圣豆24生育期•干物质积累分配和产量对播期的响应研究

田艺心 高凤菊 曹鹏鹏 高祺

摘要 以高蛋白大豆新品种圣豆24为试验材料，通过3个播期处理（6月5、15、25日），研究不同播期条件下大豆生育期、干物质积累分配及产量的变化情况。结果表明，随着播期的推迟，大豆植株总生育期逐渐缩短，尤其对出苗至开花阶段生育期影响最大，对生殖阶段生育期影响较小。在开花期、鼓粒期、结荚期、成熟期，6月15日处理下的根、茎、叶片、叶柄、豆荚及单株植株干物质积累量最高，且随着生育期的延长，干物质分配由营养器官逐渐向生殖器官过渡。大豆产量在6月15日处理达到最高，为3 310.27 kg/hm2，比早、晚播产量分别提高8.33%和13.66%。因此，大豆品种圣豆24在黄河中下游北岸的适宜种植期为6月15号。

关键词 播期;大豆新品种;生育期;干物质积累及分配;产量

中图分类号 S 565.1  文献标识码 A  文章编号 0517-6611（2022）03-0035-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2022.03.010

Response of Growth Period， Dry Matter Accumulation and Distribution and Yield to Sowing Date of Shengdou 24

TIAN Yi-xin， GAO Feng-ju， CAO Peng-peng et al

（Dezhou Academy of Agricultural Sciences， Dezhou， Shandong 253015）

Abstract A new high-protein soybean variety Shengdou 24 was used as experimental material and treated with three sowing dates （June 5，  June 15， June 25）. The changes of growth period， dry matter accumulation and distribution and yield of soybean under different sowing date were studied. Results showed that with the delay of sowing date， the total growth period of soybean plant was shortened gradually， especially the growth period from emergence to flowering stage was affected mostly， but the growth period of reproduction stage was less affected. The dry matter accumulation of roots， stems， leaves， petioles， pods and individual plants under June 15 treatment was the highest at flowering， seed bulging， pod setting and maturity stage. With the prolongation of growth stage， the dry matter distribution was gradually transferred from vegetative organs to reproductive organs. The soybean yield under June 15 treatment was 3 310.27 kg/hm2， which was 8.33% and 13.66% higher than those of early and late sowing， respectively. Therefore， June 15 was the suitable planting date for soybean variety Shengdou 24 on the north bank of the middle and lower reaches of the Yellow River.

Key words Sowing date;New soybean varieties;Growing period;Dry matter accumulation and distribution;Yield

基金项目 山东省农业良种工程项目（2019LZGC004）;山东省现代农业产业技术体系杂粮创新团队建设项目（SDAIT-5-01）。

作者简介 田艺心（1986—），女，山东德州人，副研究员，博士，从事大豆及杂粮杂豆栽培生理及育種研究。

收稿日期 2021-06-01

大豆富含蛋白质和油脂，是我国乃至世界重要的粮食作物和油料作物。近几年来，我国大豆产业形势严峻，过度依赖大豆进口，严重威胁到我国粮食安全[1-3]，为此，国家自2019年起开始实施大豆振兴计划[4-5]。针对黄淮海大豆优势产区，计划中明确指出“黄淮海夏播区，因地制宜推行麦豆两熟轮作种植模式，推广高产、高蛋白优质食用大豆品种”，在实施路径上重点指出“加大大豆良种繁育和推广力度，加快推广具有苗头性的高产优质品种，集成配套绿色高效技术模式，释放大豆良种的增产潜能”。因此，在大豆产业紧迫形势推动和国家相关政策引导下，选育高蛋白大豆新品种及有效推广应用已成为黄淮海地区大豆研究者重点关注的方向之一。

