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Response of Main Growth Indexes of Summer Soybean Canopy to Nitrogen
CHEN Yuli, YANG Ping, BI Haibin, ZHAI Huabo, WANG Dongfeng, ZHUO Ma, GAO Minghui, GONG Fajiang
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Response of Main Growth Indexes of Summer Soybean Canopy to Nitrogen
In order to quantitatively analyze the response of main growth indexes of summer soybean canopy to nitrogen, field experiments of nitrogen application and nitrogen and potassium fertilizer management were carried out in the growing season of summer soybean by using soybean variety ‘Qihuang 34’ as the material in 2021. The response of main growth indexes of summer soybean canopy to nitrogen was clarified by the systematic analysis of the effects of different nitrogen application levels and nitrogen and potassium fertilizer management on the plant canopy nitrogen content in the key growth periods of summer soybean, and the internal relationship between the plant canopy nitrogen accumulation quantity, leaf area index, SPAD value, RVI value, NDVI value and the plant canopy nitrogen content. The results showed that nitrogen application could effectively increase the nitrogen content in the summer soybean canopy at flowering stage and early stage of grain bulging within a certain range, and the timely supply of potassium fertilizer in the early stage of grain bulging could promote the absorption of nitrogen by soybean plants. The canopy nitrogen content, canopy nitrogen accumulation, leaf area index, SPAD value, RVI value and NDVI value at early stage of grain bulging were higher than those at flowering stage. Canopy nitrogen accumulation, leaf area index and RVI value increased exponentially with canopy nitrogen content, SPAD value and NDVI value increased linearly with canopy nitrogen content at flowering stage, while SPAD value decreased linearly with canopy nitrogen content at early stage of grain bulging. Canopy growth indexes are important parameters to reflecting the growth status of summer soybean plant. To clarify the response of main growth indexes of summer soybean canopy to nitrogen is of great significance to guiding the efficient production of summer soybean and the regulation of fertilizer management.
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韩新华. 春大豆冠层性能指标对栽培方式响应的研究[J]. 中国农学通报, 2019, 35(11):19-23.
为了构建大豆合理冠层结构、提高大豆单产水平,针对目前大豆栽培技术群体结构冠层性能指标不具体,田间管理措施不合理等问题,本文中以黑龙江省主推品种合丰50 为材料,对不同栽培模式下大豆群体冠层结构、冠层光辐射动态特征及产量指标进行分析,明确不同栽培技术大豆不同生育期具有合理冠层性能指标。结果表明,小垄密植和大垄密植模式表现为高产模式,产量分别为256.01kg/亩和230.4kg/亩；小垄密植和大垄密植群体叶面积指数的变化为逐渐升高,鼓粒期分别保持在6.69和6.67；群体平均叶倾角小垄密植表现低高低趋势,在鼓粒期为27.99°,大垄密植表现降低趋势,在鼓粒期为32.89°；散射和直接辐射穿透系数都表现降低趋势,在鼓粒期小垄密植分别为0.008和0.00、大垄密植分别为0.01和0.003；小垄密植和大垄密植群体消光系数在不同时期随着天顶角的增加逐渐增加,在鼓粒期天顶角为67.5°时消光系数分别为1.07和1.12。因此,大豆大垄密植和小垄密植在中国东北黑土区是主要栽培模式。
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刘玉平, 李瑞平, 李志刚. 栽培模式与密度对大豆冠层结构及产量的影响[J]. 大豆科学, 2010, 29(5):796-799,803.
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李生秀, 魏建军, 刘建国, 等. 窄行密植对大豆群体冠层结构及光分布的影响[J]. 新疆农业科学, 2005, 42(6):412-414.
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尹阳阳, 徐彩龙, 宋雯雯, 等. 密植是挖掘大豆产量潜力的中药栽培途径[J]. 土壤与作物, 2019, 8(4):361-367.
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张晓艳, 杜吉到, 郑殿峰. 密度对大豆群体冠层结构及光合特性的影响[J]. 干旱地区农业研究, 2011, 29(4):75-80.
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楚光红, 章建新, 唐长青, 等. 密度对中熟春大豆冠层结构及光合特性的影响[J]. 中国农学通报, 2018, 34(18):16-22.
为明确种植密度对滴灌中熟春大豆冠层结构及光合特性的影响规律。试验以中熟春大豆品种‘新大豆27号’和品系‘11-109’为试验材料，大田条件下设置18.0 (D1)、28.5 (D2)、36.0 (D3) 万株/hm2 3个不同种植密度，并对其群体上、中、下三个冠层的叶面积指数、叶绿素含量（SPAD值）、净光合速率、干物质积累量及产量做了系统测定。结果表明，密度由D1增加到D2，叶面积指数、干物质积累量、产量均显著增加；密度由D2增至D3，叶面积指数继续增加，而干物质和产量不再继续增加；增加密度明显降低植株7节以下叶片的叶绿素含量和净光合速率，提高结荚节位，降低单株粒数、粒数和经济系数；新大豆27号的叶面积指数、干物质积累、叶片光合速率等对密度的响应不如11-109敏感。D2是两品种（系）的适宜密度，新大豆27号籽粒产量为5551.13 kg/hm2，较11-109高14.73%。超高产春大豆品种的冠层结构、光合特性及产量对密度的响应不如高产品种敏感。
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吴琼, 孙磊, 刘元英, 等. 氮密互作对大豆干物质在冠层中分布的影响[J]. 大豆科学, 2015, 34(1):46-51.
