遮荫程度对不同耐荫性大豆品种光合及抗倒程度的影响

【目的】在玉米大豆间套作种植系统中,高位作物玉米的遮荫常常会导致大豆苗期茎秆细弱,倒伏严重,产量低下。文章在玉米大豆间套模式下,分析遮荫程度对大豆苗期光合产物积累、分配和抗倒性的影响,为建立合理群体结构提供理论依据。【方法】以不耐荫不抗倒型大豆南032-4和强耐荫强抗倒型大豆南豆12为试验材料,设置不遮荫（W0,透光率100%）、一层黑色遮阳网（W1,透光率31.90%）和二层黑色遮阳网(W2,透光率10.83%)3个处理进行室外盆栽试验,测定大豆光合速率、气孔导度、蒸腾速率、胞间二氧化碳浓度、SPAD值、叶面积及各器官生物量积累等光合指标和株高、各节间长度、各节间茎粗、茎秆抗折力、倒伏指数等抗倒伏指标,分析不同遮荫处理下大豆光合特性及抗倒伏相关性状的变化。【结果】随着遮荫程度的增加,2个品种大豆的光合速率、气孔导度、叶面积和SPAD值显著降低,各器官有机物积累量和根冠比显著下降;随遮荫程度增加,大豆倒伏严重,茎秆抗折力和抗倒伏指数显著降低。不同耐荫性大豆品种对不同遮荫程度的响应有差异,与W0相比,强耐荫性大豆南豆12和不耐荫性南032-4的光合速率在W1和W2分别降低了35.6%、99.6%和40.9%、83.6%。强耐荫性品种南豆12在W0和W1干物质积累高于南豆032-4,差异显著,但W2处理下差异不显著(P＜0.05),表明中度遮荫下大豆的光合速率仍保持较高水平,且强耐荫性品种在遮荫条件下光合产物积累量较高。南032-4的W1和W2处理倒伏率较南豆12分别高出55.9%和2.57%(2014年和2015年2年均值),W1处理下南032-4表现中度倒伏,南豆12表现为轻度倒伏,而W2处理下南032-4和南豆12均表现为严重倒伏,表明中度遮荫下大豆品种间倒伏差异显著,不耐荫性品种倒伏程度严重。同一遮荫程度下,南豆12抗折力降低幅度(39.8%)高于南032-4(38.425%),但W1和W2处理后南豆12的抗折力比南032-4高27.3%和26.6%(2014和2015年2年均值)。同一遮荫程度下强耐荫性品种南豆12茎秆抗折力和抗倒伏指数均显著高于南032-4(P＜0.05),而株高表现相反。【结论】随遮荫程度增加,大豆光合积累量减少,倒伏严重;强耐荫性品种在中度遮荫下能保持较高光合能力和抗倒伏能力,具有较强的耐荫性,但过度遮荫后,其耐荫性与弱耐荫材料差异不显著。因此,在大豆玉米间套作种植模式下,适当减少弱光胁迫程度,才能发挥大豆的耐荫和抗倒潜力。     

