸脫落相關(guān)[15]。分枝期干物質(zhì)積累量變幅為1.64~2.67 g/株，等行距處理隨著行距的增大、株距的縮小植株干物質(zhì)積累量呈現(xiàn)降低趨勢，而寬窄行處理隨著行距的增大、株距的縮小植株干物質(zhì)積累量呈現(xiàn)增加趨勢，T 1、T 5處理比T 2處理當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)種植干物質(zhì)積累量分別增加了14.59%、10.73%，T 3、T 4處理比T 2處理干物質(zhì)積累量分別降低了9.01%、29.61%，寬窄行T 4處理干物質(zhì)積累量最低，寬窄行種植時縮小行距增大株距配置可能降低了光合利用效率，不利于干物質(zhì)的積累。開花后隨著植株個體的增長，干物質(zhì)積累量迅速增加，鼓粒期達(dá)到高峰值后又緩慢降低，植株干物質(zhì)積累量等行距處理隨著行距的增加、株距的縮小呈現(xiàn)先升高后降低趨勢，寬窄行種植寬行距低株距更有利于干物質(zhì)的積累，鼓粒期干物質(zhì)積累量表現(xiàn)為處理T 2＞T 5＞T 3＞T 4＞T 1，成熟期時干物質(zhì)積累量又表現(xiàn)為處理T 3＞T 5＞T 2＞T 4＞T 1，成熟期寬行距短株距處理更有益于生育后期干物質(zhì)的積累，使干物質(zhì)向籽粒中轉(zhuǎn)移，成熟期干物質(zhì)積累量T 1、T 4處理比T 2處理當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)種植分別降低11.27%、8.35%，T 3、T 5處理比T 2處理分別增加了8.30%、5.78%。說明本試驗條件下等行距增大行距、縮小株距，可使植株個體間資源的競爭降低，寬窄行種植提高了群體植株個體間的通透性，促進(jìn)了大豆單株的生長發(fā)育，有利積累更多的干物質(zhì)。

2.2 夏大豆行株距變化對葉面積指數(shù)（LAI）的影響

葉面積指數(shù)（LAI）可以用來評價大豆群體光合利用效率的高低，大豆產(chǎn)量在一定群體范圍內(nèi)隨葉面積指數(shù)提高而增加[14]。從圖2可以看出，夏大豆葉面積指數(shù)（LAI）隨生育進(jìn)程的推進(jìn)呈現(xiàn)拋物線曲線變化趨勢，葉面積指數(shù)（LAI）出苗后15 d開始逐漸增加，55 d時達(dá)最大值，后又迅速下降，這與生育后期葉片變黃脫落葉面積降低密切相關(guān)，生育前期葉面積指數(shù)（LAI）對行株距變化的反應(yīng)不明顯，出苗25 d后差距逐漸加大，等行距和寬窄行種植葉面積指數(shù)（LAI）隨著行距的增加、株距的降低呈現(xiàn)下降趨勢，總體表現(xiàn)為T 4＞T 5＞T 1＞T 2＞T 3。葉面積指數(shù)（LAI）出苗后55 d T 1、T 4、T 5處理比T 2處理當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)種植分別增加14.42%、16.14%、12.23%，T 3處理較T 2處理降低3.61%；出苗后75 d乳熟期T 1、T 4、T 5處理比T 2處理當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)種植分別增加了4.52%、17.51%、11.30%，T 3處理較T 2處理降低9.04%。說明寬窄行處理夏大豆葉面積指數(shù)（LAI）明顯高于等行距處理，生育后期等行距處理夏大豆葉面積指數(shù)（LAI）下降速度遠(yuǎn)高于寬窄行處理，可能由于寬窄行處理使大豆植株的分布趨于更加完善，能夠合理利用自然空間，田間透光通風(fēng)性更加暢通，葉片持綠時間更長，有益于夏大豆葉片的茁壯生長，增加土壤的有效利用面積。

