不同播期氣候條件對內蒙古東北部大豆主要農藝性狀和品質的影響

王彥平，張 坤，張佳興，姚 曄，姜鳳友

（1內蒙古呼倫貝爾市氣象局，內蒙古海拉爾 021008；2內蒙古扎蘭屯市氣象局，內蒙古扎蘭屯 162650）

0 引言

大豆子粒品質及生育性狀，除受品種遺傳特性外，還受氣象條件及栽培條件的制約，即由品種的基因型與環境共同作用[1]，其中地理緯度[2]、海拔高度[3-4]、光照長度[5]、溫度[6-7]、水分[8]等對大豆產量和品質影響尤為明顯。關于不同播期氣候條件對大豆產量和品質的影響相關研究報道較多，集中于東北地區[9-13]、黃淮地區[14]、長江流域[15]以及西南山區[3]，但由于不同地區生態條件各異，試驗結果也不盡相同，但主要結論是早播和適期播種可以獲得較高的產量和品質。內蒙古東北部是中國重要的春播大豆產區，也是內蒙古優質大豆的主要產區，對于該區域通過試驗，研究不同播期氣候條件對不同大豆品種的影響報道較為少見，特別是試驗研究尚屬空白。本試驗于2020 年在呼倫貝爾市扎蘭屯大河灣大豆試驗基地用3個大豆品種在不同播期播種進行試驗，對主要性狀及子粒品質進行觀測和測定，比較分析了不同播期氣候條件對大豆子粒品質及主要農藝性狀的影響，進一步得出每個品種的最佳播期，為提高大豆產量和品質提供依據。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

以內蒙古東北部大豆主產區，呼倫貝爾市農科所大豆室選育的3個豐產優質品種‘蒙豆-12’、‘蒙豆-13’和‘蒙豆-15’為試驗材料。

1.2 試驗設計和方法

以10天為一間隔分5期進行播種，播種期分別為4月27日（10 cm地溫穩定通過8℃初日）、5月5日、5月15日（當地正常播期）、5月26日、6月5日，分別代表第一播種期到第五播種期。每個品種設計5 個播期，每個播期3次重復，小區面積9 m×4 m=36 m2，小區采用隨機區組設計。

大豆一般在地溫穩定通過8℃時為適宜播種日期，本試驗統計了2005—2019 年地溫穩定通過8℃的具體日期，最早是4 月13 日，最晚是5 月12 日，因此5個播期的設計較為合理。

2 2020年氣候特點

依據“農作物氣候年型劃分方法(GB/T21986—2008)”[16]對2020 年大豆種植區氣候條件進行了分析：氣溫和積溫異常度等級均為正常，日照異常度等級為少，降水異常度等級為多；農作物氣候年型為多雨年。

3 結果與分析

3.1 最佳播期的確定

3.1.1 同一品種不同播期條件下大豆形態性狀的變化 由表1 可知，隨著播期的延遲，3 個品種的形態性狀表現出不同的變化趨勢。‘蒙豆-12’和‘蒙豆-15’植株較矮，隨著播期的延遲，株高有增高的趨勢，‘蒙豆-12’晚播和正常播期株高相差3.0 cm，達到極顯著水平，‘蒙豆-15’晚播和正常播期相差2.3 cm，但未達到顯著水平，一次分枝數正常播期與其他播種期相差不大；而植株較高的‘蒙豆-13’正常播期比早播高7.0 cm，達到極顯著水平，一次分枝數各播期之間變化不明顯；隨著播期的延遲，生育進程的加快，生育天數響應縮短，3 個品種都變現為早播一周（5 月5 日播種）生育期最長。

表1 不同播期對大豆形態性狀的影響

3.1.2 同一品種不同播期條件下大豆產量及相關性狀的影響 由表2 可知，隨著播期的延遲，‘蒙豆-13’和‘蒙豆-15’百粒重基本相同，‘蒙豆-12’在4 月27 日播種和正常播期差異達顯著水平。而株結實粒數‘蒙豆-12’和‘蒙豆-15’播期之間差異不明顯，‘蒙豆-13’最早播的結實粒數多于最晚播的，且達到顯著水平。實測產量‘蒙豆-13’最早播期比正常播期高420.0 kg/hm2，未達到顯著水平，最早播期比最晚播期高900.0 kg/hm2，達到顯著水平；‘蒙豆12’在正常播期結實粒數和百粒重均較高，因此產量最高，早播兩周和晚播一周、晚播兩周產量基本相同；‘蒙豆15’正常播期產量最低，比早播產量低307.5 kg/hm2，但未達到顯著水平。

