淹水時(shí)期與天數(shù)對(duì)大豆生長(zhǎng)性狀和產(chǎn)量的影響

王本來　俞建河　曹秀清　沈濤

摘要分別于2017、2020和2021年采用有底測(cè)坑試驗(yàn)?zāi)M大田條件下不同生育期各淹水天數(shù)的澇漬環(huán)境，分析不同生育期淹水天數(shù)對(duì)大豆生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量性狀的影響。結(jié)果表明，苗期和分枝開花期淹水會(huì)降低大豆株高、減小大豆莖粗。生長(zhǎng)期淹水會(huì)降低大豆LAI，尤其苗期淹水對(duì)LAI的影響最大，其次是分枝開花期、鼓粒期和結(jié)莢期。大豆分枝開花期和結(jié)莢期淹水對(duì)產(chǎn)量影響最大，其次為苗期和鼓粒期，當(dāng)結(jié)莢期淹水超過4 d，苗期、分枝開花期和鼓粒期淹水超過6 d，均會(huì)造成顯著減產(chǎn)。該研究可為大豆農(nóng)田排水方案的合理制定、洪澇災(zāi)害損失的評(píng)估以及抗災(zāi)減災(zāi)能力的提高提供參考。

關(guān)鍵詞大豆；淹水時(shí)期；淹水歷時(shí)；生長(zhǎng)發(fā)育；產(chǎn)量性狀

中圖分類號(hào)S276.1;S565.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)0517-6611（2023）11-0174-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.11.042開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Effect of Flooding Period and Days on the Growth Traits and Yield of Soybean

WANG Ben-lai YU Jian-he CAO Xiu-qing et al（1.Tianchang Erfeng Electric Power Irrigation Station，Tianchang，Anhui 239300;2.Anhui Provincial Institute of Water Resources Science， Bengbu， Anhui 233000）

AbstractIn 2017， 2020 and 2021， a bottomed test pit was used to simulate the waterlogging environment of different growth stages and flooded days under field conditions， and the impact of flooded days during different growth stages on soybean growth and yield traits was analyzed.The results indicated that flooding during the seedling and branching flowering stages could reduce soybean plant height and stem diameter.Flooding during the growth stage could reduce soybean LAI， especially during the seedling stage， which had the greatest impact on LAI， followed by the branching and flowering stage， bulging stage， and podding stage.Flooding during the branching and flowering stages of soybean had the greatest impact on yield， followed by the seedling and bulging stages.When flooding during the podding stage exceeded 4 days， and flooding during the seedling， branching and flowering stages and bulging stages exceeded 6 days， significant yield reduction could be caused.This study can provide reference for the rational formulation of drainage plans for soybean farmland， the assessment of flood losses， and the improvement of disaster resistance and reduction capabilities.

Key wordsSoybean;Flooding period;Duration of flooding;Growth and development;Yield traits