2.3 夏大豆行株距變化對葉綠素相對含量（SPAD值）的影響

葉綠素是影響夏大豆葉片光合速率的關(guān)鍵內(nèi)在因素之一，葉綠素含量在一定條件下與光合速率呈正相關(guān)性，其含量的高低可作為衡量光合器官對夏大豆籽粒充實及貢獻(xiàn)大小的關(guān)鍵依據(jù)[14-16]。由圖3可知，葉綠素相對含量（SPAD值）與葉面積指數(shù)（LAI）變化趨勢基本相同，隨生育進(jìn)程的推進(jìn)呈現(xiàn)拋物線曲線變化趨勢，葉綠素相對含量（SPAD值）在出苗后15 d開始逐漸增加，55 d達(dá)最大值后又緩慢下降。出苗后15～35 d等行距種植處理隨著行距的增加、株距的降低葉綠素相對含量（SPAD值）呈現(xiàn)先升高后降低趨勢，出苗后45～75 d則呈現(xiàn)出逐漸降低趨勢，寬窄行種植處理葉綠素相對含量（SPAD值）隨著行距的增加、株距的降低而呈現(xiàn)降低趨勢，葉綠素相對含量（SPAD值）基本表現(xiàn)為T 4＞T 5＞T 1＞T 2＞T 3，這與葉面積指數(shù)（LAI）變化表現(xiàn)基本一致。出苗后55 d葉綠素相對含量（SPAD值）達(dá)最大值時T 1、T 4、T 5處理比T 2處理當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)種植分別增加1.17%、3.03%、1.23%，T 3處理較T 2處理降低5.26%；出苗后75 d葉綠素相對含量（SPAD值）T 1、T 4、T 5處理比T 2處理當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)種植分別增加了3.22%、9.76%、8.89%，T 3處理較T 2處理降低1.56%。說明夏大豆行距的減小、株距的增大能夠增加大豆功能葉片的葉綠素相對含量（SPAD值），而寬窄行種植處理比等行距種植處理更有利于葉綠素相對含量（SPAD值）維持較高的水平，穩(wěn)定時期較長，可更好地促進(jìn)大豆葉片生長發(fā)育，延緩生育后期葉片衰老脫落，促進(jìn)葉片進(jìn)行有效的光合作用，能夠進(jìn)一步提高夏大豆干物質(zhì)積累與籽粒的充實灌漿，為大豆產(chǎn)量構(gòu)建奠定基礎(chǔ)。

2.4 夏大豆行株距變化對光合勢（LAD）的影響

光合勢（LAD）反映了單位土地面積內(nèi)大豆葉面積的持續(xù)時間，大豆群體綠色葉片面積的高低和持綠時間的長短決定了其光合勢強(qiáng)弱，對大豆群體光合效率產(chǎn)生一定影響[14,16]。由圖4可知，光合勢（LAD）隨著生育期延長呈現(xiàn)單峰曲線變化趨勢，光合勢（LAD）逐漸升高，在結(jié)莢—鼓粒期達(dá)到最高值后又快速降低，這可能與生育后期葉面積快速減小有關(guān)，光合勢（LAD）也隨之迅速降低，等行距和寬窄行種植處理隨著行距的增加、株距的降低夏大豆光合勢（LAD）基本呈現(xiàn)先降低后增加加的趨勢，光合勢（LAD）表現(xiàn)為T 4＞T 5＞T 1＞T 2＞T 3，這與葉綠素相對含量（SPAD值）變化趨勢相一致。光合勢（LAD）在結(jié)莢—鼓粒期達(dá)最大值時，T 1、T 4、T 5處理比T 2處理當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)種植分別增加17.85%、28.99%、23.99%，T 3處理較T 2處理降低9.74%，而鼓?！墒炱赥 1、T 4、T 5處理比T 2處理當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)種植分別增加了23.32%、38.69%、28.83%，T 3處理較T 2處理降低12.29%。結(jié)莢—鼓粒期后等行距種植與寬窄行種植處理光合勢（LAD）均呈現(xiàn)降低趨勢，但寬窄行種植處理比等行距種植處理降低速度慢，光合勢（LAD）持續(xù)保持時間長，表明在一定條件下寬窄行種植處理減小行距、增大株距使植株分布更趨于合理性，田間透光通風(fēng)性良好，促進(jìn)個體茁壯生長，延緩了大豆葉片的衰老時間，進(jìn)而維持旺盛的光合勢（LAD），益于產(chǎn)量形成。

2.5 夏大豆行株距變化對產(chǎn)量性狀的影響

夏大豆行株距變化對產(chǎn)量性狀的影響如表1所示。

表1 夏大豆行株距變化對產(chǎn)量性狀的影響Tab.1 Effects of the change of row and plant spacing on yield traits of summer soybean

夏大豆株高、底莢高、單株莢數(shù)、單株粒數(shù)、單株粒質(zhì)量及產(chǎn)量受行株距變化的影響差異達(dá)顯著水平，而單株有效分枝、百粒質(zhì)量差異不明顯。由表1可知，隨著行距的增加、株距的縮小夏大豆植株株高、底莢高、單株莢數(shù)、單株粒數(shù)、單株粒質(zhì)量及產(chǎn)量均呈現(xiàn)出降低趨勢，而百粒質(zhì)量等行距種植處理、單株有效分枝寬窄行種植處理則呈現(xiàn)出相反趨勢，行距增加、株距縮小單株有效分枝增多、百粒質(zhì)量有所提高，寬窄行種植處理的農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量均高于等行距種植處理。不同行株距條件下農(nóng)藝性狀的變化幅度分別為株高72.7~80.5 cm、底莢高16.6~20.1 cm、單株有效分枝1.4~1.7枝、單株莢數(shù)51.1~59.5莢，單株粒數(shù)91.2~110.3粒、單株粒質(zhì)量16.19~20.26 g、百 粒 質(zhì) 量17.65~18.26 g，T 1、T 3、T 4、T 5處理比T 2處理當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)種植株高分別增加了4.44%、-2.15%、8.34%、6.86%，底莢高分別增加了0.57%、-5.68%、14.20%、12.50%，單株有效分枝分別增加了6.67%、0、-6.67%、13.33%，單株莢數(shù)分別增加了3.87%、-5.89%、9.58%、4.60%，單株粒數(shù)分別增加了7.36%、-2.67%、17.72%、13.02%，單株粒質(zhì)量分別增加了4.71%、-2.29%、22.27%、15.15%，百粒質(zhì)量分別增加了-0.90%、0.06%、2.53%、1.63%，說明寬窄行種植處理寬行40 cm、窄行30 cm，株距15.8 cm更有利于平衡農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量間的協(xié)同關(guān)系，單株莢數(shù)和單株粒數(shù)較多、單株粒質(zhì)量較高、百粒質(zhì)量較高，決定了大豆高產(chǎn)量的形成。產(chǎn)量以T 4處理最高，比等行距T 1、T 2、T 3處理分別增產(chǎn)18.21%、22.60%、26.10%，比寬窄行T 5處理增產(chǎn)6.23%，表明T 4處理寬窄行種植（寬行40 cm、窄行30 cm，株距15.8 cm）處理群體結(jié)構(gòu)更有利于提高夏大豆單株生產(chǎn)能力，與其他行株距處理配置相比更能使夏大豆群體產(chǎn)量優(yōu)勢得以表達(dá)。

