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2024 Volume 46 Issue 9
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DENG Lei, ZHANG Ruifeng, FU Jian, et al. The Effects of Different Growth Regulators and Sowing Date on Substance Conversion, Yield and Quality of Intercropping Soybean[J]. Journal of Southwest University Natural Science Edition, 2024, 46(9): 2-18. doi: 10.13718/j.cnki.xdzk.2024.09.001
Citation: DENG Lei, ZHANG Ruifeng, FU Jian, et al. The Effects of Different Growth Regulators and Sowing Date on Substance Conversion, Yield and Quality of Intercropping Soybean[J]. Journal of Southwest University Natural Science Edition, 2024, 46(9): 2-18. doi: 10.13718/j.cnki.xdzk.2024.09.001
shu

The Effects of Different Growth Regulators and Sowing Date on Substance Conversion, Yield and Quality of Intercropping Soybean

  • 1.

    College of Agronomy and Biotechnology, Southwest University, Chongqing 400715, China

  • 2.

    Chongqing Seed Station, Chongqing 401121, China

  • 3.

    Chongqing Municipal Agricultural Technology Extension Station, Chongqing 401121, China

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  • Corresponding author: YI Zelin ; 
  • Received Date: 20/05/2024
    Available Online: 20/09/2024

  • MSC: S565.1

  • Soybean is an important food crop and cash crop, rich in a variety of nutrients and widely used. With the popularization of soybean-maize strip compound planting technology in Chongqing, the sowing date, growth regulator type and concentration suitable for local intercropping soybean varieties need to be further screened. In this study, based on the soybean-maize strip intercropping mode, the shade-resistant soybean variety Yudou 11, and the semi-compact maize variety Chengdan 30 were selected for test. The trial adopted a two-factor split-plot design. The main plot was the sowing date (A), A1: soybean and maize were sown at the same time, and A2: soybean was sown 14 days later than maize; the sub-plot was 9 types of plant growth regulators (B) in different concentrations. The experiment was conducted in Xiema Research Base, Chongqing in spring of 2022 and 2023, respectively. The effects of different sowing date and growth regulators on the quality of soybean, leaf enzyme activity and substance conversion efficiency under soybean-maize strip intercropping mode were studied. The results are as follows: ① Sowing date and plant growth regulators had a significant impact on the soybean quality. Soybean crude protein and crude fat contents were generally presented as A1 > A2. The highest crude fat content and crude protein content was observed under A2B4 treatment and A1B5 treatment, respectively. ② Sowing date and plant growth regulators affected the leaf enzymes and photosynthetic indexes. Overall, POD activity of A2 > A1, SOD activity of A1 > A2, and NR activity were not different between the two seeding dates. The highest activity of NR, POD and SOD was observed in the leaves treated with 20 mg/L 6-BA, 25 mg/L 6-BA and 60 mg/L DTA-6, respectively. In 2022 and 2023, the average net photosynthetic rate and stomatal conductivity under A1 were significantly higher than those under A2, while the intercellular carbon dioxide concentration, average soybean transpiration rate, SPAD value of A1 were close to A2. The changes of net photosynthetic rate under A1 with different plant growth regulator treatments was in the order of DTA-6 > S3307 > 6-BA, but no significant differences under A2. During full pod and seed filling stages, net photosynthetic rate under 60 mg/L DTA-6 treatment, stomatal conductance under 40 mg/L S3307 treatment, intercellular carbon dioxide concentration under 75 mg/L DTA-6 treatment, transpiration rate under 50 mg/L S3307 treatment, and SPAD value under 60 mg/L DTA-6 treatment reached its peak, respectively. ③ Sowing date and plant growth regulators had a significant impact on the conversion efficiency of intercropping soybean substances. The nitrogen (phosphorus) content and nitrogen (phosphorus) transformation efficiency of the plants were A1 > A2, and the nitrogen content of 50 mg/L S3307 plants and phosphorus content of 25 mg/L 6-BA plants was the highest during the flowering period, respectively. Soybean plants contained the highest level of nitrogen (phosphorus) under 20 mg/L 6-BA treatment. The highest nitrogen and phosphorus transfer efficiency was achieved under A1 with 50 mg/L DTA-6 and 25 mg/L 6-BA treatment, respectively.

