稀土對東北大豆源庫比值的影響

張超

摘 要：本文以東北特有的大豆東農42、東農47和東農52為試驗材料，選用盆栽方式種植，在苗期和開花期分別葉面噴施不同濃度的LaCl3、CeCl3和LaCl3+CeCl3溶液，研究不同種類和濃度的稀土對大豆源庫比值變化的影響。結果表明：對大豆在苗期和初花期分別進行一次葉面噴施不同濃度稀土溶液，大豆源庫比值未改變其自身變化整體規律，即在籽粒發育前期迅速下降后降幅減小保持平緩的主要趨勢。同時，分析大豆成熟后各處理源庫比值表明，不同濃度稀土對大豆源庫比的作用存在種間差異。對成熟大豆而言，籽粒庫是唯一的生長中心，籽粒庫的庫容直接決定了大豆產量，因此對大豆東農42而言LC4處理下的大庫使得該處理大豆成熟后百粒重達到最大。東農52在Ce3處理下的大庫使得該處理成熟后產量最大。

關鍵詞：鑭;鈰;大豆;籽粒庫;源庫比值

中圖分類號：S565.1

文獻標識碼：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20190930004

素有“豆中之王“的大豆不僅具有很高的營養價值，而且生理活性和工業用途十分廣泛，故受到世界各國科學家的廣泛關注。我國是世界公認的大豆原產國，有著悠久的栽培和消費史。但近幾年，由于國產大豆生產成本高、勞動效率低、單產低、需求量大等各種因素的影響，產量由原來的第一逐漸退居第4，原本的自給自足的生產大國變為依靠進口來維持需求。因此，提升大豆品質、提高產量、增強我國大豆國際競爭力迫在眉睫。

1?對東農42源庫比值的影響

1.1?La對東農42源庫比值的影響

如圖1所示，隨著大豆的生長發育，大豆源庫比在CK和較低濃度La12處理下于初莢后50d有小幅回升，其他處理源庫比均不斷下降。其中初莢后20～30d各處理源庫比急劇下降57.73%～71.55%，下降比例隨稀土濃度的升高呈現先變大后變小的趨勢。La15處理下降程度最大，CK下降41.80%。初莢后30～40d處理繼續下降30.15%～53.51%，CK下降52.94%，之后趨于平緩。從圖中可以看出，與處理相比，對照源庫比下降趨勢較平緩，且持續時間長。初莢后40～60d大豆源庫比趨于穩定，其中高濃度處理La18在此階段源庫比持續下降，其他處理和CK源庫比均有一個上升的過程。成熟后大豆源庫比隨稀土溶液濃度的升高呈現先變大后變小的趨勢，并在150mg/L稀土鑭溶液的處理下達到最大為0.73（P>0.05），180mg/L稀土鑭溶液的處理下最小為0.55（P>0.05）。

1.2?Ce對東農42源庫比值的影響

如圖2所示，隨著大豆的生長發育，大豆源庫比下降。在初莢后20～30d這個生長階段源庫比下降速度最快，CK，Ce3，Ce6，Ce9源庫比分別降低41.80%、52.25%、71.77%、46.40%。各處理源庫比在初莢后30～40d持續下降后趨于穩定。成熟后期（初莢后40～60d）CK及各處理源庫比均存在一個小幅上升的過程。其中，CK和低濃度處理Ce3的上升過程存在于初莢后40～50d，較高濃度處理Ce6和Ce9的上升過程存在于初莢后50～60d。大豆成熟后源庫比隨稀土鈰濃度的升高呈現先變小后變大的趨勢，CK，Ce3，Ce6，Ce9源庫比分別為0.62、0.70、0.63和0.72，各處理源庫比都大于CK，但和CK無顯著差異，其中90mg/L鈰溶液使源庫比值達最大。

