大兴安岭南麓不同栽培模式对大豆生长发育的影响

廉 博，王雪娇，苏二虎，赵晓宇，李金龙，陈广平，贾利敏，李 强

（1.呼伦贝尔市农业技术推广服务中心，内蒙古 海拉尔区 021008；2.内蒙古自治区农牧业科学院，内蒙古 呼和浩特 010031；3.阿荣旗农牧业局，内蒙古 那吉镇 162750；4.莫力达瓦达斡尔族自治旗农业技术推广中心，内蒙古 尼尔基镇 162850）

大豆是我国主要的粮食和油料作物，是人类油脂和优质食用蛋白质的主要来源。内蒙古自治区是我国大豆优势主产区，呼伦贝尔市是内蒙古自治区最主要的大豆产区，大豆种植集中在大兴安岭南麓的扎兰屯市、阿荣旗、莫力达瓦达斡尔族自治旗及鄂伦春旗。2019年呼伦贝尔市大豆播种面积87.9 万hm2，占内蒙古自治区大豆播种面积的77.4%，占全市粮食作物播种面积的55.2%；呼伦贝尔市大豆产量为180.6 万t，占内蒙古自治区大豆总产量的79.9%，占全市粮食总产量的27.6%[1-2]。耕作栽培模式与土壤质量演化、作物生长特性及农业可持续利用关系较为密切[3-4]，科学的栽培模式不仅可以改善农田土壤特性，协调水、肥、气、热的关系，还可以提高光合物质产能及作物品质，有助于增产增效[5-7]。大豆产量的形成主要取决于光合作用，而光合作用主要来源于植物的叶片。叶片是大豆最重要的光合作用器官，大豆植株90%以上的同化产物来自叶片的光合作用[8-9]，科学合理的密植可以显著提高大豆叶面积指数，进而提升大豆产量和效益[10]。2017—2019年，笔者在呼伦贝尔市阿荣旗进行大豆不同栽培模式的比较试验，并就不同栽培模式对大豆农艺性状、SPAD值、叶面积指数、干物质积累量、产量指标及经济效益的影响与相互关系进行了分析，旨在初步确定适宜大兴安岭南麓的大豆栽培模式，为大豆的科学增密提供理论依据，为该地区大豆生产提供技术支持。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验于2017—2019年在内蒙古自治区呼伦贝尔市阿荣旗新发乡长发村进行，该地区属中温带半湿润型大陆性气候，四季变化明显，年平均气温2℃，年有效积温2 200～2 300℃，无霜期110～120 d，日照时数1 100 h，年均降水量460～510 mm，降水主要集中在夏季，夏季降水占全年降水量的近50%，秋雨多于春雨。地理位置为北纬48°07′，东经123°27′，平均海拔450 m，地势平坦。土壤类型为黑土，土壤pH值为6.36，碱解氮含量为156 mg/kg、速效磷含量为31.1 mg/kg、速效钾含量为186 mg/kg、土壤有机质含量为36.74 g/kg，地块长期进行常规耕作。

1.2 材料与设计

供试大豆品种为蒙豆13号。试验共设3个处理，大垄高台垄上三行（110 cm 大垄，RBH），密度为37.5万株/hm2；垄上三行窄沟密植（65 cm 垄上三行，RNC），密度为39.0万株/hm2；垄三栽培（65 cm垄上双行，CK），密度为33.0万株/hm2。随机区组排列，3次重复，小区面积3 333.5 m2，水肥管理同常规大田生产。

1.3 测定指标及方法

1.3.1 农艺性状 分别于苗期（V3）、开花期（R2）、结荚期（R4）、鼓粒期（R6）、成熟期（R8）进行田间调查，调查项目包括生育日数（出苗期—成熟期）、花色、叶型等指标；大豆成熟时，每处理分别连续取10株有代表性植株进行考种，记录株高、底荚高度、主茎节数、有效分枝数、单株荚数、单株粒重和百粒重[11]。

1.3.2 SPAD值 分别于苗期（V3）、开花期（R2）、结荚期（R4）、鼓粒期（R6），每小区连续取20株，采用SPAD-502 叶绿素仪测定SPAD值，结果取平均值。

1.3.3 叶面积指数 采用长乘宽系数法，分别于苗期（V3）、开花期（R2）、结荚期（R4）、鼓粒期（R6）、成熟期（R8），每处理选取生长整齐一致的连续3株测量。

1.3.4 干物质积累量 分别于苗期（V3）、开花期（R2）、结荚期（R4）、鼓粒期（R6）、成熟期（R8），每小区选择长势均匀的连续5株取样，采用烘干法测量，结果取平均值。

1.3.5 产量 大豆成熟时，调查有效株数，选择长势均匀的连续10株取样，进行考种，计算理论产量；同时对试验品种全区收获，进行小区实际测产。

1.3.6 经济效益 以当年大豆收购价格为准计算。

1.4 数据处理

采用Microsoft Excel 2007 软件进行试验数据处理和绘制统计图表，选用SPSS 20.0 软件（statistical product and service solutions）进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 不同栽培模式对大豆农艺性状的影响