    In conclusion, under the soybean-maize strip intercropping mode, leaf enzyme activity, photosynthetic efficiency and nitrogen (phosphorus) conversion efficiency of late sowing soybeans were reduced. DTA-6 and 6-BA can improve the conversion efficiency of nitrogen (phosphorus) to some extent, 6-BA could promote the accumulation of nitrogen (phosphorus), and application of DTA-6 in R1 (early flowering stage) had better effect on quality than that of S3307 and 6-BA.

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通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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The Effects of Different Growth Regulators and Sowing Date on Substance Conversion, Yield and Quality of Intercropping Soybean

    Corresponding author: YI Zelin ; 
  • Received Date: 20/05/2024
  • Available Online: 20/09/2024

Abstract: 

Soybean is an important food crop and cash crop, rich in a variety of nutrients and widely used. With the popularization of soybean-maize strip compound planting technology in Chongqing, the sowing date, growth regulator type and concentration suitable for local intercropping soybean varieties need to be further screened. In this study, based on the soybean-maize strip intercropping mode, the shade-resistant soybean variety Yudou 11, and the semi-compact maize variety Chengdan 30 were selected for test. The trial adopted a two-factor split-plot design. The main plot was the sowing date (A), A1: soybean and maize were sown at the same time, and A2: soybean was sown 14 days later than maize; the sub-plot was 9 types of plant growth regulators (B) in different concentrations. The experiment was conducted in Xiema Research Base, Chongqing in spring of 2022 and 2023, respectively. The effects of different sowing date and growth regulators on the quality of soybean, leaf enzyme activity and substance conversion efficiency under soybean-maize strip intercropping mode were studied. The results are as follows: ① Sowing date and plant growth regulators had a significant impact on the soybean quality. Soybean crude protein and crude fat contents were generally presented as A1 > A2. The highest crude fat content and crude protein content was observed under A2B4 treatment and A1B5 treatment, respectively. ② Sowing date and plant growth regulators affected the leaf enzymes and photosynthetic indexes. Overall, POD activity of A2 > A1, SOD activity of A1 > A2, and NR activity were not different between the two seeding dates. The highest activity of NR, POD and SOD was observed in the leaves treated with 20 mg/L 6-BA, 25 mg/L 6-BA and 60 mg/L DTA-6, respectively. In 2022 and 2023, the average net photosynthetic rate and stomatal conductivity under A1 were significantly higher than those under A2, while the intercellular carbon dioxide concentration, average soybean transpiration rate, SPAD value of A1 were close to A2. The changes of net photosynthetic rate under A1 with different plant growth regulator treatments was in the order of DTA-6 > S3307 > 6-BA, but no significant differences under A2. During full pod and seed filling stages, net photosynthetic rate under 60 mg/L DTA-6 treatment, stomatal conductance under 40 mg/L S3307 treatment, intercellular carbon dioxide concentration under 75 mg/L DTA-6 treatment, transpiration rate under 50 mg/L S3307 treatment, and SPAD value under 60 mg/L DTA-6 treatment reached its peak, respectively. ③ Sowing date and plant growth regulators had a significant impact on the conversion efficiency of intercropping soybean substances. The nitrogen (phosphorus) content and nitrogen (phosphorus) transformation efficiency of the plants were A1 > A2, and the nitrogen content of 50 mg/L S3307 plants and phosphorus content of 25 mg/L 6-BA plants was the highest during the flowering period, respectively. Soybean plants contained the highest level of nitrogen (phosphorus) under 20 mg/L 6-BA treatment. The highest nitrogen and phosphorus transfer efficiency was achieved under A1 with 50 mg/L DTA-6 and 25 mg/L 6-BA treatment, respectively.

In conclusion, under the soybean-maize strip intercropping mode, leaf enzyme activity, photosynthetic efficiency and nitrogen (phosphorus) conversion efficiency of late sowing soybeans were reduced. DTA-6 and 6-BA can improve the conversion efficiency of nitrogen (phosphorus) to some extent, 6-BA could promote the accumulation of nitrogen (phosphorus), and application of DTA-6 in R1 (early flowering stage) had better effect on quality than that of S3307 and 6-BA.

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  • 开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

  • 大豆起源于中国，是豆中之王，在我国已有4 000多年的栽培利用史，亦广泛种植于世界各地. 大豆种植是我国农业重要的组成部分[1]，是中国粮油[2]的重要来源之一，也是畜禽养殖用蛋白粕的主要原料. 大豆具备食用价值和保健价值，富含多种对人体有益的营养物质，其中蛋白质约占40%，是唯一包含所有人体必需氨基酸且含量达到人体需求的植物蛋白[3].