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李志刚, 董丽杰, 宋书宏, 等. 重茬对大豆冠层结构和产量的影响[J]. 大豆科学, 2007, 26(6):892-896.
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孙明明, 王萍, 吕世翔, 等. 大豆间套作种植技术研究进展[J]. 大豆科学, 2017, 36(5):818-823.
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高仁才, 杨峰, 廖敦平, 等. 行距配置对套作大豆冠层光环境及其形态特征和产量的影响[J]. 大豆科学, 2015, 34(4):611-615.
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杜青, 陈平, 刘姗姗, 等. 玉米—大豆间套作下田间小气候对大豆花形态建成进程的影响[J]. 中国农业科学, 2021, 54(13):2746-2758.
【目的】探讨玉米-大豆间套作下田间小气候的变化对大豆花芽分化进程的影响,以期为明确大豆对生长环境变化的反应机理提供形态学依据。【方法】于2018—2019年开展田间试验,采用二因素裂区设计,主因素是不同大豆品种：南豆25（ND）、桂夏3号（GX）和贡秋豆8号（GQ）,副因素为种植模式：大豆单作（SS）、玉米-大豆套作（RI）和玉米-大豆间作（SI）。于2018年,在大豆出苗后40、47、54和61 d对其主茎顶端的花芽进行连续性的形态学解剖观察,并在此基础上于2019年进一步对大豆出苗后54 d的主茎顶端、中部和底部的花芽进行分部位观察。同时在2019年,统计分析不同种植模式下大豆冠层透光率、田间温度、相对湿度以及CO<sub>2</sub>浓度等小气候的变化对大豆不同部位花芽分化进程的影响。【结果】2018年,3个大豆品种的花芽分化规律表现为GQ要快于ND和GX。在出苗后47 d和61 d,此时大豆处于营养生长后期和生殖生长前期,不同种植模式间的差异最大,表现为间套作的花芽分化进程要稍快于单作。2019年,对大豆营养生长到生殖生长转变的关键时期（出苗后54 d）的花芽分化进程进行分层观察发现,3个大豆品种均表现为冠层>中部>底部,但是在不同模式下的表现不一致,ND和GX在SS模式下的花芽分化进程要慢于RI和SI模式,GQ的花芽分化在3个种植模式之间的差异并不显著。ND、GX和GQ的透光率在出苗后60 d为1个拐点,此时RI和SI模式冠层的透光率与SS模式相比无显著差异,中部和底部的透光率虽呈下降趋势,但都要显著高于SS模式。而在出苗后70 d,ND、GX和GQ在SI模式的冠层透光率最低,分别是82.1%、88.2%和86.8%,而此时的SS和RI模式的冠层透光率均接近100%。在生殖生长后期,ND、GX和GQ在RI和SI模式的日均温度均要高于SS模式,同时RI模式要高于SI模式。不同种植模式下的ND、GX和GQ的相对湿度均在出苗后70 d有一个显著下降趋势,其中RI模式的相对湿度最低,分别是73.5%、75.4%和78.2%。ND、GX和GQ的CO<sub>2</sub>浓度在RI和SI模式下都要低于SS模式,在间套作种植中下又以RI模式的CO<sub>2</sub>浓度最低,尤其是在出苗后70 d分别比SS模式低10.3%、10.2%和10.9%。【结论】玉米-大豆间套作种植可以促进大豆花芽从营养生长到生殖生长的转变。在大豆生育后期,间套作模式下尤其是套作玉米收获后,套作大豆的中下层的透光率显著高于单作,行间温度、相对湿度和CO<sub>2</sub>浓度均低于单作,这种带状间套作种植模式的大豆行间微环境优于单作,有利于大豆生殖生长后期荚果的发育,为间套作大豆产量形成机制提供了形态学依据。
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程彬, 刘卫国, 王莉, 等. 种植密度对玉米—大豆带状间作下大豆光合、产量及茎秆抗倒的影响[J]. 中国农业科学, 2021, 54(19):4084-4096.