研究表明，大豆产量潜力的发挥受品种遗传特性、栽培技术及气候环境的综合影响[6-7]，其中品种遗传特性对产量的贡献率为33.8%，栽培技术及气候环境对产量的贡献率为66.2%。因此，对夏大豆新品种进行推广，必须重视其栽培技术及气候环境的影响，尤其大豆属于光温敏感型作物，选择适宜播期更是其栽培措施中的首要举措。播期对大豆生长性状及产量的影响研究众多，相关研究结果表明，适期播种是大豆在适应区内获得高产的基本条件，早播或晚播均会造成产量损失，且不同大豆品种适宜播期存在差异[8-10]。因此，即便在同一生态区，以往大豆品种适宜播期对推广种植的大豆新品种无法形成有效依据，必须因地制宜，针对大豆新品种本身进行播期研究，才能明确大豆新品种在该生态区的适宜播期，保证该大豆新品种高产潜力的发挥。鉴于此，笔者以黄淮海区域夏大豆新品种圣豆24为试验材料，研究了播期对大豆生育期、干物质积累、分配及产量的影响，旨在找出圣豆24在该生态区的适宜播期，为该大豆品种的种植栽培管理措施及黄淮海相似生态区大面积推广应用提供科学有效的现实理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地地势平坦，排灌方便。供试土壤质地为壤土，肥力均匀，0～20 cm土壤有机质含量为9.85 g/kg，全氮为0.42 g/kg，碱解氮68 mg/kg，速效磷9.21 mg/kg，速效钾96 mg/kg，pH 7.6。前茬作物为冬小麦，麦收后进行机械灭茬并铲出麦秸，机械旋耕整地、开沟、浇水造墒。

1.2 供试材料

选用圣豆24为供试材料，由山东圣丰种业科技有限公司提供。该品种属黄淮海夏大豆中熟品种，由郑9805/鲁黄1号选育而成，有限结荚习性，圆叶，白花，主茎绒毛为灰毛，籽粒扁圆形，种皮黄色，淡褐脐，其抗倒伏性、落叶性和丰产稳产性均较好。2019年经农业农村部谷物品质监督检测中心测定，其蛋白质含量为45.8%，脂肪含量为19.8%，属高蛋白大豆品种，适宜在黄淮海及相似生态区域种植。

1.3 试验设计

试验于2020年在山东省德州市黄河涯镇科技园试验基地进行。试验设3个播期处理，即6月5日播种（B1处理）、6月15日播种（B2处理）、6月25日播种（B3处理）。随机区组排列，重复3次。各试验小区行长5 m，宽3 m（面积15 m2），6行区，行距0.5 m，播种密度为19.5万株/hm2，人工起垄穴播，每穴2粒，穴距0.1 m。出苗后第14 d，严格按试验密度进行间苗定苗。依据当地高产田管理水平进行田间管理，各小区田间操作保持一致。

1.4 测定项目与方法

1.4.1 生育期记载。出苗后选取小区代表性的大豆植株15株左右，定点连续观察，分别记载各处理出苗期、始花期、完熟期，并计算各生育期。

1.4.2 干物质积累测定。在开花期、结荚期、鼓粒期、成熟期分别于各小区取样10株，将整株按根、茎、叶片、叶柄、豆荚不同器官分别装入牛皮纸袋中，置于烘箱内105  ℃杀青0.5 h，然后在80 ℃恒温烘至恒重，称量各器官干重并计算单株植株干重。

1.4.3 产量及其构成因子测定。各处理于成熟期在每小区取代表性植株10株，测定单株荚数、单株粒数、单株粒重、百粒重等产量构成因子，并以小区为单位取中间4行实收测产（面积约10 m2），脱离后自然晒干，折算成公顷产量（kg/hm2）。

1.5 数据处理与分析

采用Microsoft Excel 2007进行数据整理、计算和绘图;利用DPS 7.50统计分析软件进行显著性分析和方差分析。

2 结果与分析

2.1 不同播期对圣豆24生育期的影响

从表1可以看出，播期会对圣豆24生育期产生影响。随播期推迟，播种-出苗、出苗-开花、开花-成熟阶段生育期均逐渐缩短，导致总生育期逐渐缩短。其中，B1播期处理下各阶段生育期及总生育期均显著长于B2和B3播期处理，B2和B3播期处理下播种-出苗、开花-成熟阶段生育期差异均不明显，但在出苗-开花阶段生育期及总生育期两者之间均呈现显著差异，表明随播期推迟，植株出苗-开花阶段生育期长短受影响最大。植株营养生长阶段主要指播种-开花阶段，生殖生长阶段主要指开花-成熟阶段，从表1可以计算出，B1、B2、B3处理下大豆植株营养生长生育期分别为42.5、38.0、35.3 d，各处理间差异明显，进一步表明相对生殖生长阶段，播期对大豆植株营养生长阶段生育期影响更大。

