株行配置对南疆复播大豆籽粒灌浆特性及产量的影响

冉新月，吴树，黄兴军，陈国栋，吴全忠，王德胜，翟云龙

(塔里木大学农学院，新疆 阿拉尔 843300)

种植密度对大豆产量的形成具有重要作用，改变种植密度可调整大豆的群体结构，协调群体的通风透光能力。合理增加密度会增加大豆产量[1]。受光照气温等环境因素影响，不同地区种植的最佳行距与密度一般较为稳定。低密度有利于植株个体发育和单株产量提升，但单位面积群体量小，不能发挥出群体产量潜力；高密度种植会导致个体发育不良，单位面积群体量大，群体通风透光能力下降甚至会有倒伏发生，不能高产[2，3]。前人研究显示，通过构建合理的株行距，使其在保证单位面积群体数量的前提下保证个体发育质量，以此来获得高产[4，5]。

行距会对籽粒干物质积累动态、灌浆速率、灌浆持续时间和最终粒重产生影响[6]。陈传信等[7]研究表明，随着行距缩小株距增大，复播大豆各阶段籽粒干重、阶段灌浆速率、最大灌浆速率、平均灌浆速率均有所增加，最大灌浆速率的出现时间有所延后。王甜等[8]通过研究不同株行配置对大豆灌浆特性的影响表明，带宽增加，大豆最大籽粒灌浆速率时间、籽粒灌浆速率最大时间生长量、平均籽粒灌浆速率均显著增加，说明大豆最大籽粒灌浆速率时间推迟，平均籽粒灌浆速率增加，有利于大豆的籽粒发育，能够增加大豆籽粒质量。大豆单株产量与最大灌浆速率呈显著相关，与平均灌浆速率、灌浆高峰持续期、渐增期累积籽粒重、快增期累积籽粒重和缓增期累积籽粒重达到极显著相关[9]。

近些年来新疆南疆气候也向暖湿化发展[10]，温度上升[11]，无霜期时间延长，麦后复播大豆面积逐渐扩大[12]。目前新疆南疆对大豆种植研究多为种植密度[13]、氮[14]、根瘤菌[15]等方面，对于株行配置的研究较少[16]，特别是关于株行配置对南疆复播大豆籽粒灌浆特性的研究鲜有报道。为此，本试验开展株行配置对南疆复播大豆籽粒灌浆特性及产量影响的研究，以期为南疆复播大豆高产栽培选择适宜的株行配置及密度提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验于2021年6－10月在新疆维吾尔自治区阿拉尔市塔里木大学农学试验站(40°32′20″N，81°17′57″E)进行。试验区位于塔里木盆地北缘，属暖温带大陆性干旱荒漠区，日照时间长，海拔1 015 m，无霜期220 d。前茬作物为冬小麦。试验田地势平坦，质地壤土，有机质含量为8.06 g·kg－1、速效磷19.6 mg·kg－1、速效钾117.6 mg·kg－1、碱解氮34.7 mg·kg－1，pH 7.8。

1.2 试验设计

采用裂区试验设计，主区为行距处理(H)，副区为种植密度(M)，共9个处理组合，重复3次。行距设3个处理:15 cm(H1)、30 cm(H2)、45 cm(H3)；种植密度设3个处理:52.56万株·hm－2(M1)、55万株·hm－2(M2)、60万株·hm－2(M3)。小区面积4.5 m×2 m＝9.0 m2。大豆品种选用绥农35。试验基施有机肥(向新国际伊犁田利生物有机肥制造有限责任公司)1 000 kg·hm－2，盛花期追施复合肥120 kg·hm－2、尿素10 kg·hm－2、磷酸二氢钾1.5 kg·hm－2。其它管理措施同大田一致。6月29日播种，10月7日收获。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 籽粒灌浆特征参数测定 于大豆盛花期各处理选择长势一致且具代表性植株80株挂牌，灌浆后7 d开始取样，每隔5 d取样一次。每次各处理选10株取样，全部剥粒后混匀，随机选取100粒，105℃杀青0.5 h后80℃烘干至恒重，用千分之一天平称重。

1.3.2 产量测定 完熟期每处理选取中间1 m2进行实收测产，重复3次。各处理选取长势一致且具有代表性大豆10株进行考种，测定大豆单株荚数、单株粒数、单株粒重、百粒重等指标。

1.4 数据处理与分析

采用Microsoft Excel 2016进行数据整理，用DPS 7.05对数据进行显著性差异分析，显著性水平为α＝0.05。

2 结果与分析

2.1 不同处理大豆籽粒灌浆的Logistic方程模拟及其特征参数

大豆鼓粒期是籽粒形成和影响产量的关键时期。由不同处理复播大豆鼓粒期籽粒灌浆进程拟合Logistic方程(表1)可知，各处理R2均大于0.97，说明Logistic方程拟合度较高，利用该方程能够很好地描述大豆籽粒灌浆全过程。