套作大豆苗期倒伏与茎秆内源赤霉素代谢的关系

【目的】从内源赤霉素代谢角度,阐明玉米大豆套作环境下,大豆苗期茎秆发生藤蔓化倒伏的原因。【方法】在大豆单作和玉米大豆套作两种种植方式下,以耐荫抗倒型大豆南豆12和不耐荫抗倒型大豆南032-4为试验材料,采用石蜡切片、液相色谱质谱联用、SYBR^®GreenⅡ荧光定量PCR等方法,对茎秆形态、解剖结构、赤霉素含量、赤霉素代谢相关基因表达等进行测定和分析。【结果】与大豆单作相比,玉米大豆套作下,由于受玉米荫蔽的影响,南豆12和南032-4两个大豆材料苗期均出现典型的避荫性反应,即主茎节数减少,节间长和株高显著增加,苗期出现藤蔓化和倒伏,但两大豆材料间反应程度不同,差异极显著。与南032-4比,南豆12受套作荫蔽的影响较小,茎秆藤蔓化程度低,倒伏率仅29.93%,极显著低于南032-4（93.94%）（P<0.05）;南032-4株高增加32.64 cm,与南豆12（22.95 cm）呈显著差异（P<0.05）;两材料主茎节数减少,材料间无差异;南032-4中上部节间长度显著长于南豆12,说明套作下植株株高的增加来源于节间的伸长,而非节数的增多,且中部及上部节间过度伸长易导致植株茎秆藤蔓化和倒伏。从茎秆纵切面的解剖结构可知,玉米大豆套作条件下,大豆主茎细胞都有不同程度的伸长,南032-4茎秆髓部、木质部、韧皮部细胞伸长明显,而南豆12在两种种植模式下各部分细胞无明显变化,说明大豆株高的增加源于细胞的伸长,非细胞的分裂。内源赤霉素代谢分析结果表明,套作条件下,两材料茎秆内源赤霉素含量均显著降低,南豆12茎秆内赤霉素A₄（GA₄）的含量显著低于南032-4;对编码赤霉素代谢途径中关键酶基因表达量的分析表明,除赤霉素合成酶基因GmGA20ox5、GmGA3ox6和赤霉素降解酶基因GmGA2ox4在不同种植方式和不同材料间均保持较低的水平外,茎秆中其他内源赤霉素合成酶GA-20氧化酶基因、GA3-氧化酶基因和赤霉素降解酶GA2-氧化酶基因表达量均高于单作,且南032-4的表达量高于南豆12,说明植株内源赤霉素的含量对编码赤霉素代谢途径中关键酶基因具有前馈和反馈作用,南豆12茎尖维持较低活性赤霉素GA₄水平,抑制植株主茎过度伸长,最终表现出较强的耐荫抗倒性。【结论】大豆内源赤霉素GA₄的合成受基因型和光环境的共同影响,从而影响大豆茎秆生长发育,最终导致不同材料在耐荫抗倒表型上的典型差异。     

硅对人工荫蔽胁迫下大豆幼苗生长及光合特性的影响

【目的】本试验主要研究硅对荫蔽胁迫下大豆幼苗的生长及光合特性的影响,以期为间套作大豆培育壮苗提供参考。【方法】本研究于2017年在四川农业大学试验基地进行,以强耐荫性南豆12和弱耐荫性南032-42个大豆品种为材料,用黑色遮阳网(50%透光率)模拟玉米大豆套作的荫蔽环境条件,进行室外盆栽。试验设置4个处理,分别为CK(正常光照,喷蒸馏水);S0(50%荫蔽,喷蒸馏水);S1(50%荫蔽,喷施100 mg·kg~(-1) Na_2SiO_3·9H_2O水溶液);S2(50%荫蔽,喷施300 mg·kg~(-1 )Na_2SiO_3·9H_2O水溶液),在大豆苗期进行叶面喷施。测定大豆植株各部分的硅含量、叶片的光合参数和叶绿素含量,茎秆直径和抗折力、根系的形态特征和根冠比、干物质积累及可溶性糖含量等指标,分析硅对提高大豆苗期耐荫性的作用。【结果】苗期荫蔽导致2个大豆品种植株的总干物质积累量、各器官的硅含量和可溶性糖含量减少,同时,降低的指标还有茎粗、茎秆抗折力以及根长、根表面积、根体积和根冠比。荫蔽造成了大豆净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)及蒸腾速率(Tr)的降低,而胞间二氧化碳浓度(Ci)和叶绿素的含量增加。不同大豆品种对荫蔽环境的响应程度不同,与南032-4相比,南豆12在荫蔽环境下具有更高的光合能力(净光合速率、胞间二氧化碳浓度、蒸腾速率、气孔导度、叶绿素含量)、茎秆抗倒能力(茎粗、茎秆抗折力)及根系生长能力(根长、根表面积、根体积、根干重)。荫蔽环境下S1处理后,2个大豆品种的干物质积累量、可溶性糖含量和叶绿素含量增加,茎秆变粗,茎秆抗折力增强,根量增多,根面积和根体积变大;叶片的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率升高,胞间二氧化碳浓度下降,最终幼苗变壮。不同耐荫性的大豆品种对不同浓度的硅敏感度不同,其中,在S2处理下,强耐荫性南豆12的净光合速率、叶片可溶性糖含量、茎秆可溶性糖含量较S0处理分别增加了20.3%、12.9%、4.3%,弱耐荫性大豆南032-4分别增加了20.1%、94.3%、72.6%,南豆12和南032-4的胞间二氧化碳浓度分别降低了10.0%和45.2%。【结论】硅能有效地改善荫蔽胁迫条件下大豆幼苗的生长状况,增强光合作用能力、茎秆抗倒能力和根系吸收能力,从而提高大豆耐荫性。     