由表1可知，2017—2019年不同处理大豆营养生长、生殖生长与生育期变幅较小，差异不显著（P＞0.05），平均数分别为49、70、119 d，变异系数为1%左右，表明大豆密植对生育期的影响较小。3年间各处理株高变幅为82.1～90.8 cm，平均为85.8 cm，不同处理株高表现为RNC＞RBH＞CK，RNC 与RBH处理差异不显著（P＞0.05），RNC处理株高显著高于CK（P＜0.05）。3年间不同处理底荚高度变幅为6.4～7.4 cm，平均为6.8 cm，RNC处理底荚高度显著高于CK（P＜0.05）；2019年RNC处理底荚高度最大，为7.4 cm。3年间不同处理主茎节数变幅为16.1～16.8 节，平均为16.4 节，处理间差异不显著（P＞0.05）。3年间不同处理有效分枝数变幅为0.6～1.9个，平均为1.2个，CK的有效分枝数显著高于RNC、RBH处理（P＜0.05）。主茎节数的变异系数为1.5%，趋近于1.0%，而株高、底荚高度和有效分枝数的变异系数分别为4.0%、5.2%、41.5%，表明密植对大豆主茎节数影响较小，对株高、底荚高度和有效分枝数影响较大。

2.2 不同栽培模式对大豆SPAD值的影响

由图1可知，2017—2019年不同处理大豆SPAD值随着生育期的递进逐渐增加，表现为RBH＞RNC＞CK。苗期（V3）大豆SPAD值处理间差异不显著（P＞0.05）；开花期（R2）、结荚期（R4）、鼓粒期（R6）RBH处理SPAD值显著高于RNC、CK处理（P＜0.05），RNC处理与CK 差异不显著（P＞0.05），RBH处理与CK处理相比3年分别增加了9.3%、7.0%、8.6%。这表明SPAD值随着大豆种植密度的增加而增加，但密度达到一定值后叶绿素含量会有所下降，在增加种植密度的同时合理调整株行距配比，叶绿素含量将显著提升。

2.3 不同栽培模式对大豆叶面积指数的影响

由图2可知，2017—2019年随着大豆生育期的递进，各处理叶面积指数（LAI）逐渐增加，在鼓粒期（R6）达到最大值，而后逐渐下降，表现为RNC＞RBH＞CK。方差分析表明，大豆叶面积指数（LAI）在苗期（V3）处理间差异不显著（P＞0.05），在开花期（R2）、结荚期（R4）、鼓粒期（R6）和成熟期（R8）RNC处理显著高于RBH、CK处理（P＜0.05），RNC处理与CK 相比4个生育时期分别增加27.1%、31.3%、41.2%、21.0%；在开花期（R2）、结荚期（R4）、鼓粒期（R6）RBH处理显著高于CK（P＜0.05），分别增加18.0%、15.3%、20.0%。

表1 不同栽培模式下大豆农艺性状比较

图1 不同栽培模式下大豆SPAD值

图2 不同栽培模式下大豆叶面积指数

2.4 不同栽培模式对大豆干物质积累量的影响

由图3可知，2017—2019年不同处理大豆干物质积累量随着生育期的递进逐渐增加，表现为RBH＞RNC＞CK。苗期（V3）和开花期（R2）干物质积累量处理间差异不显著（P＞0.05），结荚期（R4）、鼓粒期（R6）和成熟期（R8）干物质积累量均表现为RBH处理显著高于RNC、CK处理（P＜0.05），RNC处理与CK处理间差异不显著（P＞0.05），RBH处理较CK 干物质积累量3年分别增加3.9%、2.7%、3.4%。

图3 不同栽培模式下大豆干物质积累量

2.5 不同栽培模式对大豆产量指标的影响

由表2可知，2017—2019年不同处理大豆理论产量和实际产量的表现均为RBH＞RNC＞CK，RBH处理大豆理论产量与实际产量显著高于RNC、CK处理（P＜0.05），RNC处理大豆理论产量与实际产量显著高于CK（P＜0.05）。2019年RBH处理大豆理论产量、实际产量增加最显著，较CK处理分别增加665.2、403.5 kg/hm2。3年间各处理单株荚数变幅为18.2～21.0个，平均为19.6个，RBH、CK处理单株荚数显著高于RNC处理（P＜0.05）；3年间各处理单株粒数变幅为36.4～44.2个，平均为40.6个，RBH处理显著高于RNC处理（P＜0.05）；3年间各处理单株粒重表现为RBH＞CK＞RNC，变幅为7.1～8.7 g，平均为8.0 g，RBH处理显著高于RNC处理（P＜0.05）；3年间各处理百粒重差异不显著（P＞0.05）；3年间各处理有效株数变幅为30.2 万～38.4万株/hm2，平均为35.3万株/hm2，表现为RNC＞RBH＞CK，RNC、RBH处理有效株数均显著高于CK（P＜0.05）。各处理单株荚数、单株粒数、单株粒重、有效株数、理论产量和实际产量变异系数分别为5.2%、7.2%、7.9%、8.7%、9.4%、5.9%，而百粒重变异系数为1.4%，说明大豆密植对单株荚数、单株粒数、单株粒重、有效株数和产量影响显著，对百粒重影响较小，其中，RBH处理增产效果最佳，RNC处理增产效果次之。