大豆是我國主要糧食作物之一，因其具有高營養(yǎng)價(jià)值、高生理活性和廣泛用途而成為重要的農(nóng)業(yè)資源之一，目前國內(nèi)每年對(duì)大豆需求量不斷增加，其中大部分都依賴進(jìn)口。大豆是安徽省主要的農(nóng)作物之一。2014年，安徽省大豆播種面積為85.16 hm²，占安徽省農(nóng)作物總播種面積的9.52%，所占比重略小于玉米（9.53%）［1］，但大豆單產(chǎn)僅1 500 kg/hm²，低于全國平均水平，與世界平均單產(chǎn)2 400 kg/hm²差距更大。除生產(chǎn)上缺少高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)品種和配套的高產(chǎn)栽培技術(shù)外，還因?yàn)榇蠖股L(zhǎng)期間雨熱同步，降雨較多，尤其是強(qiáng)風(fēng)暴雨或持續(xù)降水，往往造成倒伏、莖折和漬澇等災(zāi)害，導(dǎo)致大豆產(chǎn)區(qū)存在單產(chǎn)不高、總產(chǎn)不穩(wěn)的現(xiàn)象。研究表明，澇漬會(huì)引起大豆發(fā)生一系列生理生化和形態(tài)特征變化，如莖葉生長(zhǎng)受到抑制，株高、莖粗和葉面積指數(shù)降低，有效株數(shù)、單株莢數(shù)、每株實(shí)粒數(shù)、百粒重減少，導(dǎo)致產(chǎn)量下降。且產(chǎn)量下降幅度與澇漬發(fā)生的生育階段、澇漬程度、澇漬時(shí)間以及氣象因子有關(guān)［2-7］。上述的研究結(jié)果絕大多數(shù)試驗(yàn)是在盆栽條件下進(jìn)行的，且局限于大豆的某一生育期，因試驗(yàn)環(huán)境條件的不同使其試驗(yàn)結(jié)果與大田生長(zhǎng)狀態(tài)下的實(shí)際情況有較大差異。目前關(guān)于大田條件下不同生育時(shí)期漬澇程度對(duì)大豆生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量的影響及其致害機(jī)理的研究比較薄弱，缺乏洪澇災(zāi)害監(jiān)測(cè)評(píng)估的依據(jù)以及能夠在生產(chǎn)上指導(dǎo)的大豆不同生育期灌排管理的適宜指標(biāo)，不能滿足大豆生產(chǎn)需求。為此，筆者分別于2017、2020和2021年采用模擬大田條件下的有底測(cè)坑試驗(yàn)，進(jìn)行了不同生育期淹水歷時(shí)對(duì)大豆生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量性狀的影響，以期為大豆農(nóng)田水分的科學(xué)管理、澇漬災(zāi)害損失的評(píng)估以及提高抗災(zāi)減災(zāi)能力提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料試驗(yàn)在安徽省天長(zhǎng)市二峰電力灌溉總站下屬灌溉試驗(yàn)站的有底測(cè)坑中進(jìn)行，測(cè)坑為4 m²有底混凝土測(cè)坑，坑深1.5 m，測(cè)坑內(nèi)土壤為黏壤土，每個(gè)測(cè)坑配備完善的供排水裝置，該裝置雖經(jīng)過之前玉米、油菜等旱作物多年淹澇試驗(yàn)，目前仍運(yùn)行良好［8-9］。大豆品種分別為皖豆32、中黃13號(hào)和圣豆10號(hào)。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)試驗(yàn)按《農(nóng)田排水試驗(yàn)規(guī)范》［10］的坑測(cè)法進(jìn)行設(shè)計(jì)，在大豆的苗期（S）、分枝開花期（B）、結(jié)莢期（P）、鼓粒期（F）分別設(shè)置2、4、6、8、10 d共5個(gè)淹水水平，以適宜水分處理（CK）為對(duì)照，共21個(gè)處理，處理編號(hào)分別為S₂～S₁₀、B₂～B₁₀、P₂～P₁₀、F₂～F₁₀和CK，重復(fù)3次。于當(dāng)年6月11日前后貼茬點(diǎn)種大豆，每坑播種6行，每行6穴，每穴點(diǎn)4～5粒種子，2～3葉定苗，每穴2～4株，定植密度分別為17.6萬、25.4萬、39.4萬株/hm²。各生育期淹水的開始時(shí)間分別為播后20、50、70、90 d，淹水深度苗期控制在10 cm以下，其他期控制在15 cm以下，淹水結(jié)束后，擰開測(cè)坑排水控制閥進(jìn)行排水，各處理除淹水時(shí)段及淹水天數(shù)不同外，其他措施均保持一致，當(dāng)年9月25日左右開始收獲，生育期100～110 d。

1.3觀測(cè)項(xiàng)目與方法

1.3.1土壤含水量。采用取土烘干法測(cè)定，每20? cm土層測(cè)定一個(gè)數(shù)據(jù)，測(cè)定深度為0～100? cm。每旬第1天觀測(cè)，每10 d 測(cè)定1次，淹水的處理在淹水期間不測(cè)定。