玉米荫蔽对大豆光合特性与叶脉、气孔特征的影响

目的 探究在玉米-大豆套作模式下,玉米大豆共生期内玉米荫蔽对大豆光合特性及叶脉、气孔特征的影响。方法 在自然光照射下采用两因素完全随机盆栽试验,以强耐荫性品种南豆12和弱耐荫性品种桂夏3号为研究对象,设置T1（2行玉米间隔2行大豆套作）、T2（1行玉米间隔1行大豆套作）和CK（净作大豆）3种空间配置,探究不同处理下大豆光合参数、叶脉和气孔特征参数对光环境的响应。结果 与净作相比,玉米荫蔽下大豆冠层的远红光光谱辐照度显著增加,T1、T2处理下的光照强度分别降低48.62%和77.39%。在玉米荫蔽下大豆的净光合速率、气孔导度、叶脉密度和气孔密度显著低于CK（P＜0.05）,且下降幅度都随着荫蔽程度的增加而增加（由T1到T2处理）。与CK相比,T1、T2处理下南豆12的净光合速率分别显著下降41.00%、44.15%,桂夏3号的净光合速率分别显著下降44.62%、47.93%;南豆12的气孔导度分别显著下降29.19%、39.69%,桂夏3号的气孔导度分别显著下降26.83%、49.50%。同时,南豆12的叶脉密度在T1、T2处理下分别比CK显著下降14.99%、20.01%,气孔密度分别下降12.79%、18.27%;桂夏3号的叶脉密度在T1、T2处理下分别比CK显著下降10.38%、27.62%,气孔密度分别下降15.77%、22.46%。此外,大豆的净光合速率与气孔导度、叶脉闭合度、气孔密度、叶脉密度呈显著正相关关系（P＜0.05）,与叶脉间距呈极显著负相关关系（P＜0.01）;叶脉密度与气孔密度呈极显著正相关关系（P＜0.01）。玉米荫蔽下,南豆12的叶脉密度、叶脉长度、叶脉闭合度、叶脉间距都显著优于桂夏3号。在荫蔽程度更高的T2处理下,除蒸腾速率和叶脉闭合度以外,强耐荫性品种南豆12的光合、叶脉和气孔各参数的变化幅度都小于桂夏3号,且净光合速率更高。结论 在玉米-大豆套作的种植模式中,大豆冠层光环境、叶脉和气孔特征的变化会影响大豆的光合能力,但不同耐荫性大豆品种的叶脉、气孔特征对荫蔽的响应存在差异。     

套作大豆共生后期弯曲力学特性的研究

为筛选适合套作的大豆品种提供相应的生物力学性能指标,以耐阴型品种'南豆12'和不耐阴型品种'C103'为试验材料,在玉米-大豆套作和大豆单作两种种植模式下,进行了不同品种的节间惯性矩、弹性模量、抗弯刚度等力学指标的测定和相应变化规律的研究。结果表明:在套作模式下,两个品种的惯性矩明显小于单作模式,而弹性模量明显大于单作模式。'C103'在单作模式下茎秆的抗弯刚度明显大于套作模式,而'南豆12'在两种种植模式下茎秆的抗弯刚度差异不大。在两种种植模式下,两个品种的弹性模量和抗弯刚度均为第一节间最大,且由低位节向高位节递减,可以作为筛选耐阴型品种的生物力学指标。     

玉米-大豆间作模式与经济效益研究

为筛选适合沧州地区玉米-大豆间作的大豆适宜品种,在2行玉米、3行大豆间作模式下,研究了夏玉米间作不同品种大豆对夏玉米和大豆光合特性、产量以及经济效益的影响。结果表明:间作玉米的叶片SPAD值、穗位叶叶面积和光合速率均显著玉米单作;间作大豆的叶片SPAD值和光合速率均其对应品种的大豆单作;经济效益顺序为玉米-大豆间作玉米单作大豆单作,玉米-大豆间作的经济效益较玉米单作或大豆单作显著提高,适宜玉米-大豆间作的大豆品种为沧豆6号、沧豆10号和冀豆12。建议在沧州地区推行玉米-大豆间作模式,适宜间作的大豆品种为沧豆6号、沧豆10号和冀豆12。     