2.2 不同播期对圣豆24干物质积累量的影响

从图1可以看出，播期导致大豆植株各器官干物质积累发生变化。根干重：在花期、结荚期、鼓粒期、成熟期根干重表现趋势均为B2处理>B1处理>B3处理，且B1与B3处理间无显著差异，均显著低于B2处理。茎干重：在花期、结荚期、鼓粒期、成熟期根干重表现趋势均为B2处理>B1处理>B3处理，B1与B2处理在花期无显著差异，均显著高于B3处理，结荚期、鼓粒期、成熟期各处理间差异均显著。叶柄干重：在花期、结荚期、鼓粒期叶柄干重表现趋势均为B2处理>B1处理>B3处理，B1与B3处理在花期和结荚期差异不明显，在鼓粒期差异显著，B2与其他处理间叶柄干重均差异显著。叶片干重：在花期、结荚期、鼓粒期叶片干重表现趋势均为B2处理>B1处理>B3处理，各处理间均差异显著。豆荚干重：在结荚期、鼓粒期、成熟期豆荚干重表现趋势均为B2处理>B1处理>B3处理，除结荚期B1与B3处理差异不显著外，其他生育期下各处理间均差异显著。总干重：在花期、结荚期、鼓粒期、成熟期，大豆植株总干重表现趋势均为B2处理>B1处理>B3处理，且各处理间均差异显著。通过以上分析可以看出，根、茎、叶片、叶柄、豆荚及单株植株总干重均以中期播种最好，早晚播不利于营养物质的吸收及同化物的产生、转运和积累。

2.3 不同播期对圣豆24干物质分配比例的影响

在同一生育期不同播期下，大豆单株植株各器官所占干重比例大小趋势表现相似。从表2可以看出，各播期下，开花期各器官干重比例均表現为叶片>茎>叶柄>根，其干重比例分别为39.60%～42.03%、26.03%～29.27%、16.67%～19.19%、13.01%～14.81%;结荚期各器官干重比例均表现为茎>叶片>叶柄>根>豆荚，其干重比例分别为32.95%～33.98%、30.22%～31.97%、15.66%～16.95%、9.72%～10.41%、7.72%～9.56%;鼓粒期各器官干重比例均表现为豆荚>茎>叶片>叶柄>根，其干重比例分别为29.54%～30.30%、25.01%～25.64%、22.40%～23.41%、12.79%～13.66%、8.17%～8.76%;成熟期各器官干重比例均表现为豆荚>茎>根，其干重比例分别为57.96%～58.78%、30.12%～30.68%、10.65%～11.36%。另外，不同播期下，同一器官比例随着生育期延长表现趋势也相似，开花期至鼓粒期的根、叶柄、叶片干重比例随生育期延长逐渐降低，而茎干重比例逐渐上升;结荚期至成熟期，豆荚干重比例逐渐上升;成熟期叶柄叶片变黄脱落，根和茎干重比例相对上升。由以上分析可以看出，随生育期延长，干物质分配比例由叶片、叶柄、根等器官逐渐向茎转移，最后过渡到豆荚中。另外，从表2可以看出，在开花期根干重所占比例B2处理较高，其他生育期B2和B3处理根干重均高于B1处理，表明播期过早不利于根干重积累。开花期茎干重比例以B1处理较高，结荚期B1与B2处理间无显著差异，各处理鼓粒期和成熟期受播期影响均不明显，表明播期对茎干重的影响主要在营养生长阶段。叶柄干重比例在开花期以B2处理较高，结荚期以B3处理较高，鼓粒期B1和B3处理较高，无具体规律。叶片干重比例在开花期、结荚期均以B2处理最低，到鼓粒期受播期影响不明显，可能与开花期和结荚期叶片干物质向其他器官转运率较高有关。

2.4 播期对圣豆24产量及构成因子的影响

从表3中可以看出，播期对产量及其构成因子均会产生显著影响。B2播期处理下，单株有效荚数、单株粒数、单株粒重、百粒重及产量均最高，均显著高于其他处理，其次为B1处理，而B3播期处理的产量及其构成因子均较低，说明早播和晚播均不适宜大豆植株产量的提高。另外，对产量构成因子与产量之间进行相关性分析，可得出单株有效荚数、单株粒数、单株粒重、百粒重及产量之间的相关系数分别为0.999**、0.992**、0.996**、0.987**，均达到正相关极显著水平，表明播期影响各产量构成因子的增产潜力，进而影响产量。该试验中，B2播期处理下大豆产量最高，比早晚播产量分别提高8.33%和13.66%，因此适期播种才能保证大豆高产。

