淹水時期與天數對大豆生長性狀和產量的影響

王本來　俞建河　曹秀清　沈濤

摘要分別于2017、2020和2021年采用有底測坑試驗模擬大田條件下不同生育期各淹水天數的澇漬環境，分析不同生育期淹水天數對大豆生長發育及產量性狀的影響。結果表明，苗期和分枝開花期淹水會降低大豆株高、減小大豆莖粗。生長期淹水會降低大豆LAI，尤其苗期淹水對LAI的影響最大，其次是分枝開花期、鼓粒期和結莢期。大豆分枝開花期和結莢期淹水對產量影響最大，其次為苗期和鼓粒期，當結莢期淹水超過4 d，苗期、分枝開花期和鼓粒期淹水超過6 d，均會造成顯著減產。該研究可為大豆農田排水方案的合理制定、洪澇災害損失的評估以及抗災減災能力的提高提供參考。

關鍵詞大豆；淹水時期；淹水歷時；生長發育；產量性狀

中圖分類號S276.1;S565.1文獻標識碼A

文章編號0517-6611（2023）11-0174-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.11.042開放科學（資源服務）標識碼（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，因其具有高營養價值、高生理活性和廣泛用途而成為重要的農業資源之一，目前國內每年對大豆需求量不斷增加，其中大部分都依賴進口。大豆是安徽省主要的農作物之一。2014年，安徽省大豆播種面積為85.16 hm²，占安徽省農作物總播種面積的9.52%，所占比重略小于玉米（9.53%）［1］，但大豆單產僅1 500 kg/hm²，低于全國平均水平，與世界平均單產2 400 kg/hm²差距更大。除生產上缺少高產優質品種和配套的高產栽培技術外，還因為大豆生長期間雨熱同步，降雨較多，尤其是強風暴雨或持續降水，往往造成倒伏、莖折和漬澇等災害，導致大豆產區存在單產不高、總產不穩的現象。研究表明，澇漬會引起大豆發生一系列生理生化和形態特征變化，如莖葉生長受到抑制，株高、莖粗和葉面積指數降低，有效株數、單株莢數、每株實粒數、百粒重減少，導致產量下降。且產量下降幅度與澇漬發生的生育階段、澇漬程度、澇漬時間以及氣象因子有關［2-7］。上述的研究結果絕大多數試驗是在盆栽條件下進行的，且局限于大豆的某一生育期，因試驗環境條件的不同使其試驗結果與大田生長狀態下的實際情況有較大差異。目前關于大田條件下不同生育時期漬澇程度對大豆生長發育及產量的影響及其致害機理的研究比較薄弱，缺乏洪澇災害監測評估的依據以及能夠在生產上指導的大豆不同生育期灌排管理的適宜指標，不能滿足大豆生產需求。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坑試驗，進行了不同生育期淹水歷時對大豆生長發育及產量性狀的影響，以期為大豆農田水分的科學管理、澇漬災害損失的評估以及提高抗災減災能力提供理論依據。

1材料與方法

1.1試驗材料試驗在安徽省天長市二峰電力灌溉總站下屬灌溉試驗站的有底測坑中進行，測坑為4 m²有底混凝土測坑，坑深1.5 m，測坑內土壤為黏壤土，每個測坑配備完善的供排水裝置，該裝置雖經過之前玉米、油菜等旱作物多年淹澇試驗，目前仍運行良好［8-9］。大豆品種分別為皖豆32、中黃13號和圣豆10號。

1.2試驗設計試驗按《農田排水試驗規范》［10］的坑測法進行設計，在大豆的苗期（S）、分枝開花期（B）、結莢期（P）、鼓粒期（F）分別設置2、4、6、8、10 d共5個淹水水平，以適宜水分處理（CK）為對照，共21個處理，處理編號分別為S₂～S₁₀、B₂～B₁₀、P₂～P₁₀、F₂～F₁₀和CK，重復3次。于當年6月11日前后貼茬點種大豆，每坑播種6行，每行6穴，每穴點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，淹水結束后，擰開測坑排水控制閥進行排水，各處理除淹水時段及淹水天數不同外，其他措施均保持一致，當年9月25日左右開始收獲，生育期100～110 d。

1.3觀測項目與方法

1.3.1土壤含水量。采用取土烘干法測定，每20? cm土層測定一個數據，測定深度為0～100? cm。每旬第1天觀測，每10 d 測定1次，淹水的處理在淹水期間不測定。

1.3.2生育進程。包括播種期、苗期、分枝開花期、結莢期、鼓粒期及收獲期，各小區內植株50%以上達到為記載期。

1.3.3株高、莖粗與葉面積。每測坑選取生長一致的3穴定點掛牌標記，每旬第1天進行株高、莖粗與葉面積測量。株高采用鋼尺進行測量，土面至最高葉心尖的高度；莖粗采用游標卡尺測定，測定離地面3～5 cm的橫位直徑；葉面積采用直尺對葉片進行長、寬測量，單株葉面積=長×寬×系數（展開葉系數為0.70，未展開葉為0.5）。葉面積指數LAI=單株葉面積×單位土地面積內株數/單位土地面積［11-12］。

1.3.4考種與測產。大豆收獲前除去邊行，中間隨機取2組5穴10株測定株高、底莢高度、莖粗、總莢數、百粒重等。經濟產量與秸稈重為每測坑單收單打的實測結果，經濟產量與秸稈重之和即為生物產量。

1.4數據分析采用Microsoft Excel 2003軟件處理數據和制圖，運用DPS 7.05進行統計分析，并用Duncan新復極差法（SSR）進行各性狀的差異顯著性檢驗。