1.3.2生育進(jìn)程。包括播種期、苗期、分枝開花期、結(jié)莢期、鼓粒期及收獲期，各小區(qū)內(nèi)植株50%以上達(dá)到為記載期。

1.3.3株高、莖粗與葉面積。每測(cè)坑選取生長(zhǎng)一致的3穴定點(diǎn)掛牌標(biāo)記，每旬第1天進(jìn)行株高、莖粗與葉面積測(cè)量。株高采用鋼尺進(jìn)行測(cè)量，土面至最高葉心尖的高度；莖粗采用游標(biāo)卡尺測(cè)定，測(cè)定離地面3～5 cm的橫位直徑；葉面積采用直尺對(duì)葉片進(jìn)行長(zhǎng)、寬測(cè)量，單株葉面積=長(zhǎng)×寬×系數(shù)（展開葉系數(shù)為0.70，未展開葉為0.5）。葉面積指數(shù)LAI=單株葉面積×單位土地面積內(nèi)株數(shù)/單位土地面積［11-12］。

1.3.4考種與測(cè)產(chǎn)。大豆收獲前除去邊行，中間隨機(jī)取2組5穴10株測(cè)定株高、底莢高度、莖粗、總莢數(shù)、百粒重等。經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量與秸稈重為每測(cè)坑單收單打的實(shí)測(cè)結(jié)果，經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量與秸稈重之和即為生物產(chǎn)量。

1.4數(shù)據(jù)分析采用Microsoft Excel 2003軟件處理數(shù)據(jù)和制圖，運(yùn)用DPS 7.05進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并用Duncan新復(fù)極差法（SSR）進(jìn)行各性狀的差異顯著性檢驗(yàn)。

2結(jié)果與分析

2.1淹水對(duì)大豆株高的影響大豆苗期、分枝開花期不同淹水處理3年平均株高隨移栽天數(shù)的變化見圖1。從圖1可以看出，生育前期淹水對(duì)大豆株高的影響較大，但隨著淹水時(shí)間的推后，其差距逐漸減小，到結(jié)莢期后株高基本無影響（播后70 d左右株高已定型），在大豆苗期隨著淹水歷時(shí)的增加顯著影響株高生長(zhǎng)， 分枝開花期淹水對(duì)株高也有所影響，結(jié)莢期以后淹水因株高已基本定型對(duì)株高已無影響。方差分析結(jié)果表明（LSD法），苗期淹水發(fā)生20 d后（即播后40 d），除S2處理影響不顯著外，其余處理顯著低于對(duì)照（CK），分枝開花期淹水發(fā)生10 d后（即播后60 d），除B10處理顯著低于對(duì)照（CK）外，其余處理影響均不顯著，由此可知，苗期淹水對(duì)大豆株高的影響最大，分枝開花期及以后淹水對(duì)株高影響較小。到大豆收獲時(shí)測(cè)定，大豆苗期淹水使株高分別降低4.2%～33.7%，5個(gè)處理株高平均降低16.6%；分枝開花期淹水使株高分別降低1.3%～9.5%，5個(gè)處理株高平均降低5.4%。

2.2淹水對(duì)大豆葉面積指數(shù)的影響大豆苗期、分枝開花期、結(jié)莢期和鼓粒期不同淹水處理3年平均大豆葉面積指數(shù)LAI隨播后天數(shù)的變化見圖2。從圖2可以看出，不同淹水時(shí)期與歷時(shí)對(duì)大豆葉面積指數(shù)（LAI）的影響也較大，其中苗期淹水對(duì)LAI的影響最大，其次是分枝開花期、鼓粒期和結(jié)莢期。方差分析結(jié)果表明，苗期淹水處理，淹水10 d后，所有淹水處理均顯著低于CK，在淹后20 d 差異幅度達(dá)到最大，20 d后經(jīng)過補(bǔ)償生長(zhǎng)使得差距有所縮小。分枝開花期淹水處理，淹水10 d后，所有淹水處理顯著低于CK，并在淹后40 d差異幅度達(dá)到最大。結(jié)莢期淹水處理，當(dāng)淹水10 d后，除P2外所有處理均顯著低于CK，并在淹后40 d差異幅度達(dá)到最大。鼓粒期淹水處理，淹水10 d后，所有淹水處理顯著低于CK，并在淹后20 d差異幅度達(dá)到最大。按苗期、分枝開花期、結(jié)莢期和鼓粒期淹水20 d后與CK相比，苗期淹水使LAI降低22.3%～89.9%，5個(gè)處理LAI平均降低59.1%；分枝開花期淹水使LAI降低11.0%～72.8%，5個(gè)處理LAI平均降低39.4%，結(jié)莢期淹水使LAI降低5.4%～49.9%，5個(gè)處理LAI平均降低27.4%；鼓粒期淹水使LAI降低15.7%～56.1%，5個(gè)處理LAI平均降低39.3%。