表2 不同播期對大豆產量及農藝性狀的影響

3.1.3 同一品種不同播期條件下大豆籽粒化學品質的變化 由表3 可知，播期對大豆的粗蛋白、粗脂肪及蛋脂總和有顯著或極顯著的影響，變化趨勢因品種而異。3 個品種在5 個播期下粗蛋白含量都在38%以上。隨著播期的延遲，‘蒙豆-12’呈先降低后升高趨勢，4月27日早播和6月15日晚播粗蛋白含量均較高，與正常播期相差0.7%和0.9%；‘蒙豆-13’的粗蛋白含量呈先降低后升高再降低的變化趨勢，正常播期最低，晚播一周最高，兩者相差0.6%；‘蒙豆-15’在6月15日播期粗蛋白含量最高，與正常播期相差0.3%，5 月26日最低，其他播期變化不明顯。在粗脂肪方面，‘蒙豆-12’正常播期最低，最早播期最高，兩者相差0.4%；‘蒙豆-13’基本表現為隨著播期的延遲粗脂肪含量降低；‘蒙豆-15’粗脂肪含量早播比正常播期高0.3%，晚播與正常播期基本相同。3個品種蛋脂總和的變化規律與蛋白質含量變化相似。各播期之間粗脂肪、粗蛋白和蛋脂和差異均為達到顯著水平。

表3 不同播期對大豆品質的影響 %

3.1.4 最佳播期的確定 把豐產優質作為主要目標對3個品種在不同播期的表現進行綜合分析，在多雨的年份，‘蒙豆-12’理論產量在5 月15 日正常播期產量最高，比早播高300.0～547.5 kg/hm2，且株高、分枝數等農藝性狀與正常播期差異不明顯，粗蛋白質、粗脂肪和蛋脂總和分別比早播兩周低0.7%、0.4%和0.9%，因此‘蒙豆-12’在以高產為重點時可選擇在5 月15 日播種，早播和晚播都影響產量的提高；以高脂肪高蛋白為主要目標時可適當選擇在4月27日早播；綜合考慮豐產優質應選擇5月15日為最佳播期。‘蒙豆-13’理論產量早播兩周比正常播期高300.0 kg/hm2，未達到顯著水平，比晚播兩周高900.0 kg/hm2，達到顯著水平，其他農藝性狀差別不明顯，因此多雨年份，若要獲得高產應該選擇4 月27 日作為最佳播期，不易晚播；從籽粒品質分析，‘蒙豆-13’早播兩周較正常播期粗蛋白、粗脂肪和蛋脂綜合分別高0.4%、0.2%和低0.6%，因此多雨年‘蒙豆-13’可選擇4月27日播種，產量最高，品質較好，4月27日為最佳播期。‘蒙豆-15’早播一周和早播兩周產量基本相同，不易晚播，籽粒品質早播優于晚播，因此多雨年‘蒙豆-15’最佳播期為4月27日和5月5日。

3.2 不同播期氣候條件對生長發育、產量和品質的影響

郝興宇等指出溫度、降水對大豆生長發育和品質的影響隨生育期不同存在差異[17-21]，選擇各品種在產量最高的播期和品質最好的播期進行比較分析，‘蒙豆-12’在5月15日為高產播期，4月27日為優質播期，‘蒙豆-13’和‘蒙豆-15’在4 月27 日為高產優質播期，3 個品種正常播期為5月15日。統計分析以上播期各生育階段及全生育期的氣象要素（日平均氣溫、累計降水量、氣溫日較差），得出不同播期氣候條件對大豆產量和品質的影響。

3.2.1 不同播期各生育期氣象要素分析 由表4 和表5分析可見，在溫度方面，本試驗3 個品種表現較為一致，早播和正常播期全生育期平均氣溫在18.0～18.4℃，但從不同生育期氣象要素分析，從播種后到結莢前各生育階段，早播大豆平均氣溫較正常播期低0.9～2.5℃，結莢到成熟期早播氣溫比正常播期高0.5～1.8℃，其中‘蒙豆-12’和‘蒙豆-13’各生育期溫度差別較‘蒙豆-15’大；在降水方面，3 個品種表現有明顯差異，全生育期降水量‘蒙豆-12’早播較正常播期少68.8 mm，其他2個品種相差不明顯。從各發育期降水分析，播種—出苗期和三真葉—分枝期早播降水量多于正常播期，在結莢—鼓粒期差別不大，鼓粒—成熟期‘蒙豆-13’早播降水量多于正常播期41 mm，其他2個品種少于正常播期20 mm以上；從氣溫日較差分析，3個品種全生育期氣溫日較差均表現為早播大于正常播期，且‘蒙豆-12’尤為明顯。從各生育期氣溫日較差分析，‘蒙豆-15’除播種—出苗期差別較明顯，其他發育期表現不明顯，而‘蒙豆-12’和‘蒙豆-15’在出苗—三真葉期和分枝—開花期早播氣溫日明顯較差低于正常播期，鼓粒—成熟期略低于正常播期，其余發育期明顯高于正常播期。

