摘要
大豆是我国重要的粮油兼用作物，在国民经济中占重要地位，随着国民经济的快速发展，大豆消费量逐年升高，2020年我国大豆消费量为11992.7万t，而国产大豆仅占16.34％，大豆供给侧受进口冲击严重，提高大豆产量、保障大豆有效供给是实施国家粮食安全战略的重要组成部分。增加大豆种植密度是提高产量的有效途径，而密植也会增加大豆倒伏风险，引起冠层光环境变化，影响大豆光能利用率以及冠层光合有效辐射的分布，从而影响产量。适宜的田间配置能够有效提高大豆植株的抗倒伏能力，改善冠层光合有效辐射的分布和群体光合效率，利于产量形成。因此，研究田间配置对大豆抗倒伏力学特性、冠层光合有效辐射及产量的影响，具有重要的理论和生产意义。 本试验于2021年在东北农业大学向阳实验实习基地进行，采用田间小区种植方式，设置三种田间配置，分别为: (1)130cm垄距，垄上两个小双行，两个小双行间距35cm，小双行内行距10cm; (2)65cm垄距，垄上双行，行距10cm; (3)65cm垄距，垄上单行; 合农60、黑农84分别记作:HN60D1、HN60D2、HN60D3、HN84D1、HN84D2、HN84D3。选用矮秆品种合农60和高秆品种黑农84为试验材料，合农60密度为40万株/hm2，其中HN60D1、HN60D2处理株距为7.7cm;HN60D3处理为3.8cm。黑农84密度为25万株/hm2，其中HN84D1、HN84D2处理株距为12.3cm;HN84D3处理为6.2cm。于大豆R1、R4、R5期分别进行取样，测定大豆植株抗倒伏力学特性、冠层光合有效辐射及光合相关指标，分析植株形态特征、茎秆纤维及碳水化合物含量与力学特性的相关性。试验结果表明: (1)田间配置对大豆茎秆力学特性和抗倒伏系数有一定影响。合农60茎秆挫折力、重力矩、弯曲挠度均为HN60D1处理最高，黑农84则表现为HN84D2处理最高，上述指标随生育进程推进呈逐渐升高趋势;合农60抗倒伏系数大小表现为HN60D1＞HN60D2＞HN60D3，黑农84则表现为HN84D2＞HN84D1＞HN84D3，且两个供试品种各处理抗倒伏系数均随生育进程的推进呈逐渐降低趋势。 (2)田间配置对大豆茎秆形态、纤维及碳水化合物含量有一定影响。合农60、黑农84株高为HN60D3、HN84D3处理最大，合农60茎粗和鲜重大小表现为HN60D1＞HN60D2＞HN60D3，黑农84则表现为HN84D2＞HN84D1＞HN84D3;合农60茎秆纤维含量HN60D1处理最高，黑农84则表现为HN84D2处理最高，合农60、黑农84各处理茎秆生长点处纤维含量均高于茎秆基部;合农60叶片和生长点的淀粉和蔗糖含量大小表现为HN60D1＞HN60D2＞HN60D3，黑农84则表现为HN84D2＞HN84D1＞HN84D3，且两个供试品种各处理茎秆纤维含量、茎秆中淀粉及蔗糖含量均随生育进程的推进呈逐渐升高趋势，叶片中蔗糖、淀粉含量呈先升高后降低趋势。 (3)茎秆挫折力、重力矩与株高、茎粗呈极显著正相关，抗倒伏系数与株高、鲜重呈极显著负相关，与茎粗呈显著正相关，大豆生长发育中株高与鲜重的增加使倒伏发生的风险变大，而茎粗的增加有利于抗倒伏;茎秆纤维、蔗糖和淀粉含量与茎秆挫折力和抗倒伏系数显著正相关，茎秆纤维、蔗糖和淀粉含量的增加可以增强茎秆强度，从而增强抗倒伏能力。 (4)田间配置对光合相关指标有一定影响。合农60冠层内生长点处光合有效辐射强度HN60D1处理最大，黑农84则表现为HN84D2处理最大，随生育进程推进呈先降低后升高趋势;两个供试品种叶面积指数为HN60D1、HN84D1处理最大，随生育进程推进呈先升高后降低趋势;相对叶绿素含量随生育进程推进呈逐渐升高趋势，调节性能量耗散的量子产量呈逐渐降低趋势，光合系统Ⅱ的有效量子产量和质子动力势未表现出明显的规律性。 (5)田间配置对大豆干物质积累和产量有一定影响。合农60植株干物质积累大小表现为HN60D1＞HN60D2＞HN60D3，黑农84则表现为HN84D2＞HN84D1＞HN84D3，随生育进程推进呈逐渐升高趋势;合农60产量在HN60D1与HN60D2处理间差异不显著，均显著高于HN60D3处理，分别增加了8.9％、8.2％，黑农84产量表现为HN84D2＞HN84D1＞HN84D3，处理间差异显著，HN84D2处理较HN84D1、HN84D3处理分别增加13.2％、22.1％。
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