    播期作为大豆种植的重要栽培因素，与光、热、水等生态环境密切相关. 已有研究表明，播期不同，大豆生态环境不同，会直接影响大豆生长发育、干物质积累、籽粒品质等[4]. 杜佳兴等[5]研究发现，播期显著影响大豆蛋白质含量、脂肪含量，4个高蛋白大豆品种在各播期蛋白质含量均值变化范围为39.14%~45.26%，最大变化幅度为15.64%；脂肪含量均值变化范围为18.82%~20.30%，最大变化幅度为7.86%. 玉米大豆同时播种时，可提高大豆开花后作物生长率，增加单株干物质累积量，提高籽粒分配率和产量[6]. 随着播期延迟，小粒大豆的蛋白质、蛋脂和粗脂肪含量均有所下降[7].

    6-苄基腺嘌呤(6-BA)是世界上第一个人工合成的细胞分裂素类化合物，是一种高效能植物生长调节剂，可促进植物细胞生长，抑制植物叶绿素的降解，有效提高光合作用及产量[8-9]. 胺鲜酯(DTA-6)又称2-N，全称为N-二乙氨基乙基己酸酯，是一种新型高效的生长调节剂，能促进细胞分裂和伸长，提高硝酸还原酶(NR)活性以及POD，SOD活性[10-11]，促进光合作用，提高碳水化合物的代谢和积累，提高产量和籽粒品质. 烯效唑(S3307)是一种典型的生长延缓剂，能改善大豆株型，延长叶片功能期，具有控制营养生长、抑制细胞伸长、缩短节间、矮化植株、增进抗逆性的作用. 研究表明，烯效唑能够改善抗氧化系统的运行，提高SOD，POD活性，促使植株内源激素变化来调节自身平衡以应对低温胁迫，提高大豆的产量和品质[12].

    为解决大豆、玉米争地矛盾，确保粮食安全，实现大豆和玉米自给，杨文钰等[13]提出大豆—玉米带状复合种植技术. 西南地区的主推模式是大豆—玉米带状间作模式，不过由于西南地区不同产区气候差异较大，不同生长调节剂种类及浓度、播期对不同大豆品种的影响也各不相同，从而导致了田间表现差异较大. 另外，推荐用量的生长调节剂浓度范围太大，不能达到适宜效果. 为得到主推大豆品种更精准的配套化控制措施，针对重庆市气候、土壤和种植模式，设置不同播期，探究在间作模式下，缩短大豆与玉米共生期对大豆生长发育的影响，同时设置不同植物生长调剂种类及浓度，探究其对间作大豆物质转化和品质的影响，进而为重庆地区推广大豆玉米带状间作模式及提高该模式下大豆产量提供一定的理论支撑和现实指导.

1.   材料与方法

    1.1.   试验基本情况

    1.1.1.   试验地概况

  • 试验于2022年和2023年春季在重庆市歇马科研基地(106°36′E，29°39′N)进行. 平均海拔350 m，年平均温度18.4 ℃，年降雨量1 191.1 mm，属亚热带季风性气候. 试验地土壤为黏壤土，试验地土壤概况如表 1所示.

    • 1.1.2.   试验材料

  • 本试验选用的大豆品种为‘渝豆11’，属南方春大豆早熟品种，株高适中、株型半开张、抗倒伏，为西南地区大豆—玉米带状间作主推大豆品种，由重庆市农业科学院提供；玉米品种为‘成单30’，属春玉米中晚熟品种，株型半紧凑、株高适中，适宜密植和机械化收割，为西南地区大豆—玉米带状间作主推玉米品种，由重庆市农业技术推广总站提供.

    • 1.1.3.   试验设计

  • 本试验采取双因素裂区设计，主区为播期(A)，即玉米固定播期，大豆分两个播期，副区为不同种类及质量浓度的植物生长调节剂(B). A因素为播期，每隔14 d播种1次，A1：大豆、玉米同时播种，A2：大豆较玉米晚播14 d；B因素为3种植物生长调节剂(其中每种植物生长调节剂设3个质量浓度)，喷施时期均为R1期(初花期)，B1为6BA：15 mg/L，B2为6BA：20 mg/L，B3为6BA：25 mg/L；B4为DTA-6：45 mg/L，B5为DTA-6：60 mg/L，B6为DTA-6：75 mg/L；B7为S3307：40 mg/L，B8为S3307：50 mg/L，B9为S3307：60 mg/L，兑水量为450 kg/hm2，喷施等量清水作为对照(B10)，共计20个处理，设3个重复，共计60个小区.