弱光对苗期大豆叶片形态结构和光合荧光特性的影响

【目的】探究弱光环境对苗期大豆叶片形态结构及光合荧光特性的影响。【方法】采用两因素完全随机设计盆栽试验,以耐荫品种南豆12和荫蔽敏感品种桂夏3号为研究对象,设置CK(正常光照)、A1(遮光度69.7%)和A2(遮光度86.3%)3个处理,分析不同弱光处理下苗期大豆叶片的形态、解剖结构、光合色素含量和光合荧光特性的响应。【结果】与CK相比,弱光下大豆叶面积增大,比叶重、栅栏组织厚度、海绵组织厚度和叶片厚度均下降,且下降幅度随遮光程度的增加而增加,南豆12叶片的栅海比先增大后减小,最大值出现在处理A1(1.36),显著高于桂夏3号。大豆叶片叶绿素a含量、净光合速率、实际量子产量在遮荫处理下均有不同程度的下降,而非光化学淬灭系数随着遮荫程度的增加呈先升高后降低趋势。对于不同品种,弱光环境下,南豆12的光合特性优于桂夏3号。在强遮荫处理A2下,南豆12叶片叶绿素含量及光合荧光参数变化幅度都小于桂夏3号,且净光合速率更高。【结论】光强直接影响到大豆叶片的形态结构及光合荧光特性,且不同耐荫性大豆品种的叶片结构和光合荧光特性对弱光环境的响应存在差异。     

减量施氮对套作玉米大豆叶片持绿、光合特性和系统产量的影响

【目的】探究不同种植模式和施氮水平下玉米大豆的叶片持绿、光合和系统产量特性。【方法】通过田间定位试验研究种植方式(玉米单作(MM)、大豆单作(SS)、玉米套作(IM)、大豆套作(IS))和施氮水平(不施氮(NN)、减量施氮(RN：180 kg N·hm^-2)、常量施氮(CN：240 kg N·hm^-2))对玉米大豆叶片持绿、光合特性以及其干物质积累和系统产量的影响。【结果】玉米产量随施氮量增加而增加,大豆产量随施氮增加先增后降;RN下,IM的籽粒干物质积累量最大,玉米大豆套作系统的总产量最高,系统生产力指数（SPI）最大。套作下各作物的叶片持绿期更长,光合特性指标均较单作稳定,且在籽粒形成期优于单作;各施氮水平下,套作处理的绿叶百分比均显著高于单作,IM的最大绿叶衰减速率出现天数比MM的分别晚7 d、5 d和1 d;IS的则比SS的分别晚7 d、0 d和11 d。相比单作,套作可以显著降低各施氮水平下玉米叶片的平均衰减速率,延长最大衰减速率出现天数,降低绿叶衰减程度。各作物的光合速率表现为套作高于单作,减量施氮高于常量施氮。玉米R2期,IM的叶片光化学淬灭系数（Qp）比MM的高12.78%,非光化学淬灭系数（NPQ）则低21.30%;NPQ随施氮水平的增加而降低,RN比NN降低了17.11%。套作SPAD值波动幅度弱于单作,且呈稳定上升趋势;玉米R2期,IM比MM高34.52%,大豆R2和R6期,IS分别比SS高10.39%、29.48%;RN的SPAD值最高,玉米R2期,IMRN处理比IMNN处理高17.46%,MMRN处理比MMNN处理高35.02%;大豆R6期,ISRN处理比ISNN和ISCN处理分别高7.71%、6.67%,SSRN处理比SSCN处理高10.03%。【结论】减量施氮下,玉米大豆套作显著延长了叶片的持绿期;花后叶片的光合速率、PSⅡ光合机构功能、叶绿素都保持在较高的水平且比单作稳定,籽粒干物质积累增强,充分发挥了玉米的生产潜力并增加了大豆产量,使得套作系统总产量显著提高。     