表1 不同处理大豆籽粒灌浆Logistic方程模拟及其特征参数

不同处理的理论最大百粒重(K)，行距为H1、H2时密度较小的M1理论最大百粒重(K)最大，分别达到20.33、17.98 g。行距为H3时，种植密度最高的M3理论最大百粒重最高，达到21.27 g。说明H1M1、H2M1、H3M3处理籽粒灌浆进程能有效促进籽粒产量增加。分析不同行距处理平均K值可知，H1处理最佳，H3处理次之，具体表现为H1＞H3＞H2，其中H1处理达到19.28，较H2、H3处理分别高15.32%、7.82%。密度处理平均K值为M3处理最佳，3种密度处理具体表现为M3＞M1＞M2。

不同处理的灌浆特征参数，行距H1时，M2处理的平均灌浆速率(Va)和最大灌浆速率(Vm)达到最大，且M2处理达到最大灌浆速率的天数(Tm)最短，灌浆总天数(T)最少。行距H2时，M3处理的Va和Tm最大，且M3处理达到Tm的时间最短，T最少。行距H3时，M3处理的Va和Tm最大，但其达到Tm的时间最长，达到29.11 d，T最长，达到63.15 d；M1处理达到Tm时间最短，为26.82 d，T最短，为57.41 d；M3处理Tm与T较M1处理分别高8.56%、10.00%。

进一步分析不同处理灌浆特征参数均值可知，H1处理的平均Va与Vm最大，分别为0.36、0.78 g·grain－1·d－1，H2处理次之，H3处理最低，具体表现为H1＞H2＞H3。H3处理达到Tm的时间最长，T最长，分别为27.6、59.57 d。M3处理平均Va与Vm最大，但M1处理达到Tm的时间最长，T最长。

2.2 不同处理大豆不同阶段籽粒灌浆特征参数

根据Logistic模型计算不同阶段籽粒灌浆特征参数可知，不同行距与密度对大豆籽粒灌浆各阶段均有一定的影响。由表2可以看出，各处理灌浆持续时间表现均为T3最大，灌浆速率表现均为V2＞V1＞V3，阶段籽粒产量为W2＞W1＞W3。

表2 不同处理大豆不同阶段籽粒灌浆特征参数

分析各处理不同阶段籽粒灌浆持续时间可知，行距H1时，M1处理渐增期持续时间最长，M3处理快增期与缓增期持续时间最长。行距H2时，M1处理渐增期持续时间最长，M2处理快增期与缓增期持续时间最长。籽粒灌浆速率，H1条件下M3处理渐增期灌浆速率最快，M2处理快增期与缓增期灌浆速率最快；H2条件下M3处理渐增期、快增期、缓增期灌浆速率均为最快。各阶段籽粒产量，H1、H2条件下M1处理在渐增期、快增期和缓增期籽粒产量均最高，说明M1处理能有效提高大豆籽粒产量。H3M3处理灌浆持续时间、阶段籽粒产量在各阶段表现均为最大。

进一步分析不同行距和密度处理各阶段籽粒产量参数均值可知，3种行距处理中H1为3个阶段籽粒积累量最多处理，H3处理次之，H2最低，具体表现为H1＞H3＞H2。3种密度处理中M3处理各阶段籽粒积累量最多，具体表现为M3＞M1＞M2。说明H1处理与M3处理更有利于提高大豆籽粒干重，对籽粒灌浆进程贡献最大，H1M3处理产量最高。

2.3 不同处理大豆产量及其构成因素

行距和密度主要通过影响产量构成因素进而影响大豆产量。由表3可知，不同行距与密度处理对大豆产量及其构成因素均有不同影响。

表3 不同处理大豆产量及其构成因素

不同行距条件下各密度处理产量及其构成因素，M2与M1、M3处理间差异均达显著水平，且3种行距下均为最低。H1条件下M3处理单株荚数、单株粒数、百粒重及产量均为最高，M1次之，M1单株粒重较M3高。H2、H3条件下，M3处理单株荚数、单株粒数、百粒重及产量均为最高，M1处理次之，具体表现为M3＞M1＞M2，单株粒重具体表现为M1＞M3＞M2。H2M3处理单株荚数和单株粒数为各处理最高，分别达到40个、85粒。H2M2处理单株荚数最低，为26.4个，较H2M3处理少13.6个。H3M2处理单株粒数最低，为55.7粒，较H2M3处理少29.3粒。H1M1处理单株粒重最高，达到15.4 g，H3M2单株粒重最低，为10.8 g。H3M3处理百粒重最高，H1M2最低，分别为19.9、18.1 g。各密度处理大豆产量均为M3＞M1＞M2，说明高密度能够增加大豆产量。其中H1M3处理大豆产量最佳，达到6 155.8 kg·hm－2；H2M3次之，达到5 850.6 kg·hm－2。