    采用带状复合种植间作模式(大豆、玉米行比为4∶2，窄行40 cm，宽行230 cm). 以2行玉米间作4行大豆为一个小区，玉米与大豆行距70 cm，大豆带行距30 cm、株距20 cm，大豆每窝留苗2株，种植密度为147 000株/hm2；玉米带行距40 cm、株距28 cm，玉米每窝留苗2株，种植密度为60 000株/hm2，每个小区面积10.8 m2. 试验小区种植是南北走向，按照大豆玉米自西向东依次排列，保障大豆光照充足. 玉米每公顷施用750.0 kg高氮缓控释肥N-P2O5-K2O(28-6-6)，大豆每公顷施用298.5 kg低氮缓控释肥N-P2O5-K2O(15-15-15)，施肥一次. 田间管理按《重庆市农业农村委员会办公室关于印发2022年大豆玉米带状复合种植实施方案的通知》(渝农办发〔2022〕11号)文件内容执行.

    • 1.2.   取样、测定项目和方法

    1.2.1.   大豆品质的测定

  • 待田间大豆超过80%以上成熟，每个小区取10株长势一致且直立的植株，收获其籽粒用于品质测定.

    1) 籽粒粗蛋白含量测定：称取0.500 0 g籽粒粉样放入25 mL消化管中，加入2 g(硫酸钾∶硫酸铜=10∶1)混合催化剂和10 mL浓硫酸，将其摇匀后，使用海能SH420F型石墨消解仪(山东)消煮. 采用两段式加热，先将温度调到220 ℃加热20 min，再将温度调到420 ℃加热60 min，消煮液变为青绿色即可. 待冷却后转移至50 mL容量瓶中，蒸馏水定容，最后用K1100F型全自动凯氏定氮仪测定.

    2) 籽粒粗脂肪含量测定：参照古争艳[14]的方法，结合索氏抽提法，蒸发去除烧瓶中溶剂、干燥烧瓶中油脂，称质量以计算大豆籽粒粗脂肪含量.

    • 1.2.2.   叶片酶的测定

  • 在R4(盛荚期)、R6(鼓粒期)选取3株田间长势一致、无病害大豆的倒数第三片叶，放于试管后迅速放置液氮中保存，后置于-80 ℃冰箱冷藏备用. SOD活性检测采用总超氧化物歧化酶(T-SOD)测试盒，POD活性检测采用过氧化物酶(POD)测试盒，NR活性检测采用硝酸还原酶测定试剂盒，上述试剂盒均购自江苏博深生物科技有限公司. 试验过程严格按照检测试剂盒说明书操作.

    • 1.2.3.   光合指标的测定

  • 分别在大豆的R4(盛荚期)、R6(鼓粒期)选一晴天，于早上9：30-11：30，在每个小区随机选取5株长势一致且未倒伏的植株.

    1) 光合测定：用LI-COR品牌LI-6400XT型便携式光合仪(美国)测定大豆倒数第三片功能叶的净光合速率(Pn)、胞间CO2含量(Ci)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr).

    2) 叶绿素含量测定：利用SPAD仪测定.

    • 1.2.4.   植株氮、磷含量及转移效率的测定

  • 1) 全氮含量测定：使用海能SH420F型石墨消解仪(山东)对样品进行消解后，再用海能K1100F型全自动凯氏定氮仪(山东)进行全氮含量测定.

    2) 植株全磷含量的测定：用海能SH420F型石墨消解仪(山东)对样品进行消解后，吸取1 mL的样品液于50 mL的容量瓶中，向其加入2滴二硝基酚指示剂，再加入4 mol/L的碳酸钠溶液，直至样液变成淡黄色，加入1 mL的钼锑抗显色剂，最后用纯水定容，将其摇匀，静置30 min，在700 nm下比色.

    • 1.3.   数据分析

  • 用Excel 2019对数据进行初步整理、汇总及作图，通过DPS 7.05和SPSS 25.0进行进一步数据统计分析，用R和Qrigin 2021作图，利用LSD法进行显著性分析，并利用典型相关法进行相关性分析.