旱地不同间套作对玉米生长·养分累积及产量的影响

通过田间小区试验,研究玉米与不同作物间套作方式对玉米生长、养分累积及产量的影响。结果表明:与玉米单作方式相比,玉米与不同作物间套作更能提高玉米的叶片叶绿素含量、光合特性、植株氮磷钾养分累积以及产量。4种间套作方式中,玉米花生、玉米大豆间作在对玉米叶片叶绿素含量及光合特性方面提高幅度较大;植株氮磷钾养分累积方面,则以玉米大豆间作处理的氮素累积最大,可达224.6 kg/hm2,以玉米红薯套作处理的磷、钾养分累积最大,分别为117.72、352.84 kg/hm2;产量方面,玉米红薯套作、玉米大豆间作较玉米单作增产率分别达75.7%、47.5%。     

DTA-6对套作大豆不同冠层叶片光合特性及产量的影响

【目的】2-N,N-二乙氨基乙基己酸酯（DTA-6）对大豆不同冠层叶片光合特性及产量的影响,为化控技术在大豆高产栽培中的应用提供技术支持。【方法】试验采用双因素随机区组设计,以耐荫型大豆“南豆25”为材料,主因素为种植模式：单作（IS）、套作（SS）,副因素为DTA-6浓度：0、20、40、60、80和100 mg/L,分别记为CK、D20、D40、D60、D80和D100,研究初花期叶面喷施DTA-6对大豆植株叶片数量、冠层光合特性及产量的影响。【结果】D40、D60处理对上层叶片的叶绿素含量增加最为明显,套作模式分别较CK增加14.52%、15.81%,中层叶片的叶绿素含量以D20处理最高,下层叶片的则以CK最高。D20、D40处理对大豆不同冠层叶片胞间二氧化碳浓度、蒸腾速率以及中、下层叶片的气孔导度增加最为显著,D20处理较CK的Pn值提高。在叶片数量方面,以D40处理最高,套作模式较CK高12.87%。DTA-6通过改善套作大豆不同冠层叶片的光合特性,增加了叶片数量以及叶绿素含量,使植株的干物质积累能力得到增强,单株产量提高,D40处理总干物质积累量较CK高24.20%,D40...     

种间距对不同结瘤特性套作大豆物质积累、 鼓粒及产量形成的影响

目的 间套作是实现资源高效利用、解决粮食供求矛盾的重要途径,间套作体系下作物和谐共生受种间互作强度的重要影响。本研究以玉米-大豆套作系统为研究对象,探讨玉豆种间距对不同结瘤特性大豆干物质积累与产量形成的影响。方法 2016—2017年,连续2年进行大田试验,二因素随机区组设计,A因素为不同玉豆种间距,大豆净作（A1）与玉米大豆套作（4种玉豆种间距：30 cm,A2;45 cm,A3;60 cm,A4;75 cm,A5）,B因素为3个大豆品种（贡选1号,弱结瘤;桂夏3号,中度结瘤;南豆25号,强结瘤）,分析大豆干物质积累、鼓粒、产量构成的变化规律。结果 玉豆种间距对不同结瘤大豆的物质积累分配有显著影响,鼓粒前期净作大豆的干物质积累量显著高于套作,R4期（盛荚期）达到最高;套作大豆的干物质积累则在R5期（始粒期）达到最高,并逐渐高于净作,以玉豆种间距45、60 cm下的物质积累量较高;玉豆种间距60 cm（A4）下的南豆25号在荚果分配率、成熟期干物质积累量和营养器官对荚果的贡献率等方面优于桂夏3号和贡选1号。各品种在套作下均以A4种间距下的鼓粒时间最长、达到最大鼓粒速率时的籽粒重最高,百粒重与产量最大,且与净作产量差异不显著;各玉豆种间距下以南豆25的鼓粒能力最强,A4种间距下南豆25的平均产量分别比桂夏3号、贡选1号高5.4%和6.3%。结论 强结瘤的南豆25号能较好适应玉米大豆套作环境,且在种间距60 cm下表现最优,有利于干物质向籽粒分配和鼓粒,以增加百粒重,弥补荚数不足,达到套作与净作产量相当的目的。     

Shade stress decreases stem strength of soybean through restraining lignin biosynthesis