进一步分析不同处理大豆产量及其构成因素均值可知，随着行距增加，大豆平均单株荚数、单株粒数、单株粒重、及产量均逐渐降低，百粒重逐渐增加。其中H1处理大豆产量为5 626.7kg·hm－2，较H2、H3处理分别高7.84%、18.30%。从密度处理平均值看，M3大豆单株荚数、单株粒数、百粒重及产量最高，M1次之，M2最低，具体表现为M3＞M1＞M2。M1处理单株粒重最高，M3次之，具体表现为M1＞M3＞M2。M3处理大豆产量为5 763.3 kg·hm－2，较M1、M2处理分别高8.26%、27.44%。

3 讨论

灌浆期是植株籽粒干物质积累与产量形成的重要时期，籽粒的形成和灌浆速率及灌浆持续时间有密切关系[17]。灌浆速率与灌浆持续时间是影响籽粒灌浆过程的重要参数[18]。研究籽粒灌浆特征对于揭示高产形成机制、实现良种良法配套具有重要意义[19]。本试验研究表明，各处理大豆籽粒灌浆Logistic方程的决定系数均大于0.97。说明各处理大豆拟合方程拟合程度较好，运用Logistic方程能很好地描述籽粒灌浆过程[20]。H3M3处理拥有最大百粒重，H2M3处理所需灌浆总时间最短、达到最大灌浆速率所用天数最短且拥有最大灌浆速率及最大平均灌浆速率，说明M3处理的籽粒灌浆效果最好，产量最高。

快增期灌浆速率、持续天数和渐增期灌浆速率是影响粒重的主要参数[21，22]。陈传信等[7]在北疆对复播大豆灌浆特性的研究表明，平均灌浆速率、最大灌浆速率、灌浆持续期，尤其灌浆中后期的持续时间及阶段灌浆速率的大小对复播大豆的粒重形成具有显著影响。王甜等[8]研究表明，缓增期的大豆籽粒灌浆持续时间最长，远高于渐增期和快增期，与本试验结果基本一致。各处理灌浆持续时间表现均为T3最大，灌浆速率表现均为V2＞V1＞V3，阶段籽粒产量表现均为W2＞W1＞W3。其中H3M3处理大豆灌浆持续时间、各阶段籽粒产量均最高；H2M3处理各阶段灌浆速率均最高，但籽粒产量却较低，可能原因为该处理灌浆时间短、籽粒较小。大豆籽粒产量受单株荚数、单株粒数及百粒重等多种因素共同决定，因此在提高籽粒产量方面，还需要考虑其它因素的影响。

作物群体的大小由种植密度决定，而作物群体分布的均匀性则由行距配置决定[23]。作物产量的高低取决于种植密度、单株有效荚数、荚粒数及百粒重等因素，提高种植密度有利于提升大豆产量[24]。本研究表明，随着密度的增加，大豆单株荚数、单株粒数、单株粒重、百粒重及产量均呈现先降低后增加的趋势，其中M3处理单株荚数、单株粒数、百粒重及产量均最高，各密度处理大豆产量表现均为M3＞M1＞M2。陈传信等[7]关于不同种植方式对复播大豆产量影响的研究表明，宽窄行处理均高于等行距处理，且差异显著，与本试验研究结果基本一致。随着行距增加，大豆平均单株荚数、单株粒数、单株粒重、及产量均逐渐降低，百粒重逐渐增加。H1M3处理产量最高，达到6 155.8 kg·hm－2，H2M3次之，达到5 850.6 kg·hm－2，说明H1M3、H2M3处理能显著增加大豆籽粒产量。

4 结论

各处理大豆籽粒灌浆Logistic方程的决定系数均大于0.97，H1M1、H2M1处理K值较高，分别达到20.33、17.98 g，H3M3处理理论最大百粒重达到21.27 g；H2M3处理所需灌浆总时间最短，达到最大灌浆速率用天数最短，且最大灌浆速率及平均灌浆速率均最大。H3M3处理大豆灌浆持续时期、各阶段籽粒产量均为最高，H2M3处理各阶段灌浆速率均最高。

随着密度的增加，大豆单株荚数、单株粒数、单株粒重、百粒重及产量均呈先降低后增加的趋势，其中M3处理单株荚数、单株粒数、百粒重及产量均为最高。H1M3处理产量最高，达到6 155.8 kg·hm－2，H2M3次之，达到5 850.6 kg·hm－2，两处理显著增加了大豆籽粒产量，可以作为南疆复播大豆高产栽培的株行距和密度选择。