2.   结果与分析

    2.1.   播期及植物生长调节剂对间作大豆品质的影响

  • 由表 2和表 3可知，2022年和2023年大豆粗脂肪、粗蛋白含量A1＞A2，但A1与A2差异无统计学意义. 在同一播期下，不同植物生长调节剂对大豆粗脂肪、粗蛋白含量差异有统计学意义，其中B8处理粗脂肪含量最大，其次为B4处理，而播期及植物生长调节剂互作处理中A2B4，A2B8处理的粗脂肪含量最高，其两年平均含量较对照分别增长9.68%，7.17%，在播期Ⅱ下施用45 mg/L DTA-6，50 mg/L S3307都能在一定程度上提高粗脂肪的含量；而对于粗蛋白含量，B8处理最高，其次为B5处理. 在所有的处理中，A1B5，A1B8处理的粗蛋白含量最高，其两年平均含量较对照分别增长10.15%，8.43%，在播期Ⅰ下施用60 mg/L DTA-6，50 mg/L S3307都能在一定程度上提高粗脂肪的含量.

    • 2.2.   播期及植物生长调节剂对大豆叶片酶的影响

    2.2.1.   播期及植物生长调节剂对大豆叶片POD活性的影响

  • 由图 1可知，随着生育期推进，大豆叶片POD活性降低，鼓粒期大豆叶片POD活性较盛荚期升高. 在盛荚期、鼓粒期叶片POD活性整体上A2＞A1，且差异有统计学意义；在盛荚期，播期Ⅰ中6-BA，S3307，DTA-6处理下的POD活性相近，播期Ⅱ中则是6-BA＞S3307＞DTA-6处理；在鼓粒期，播期Ⅰ和播期Ⅱ中6-BA＞S3307＞DTA-6处理. 在播期Ⅰ中，盛荚期大豆叶片POD活性最大为A1B3处理，较对照增加14.91%，鼓粒期叶片POD活性最大为A1B3处理，较对照增加17.47%. 在播期Ⅱ中，盛荚期大豆叶片POD活性最大为A2B2处理，较对照增加12.12%，鼓粒期叶片POD活性最大为A2B2，较对照增加21.58%. 播期及植物生长调节剂互作处理中，播期Ⅰ中施用25 mg/L 6-BA、播期Ⅱ中施用20 mg/L 6-BA均能提高大豆叶片POD活性.

    • 2.2.2.   播期及植物生长调节剂对大豆叶片SOD活性的影响

  • 由图 2可知，随着生育期推进，大豆叶片SOD活性升高，鼓粒期大豆叶片SOD活性较盛荚期升高. 在盛荚期叶片SOD活性整体上A1＞A2，且差异有统计学意义，在鼓粒期，叶片SOD活性整体上A1与A2接近. 在盛荚期，播期Ⅰ和播期Ⅱ中的叶片SOD活性为DTA-6＞S3307＞6-BA处理；在鼓粒期，播期Ⅰ中DTA-6＞6-BA＞S3307处理，播期Ⅱ中则为DTA-6＞S3307＞6-BA处理. 在播期Ⅰ中，盛荚期大豆叶片SOD活性最大为A1B5处理，较对照增加12.16%，鼓粒期叶片SOD活性最大为A1B5处理，较对照增加13.35%. 在播期Ⅱ中，盛荚期大豆叶片SOD活性最大为A2B5处理，较对照增加16.27%，鼓粒期叶片SOD活性最大为A2B5，较对照增加13.08%. 播期及植物生长调节剂互作处理中，播期Ⅰ中施用60 mg/L DTA-6、播期Ⅱ中施用60 mg/L DTA-6均能提高大豆叶片SOD活性.

    • 2.2.3.   播期及植物生长调节剂对大豆叶片NR活性的影响

  • 由图 3可知，随着生育期推进，大豆叶片NR活性升高，鼓粒期大豆叶片NR活性较盛荚期升高. 在盛荚期、鼓粒期叶片NR活性整体上A1与A2接近；在盛荚期，播期Ⅰ中NR活性DTA-6＞S3307＞6-BA处理，播期Ⅱ中6-BA，S3307，DTA-6处理下的SOD活性相近；在鼓粒期，播期Ⅰ中DTA-6＞6-BA＞S3307处理，播期Ⅱ中6-BA，S3307，DTA-6处理下的SOD活性相近. 在播期Ⅰ中，盛荚期大豆叶片NR活性最大为A1B5处理，较对照增加12.85%，鼓粒期叶片NR活性最大为A1B5处理，较对照增加9.50%. 在播期Ⅱ中，盛荚期大豆叶片NR活性最大为A2B5处理，较对照增加14.21%，鼓粒期叶片NR活性最大为A2B5，较对照增加15.02%. 播期及植物生长调节剂互作处理中，播期Ⅰ中施用60 mg/L、播期Ⅱ中施用60 mg/L DTA-6均能提高大豆叶片NR活性.