1.3?La+Ce對東農42源庫比值的影響

如圖3所示，隨著大豆的生長發育，大豆源庫比下降。在初莢后20～40d這個生長階段源庫比下降速度最快，下降比例達67.34%～83.88%;初莢后40～60d高濃度混合稀土溶液（60mg/L）使大豆源庫比有小幅回升，其他處理源庫比趨于穩定。成熟后大豆源庫比隨稀土混合液濃度的增加呈現先減小后增加的趨勢，LC3，LC4，LC6處理下源庫比分別為0.57、0.50和0.84，較CK分別減小8.00%（P>0.05）、減小19.51%（P>0.05）、增加35.79%（P<0.05）。

對比單一稀土、混合稀土對大豆源庫比值的影響結果發現，與對照相比，各單一稀土處理的大豆源庫比迅速下降的發育時間主要集中在初莢后20～30d，而混合稀土溶液處理源庫比迅速下降階段集中在初莢后30～40d。在籽粒發育初期即初莢后20d，單一稀土處理的大豆源庫比均大于對照，可能是單一稀土處理在此階段更有利于大豆莖葉的發育，而使得大豆源庫比變大。在該發育階段混合溶液LC4處理下大豆源庫比最小為1.90。大豆發育過程中，與單一稀土處理相比，對照和混合稀土處理源庫比下降趨勢較平緩，且持續時間長，其中Ce6積累最迅速。對比初莢后20d各處理源庫比具體數值可以發現，對照及混合稀土處理源庫比值小于單一稀土處理，說明在前期發育中混合稀土處理更有利于營養物質向庫器官積累。大豆成熟后，在混合稀土LC4處理下大豆東農42源庫比最小為0.50，因此，在現有濃度梯度設置下，LC4是最有利于營養物質向庫器官積累的處理。

2?對東農47源庫比值的影響

2.1?La對東農47源庫比值的影響

如圖4所示，隨著大豆的生長發育，大豆源庫比值下降。初莢后20～30d大豆源庫比值顯著下降，降幅達58.49%～72.09%。初莢后30～40d大豆源庫比持續下降。初莢后40d，大豆源庫比值隨稀土溶液濃度的升高而減小，但始終大于CK。初莢后40～60d大豆源庫比值趨于穩定，在此發育進程中除La12處理源庫比持續平緩增加，其他處理均有一個先升高后降低的過程。成熟后大豆源庫比值隨著稀土La濃度升高逐漸減小，CK，La12，La15，La18處理下的源庫比值分別為0.63、0.81、0.70、0.54，各處理較CK增加或降低都不顯著（P>0.05）。

2.2?Ce對東農47源庫比值的影響

如圖5所示，隨著大豆的生長發育，大豆源庫比下降。初莢后20～30d大豆源庫比顯著下降，降幅達50.95%～70.98%。初莢后30～40d大豆源庫比持續下降。降至發育初期的11.30%～20.75%，其中Ce6處理下源庫比降幅最大。初莢后40～60d各處理源庫比趨于穩定，CK在波動中上升，稀土鈰處理持續緩慢上升。大豆成熟后各處理源庫比隨稀土鈰溶液濃度的升高而升高，但始終均低于對照，Ce3，Ce6，Ce9處理下大豆源庫比為0.59、0.63、0.64，較CK分別降低7.27%（P>0.05）、0.59%（P>0.05）、0.16%（P>0.05）。

2.3?La+Ce對東農47源庫比值的影響

如圖6所示，隨著大豆的生長發育，大豆源庫比下降。初莢后20～30d大豆源庫比顯著下降，而后趨于平緩。在初莢后30～60d之間，LC4處理源庫比持續緩慢下降，對照及其他處理的源庫比均存在一個上升的過程。初莢后40d各處理源庫比均高于對照，且鑭鈰混合溶液濃度越高源庫比越大。初莢后50～60d，CK，LC3，LC4，LC6處理大豆源庫比持續降低，分別降至0.63、0.87、0.48、0.88，與對照相比差異顯著（P<0.05）。

對比單一稀土、混合稀土施用效果發現，對照及各單一稀土處理均在初莢后20～30d之間源庫比迅速減小;初莢后30～40d繼續降低，但下降速度變慢;初莢后40d至成熟過程中大豆源庫比保持平穩。混合稀土處理的大豆源庫比在初莢后20～30d迅速減小后基本趨于平穩，其中高濃度LC6處理在初莢后30～40d源庫比變大，而其他處理若存在源庫比變大的現象，則此現象均發生在大豆發育后期，這可能是高濃度LC6的處理使大豆發育期提前而造成的，這與楊家樸研究一致。