表2 不同栽培模式下大豆产量指标比较

2.6 不同栽培模式对大豆经济效益的影响

由表3可知，2017—2019年不同栽培模式收入情况表现为：RBH＞RNC＞CK，RBH、RNC处理3年较CK 纯收入增幅分别为14.45%、16.99%、22.51%和0.76%、0.37%、6.41%，平均纯收入增幅分别为17.98%、2.51%，平均纯增收入分别为1392.33、190.33元/hm2，表明大垄高台垄上三行（110 cm 大垄，RBH）栽培模式增效增收最显著。

表3 不同栽培模式下大豆经济效益比较

3 结论与讨论

大豆在我国的粮食安全与农业可持续发展中占有举足轻重的地位，越来越受到人们的关注。因此，大豆生产中科学合理的增产增效栽培模式研究非常重要[12]。内蒙古自治区呼伦贝尔市阿荣旗是自治区大豆的主要生产基地，当地大豆种植模式单一，导致大豆增产提质困难[1]。大豆农艺性状是辨别大豆生长发育情况的主要指标[13]，本试验结果表明，2017—2019年大垄高台垄上三行栽培模式（110 cm 大垄，RBH），垄上三行窄沟密植栽培模式（65 cm 垄上三行，RNC），垄三栽培模式（65 cm 垄上双行，CK）大豆营养生长天数、生殖生长天数与生育日数变幅较小，差异不显著（P＞0.05），变异系数趋近于1 %，表明大豆密植对生育期的影响较小；株高、底荚高度均表现为RNC＞RBH＞CK，有效分枝数CK 显著高于RNC、RBH处理（P＜0.05）；主茎节数的变异系数趋近于1%，而株高、底荚高度和有效分枝数变异系数分别为4.0%、5.2%、41.5%，表明大豆密植对主茎节数影响较小，对株高、底荚高度和有效分枝数影响较大。

吕书财等[14]、李增杰[15]研究表明，大豆叶面积指数、干物质积累量受种植密度影响显著，随着种植密度增加而增大，呈先增后降的单峰曲线变化趋势。本试验结果表明，SPAD值随着生育期的递进逐渐增加，各处理表现为RBH＞RNC＞CK，开花期、结荚期、鼓粒期RBH处理显著高于RNC、CK处理（P＜0.05），RBH处理较CK处理3年平均增加9.3%、7.0%、8.6%，表明大豆叶绿素含量（SPAD值）随着种植密度的增加而增加，但密度达到一定值后叶绿素含量会有所下降，在增加种植密度的同时合理调整株行距，叶绿素含量将显著提升；叶面积指数随着生育期的递进逐渐增加，在鼓粒期达到最大值，而后逐渐下降，表现为RNC＞RBH＞CK，RNC处理大豆叶面积指数增加效果最显著，表明大豆种植密度与叶面积指数呈正相关；干物质积累量随着生育期的递进逐渐增加，不同处理表现为RBH＞RNC＞CK，RBH处理较CK 干物质积累量3年平均增加3.9%、2.7%、3.4%。

邱野等[16]、刘爽等[17]研究表明，大豆传统垄上种植栽培技术单一，增产潜力低，提升品质难。本试验结果表明，不同栽培模式下大豆理论产量和实际产量均表现为RBH＞RNC＞CK，2019年RBH处理大豆理论产量、实际产量较CK 增加最显著，分别增加665.2、403.5 kg/hm2。单株荚数、单株粒数、单株粒重表现为RBH＞CK＞RNC，各处理间百粒重差异不显著，各处理单株荚数、单株粒数、单株粒重、有效株数、理论产量和实际产量变异系数分别为5.2%、7.2%、7.9%、8.7%、9.4%、5.9%，百粒重变异系数为1.4%，说明大豆密植对单株荚数、单株粒数、单株粒重、有效株数和产量影响显著，对百粒重影响较小。不同栽培模式收入情况表现为RBH＞RNC＞CK，RBH、RNC处理较CK 平均纯收入增幅17.98%、2.51%，平均纯增收1 392.33、190.33元/hm2。

在本试验条件下，内蒙古自治区大兴安岭南麓大豆主要的三种栽培模式增产增效顺序为：大垄高台垄上三行栽培（RBH）＞垄上三行窄沟密植栽培（RNC）＞垄三栽培（CK）。另外，本试验大豆种植密度单一，与不同栽培模式适应的最佳种植密度还需进一步的试验研究。