    • 2.3.   播期及植物生长调节剂对大豆光合指标的影响

    2.3.1.   播期及植物生长调节剂对大豆叶片净光合速率Pn的影响

  • 由图 4可知，随着生育期推进，鼓粒期大豆净光合速率较盛荚期降低. 2022年和2023年在盛花期、盛荚期大豆平均净光合速率A1＞A2，且差异有统计学意义. 在盛荚期、鼓粒期两年的平均净光合速率，播期Ⅰ中DTA-6＞S3307＞6-BA处理，播期Ⅱ中DTA-6，6-BA，S3307处理下相近. 在播期Ⅰ中，盛荚期大豆植株净光合速率最大为A1B5处理，较对照增加31.73%，鼓粒期大豆净光合速率最大为A1B7，较对照增加25.78%. 在播期Ⅱ中，盛荚期大豆植株净光合速率最大为A2B4处理，较对照增加37.93%，鼓粒期大豆净光合速率最大为A2B7，较对照增加20.91%. 播期及植物生长调节剂互作处理中，播期Ⅰ中60 mg/L DTA-6、播期Ⅱ中45 mg/L DTA-6均能提高大豆净光合速率.

    • 2.3.2.   播期及植物生长调节剂对大豆叶片气孔导度Gs的影响

  • 由图 5可知，随着生育期推进，大豆气孔导度升高，鼓粒期大豆气孔导度较盛荚期降低. 2022年和2023年在盛花期、盛荚期大豆平均气孔导度A1＞A2，且差异有统计学意义. 在盛荚期两年的平均气孔导度，播期Ⅰ中S3307＞6-BA＞DTA-6处理，播期Ⅱ中6-BA＞DTA-6＞S3307处理；在鼓粒期，播期Ⅰ中6-BA，DTA-6，S3307三者处理下的气孔导度接近. 在播期Ⅰ中，盛荚期大豆植株气孔导度最大为A17处理，较对照增加12.34%，鼓粒期大豆气孔导度最大为A1B8，较对照增加50.94%. 在播期Ⅱ中，盛荚期大豆植株气孔导度最大为A2B1处理，较对照增加33.33%，鼓粒期大豆气孔导度最大为A2B8，较对照增加21.15%. 播期及植物生长调节剂互作处理中，播期Ⅰ中施用40 mg/L S3307、播期Ⅱ中施用50 mg/L S3307均能提高大豆气孔导度.

    • 2.3.3.   播期及植物生长调节剂对大豆叶片胞间CO2浓度Ci的影响

  • 由图 6可知，随着生育期推进，大豆胞间CO2浓度升高，鼓粒期大豆胞间CO2浓度较盛荚期升高. 2022年和2023年在盛花期、盛荚期大豆平均胞间CO2浓度A1与A2差异无统计学意义. 在盛荚期两年的平均胞间CO2浓度，播期Ⅰ和播期Ⅱ中均为DTA-6＞S3307＞6-BA处理；在鼓粒期，播期Ⅰ和播期Ⅱ中DTA-6＞6-BA＞S3307. 在播期Ⅰ中，盛荚期大豆植株胞间CO2浓度最大为A1B8处理，较对照增加7.06%，鼓粒期大豆胞间CO2浓度最大为A1B6，较对照增加5.81%. 在播期Ⅱ中，盛荚期大豆植株胞间CO2浓度最大为A2B5处理，较对照增加5.21%，鼓粒期大豆胞间CO2浓度最大为A2B6，较对照增加3.72%. 播期及植物生长调节剂互作处理中，播期Ⅰ中施用75 mg/L DTA-6、播期Ⅱ中施用60 mg/L DTA-6均能提高大豆胞间CO2浓度.