單一稀土鑭處理下，各處理在初莢后20d源庫比均大于對照，說明在大豆苗期和大豆初花期各對東農47葉面噴施一次稀土La溶液，現有濃度的設置下各處理與對照相比在籽粒發育前期更有利于大豆莖葉的生長和發育。高濃度稀土鈰處理Ce9和中濃度混合稀土處理LC4在籽粒發育前期對大豆源庫干物質的分配與稀土鑭處理相似，均更有利于營養物質向源器官積累，但其作用效應較La15處理差，La15處理在初莢后20d大豆源庫比值最大達4.16。大豆成熟后，大豆源庫比在LC4處理下達到最小0.48，說明此處理在大豆成熟時更多的營養物質積累在庫器官，對比籽粒發育初期數據可知，LC4處理在籽粒發育前期使更多營養物質流向源器官，促進源器官的生長發育，增加其光合作用產物的形成和積累，使其更多的流向庫器官，從而在大豆完全成熟時源庫比最小。

3?對東農52源庫比值的影響

3.1?La對東農52源庫比值的影響

如圖7所示，隨著大豆的生長發育，大豆源庫比不斷下降。在初莢后20～30d這個生長階段源庫比下降速度最快，其中對照降幅達55.81%，各處理下降比例隨稀土溶液濃度的升高呈現降低趨勢，降幅在59.43%～70.71%。初莢后30～40d除La15處理大豆源庫比小幅升高外，其他處理源庫比持續降低。初莢后40～60d大豆源庫比趨于穩定。成熟后大豆源庫比隨稀土鑭液濃度的升高逐漸降低，但始終高于CK，La12，La15，La18處理下的源庫比分別為0.84、0.83、0.79，各處理較CK分別增加17.83%、16.28%、10.68%，各處理與對照差異不顯著（P>0.05）。

3.2?Ce對東農52源庫比值的影響

如圖8所示，隨著大豆的生長發育，大豆源庫比不斷下降。初莢后20～30d大豆源庫比顯著下降，其中CK降至1.48，各處理源庫比降至0.93～1.18。初莢后30～60d對照源庫比始終高于各稀土鈰處理;其中初莢后30～40d對照及各處理源庫比持續下降，初莢后40～60d大豆源庫比趨于穩定。成熟后大豆源庫比隨稀土鑭液濃度的升高逐漸變大，在Ce9處理下達到最大，但始終小于CK。大豆成熟后Ce3，Ce6，Ce9處理下源庫比分別為0.52、0.53、0.57，各處理與對照相比，差異不顯著（P>0.05）。

3.3?La+Ce對東農52源庫比值的影響

如圖9所示，隨著大豆的生長發育，大豆源庫比呈下降的趨勢。在初莢后20～40d這個生長階段源庫比下降速度最快，在此發育進程中對照源庫比始終大于稀土鑭和鈰混合溶液處理。初莢后40d，CK源庫比降至0.72，各處理源庫比降至0.54～0.64。初莢后40～60d大豆源庫比趨于穩定，在此進程中CK及各濃度稀土鑭鈰混合溶液處理源庫比均呈現先降低后升高的趨勢。大豆成熟后對照源庫比為0.71，處理源庫比隨稀土鑭鈰混合溶液濃度的升高先變小后變大;在LC4處理下達最小0.57，較CK降低19.70%（P>0.05）;在LC6處理下達最大0.80，較CK增加12.51%（P>0.05）。

比較單一稀土的施用和混合稀土的施用發現，除La15處理在初莢后30～40d之間源庫比小幅上升之外，其他各處理源庫比變化趨勢均與對照相似，即在初莢后20～30d源庫比迅速減小，降幅均達50%以上，在初莢后30～40d下降速率變小，但仍不斷下降，初莢后40d之后保持平穩。