3 結(jié)論與討論

干物質(zhì)在植株內(nèi)的積累規(guī)律及對器官組織中的分配直接影響最終產(chǎn)量形成[14]。周勛波等[15]研究表明，大豆干物質(zhì)的累積因株行距差異而產(chǎn)生相應(yīng)的變化。本試驗研究表明，植株干物質(zhì)積累量等行距處理隨著行距的增加、株距的縮小呈現(xiàn)先升高后降低趨勢，寬窄行種植寬行距窄株距更有利于干物質(zhì)的積累，這與陳傳信[14]研究結(jié)果一致，進(jìn)一步證明不同行株距變化對大豆干物質(zhì)積累有顯著影響。趙桂范等[17]也得出相似結(jié)論，認(rèn)為窄行穴播種方式大豆干物質(zhì)累積量高于其他播種方式（壟上條播、壟上雙條播）。

光合能力是大豆產(chǎn)量形成的重要基礎(chǔ)，大豆較高的葉面積利于對光能的有效利用，適當(dāng)提高LAI也是大豆增產(chǎn)的主要途徑[18-19]。LAI直接評價大豆群體冠層郁閉的強(qiáng)度，適宜LAI是大豆植株高效利用光能，形成高產(chǎn)的關(guān)鍵條件[5]。前人研究指出[10]，大豆縮小行距增加株距透光通風(fēng)性好，益于葉片的伸展，利于維持較高的葉面積指數(shù)（LAI），這與本試驗結(jié)論相吻合。張偉等[20]也進(jìn)一步驗證了種植方式改變后，在空間上行距與株距分布更趨均勻，也明顯影響到葉片生長發(fā)育。

已有較多研究表明，葉片內(nèi)葉綠素含量的高低與光合速率、大豆產(chǎn)量均呈現(xiàn)顯著相關(guān)性[21]。本試驗結(jié)果表明，出苗后15~35 d等行距種植處理隨著行距的增加、株距的降低葉綠素相對含量（SPAD值）呈現(xiàn)先升高后降低趨勢，出苗后45~75 d則呈現(xiàn)出逐漸降低趨勢，而寬窄行種植處理SPAD值隨著行距的增加、株距的降低呈現(xiàn)降低趨勢，這與陳傳信[14]結(jié)論相同，本試驗寬窄行的SPAD值明顯大于等行距，這可能與寬窄行處理提高了大豆的通風(fēng)與光照，SPAD值穩(wěn)定期延長，從而維持較高水平。

大豆群體綠葉面積的大小及持綠時長對其群體的光合勢強(qiáng)弱起決定性作用，光合勢（LAD）直接影響到大豆群體光合效能的高低[14]。本試驗光合勢（LAD）等行距和寬窄行種植處理均隨著行距的增加、株距的降低呈現(xiàn)逐漸降低趨勢，LAD與SPAD值變化趨勢相一致，表明在一定條件下寬窄行處理減小行距增大株距，能夠合理利用自然空間，將使植株分布更趨于合理性，田間透光通風(fēng)性良好，光合性能更趨充分，促進(jìn)大豆個體茁壯生長，延緩了大豆葉片的衰老時間，進(jìn)而維持旺盛的LAD，這與前人研究[14]一致。

本試驗結(jié)果表明，寬窄行種植處理的農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量均高于等行距種植處理。產(chǎn)量以T 4處理最高，比等行距T 1、T 2、T 3處理分別增產(chǎn)18.21%、22.60%、26.10%，比寬窄行T 5處理增產(chǎn)6.23%，表明T 4處理（寬行40 cm、窄行30 cm，株距15.8 cm）的群體結(jié)構(gòu)更有利于提高夏大豆單株生產(chǎn)能力，更有利于平衡農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量間的協(xié)同關(guān)系，這與陳傳信等[4]研究結(jié)果相同，但與李瓊等[3]結(jié)論不同，這可能與試驗區(qū)域、種植措施、生態(tài)條件、本地氣候、品種特性等差異所致。