【目的】阐明玉米-大豆带状间作下大豆植株冠层在不同种植密度下的光环境变化规律,明确种植密度对间作大豆叶片光合特性、产量形成及茎秆抗倒的影响,为构建寡日照地区间作大豆合理群体密度提供理论参考。【方法】本研究以大豆（川豆-16）和玉米（正红-505）为试验材料。采用双因素随机区组设计,主因素为种植方式,设玉米-大豆带状间作和大豆带状单作2个水平,副因素为大豆的3个种植密度（PD1=17株/m<sup>2</sup>,PD2=20株/m<sup>2</sup>,PD3=25株/m<sup>2</sup>),研究种植密度对间作大豆冠层内部光环境变化、叶片光合特性、植株生长动态、田间倒伏率及产量构成等的影响。【结果】2年结果表明,在玉米-大豆带状间作系统中,大豆生长中后期受高位作物玉米遮荫和自荫性增加的影响,其植株群体冠层内部的光合有效辐射（PAR）、叶面积指数（LAI）、叶片光合能力、分枝数及产量显著降低,但受玉米影响的程度因大豆种植密度的不同而不同。在间作模式下,PD1和PD2处理的大豆植株群体冠层光合有效辐射比PD3处理分别增加了45.4%和24.8%,净光合速率分别增加了46.1%和12.3%,单株有效荚数分别增加了53.2%和27.2%,单株分枝数分别增加了270.4%和140.9%,田间倒伏率分别降低了50.3%和19.3%。相关性分析发现,间作大豆的田间倒伏率与冠层内部光合有效辐射、叶片净光合速率、茎秆抗折力、茎叶干物质比、单株分枝数及单株有效荚数呈显著负相关,与株高、叶面积指数和单株无效荚数呈显著正相关。【结论】在玉米-大豆带状间作模式下,20株/m<sup>2</sup>的大豆密度（PD2）有利于创造良好的群体冠层内部光环境,降低植株田间大豆倒伏率,增加光合产物积累,从而提高大豆产量。
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卫丽, 邵扬, 常晓, 等. 高密度条件下种植方式对夏玉米冠层结构参数的影响[J]. 河南农业大学学报, 2012, 46(1):1-6.
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王聪, 赵连佳, 张建勋, 等. 春大豆鼓粒期冠层翻叶原因及翻叶对叶片净光合速率和粒重的影响[J]. 中国农学通报, 2020, 36(33):38-44.
为明确春大豆鼓粒期冠层翻叶原因及翻叶对粒重的影响。在大田条件下,以28份大豆品种为材料,采用随机区组试验设计,研究了鼓粒初期植株顶部4片叶的单叶面积、比叶重、叶型指数、叶片含水量与翻叶率的关系;比较了翻叶与对照叶片的净光合速率、百粒重及粒重的差异。结果表明,不同大豆品种间翻叶率在0~26.5%之间,且差异显著,其中以‘中黄313’、‘中黄42’和‘中黄13’最高;单叶面积在46~151 cm<sup>2</sup>之间,其中以‘中黄39’、‘中黄42’和‘中黄13’最大;比叶重在0.536~1.64 mg/cm<sup>2</sup>之间,其中以‘中黄322’、‘中黄313’和‘中黄13’最低;叶型指数在1.35~3.51之间,其中以‘中黄70’、‘中黄80’和‘中黄42’最低。供试大豆品种分为3个类群,第I类群品种单叶面积小,比叶重高,叶型指数大,翻叶率为1.03%;第III类群品种单叶面积大,比叶重小,翻叶率高达19.7%;第II类群共4个品种,单叶面积、比叶重、叶型指数、翻叶率介于第I类和第III类群之间。翻叶后显著降低叶片净光合速率,平均降幅31.7%,粒数较多的‘新大豆27号’百粒重降低10.38%~22.4%,而粒数少的‘吉育60’粒重没有降低。大豆上层叶片单叶面积大、比叶重小及叶型指数低的叶片翻叶率高,翻叶降低叶片净光合速率,进而降低同节位百粒重及单节粒重,不利于大豆高产。
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陈远学, 彭丹丹, 胡斐, 等. 玉米不同株型及种植密度对间作大豆产量和养分吸收利用的影响[J]. 草业科学, 2021, 38(1):136-146.
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耿金剑, 王春艳, 程婉莹, 等. 极早熟区大豆冠层受光量及其对产量的影响[J]. 中国农业科技导报, 2018, 20(5):111-123.
2015-2016年对黑河市九三管理局30年气象要素及大豆品种黑河43在覆膜、不同密度等级和化控处理下全生育期产量和鼓粒期的冠层结构、受光量和光分布特征进行测量分析。两年实验结果表明：2015年降雨较多，产量增长；2016年7~8月降雨量极少，干旱胁迫严重影响植株生长发育，叶面积指数小、受光量小，产量减产；光在冠层内分布呈线性变化，主要集中在大豆冠层顶部；单位土地面积受光量与单位叶面积受光量、单株叶片数、叶面积指数、单叶面积均呈显著正相关关系，说明冠层结构是影响冠层受光量的主要因素，叶面积指数越大，单叶面积越大，单位土地面积受光量越多，大豆百粒重及产量均与单位叶面积受光量呈正相关关系，与单位土地面积受光量呈显著正相关关系，表示在黑河地区大豆受光量对大豆生长发育和产量增长具有重要影响；覆膜及D2密度（48万粒/hm2）处理下受光量最高，产量最高。因此增密与覆膜结合，调整植株冠层结构，保证植株生长发育，提高叶面积指数，充分利用当地光温水气候资源是进一步提高单产的途径。
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蔡宏亮, 王力冬, 沙汉景, 等. 分蘖期冷水胁迫下施氮量对寒地粳稻氮代谢和籽粒蛋白质含量的影响[J]. 基因组学与应用生物学, 2016, 35(9):2486-2493.
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