不同樹形李對套作大豆光合特性及產量品質的影響

摘 要 為篩選出適合套種的李樹形，在不同樹形（開心形、Y字形、主干形）李下套作川豆155，并對大豆葉片光合特性及產量、品質進行測定。試驗結果表明，Y字形樹形下套作的大豆光合效率和水分利用效率最高，產量最高，籽粒品質佳，其次是開心形和主干形樹形；在不同樹形李下套作的大豆其他光合指標差異不明顯。因此，在李下套作大豆，采用Y字形樹形有利于增強大豆葉片的光合作用能力，進而提高大豆的產量和品質。

關鍵詞 大豆；李；樹形；套作；光合特性

中圖分類號：S565.1 文獻標志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.17.006

大豆是重要的油料和經濟作物，然而隨著供求缺口的日益增大，種植面積不足與單位面積產量低的問題造成我國需要大量進口大豆，因此提高大豆生產力迫在眉睫[1-2]。而套作作為一種常見的農業手段，利用作物間的互補作用可以實現長期提高生產力的作用，同時套作能在不擴大土地耕種面積的基礎上提高資源利用效率，可為提高大豆產量做出重要貢獻[3-5]。然而，大豆在套作中易受到高位作物的蔭蔽，葉片光合能力降低，同化物減少，進而出現落花、落莢現象，影響其產量和品質[6-11]。運用光合作用的相關光合參數，可以反映植物在不同光照條件下的生存能力及其對不斷變化的環境條件的適應能力[12]。目前，通過研究光合指標找出適宜的間作樹形的研究還很少。

李是我國西南地區常見的果樹，目前已知在李上運用較多的樹形包括自然開心形、主干形、Y字形等。不同樹形冠層內的光照強度差異較大，對間作物葉片的凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導度等都會產生或多或少的影響，許多光合參數也與樹形的變化緊密相連[13]。良好的樹形不僅可以有效改善樹冠的光照狀況及透氣性，增加光合有效輻射，而且對構建合理的群體結構和個體空間分布極為關鍵，同時是提高間作物品質、增加農民收入的重要因素[14-16]。

改造高光效樹形是解決果園郁閉的一項重要技術措施，有利于提高果實的產量和品質。前人大多探究了樹形對其本身光合特性和果實品質的影響，較少有研究關注在套種體系下，樹形對套種植物光合特性及產量、品質的影響。因此，筆者在不同樹形（開心形、Y字形、主干形）李下套作大豆，并對大豆葉片光合特性及產量、品質進行測定，以期篩選出適合套種的李樹形，為在套種模式下高位作物高光效樹形的科學營造提供指導。

1" 材料與方法

1.1" 試驗地概況

試驗在四川省德陽市旌陽區基地進行，該地屬亞熱帶濕潤季風區，年平均氣溫15～17 ℃，年平均日照時間1 000～1 300 h，年降水量900～950 mm，無霜期270～290 d。

1.2" 試驗材料

試驗材料為5年生已定形的開心形、Y字形、主干形李，品種為圣雪珀。套種大豆品種為川豆155：每500 g標準莢數167.9個，兩粒莢長度5.3 cm、寬度1.4 cm，標準莢率82.2%，平均667 m2鮮莢產量為941.6 kg，口感為香甜柔糯，粗蛋白含量41.5%，粗脂肪含量22.1%。

1.3" 試驗設計

采取單因素試驗，進行隨機區組設計，在3種不同樹形（開心形、Y字形、主干形）李下套種川豆155。小區面積0.2 hm2，李間距為4 m×3 m，大豆間距為40 cm×20 cm，栽培管理措施一致。

1.4" 項目測定

選擇晴朗的氣候條件下，使用高精度的浙江托普云3051D光合作用測定儀于大田進行活株現場檢測，對大豆植株頂部、中部及基部的健康、完整并具有明顯代表性的葉片進行光合參數的測定，具體包括凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導度、水分利用效率及胞間CO2濃度等關鍵指標。葉片光合特性全天測試的時間為8：00—18：00，共測試6個時間點，每隔2 h測定一次，每片葉每次重復記錄20組數據，取平均值。每個處理重復3次。

大豆成熟時，對其產量構成因素進行全面調查，并以品種審定公告的標準為依據，測算理論產量。采用福斯KJELTEC 2300全自動凱氏定氮儀測定大豆蛋白質含量，使用自動索氏抽提儀測定大豆脂肪含量。

1.5" 數據處理

大豆葉片光合數據采用Excel制圖分析，大豆產量和品質數據采用SPSS軟件進行方差分析。

2" 結果與分析

2.1" 不同樹形李下套作的大豆葉片凈光合速率日變化

如圖1所示，不同樹形李下套作的大豆葉片凈光合速率日變化都為明顯的雙峰波動變化曲線。3種樹形李下套作的大豆葉片凈光合速率在8：00—12：00呈上升趨勢，第一個峰值均定于12：00，其中Y字形下的峰值明顯高于開心形和主干形。在達到第1個峰值后，3種樹形李下套作的大豆葉片凈光合速率都出現下降趨勢，回落在10～15 μmol·m-2·s-1。隨后，3種樹形李下套作的大豆葉片凈光合速率從14：00左右開始緩慢上升，并均于16：00左右定格在第2個峰值。其中，Y字形樹形李下套作的大豆葉片凈光合速率略高于其他樹形。在16：00—18：00，3種樹形李下套作的大豆葉片凈光合速率逐漸回落在10～15 μmol·m-2·s-1，而開心形下的回落速率較為平緩。