表4 不同播期氣象要素統計

表5 不同品種早播和正常播期各生育階段氣象要素對比分析

3.2.2 對發育期的影響 由表6 分析可見，早播和正常播期全生育期總天數在123～125天，無明顯差別，從各發育期具體日期和持續天數看，早播大豆各發育期提前5～10天，其中隨著氣溫的升高，‘蒙豆-15’早播和正常播期發育進程差別逐漸減小，開花—鼓粒期早播和正常播期趨于一致；從各發育期持續天數分析，除播種—出苗期早播較正常播期延長7～10天，其他發育期相差1～4天，隨著發育期進程的推進，發育期持續差別逐漸減小。

表6 不同品種早播與正常播期發育期及持續天數對比分析

3.2.3 對產量的影響 結合表2和表5分析可見，氣象條件對不同品種產量的影響不同?！啥?12’在正常播期分枝數最多，產量最高，早播導致播種—結莢期氣溫偏低、氣溫日較差增大以及全生育期降水的偏少均不利于產量形成，而在正常播期氣象條件下產量達到最高；而播種—結莢期氣溫低于正常播期、氣溫日較差大于正常播期、全生育期降水量接近正常播期利于‘蒙豆-13’和‘蒙豆-15’產量的形成，且‘蒙豆-13’產量形成對溫度更為敏感。

3.2.4 對品質的影響 結合表3和表5分析可見，氣象條件對不同品種品質的也不相同。播種—結莢期氣溫低于正常播期、全生育期氣溫日較差大于正常播期利于提高粗脂肪、粗蛋白含量和蛋脂總和，降水對大豆品質的影響在不同發育期表現不同，對于高脂肪大豆品種‘蒙豆-12’，早播全生育期降水量較正常播期少68.8 mm，且在籽粒形成的生殖生長各階段降水均少于正常播期2.1～53.0 mm，粗脂肪含量較正常播期提高0.4%，粗蛋白較正常播期提高0.7%，蛋脂總和提高0.9%；對于高蛋白品種‘蒙豆-13’早播全生育期降水量與正常播期差別不大，生殖生長階段結莢—鼓?！墒炱诮邓慷嘤谡２テ?.3～41.0 mm，粗蛋白含量較正常播期提高0.4%，粗脂肪含量提高0.2%，蛋脂總和降低0.4%；高產品種‘蒙豆-15’粗蛋白含量早播和正常播期無明顯變化，生殖生長大部時段降水量少于正常播期，結莢～鼓粒期與正常播期持平，粗脂肪含量提高0.3%，蛋脂總和降低0.3%。

4 討論

（1）內蒙古東部地區大豆在多雨的年份可以適時早播，高脂肪品種‘蒙豆-12’在以高產為重點時可選擇在5月15日播種，早播和晚播都影響產量的提高；以高脂肪高蛋白為主要目標時可適當選擇在4 月27 日早播，綜合考慮豐產優質應選擇5月15日為最佳播期；高蛋白品種‘蒙豆-13’理論產量、粗蛋白、粗脂肪和蛋脂總和早播兩周均高于正常播期，因此‘蒙豆-13’可選擇4 月27 日播種，產量最高，品質較好，4 月27 日為最佳播期；高產品種‘蒙豆-15’早播一周和早播兩周產量基本相同，不易晚播，籽粒品質早播優于晚播，因此多雨年‘蒙豆-15’最佳播期為4月27日和5月5日。

（2）各品種早播與正常播期生長天數差別不大，早播各發育期提前5～10天，生育期持續天數出苗期延長7～10天，其他發育期相差1～4天，隨著發育期進程的推進，發育期持續差別逐漸減小。

（3）‘蒙豆-12’正常播期產量最高，早播導致播種—結莢期氣溫偏低、氣溫日較差增大以及全生育期降水的偏少均不利于產量形成，而播種—結莢期氣溫低于正常播期、氣溫日較差大于正常播期、全生育期降水量接近正常播期利于‘蒙豆-13’和‘蒙豆-15’產量的形成，且‘蒙豆-13’產量形成對溫度更為敏感。

（4）播種—結莢期氣溫低于正常播期、全生育期氣溫日較差大于正常播期利于提高粗脂肪、粗蛋白含量和蛋脂總和；高脂肪大豆品種‘蒙豆-12’，早播全生育期及籽粒形成的生殖生長各階段降水均少于正常播期，利于粗脂肪、粗蛋及蛋脂總和的提高；高蛋白品種‘蒙豆-13’早播生殖生長階段結莢—鼓?！墒炱诮邓慷嘤谡２テ?，利于粗蛋白含量、粗脂肪含量的提高0.2%；高產品種‘蒙豆-15’粗蛋白含量早播和正常播期無明顯變化，生殖生長大部時段降水量少于正常播期，結莢—鼓粒期與正常播期持平，利于粗脂肪含量的提高0.3%。