3 讨论

大豆是光温敏感型作物，播期可影响大豆整个生育阶段光、温、水、热等气候条件，从而影响大豆生育期。有关播期对大豆生育期影响的研究结论不尽相同。多数研究结果发现，晚播缩短了大豆出苗至开花的时间，对营养生长阶段的影响要大于对生殖阶段的影响[11-13];个别研究结果认为，播期推迟缩短了始花至生理成熟的天数，对播种至始花期、生理成熟期至完熟期的天数影响不大[14];还有研究认为晚播使大豆出苗至鼓粒期延长，鼓粒期到收获期缩短，但对总生育期影响不大[15]。该试验研究结果与前人多数研究结果相一致，即随播期推迟，圣豆24播种至出苗、出苗至开花、开花至成熟阶段生育期均缩短，导致总生育期缩短，尤其对出苗至开花阶段生育期影响最大，对生殖阶段生育期影响较小。

播期改变了大豆各生育期的持续时间，进而改变了群体的光合生产，导致大豆植株各器官干物质积累及分配产生变化。该研究中，适宜播期处理（B2处理）的根、茎、叶片、叶柄、豆荚干物质积累量在开花期、鼓粒期、结荚期、成熟期均明显高于其他播期，因此B2播期处理下单株植株总干重也最高，这与安磊[16]的研究结果相类似，表明播期对植株形成的是整体、连续的影响，早播或晚播均难以形成大豆生长发育的有效光温等条件，相比适期播种，光合产物和根部吸收营养物质较少，各器官干物质积累量较低。

国内外学者研究证实，植株各器官积累的干物质可因生长中心的转移而发生转移，玉米、小麦、水稻等多种作物上均有类似表现，尤其在植株生长发育后期，营养器官积累的干物质均会向生殖器官分配，从而形成籽粒产量[17-19]。该研究中，在开花期、结荚期、鼓粒期和成熟期，干物质分配比例最大的器官分别为叶片、茎、豆荚、豆荚，且开花期至鼓粒期，根、叶柄、叶片干重比例降低，茎干重所占比例上升，豆荚干重比例在结荚期至成熟期上升，表明随生育期延长，干物质分配由叶片、叶柄、根等器官逐渐向茎转移，最后过渡到豆荚中，这与前人的研究结果一致。该研究结果还显示，播期过早不利于根干重积累，播期对茎干重的影响主要在营养生长阶段，由于播期对植株各器官均有影响且各器官在各生育期的作用机制差异很大，导致各器官在不同生育期对播期的反应表现不一，难以形成统一定论，其具体情况有待深入研究。

播期影响了大豆生育期、干物质积累和分配，最终反映到产量构成因子及籽粒产量表现上。关于播期对产量构成因子及产量的影响，前人研究已充分证明早播或晚播均会对大豆产量及其构成因子和产量造成一定程度的负面影响，只有适期播种才能充分利用有效积温，促进花芽分化，增加养分积累，促进单株有效荚数、单株粒数、单株粒重、百粒重等产量构成因子达到最佳状态，最终实现大豆丰产[20-22]。该研究同样表明，B2播期处理下大豆产量最高，均比早晚播产量提高8.33%和13.66%，产量构成因子与产量之间均达到正相关极显著水平，表明播期影响各产量构成因子的增产潜力，进而影响产量高低。

4 结论

随着播期的推迟，大豆植株总生育期逐渐缩短，尤其对出苗至开花阶段生育期影响最大，对生殖阶段生育期影响较小，早晚播均打破了植株营养生长和生殖生长最佳平衡状态，导致植株各器官干物质积累及分配发生变化。B2播期处理下的根、茎、叶片、叶柄、豆荚及单株植株干物质积累量在开花期、鼓粒期、结荚期、成熟期最高，均高于其他播期处理，随着生育期延长，干物质分配由叶片、叶柄、根等器官逐渐向茎转移，最后过渡到豆荚中。B2播期处理下单株有效荚数、单株粒数、单株粒重、百粒重等产量构成因子均显著高于早晚播，B2播期处理大豆产量为3 310.27 kg/hm2，分别比早晚播处理产量提高8.33%和13.66%。由此得出，黄淮海夏大豆新品种圣豆24在该生态条件下的适宜播期为6月15号左右，该播期播种易获得较高产量。

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