2.2" 不同樹形李下套作的大豆葉片蒸騰速率日變化

由圖2可知，不同樹形李下套作的大豆葉片蒸騰速率表現出相同變化趨勢。在8：00—10：00，3種樹形李下套作的大豆葉片蒸騰速率均呈緩慢上升趨勢，且蒸騰速率十分接近，約為0.8 g·m-2·h-1。在10：00—12：00，3種樹形李下套作的大豆葉片蒸騰速率加速上升，達到測定的最高點，約為6.0 g·m-2·h-1，其中開心形樹形李下套作的大豆葉片蒸騰速率略低于其他兩種樹形。在12：00—14：00，大豆葉片蒸騰速率在5.5～5.9 g·m-2·h-1。在14：00—16：00，3種樹形李下套作的大豆葉片蒸騰速率劇烈下降，在0.8 g·m-2·h-1左右。在16：00—18：00，3種樹形李下套作的大豆葉片蒸騰速率仍在緩慢降低。

2.3" 不同樹形李下套作的大豆葉片氣孔導度日變化

由圖3可知，不同樹形李下套作的大豆葉片氣孔導度的趨勢變化與蒸騰速率相似，早上的峰值較低，于中午達到最高峰值，最大的不同的是12：00—14：00的變化趨勢由原來的上升變為急劇下降。在8：00—10：00，3種樹形李下套作的大豆葉片氣孔導度無明顯波動。而在10：00—12：00，3種樹形李下套作的大豆葉片氣孔導度呈現加速上升的趨勢并達到峰值，在0.71～0.83 m3·s-1。在12：00—16：00，3種樹形李下套作的大豆葉片氣孔導度一直呈現下降趨勢，最后回落在0.02 m3·s-1左右，略低于上午的氣孔導度。

2.4" 不同樹形李下套作的大豆葉片水分利用效率日變化

由圖4可知，3種樹形李下套作的大豆葉片水分利用效率隨時間變化呈波動趨勢，且變化趨勢相似。在8：00—10：00，3種樹形李下套作的大豆葉片水分利用效率在8：00—12：00呈上升趨勢，并在12：00左右達到最大值。在12：00—14：00，3種樹形李下套作的大豆葉片水分利用效率快速下降。在14：00—16：00，3種樹形李下套作的大豆葉片水分利用效率下降速度減緩，并在16：00時達到最低。而在16：00—18：00，3種樹形李下套作的大豆葉片水分利用效率呈反彈上升趨勢。

2.5" 不同樹形李下套作的大豆葉片胞間CO2濃度日變化

如圖5所示，3種樹形李下套作的大豆葉片胞間CO2濃度隨時間變化的走勢和水分利用效率的趨勢相反。在8：00—10：00，3種樹形李下套作的大豆葉片胞間CO2濃度呈現下降趨勢。在10：00—16：00，3種樹形李下套作的大豆葉片胞間CO2濃度一直呈現上升趨勢，且均在16：00達到最高點，在673～932 mg·kg-1。在16：00—18：00，3種樹形李下套作的大豆葉片胞間CO2濃度都呈下降趨勢。

2.6nbsp; 不同樹形李下套作的大豆產量和品質

由表1可知，Y字形樹形李下套作的大豆667 m2鮮莢質量最高，顯著高于主干形和開心形；Y字形樹形李下套作的大豆667 m2干粒質量最高，且顯著高于開心形和主干形，但這二者之間差異不顯著。開心形樹形李下套作的大豆蛋白質含量最高，但與其他樹形差異不顯著。Y字形樹形李下套作的大豆脂肪含量最高，但與其他樹形差異不顯著?？傮w來說，Y字形樹形李下套種的大豆產量和品質較為理想。

3" 結論與討論

大豆是全冠層可進行光合作用的豆科作物，從生長到結莢期前，主要通過葉片的光合作用產生有機物質，并輸送到植株的各部位，以保持植株的生長發育不受限制，從而決定產量形成[17-18]。樹體的冠層結構形成了一個獨特的微環境條件，其中樹形對冠層結構產生顯著影響，進而導致葉片的光合特性會隨著樹形的差異而發生變化。在果樹研究領域內，關于不同樹形如何影響光合特性的研究很多，然而針對不同樹形下套種植物光合特性的研究相對缺乏。筆者通過測定大豆不同光合特性和品質，選出適合套種川豆155的李樹形，以期使大豆發揮最大光合效率。

葉片是衡量植物光合能力的一個重要指標，其可以反映植物的光合生產潛力和實際光合產量水平[19]。研究表明，不同樹形李下套種的大豆葉片凈光合速率值存在一定差異，其中Y字形樹形李下套作的大豆葉片凈光合速率最高，其次為主干形，最后是開心形。這可能與樹形不同遮陰效果不同有關，從而影響大豆的光合作用。通過對不同樹形李下套作的大豆的葉片光合特性及產量、品質的研究，發現Y字形樹形李下套種的大豆葉片凈光合速率和水分利用效率均最佳，而且大豆產量高、品質好，其次是開心形和主干形。此次試驗表明，在李下套作大豆，采用Y字形樹形有利于增強大豆葉片的光合作用能力，進而提高大豆的產量和品質。

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（責任編輯：劉寧寧）

基金項目：遼寧省種質創新藏糧于技專項計劃（2023JH1/10200005）；國家現代農業產業技術體系四川省豆類雜糧創新團隊（SCCXTD_2024）；四川省阿壩州院州合作項目（YZHZ_2024）；四川省農業科學院科技成果中試熟化與示范轉化工程項目（ZSSH_2024）；四川省農業科學院科技成果中試熟化與示范轉化工程項目（2024ZSSH）；德陽市旌陽區農業農村領域重點研發項目（2024ZDYF）。

作者簡介：張國薇（1988—），碩士，農藝師，主要從事果樹育種栽培。

*為通信作者，E-mail：715776075@qq.com。