    • 2.3.4.   播期及植物生长调节剂对大豆叶片蒸腾速率Tr的影响

  • 由图 7可知，随着生育期推进，大豆蒸腾速率升高，鼓粒期大豆蒸腾速率较盛荚期升高. 2022年和2023年在盛花期、盛荚期大豆平均蒸腾速率A1与A2差异无统计学意义. 在盛荚期、鼓粒期两年的平均蒸腾速率，播期Ⅰ和播期Ⅱ中均为S3307＞DTA-6＞6-BA处理. 在播期Ⅰ中，盛荚期大豆植株蒸腾速率最大为A1B8处理，较对照增加12.53%，鼓粒期大豆蒸腾速率最大为A1B8，较对照增加15.66%. 在播期Ⅱ中，盛荚期大豆植株蒸腾速率最大为A2B8处理，较对照增加20.34%，鼓粒期大豆蒸腾速率最大为A2B8，较对照增加31.71%. 播期及植物生长调节剂互作处理中，播期Ⅰ中施用50 mg/L S3307、播期Ⅱ中施用60 mg/L DTA-6均能提高大豆蒸腾速率.

    • 2.3.5.   播期及植物生长调节剂对大豆叶片SPAD值的影响

  • 由图 8可知，随着生育期推进，鼓粒期大豆SPAD值较盛荚期降低. 2022年和2023年在盛花期、盛荚期大豆平均SPAD值A1与A2差异无统计学意义. 在盛荚期两年的平均SPAD值，播期Ⅰ和播期Ⅱ中均为DTA-6＞S3307＞6-BA处理；在鼓粒期，播期Ⅰ和播期Ⅱ中均为DTA-6＞6-BA＞S3307处理. 在播期Ⅰ中，盛荚期大豆植株SPAD值最大为A1B8处理，其次为A1B5处理，较对照分别增加10.19%，7.81%，鼓粒期大豆SPAD值最大为A1B6，较对照增加8.52%. 在播期Ⅱ中，盛荚期大豆植株SPAD值最大为A2B6处理，较对照增加7.83%，鼓粒期大豆SPAD值最大为A2B6处理，较对照增加6.54%. 播期及植物生长调节剂互作处理中，播期Ⅰ中施用60 mg/L DTA-6、播期Ⅱ中施用75 mg/L DTA-6均能提高大豆SPAD值.

    • 2.4.   播期及植物生长调节剂对大豆植株氮、磷含量及转移效率的影响

    2.4.1.   播期及植物生长调节剂对大豆植株氮含量的影响

  • 由表 4可知，随着生育期推进，大豆植株氮含量降低，成熟期大豆植株氮含量较盛花期降低. 在盛花期植株氮含量整体上A1＞A2，成熟期植株氮含量整体上A1与A2接近；在盛花期植株的氮含量，播期Ⅰ中S3307＞DTA-6＞6-BA处理，播期Ⅱ中6-BA＞DTA-6＞S3307处理；在成熟期，播期Ⅰ中DTA-6＞6-BA＞S3307处理，播期Ⅱ中6-BA＞DTA-6＞S3307处理. 在播期Ⅰ中，盛花期大豆植株氮含量最大为A1B8处理，较对照增加6.35%，成熟期植株氮含量最大为A1B6处理，较对照增加19.81%. 在播期Ⅱ中，盛花期大豆植株氮含量最大为A2B2处理，较对照增加46.89%，成熟期植株氮含量最大为A2B2，较对照增加10.56%. 播期及植物生长调节剂互作处理中，播期Ⅰ中施用50 mg/L S3307、播期Ⅱ中施用20 mg/L 6-BA、播期Ⅰ和播期Ⅱ中施用20 mg/L 6-BA均能提高大豆植株氮含量.

    • 2.4.2.   播期及植物生长调节剂对大豆植株磷含量的影响

  • 由表 5可知，随着生育期推进，大豆植株磷含量降低，成熟期大豆植株磷含量较盛花期降低. 在盛花期平均植株磷含量整体上A1＞A2，且差异有统计学意义；成熟期植株磷含量整体上A1与A2相近. 在盛花期植株的磷含量，播期Ⅰ中S3307，DTA-6，6-BA处理接近，播期Ⅱ中6-BA＞DTA-6＞S3307处理；在成熟期，播期Ⅰ中S3307＞6-BADT＞A-6处理，播期Ⅱ中6-BA＞S3307＞DTA-6处理. 在播期Ⅰ中，盛花期大豆植株磷含量最大为A1B3处理，较对照增加20.25%，成熟期植株磷含量最大为A1B7处理，较对照增加21.19%. 在播期Ⅱ中，盛花期大豆植株磷含量最大为A2B2处理，较对照增加41.27%，成熟期植株磷含量最大为A2B2，较对照增加58.82%. 播期及植物生长调节剂互作处理中，盛花期播期Ⅰ中施用25 mg/L 6-BA、播期Ⅱ中施用40 mg/L S3307、成熟期播期Ⅰ和播期Ⅱ中施用20 mg/L 6-BA均能提高大豆植株磷含量.