2結果與分析

2.1淹水對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的變化見圖1。從圖1可以看出，生育前期淹水對大豆株高的影響較大，但隨著淹水時間的推后，其差距逐漸減小，到結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的增加顯著影響株高生長， 分枝開花期淹水對株高也有所影響，結莢期以后淹水因株高已基本定型對株高已無影響。方差分析結果表明（LSD法），苗期淹水發生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照（CK），分枝開花期淹水發生10 d后（即播后60 d），除B10處理顯著低于對照（CK）外，其余處理影響均不顯著，由此可知，苗期淹水對大豆株高的影響最大，分枝開花期及以后淹水對株高影響較小。到大豆收獲時測定，大豆苗期淹水使株高分別降低4.2%～33.7%，5個處理株高平均降低16.6%；分枝開花期淹水使株高分別降低1.3%～9.5%，5個處理株高平均降低5.4%。

2.2淹水對大豆葉面積指數的影響大豆苗期、分枝開花期、結莢期和鼓粒期不同淹水處理3年平均大豆葉面積指數LAI隨播后天數的變化見圖2。從圖2可以看出，不同淹水時期與歷時對大豆葉面積指數（LAI）的影響也較大，其中苗期淹水對LAI的影響最大，其次是分枝開花期、鼓粒期和結莢期。方差分析結果表明，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 差異幅度達到最大，20 d后經過補償生長使得差距有所縮小。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差異幅度達到最大。結莢期淹水處理，當淹水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差異幅度達到最大。按苗期、分枝開花期、結莢期和鼓粒期淹水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個處理LAI平均降低39.4%，結莢期淹水使LAI降低5.4%～49.9%，5個處理LAI平均降低27.4%；鼓粒期淹水使LAI降低15.7%～56.1%，5個處理LAI平均降低39.3%。

2.3淹水對大豆其他生長性狀及產量的影響從表1可以看出，淹水時期與歷時對大豆株高、莖粗、有效株數、單株莢數、每株實粒數、百粒重、生物產量和經濟產量的影響與淹水時期及淹水天數相關。在大豆苗期發生淹水，對大豆的株高、莖粗、有效株數、百粒重、生物產量和經濟產量的影響隨淹水天數的增加呈降低趨勢，單株莢數隨淹水天數的增加呈上升趨勢，其中，超過4 d的淹水處理對大豆的有效株數和生物產量影響顯著，超過6 d的淹水處理對大豆的株高和經濟產量影響顯著，超過8 d的淹水處理對大豆的單株莢數、每株實粒數和百粒重影響顯著，超過10 d的淹水處理對大豆的莖粗影響顯著；在大豆分枝開花期發生淹水，株高、莖粗、有效株數、單株莢數、每株實粒數、百粒重、生物產量和經濟產量隨淹水天數的增加呈降低趨勢，其中，超過4 d的淹水處理對有效株數的影響顯著，超過6 d的淹水處理對經濟產量和生物產量影響顯著，超過8 d的淹水處理對莖粗和百粒重的影響顯著，超過10 d的淹水處理對株高和每株實粒數的影響顯著；在結莢期發生淹水，有效株數、單株莢數、每株實粒數、生物產量和經濟產量隨淹水歷時的增加呈降低趨勢，其中，超過4 d的淹水處理對每株實粒數和經濟產量的影響顯著，超過6 d的淹水處理對單株莢數和生物產量影響顯著，超過8 d的淹水處理對有效株數的影響顯著；在鼓粒期發生淹水，僅對每株實粒數、百粒重、生物產量和經濟產量有影響且隨淹水時間的增加呈降低趨勢，其中，超過6 d的淹水處理對經濟產量的影響顯著，超過10 d的淹水處理對每株實粒數、百粒重和生物產量的影響顯著。對各處理的經濟產量進行方差分析及顯著性檢驗，結果表明，苗期淹水減產2.8%～44.6%，5個處理平均減產21.7%；分枝開花期淹水減產1.6%～48.8%，5個處理平均減產23.9%；結莢期淹水減產3.2%～41.9%，5個處理平均減產22.4%；鼓粒期淹水減產1.1%～24.0%，5個處理平均減產10.8%；當結莢期淹水超過4 d，會造成顯著減產，其減產率為11.5%，當苗期、分枝開花期和鼓粒期淹水超過6 d，會造成顯著減產，其減產率分別為19.4%、23.9%和10.7%，其中，分枝開花期淹水10 d處理減產幅度近50%。大豆分枝開花期和結莢期漬澇對產量影響最大，其次為苗期和鼓粒期。從構成大豆產量因素來看，造成大豆苗期和分枝開花期淹水減產主要在于構成產量有效株數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的主要原因在于有效株數和每株實粒數減少二種因素共同作用的結果，造成鼓粒期淹水減產的主要原因在于每株實粒數減少和百粒重降低二種因素共同作用的結果。

3結論

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

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

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

（4）從有效株數、每株實粒數、百粒重等產量構成三因素影響來看，淹水時期與歷時對經濟產量和生物產量具有一定的影響，其影響程度與淹水發生時期與歷時有關。苗期、分枝開花期、結莢期和鼓粒期淹水使經濟產量分別減產2.8%～44.6%、1.6%～48.8%、3.2%～41.9%和1.1%～24.0%，其淹水歷時分別超過6、6、 4和6 d，均會造成顯著減產，其減產率分別為19.4%、23.9%、11.5%和10.7%。大豆分枝開花期和結莢期漬澇對產量影響最大，其次為苗期和鼓粒期。從大豆產量構成因素來看，造成大豆苗期和分枝開花期淹水減產主要在于構成產量有效株數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的主要原因在于有效株數和每株實粒數減少二種因素共同作用的結果，造成鼓粒期淹水減產的主要原因在于每株實粒數減少和百粒重降低二種因素共同作用的結果。

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