2.3淹水對(duì)大豆其他生長(zhǎng)性狀及產(chǎn)量的影響從表1可以看出，淹水時(shí)期與歷時(shí)對(duì)大豆株高、莖粗、有效株數(shù)、單株莢數(shù)、每株實(shí)粒數(shù)、百粒重、生物產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的影響與淹水時(shí)期及淹水天數(shù)相關(guān)。在大豆苗期發(fā)生淹水，對(duì)大豆的株高、莖粗、有效株數(shù)、百粒重、生物產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的影響隨淹水天數(shù)的增加呈降低趨勢(shì)，單株莢數(shù)隨淹水天數(shù)的增加呈上升趨勢(shì)，其中，超過4 d的淹水處理對(duì)大豆的有效株數(shù)和生物產(chǎn)量影響顯著，超過6 d的淹水處理對(duì)大豆的株高和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量影響顯著，超過8 d的淹水處理對(duì)大豆的單株莢數(shù)、每株實(shí)粒數(shù)和百粒重影響顯著，超過10 d的淹水處理對(duì)大豆的莖粗影響顯著；在大豆分枝開花期發(fā)生淹水，株高、莖粗、有效株數(shù)、單株莢數(shù)、每株實(shí)粒數(shù)、百粒重、生物產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量隨淹水天數(shù)的增加呈降低趨勢(shì)，其中，超過4 d的淹水處理對(duì)有效株數(shù)的影響顯著，超過6 d的淹水處理對(duì)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量和生物產(chǎn)量影響顯著，超過8 d的淹水處理對(duì)莖粗和百粒重的影響顯著，超過10 d的淹水處理對(duì)株高和每株實(shí)粒數(shù)的影響顯著；在結(jié)莢期發(fā)生淹水，有效株數(shù)、單株莢數(shù)、每株實(shí)粒數(shù)、生物產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量隨淹水歷時(shí)的增加呈降低趨勢(shì)，其中，超過4 d的淹水處理對(duì)每株實(shí)粒數(shù)和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的影響顯著，超過6 d的淹水處理對(duì)單株莢數(shù)和生物產(chǎn)量影響顯著，超過8 d的淹水處理對(duì)有效株數(shù)的影響顯著；在鼓粒期發(fā)生淹水，僅對(duì)每株實(shí)粒數(shù)、百粒重、生物產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量有影響且隨淹水時(shí)間的增加呈降低趨勢(shì)，其中，超過6 d的淹水處理對(duì)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的影響顯著，超過10 d的淹水處理對(duì)每株實(shí)粒數(shù)、百粒重和生物產(chǎn)量的影響顯著。對(duì)各處理的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量進(jìn)行方差分析及顯著性檢驗(yàn)，結(jié)果表明，苗期淹水減產(chǎn)2.8%～44.6%，5個(gè)處理平均減產(chǎn)21.7%；分枝開花期淹水減產(chǎn)1.6%～48.8%，5個(gè)處理平均減產(chǎn)23.9%；結(jié)莢期淹水減產(chǎn)3.2%～41.9%，5個(gè)處理平均減產(chǎn)22.4%；鼓粒期淹水減產(chǎn)1.1%～24.0%，5個(gè)處理平均減產(chǎn)10.8%；當(dāng)結(jié)莢期淹水超過4 d，會(huì)造成顯著減產(chǎn)，其減產(chǎn)率為11.5%，當(dāng)苗期、分枝開花期和鼓粒期淹水超過6 d，會(huì)造成顯著減產(chǎn)，其減產(chǎn)率分別為19.4%、23.9%和10.7%，其中，分枝開花期淹水10 d處理減產(chǎn)幅度近50%。大豆分枝開花期和結(jié)莢期漬澇對(duì)產(chǎn)量影響最大，其次為苗期和鼓粒期。從構(gòu)成大豆產(chǎn)量因素來看，造成大豆苗期和分枝開花期淹水減產(chǎn)主要在于構(gòu)成產(chǎn)量有效株數(shù)和百粒重降低二種因素的共同作用，造成大豆鼓粒期淹水減產(chǎn)的主要原因在于有效株數(shù)和每株實(shí)粒數(shù)減少二種因素共同作用的結(jié)果，造成鼓粒期淹水減產(chǎn)的主要原因在于每株實(shí)粒數(shù)減少和百粒重降低二種因素共同作用的結(jié)果。