Lodging is the most important constraint for soybean growth at seedling stage in maize-soybean relay strip intercropping system. In the field experiments, three soybean cultivars Nandou 032-4 (shade susceptible cultivar; B1), Jiuyuehuang (moderately shade tolerant cultivar; B2), and Nandou 12 (shade tolerant cultivar; B3) were used to evaluate the relationship between stem stress and lignin metabolism in the stem of soybean. Results showed that the intercropped soybean was in variable light condition throughout the day time and co-growth stage with maize. The xylem area and cross section ratio played a main role to form the stem stress. The B3 both in intercropping and monocropping expressed a high stem stress with higher xylem area, lignin content, and activity of enzymes (phenylalanine ammonia-lyase (PAL), 4-coumarate: CoA ligase (4CL), cinnamyl alcohol dehydrogenase (CAD), and peroxidase (POD)) than those of B1 and B2. Among the soybean cultivars and planting pattern, lignin content was positively correlated with stem stress. However, a negative correlation was found between lignin content and actual rate of lodging. In conclusion, the shade tolerant soybean cultivar had larger xylem area, higher lignin content and activities of CAD, 4CL, PAL, and POD than other soybean cultivars in intercropping. The lodging in maize-soybean intercropping can be minimized by planting shade tolerant and lodging resistant cultivar of soybean. The lignin content in stem could be a useful indicator for the evaluation of lodging resistance of soybean in intercropping and activities of enzymes were the key factors that influence the lignin biosynthesis.     

光强和光质对大豆幼苗形态及光合特性的影响

【目的】玉米大豆带状套作种植模式下荫蔽是影响大豆生长发育的重要因素之一,而荫蔽包括光强的降低和光质的改变,通过分析不同光环境下大豆形态、光合生理参数,以期为揭示光强和光质对大豆生长发育的调控提供理论依据。【方法】以南豆12为试验材料,在人工气候室盆栽种植条件下,设置4个光环境：A1处理（正常光照+远红光;光强不变,红光和远红光比值降低）,A2处理（弱光+远红光;光强降低,红光和远红光比值降低）,A3处理（弱光;光强降低,红光和远红光比值不变）,CK对照（正常光照;光强不变,红光和远红光比值不变）,分析大豆幼苗形态及光合生理参数对不同光环境的响应。【结果】在光强不变,红光和远红光比值降低条件下,与CK相比A1处理大豆株高和生物量增加,根系长度、根系表面积、根系体积下降,类胡萝卜素含量显著下降,净光合速率增加,实际光化学量子效率降低,而非光化学猝灭系数差异不显著（P＞0.05）;与A3处理相比A2处理大豆株高降低,茎粗增加,生物量增加9.8%,叶绿素a和总叶绿素含量分别增加了5.68%和2.83%,而叶绿素b含量降低了6.48%,净光合速率最大光化学量子产量、非光化学猝灭系数、有效光化学量子产量显著增加,根系特征差异不显著（P＞0.05）。在光质不变,光强降低的条件下,与A2处理相比,A1处理大豆株高显著降低,根系长度、根系表面积和根系体积显著增加,生物量增加了62.87%,其中A1处理下叶片生物量占整个植株的54.96%,而A2处理下茎秆生物量占整个植株的52.08%,叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素和总叶绿素含量增加,净光合速率增加了16.22%,叶绿素荧光参数差异不显著（P＞0.05）;与CK相比,A3处理大豆株高显著增加,而茎粗、根系长度、根系表面积和根系体积显著降低,生物量显著减少了61.09%,其中A3处理下茎秆生物量积累增加,叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量分别增加了29.41%、4.17%、41.51%,净光合速率和实际光化学量子效率显著下降（P＜0.05）。【结论】光强直接影响大豆形态建成和物质积累,而低的红光和远红光比值显著提高大豆光合速率,促进物质的积累。     

