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随着全球人口的急剧增加和耕地面积的日益减少,利用间套作栽培成为提高土地利用率、增加粮食播种面积和产量的有效途径。近年来,南方间套作大豆的迅速推广与发展,有效缓解了我国大豆供需矛盾,增加了大豆储备。旺长是间套作大豆体系中影响大豆产量提高的限制因素之一,特别是实际生产中氮肥施用不合理造成土壤氮素含量过高,加之西南地区大豆在花荚期遇季节性降水,易造成玉-豆带状套作大豆落花落荚增多,极大的限制了产量的提高。本研究采用大田试验和干旱池试验结合,于2009-2012年,通过模拟玉.豆带状套作大豆不同氮素营养水平下不同施氮时期、不同追施比、不同水分、不同氮素营养下净套作研究了大豆旺长的形态效应、生理效应、产量效应,筛选了旺长评价指标和明确了旺长产生的生理生化机制。主要研究结果如下：1.旺长的形态效应过量氮素营养下玉.豆带状套作大豆旺长植株表现为植株株高、主茎长、第一节间长、底荚高度、分枝数、叶面积指数、主茎长/茎粗、主茎长/节数比值、第一节间长/茎粗较适量氮素处理显著增加；充足水分条件下,旺长植株株高、主茎长、第一节间长、底荚高度、分枝数、叶面积指数(LAI)、主茎长/茎粗、主茎长/节数比值、第一节间长/茎粗较高；适量氮素水平内,套作遮荫后,植株主茎长、第一节间长、底荚高度、主茎长/茎粗、第一节间长/茎粗增加,而过量氮素下套作遮荫后旺长植株主茎长、茎粗、分枝数、LAI较净作条件下的旺长植株下降。2.旺长的产量效应增施氮素后,带状套作大豆单株荚数、主茎荚数、分枝荚数、主茎粒数、分枝粒数、收获指数、主茎产量、分枝产量及总产量随氮素营养的增加呈现先增加后减少的趋势,以上各值以适量氮素水平(60 kg·hm-2)最高,以过量氮素(180 kg·hm-2)最低,显著低于其他处理；在适量氮素水平内,充足水分可促进主茎荚数、分枝荚数、主茎、分枝产量和总产量,过量氮素下则表现相反；套作遮荫降低适量氮素水平内主茎荚数、总荚数、主茎粒数和总产量,套作遮荫增加过量氮素处理下分枝荚数、分枝产量,从而减少产量降低的幅度。3.旺长评价指标不同氮素营养下套作大豆和净作大豆形态指标与产量呈现二次函数关系,大田试验2009年表现为株高、主茎长、分枝数与产量呈显著的二次函数关系,产量达到极值时对应的株高、主茎长、分枝数分别为98.2cm,78.9cm,4.9个；2010年大田试验则表现为主茎长、底荚高度、分枝数、LAI与产量呈显著的二次函数关系,产量达到极值时对应的主茎长、底荚高度、分枝数、LAI分别为76cm,22.6cm,4.5个,6.8；2011-2012年大田和干旱池试验净作表现为主茎长、第一节间长、分枝数、LAI与产量呈显著的二次函数关系,产量达到极值时对应的主茎长、第一节间长、分枝数、LAI分别为83.8cm,5.2cm,5.7,7.5,套作表现为主茎长、底荚高度、分枝数、LAI与产量呈显著的二次函数关系,产量达到极值时对应的主茎长、底荚高度、分枝数、LAI分别为86.5cm,27.3cm,5.3,7.1。尽管因不同施氮时期、不同追施比、不同水分处理及净套作等造成每年试验的形态性状及其比值与产量的相关程度不同,主茎长、分枝数和LAI是4年试验共同筛选评判旺长的指标,净作下可以通过多元二次回归方程进行模拟 ：Y= 58.861+1.690X1 -1.459X2 -6.704X3-0.015X1*X1+0.015X2*X2+1.431X3*X3-0.010X1*X2-0.122X2*X3 (R2= 0.9938P=0.008,F=29.91),套作下可以通过多元二次回归方程进行模拟：Y=54.248+0.633X1-1.449X2+0.023X1*X1+0.017X2*X2+0.809X3*X3-0.029X1*X2+0.1 53X1*X3-0.129X2*X3(R2= 0.9917, P=0.013, F=22.20),通径分析表明适宜的主茎长、分枝数和LAI,有利于大豆产量的形成,主茎过高、分枝过多,叶面积指数过大均不利于产量形成,造成植株旺长。4.旺长产生的生理生化原因4.1生物量积累分配失衡增加氮素显著提高了植株V5-R7群体生物量积累量,V5-R1期、R1.R3期生物量相对生长速率,主茎生物量、分枝生物量、总生物量,且氮素营养的增加,生物量积累增加,生物量相对生长速率增加,而营养器官占全株生物量比例则随氮素营养的增加先降低后升高,以过量氮素处理(180kg·hm-2)所占比例最重,而生殖器官所占比例则表现相反；充足水分提高了R3和R7期群体生物量积累、R3.R7期营养器官所占比例及R1-R3期相对生长速率；套作遮荫后降低主茎生物量及总生物量,增加分枝生物量,套作降低过量氮素下主茎生物量及总生物量,增加分枝生物量。4.2碳氮代谢失衡随氮素水平的增加,叶片全碳、营养器官(叶、茎、叶柄)可溶性糖、叶片非结构性糖(TNC)、C/N比值、非结构性糖/氨基酸比值(TNC:AA)和木质部伤流量呈现先增加后降低的趋势,叶片全氮、可溶性蛋白、营养器官N03--N、氨基酸含量和木质部NO3--N增加,营养器官NH4+-N含量和伤流中NH4+-N含量则显著降低;套作遮荫提高了叶片氨基酸含量、木质部伤流量、伤流中NH4+-N含量,降低了木质部NO3-N；在适量氮素水平内下,套作遮荫降低了叶片全碳、营养器官可溶性糖、TNC、C/N比值、TNC:AA比值、营养器官中NH4+-N,增加了叶片全氮、可溶性蛋白、营养器官NO3--N、木质部伤流量、NO3--N,而过量氮素下套作遮荫则表现相反。通过相关分析表明,不同氮素营养下净套作大豆叶片C：N比值与产量、TNC:AA比值和产量呈现显著的正相关关系,而主茎长、第一节间长、底荚高度、分枝数、LAI与C：N比值和TNC:AA比值分别呈显著的二次函数关系。4.3内源激素变化随着氮素营养的增加,R1、R3期主茎及分枝叶片中GA3、IAA、ZR含量均升高,ABA含量降低；套作遮荫后,主茎及分枝叶片中ZR含量、ABA含量降低；在适量氮素水平内,套作处理增加主茎及分枝叶片中GA3、IAA、ZR含量,而过量氮素下则表现相反。相关分析表明,主茎长、分枝数、LAI与主茎和分枝ZR含量呈显著正相关关系,主茎产量与R3期大豆主茎叶片ABA含量、分枝产量与R3期分枝ABA含量呈现显著的正相关关系。