3結(jié)論

（1）苗期和分枝開花期淹水會(huì)降低大豆株高，尤其苗期淹水影響最大。到大豆收獲時(shí)測(cè)定，大豆苗期淹水使株高降低4.2%～33.7%，5個(gè)處理株高平均降低16.6%；分枝開花期淹水使株高降低1.3%～9.5%，5個(gè)處理株高平均降低5.4%。

（2）生長(zhǎng)期淹水會(huì)降低大豆LAI，尤其苗期淹水對(duì)LAI的影響最大，其次是分枝開花期、鼓粒期和結(jié)莢期。按各生長(zhǎng)期淹水20 d后與CK相比，苗期淹水使LAI降低22.3%～89.9%，5個(gè)處理LAI平均降低59.1%；分枝開花期淹水使LAI降低11.0%～72.8%，5個(gè)處理LAI平均降低39.4%，結(jié)莢期淹水使LAI降低5.4%～49.9%，5個(gè)處理LAI平均降低27.4%；鼓粒期淹水使LAI降低15.7%～56.1%，5個(gè)處理LAI平均降低39.3%。

（3）苗期和分枝開花期淹水會(huì)減小大豆莖粗，尤其分枝開花期淹水影響最大。到大豆收獲時(shí)測(cè)定，大豆苗期淹水使莖粗降低0.5%～12.6%，5個(gè)處理莖粗平均降低6.6%；分枝開花期淹水使莖粗降低2.7%～15.3%，5個(gè)處理莖粗平均降低11.9%。

（4）從有效株數(shù)、每株實(shí)粒數(shù)、百粒重等產(chǎn)量構(gòu)成三因素影響來看，淹水時(shí)期與歷時(shí)對(duì)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量和生物產(chǎn)量具有一定的影響，其影響程度與淹水發(fā)生時(shí)期與歷時(shí)有關(guān)。苗期、分枝開花期、結(jié)莢期和鼓粒期淹水使經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量分別減產(chǎn)2.8%～44.6%、1.6%～48.8%、3.2%～41.9%和1.1%～24.0%，其淹水歷時(shí)分別超過6、6、 4和6 d，均會(huì)造成顯著減產(chǎn)，其減產(chǎn)率分別為19.4%、23.9%、11.5%和10.7%。大豆分枝開花期和結(jié)莢期漬澇對(duì)產(chǎn)量影響最大，其次為苗期和鼓粒期。從大豆產(chǎn)量構(gòu)成因素來看，造成大豆苗期和分枝開花期淹水減產(chǎn)主要在于構(gòu)成產(chǎn)量有效株數(shù)減少和百粒重降低二種因素的共同作用，造成大豆鼓粒期淹水減產(chǎn)的主要原因在于有效株數(shù)和每株實(shí)粒數(shù)減少二種因素共同作用的結(jié)果，造成鼓粒期淹水減產(chǎn)的主要原因在于每株實(shí)粒數(shù)減少和百粒重降低二種因素共同作用的結(jié)果。

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