玉米行距配置对套作大豆生物量、根系伤流及养分的影响

【目的】通过研究套作种植条件下,玉米不同行距配置对大豆生物量、根系伤流及其养分的影响,为玉米-大豆带状套作合理的群体配置提供理论依据。【方法】试验于2012—2013年采用单因素随机区组设计,以玉米-大豆带状套作种植中大豆为研究对象,固定玉米和大豆带宽200 cm,设置3个玉米窄行处理,分别是A1(20 cm+180 cm;窄行20 cm,宽行180 cm)、A2(40 cm+160 cm)和A3(60 cm+140 cm)。两行大豆种植于玉米宽行中,行距40 cm;净作大豆为对照,行距70 cm,每个处理重复3次。在大豆第三节龄期(V3)、第五节龄期(V5)与盛花期(R2)分析玉米不同行距配置对套作大豆根系生物量、氮磷钾的积累、伤流强度及伤流液组分的影响。【结果】套作大豆地上地下生物量和根系氮磷钾养分积累随着玉米窄行行距的增加而降低,且显著低于净作对照(P0.05)。根系伤流强度在各处理下均随生育时期的推进而增加,同一生育时期伤流强度从A1到A3逐渐降低,但A1和A2处理差异不显著(P0.05)。A1处理下大豆根系伤流强度在V3、V5及R2期比净作处理平均低27.69%、26.11%和23.23%。除V5期大豆根系伤流组分铵态氮含量低于V3和R2期外,硝态氮、全磷、全钾、可溶性糖含量随大豆生育时期推进逐渐增加,且均低于净作对照。通过相关分析,大豆地上地下生物量与根系养分积累量、伤流强度及组分含量间均呈极显著正相关(P0.01)。【结论】在玉米-大豆带状套作种植中,行距配置的差异性导致大豆地上地下生物量和根系伤流强度的变化而影响根系养分的吸收和物质的转运。     

大豆苗期耐荫性综合评价及其鉴定指标的筛选

【目的】探讨不同基因型大豆苗期的耐荫性,筛选出苗期耐荫性快速鉴定指标,为耐荫大豆品种的鉴定、选育提供依据和材料基础。【方法】通过设置正常光照（1 000 µmol·m^-2·s^-2）和弱光（400 µmol·m^-2·s^-2）两种光照环境,在植株生长到20 d时,考察19个参试大豆材料苗期的24个形态、生物量及生理指标,包括株高（plant height,PH）、茎粗（stem diameter,SD）、主茎节数（nodes of main stem,HN）、下胚轴长（hypocotyl length,HL）、叶面积（leaf area,LA）、叶片厚度（leaf thickness,LT）等形态指标,植株各部分干重及总干重,叶绿素a（chlorophyⅡ a,Chla）等光合色素含量,净光合速率（net photosynthetic rate,Pn）、蒸腾速率（transpiration rate,Tr）等光合特征参数,实际荧光（the initial fluorescence(light),Fo′）、最大荧光（maximum fluorescence(light),Fm^′）等叶绿素荧光参数,以各性状的耐荫系数（处理性状值/对照性状值）作为衡量参试材料耐荫性的指标,应用主成分分析法、隶属函数法、聚类分析和逐步回归分析方法,对大豆苗期的耐荫性进行综合评价。【结果】与对照相比,经弱光处理后,参试材料苗期的各性状变化趋势及幅度不同;通过对24个形态生理指标的相关性分析发现,各指标间都有不同程度的相关性,有的性状间的相关性达到了显著或极显著水平。采用主成分分析将24个单项指标转换为6个相互独立的综合指标,其贡献率分别为30.50%、21.24%、12.00%、10.71%、8.02%和5.18%,代表了全部数据87.65%的信息量。利用隶属函数法计算综合耐荫评价值（D）,并对其进行聚类分析,按照耐荫性强弱将19个参试大豆材料划分为3类,即强耐荫型（第Ⅰ类）2个材料、中度耐荫型（第Ⅱ类）5个材料、不耐荫类型（第Ⅲ类）12个材料。进一步通过逐步回归建立了以叶片干重（leaf dry weight,LDW）、气孔导度（stomatal conductance,Gs）、株高和暗下最大荧光产量（maximum fluorescence (dark),Fm）为指标的大豆苗期耐荫性评价数学模型：D =-0.301+0.419LDW+0.169Gs+0.031PH+0.255Fm （R²=0.959）,利用建立的最优回归方程对供试材料进行预测,结果与综合评价值（D）基本一致,表明这4个单项指标建立的回归方程用于大豆苗期耐荫性评价具有可行性。综合聚类和逐步回归结果发现,强耐荫类型材料的LDW、Gs、Fm中等,而PH较高,该类型材料的这4个单项指标的耐荫系数均高于其他类型材料。【结论】采用多元统计方法对大豆苗期耐荫性进行评价是可行的,在相同处理条件下,通过测定LDW、Gs、PH和Fm 4个鉴定指标,可进行大豆苗期耐荫性强弱的快速鉴定和预测。