苗期荫蔽与带状种植对大豆主茎和分枝发生及产量的影响

来源 :四川农业大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:simon_01
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在玉米-大豆带状套作模式中,大豆苗期遭受遮荫,处于“边行劣势”,主茎过度伸长,苗细苗弱;套作后期玉米收获后,大豆处于分枝发生的关键时期,带状种植使其从“边行劣势”变为“边行优势”,为分枝发生创造了有利的环境条件。但是带间距多宽,其“边行优势”才能充分显现?带状套作光环境下,大豆主茎与分枝协同生长的生理机制是什么?为探究这些问题,2018年以耐荫型大豆南豆12和荫蔽敏感型大豆南农99-6两个品种为材料,采用两因素裂区试验设计,主区因素为品种,分别为N1(南豆12)和N2(南农99-6),副区因素为6种栽培方式,以大豆不遮荫、等行距种植T0为对照,其余5处理从播种当天开始,用透光率为40%的遮阳网遮荫35d,带状种植,2行为一带,行距(窄行)为40 cm,带间距(宽行)分别为:T1(40 cm)、T2(70 cm)、T3(100 cm)、T4(130 cm)、T5(160 cm),利用不同带间距来创造不同的大豆边行效应。在2018年试验结果的基础上,2019年保留了苗期不遮荫、等行距种植T0及苗期荫蔽、等行距种植T1两个对照处理,并选取了分枝发生最多及产量最高的T3处理试验,分别测定各处理主茎与分枝形态指标、光合特性、酶活性、主茎与分枝茎尖激素含量及基因相对表达量,探究主茎、分枝发生的生理机制。主要结果如下:1.2018年试验发现,苗期荫蔽后,两品种各荫蔽处理主茎粒重及总粒重均显著降低,分枝粒重均显著增加,且两品种均为T3处理的总粒重、分枝粒重、总分枝数最多。说明苗期荫蔽后,适当的带间距有利于分枝发生和产量形成。2.2019年试验发现,苗期荫蔽处理,两品种大豆主茎长增加,茎粗减小,主茎各部分重量、分枝数量和分枝长度均降低,但分枝各部分重量差异不显著;而带状种植后,随着带间距的增加,除主茎长外,其余指标均增加。解除荫蔽复光后,主茎长、茎粗、主茎各部分总重随着生育进程的推进逐渐增加,但均未达到T0水平;但分枝数量、分枝总长及分枝各部分总重均超过T0,且随着带间距的增加而增加。说明玉米-大豆套作模式中苗期蔽荫促进大豆前期主茎生长,带状种植有利于后期分枝生长。3.经过苗期荫蔽后,两品种主茎粒数和主茎粒重均显著降低,但荫蔽敏感型品种南农99-6降低的幅度显著高于耐荫品种南豆12;与T0相比,南豆12的T1处理分枝粒数与分枝粒重未出现明显降低,而带间距增加到T3时,分枝粒数与分枝粒重明显高于T1;南农99-6经过荫蔽后两处理分枝粒数与分枝粒重均增加,两品种大豆产量均较自然光照下的植株有所恢复,但荫蔽敏感型大豆南农99-6产量仅恢复到自然光照的60%,耐荫大豆南豆12产量则高于自然光照下的处理。说明南豆12较南农99-6恢复期具有更好的补偿生长能力,产量更高。4.苗期荫蔽时,两品种T1处理大豆冠层透光率、叶片净光合速率及叶面积均较自然光照下大豆降低,带状种植后,随着带间距的增加,T3处理以上指标均增加,复光后透光率、净光合速率及叶面积均为T3最大。苗期荫蔽时,两品种主茎、分枝叶片Rubisco羧化酶活性均较自然光下的大豆降低,但随带间距的增加,南豆12主茎叶片Rubisco羧化酶活性增加。复光后,两品种主茎和分枝Rubisco羧化酶活性均为T3最大。苗期荫蔽及复光后两品种主茎可溶性糖含量和淀粉均较自然光下的大豆增加,且随着带间距的增加,主茎可溶性糖含量和淀粉含量均随之增加,即T3>T1>T0。说明苗期荫蔽对大豆光合具有一定的抑制作用,而复光后带状种植,大豆光合作用增强,能够更好的进行补偿生长。5.苗期荫蔽时,两品种均出现主茎茎尖IAA、CKS含量增加,主茎与分枝Phy B相对表达量下调的现象,说明苗期荫蔽加重了顶端优势;而此时分枝茎尖IAA含量、BR含量、GA含量降低,独脚金内酯基因相对表达量较自然光上调,独脚金内酯含量增加,说明苗期荫蔽抑制了分枝的生长;光照恢复后,两品种IAA含量均增加,且T3>T1>T0;主茎、分枝茎尖GA含量T3最大。南豆12分枝茎尖CKS含量降低,南农99-6差异不显著。分枝茎尖BR含量及主茎GmPhyB相对表达量均为T3处理最大,复光后,独脚金内酯减少。说明套作前期促进了大豆主茎生长,加重了顶端优势,抑制了分枝生长,复光后带状种植,内源激素及基因有利于分枝生长。综上所述,玉米-大豆套作模式中,苗期荫蔽促进了主茎生长,解除荫蔽后,带状种植使大豆带间距宽的一侧,具有充分的生长空间,而此时大豆正进入分枝发生的最佳时期,光照条件好,使大豆主茎与分枝的淀粉、可溶性糖含量、生长素、赤霉素、细胞分裂素、油菜素内酯含量均增加,独脚金内酯含量降低,促进了分枝的发生。因此套作后对分枝的发生和产量的形成及分枝与主茎的协调生长极为有利。
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