對比不同稀土種類處理之間差異發現，在初莢后20d各濃度單一稀土鈰處理大豆源庫比均大于對照且在高濃度Ce9處理下達到最大，說明單一稀土鈰的處理在大豆發育前期更有利于營養物質向源器官分配，更有利于大豆莖葉的生長。在混合稀土溶液處理下，大豆源庫比在初莢后20d均小于對照，且在大豆籽粒發育過程中，除大豆成熟后期之外各時期混合稀土處理大豆源庫比均小于對照。因此，混合稀土溶液的處理更有利于營養物質向庫器官分配，促進庫器官的生長和積累。

大豆成熟后，各濃度單一稀土鈰處理及混合稀土LC4處理大豆源庫比顯著小于對照及其他處理，并在低濃度鈰溶液Ce3處理下最小，源庫比為0.52，此處理是現階段濃度和處理設置下最有利于營養物質向大豆庫器官分配的處理。對比初莢后20d大豆源庫比數值發現，Ce3處理在大豆發育前期有利于營養物質向源器官積累，促進大豆莖葉的生長發育進而增加大豆光合作用產物的形成和積累，在大豆成熟后期將更多的營養物質分配到庫器官，使大豆源庫比值變小，進而增加產量。對比高濃度稀土混合溶液LC6處理，在LC6處理下，大豆源庫比在初莢后20d顯著小于對照和其他處理，此時更多的營養物質流向庫器官，而大豆成熟后源庫比較其他處理大，可能是該處理不利于“疏庫”，而造成大豆成熟后營養物質沒有更多的流向庫器官。

4?結論

大豆源器官主要是指大豆葉片，是大豆生產同化物的主要場所，大豆庫器官是指大豆豆莢，是大豆用于儲存同化物的主要場所。源庫關系的研究有利于調控大豆的栽培，進而達到增產的目的。Hardman、Hanway認為，大豆產量主要受到大豆源器官產生營養物質的能力的限制;而Schou認為，大豆產量主要受控于大豆庫器官的容量。大豆的源庫關系不僅對產量有決定性作用，對其品質也有一定的作用。王光華的研究顯示，大豆擁有大源小庫時更有利于籽粒脂肪積累，擁有小源大庫時更有利于籽粒蛋白質的積累。

對大豆在苗期和初花期分別進行一次葉面噴施不同濃度稀土溶液，大豆源庫比值未改變其自身變化整體規律，即在籽粒發育前期迅速下降后降幅減小保持平緩的主要趨勢。同時，分析大豆成熟后各處理源庫比值表明，不同濃度稀土對大豆源庫比的作用存在種間差異。對成熟大豆而言，籽粒庫是唯一的生長中心，籽粒庫的庫容直接決定了大豆產量，因此對大豆東農42而言LC4處理下的大庫使得該處理大豆成熟后百粒重達到最大。東農52在Ce3處理下的大庫使得該處理成熟后產量最大。

參考文獻

[1]

盧艷麗.大豆源庫關系的研究[D].呼和浩特：內蒙古農業大學，2002.

[2]楊家樸，張淑媛.稀土元素處理對提高冬小麥產量的生理分析[J].山西農業大學學報，1986，6（1）：15-19.

[3]Hardman LL and WA Brun.Effect of atmospheric carbondioxide enrichment at different developmental stages on growth and yield components of soybeans[J].Crop Sci，1971，11（1）：886-888.

[4]Hanway JJ and CR Weber.Dry matter accumulation in eight soylxan varieties[J].Agron.J，1971，63（1）：227-231.

[5]Schou JB et al.Effect of reflectors，blackboards or shades applied at different stages of plant development on yield of soybeans[J].Crop Sci，1978，18（1）：29-35.

[6]王光華，劉曉冰，楊恕平.生殖生長期源庫改變對大豆籽粒產量和品質的影響[J].大豆科學，1999，16（3）：237-238.

[7]任紅玉，趙慧莉，王小瑞，等.鑭和鈰對東北大豆籽粒蛋白質積累的動態影響[J].中國稀土學報，2017（06）：107-116.