    • 2.4.3.   播期及植物生长调节剂对大豆植株氮转移效率的影响

  • 由表 6可知，两年平均植株氮转移效率整体上A1＞A2；播期Ⅰ中植株氮转移效率为S3307＞DTA-6＞6-BA处理，播期Ⅱ中6-BA＞S3307＞DTA-6处理. 在播期Ⅰ中，盛荚期大豆植株氮转移效率最高为A1B9处理，较对照提高6.81%，在播期Ⅱ中，盛荚期大豆植株氮转移效率最高为A2B3处理，较对照提高28.84%. 播期及植物生长调节剂互作处理中，播期Ⅰ中施用60 mg/L S3307，播期Ⅱ中施用25 mg/L 6-BA、施用60 mg/L DTA-6均能提高大豆植株氮转移效率.

    • 2.4.4.   播期及植物生长调节剂对大豆植株磷转移效率的影响

  • 由表 6可知，两年平均植株磷转移效率整体上A1＞A2；播期Ⅰ中植株磷转移效率为6-BA＞DTA-6＞S3307处理，播期Ⅱ中S3307＞DTA-6＞6-BA处理. 在播期Ⅰ中，盛荚期大豆植株磷转移效率最高为A1B3处理，较对照增加8.84%，在播期Ⅱ中，盛荚期大豆植株磷转移效率最高为A2B4处理，较对照增加5.22%. 播期及植物生长调节剂互作处理中，播期Ⅰ中施用25 mg/L 6-BA、播期Ⅱ中施用45 mg/L DTA-6均能提高大豆植株磷转移效率.

3.   讨论与结论

    3.1.   讨论

    3.1.1.   播期及植物生长调节剂对大豆品质的影响

  • 前人不同播期对大豆品质影响的研究结果表明，大豆籽粒蛋白质含量随播期的推迟而升高，脂肪含量随播期的推迟而降低[15-16]. 而本试验结果表明，大豆粗蛋白、粗脂肪含量A1＞A2，这可能是地域差异所导致的，故根据当地环境条件调整合适播期是生产的关键. 郑殿峰等[17]在R1(初花期)叶面喷施20 mg/L，维持了大豆籽粒中蛋白质含量稳定，但极显著提高了大豆籽粒中的脂肪含量. 而本试验表明在20 mg/L的6-BA处理下，大豆籽粒粗蛋白和粗脂肪有所提升，但差异无统计学意义，这可能与6-BA调控了大豆叶片中氮代谢相关生理指标有关. 同时，本试验结果表明间作大豆在R1(初花期)喷施50 mg/L S3307处理下大豆粗脂肪、粗蛋白含量最高. 而闫艳红等[18]研究得出在大豆分枝期喷施75 mg/kg烯效唑最有利于蛋白质和粗脂肪的积累，这可能是由喷施时期的差异而造成. 因此在不同时期喷施烯效唑的效果不同，在合适的时期喷施适宜浓度的生长调节剂有助于提高大豆的品质性状.

    • 3.1.2.   播期及植物生长调节剂对大豆叶片酶及光合指标的影响

  • 间作大豆在生长阶段通过增加光捕获来抵抗玉米遮阴的抑制，但最终大豆生物量仍低于单作，因为光能利用效率降低. 杨东清等[19]研究发现对小麦喷施外源6-BA显著提高了NR活性，改善了叶片氮素同化能力和光能捕获、传递转化能力，使叶片积累较多的光合产物，从而提高地上部植株干质量，最终提高了籽粒产量；袁晓婷等[20]研究发现S3307和DTA-6处理提高了带状间作大豆主茎和分枝叶片SPAD值、净光合速率、气孔导度和蒸腾速率，且大豆的叶面积指数、干物质积累量和群体产量显著高于对照；在大豆叶片上施用DTA-6增加了内源激素(玉米素核糖苷、赤霉素和吲哚乙酸)水平，从而增加了PEPCase和Rubisco(关键光合酶)的活性，提高了光合速率，促进了生物量积累，从而提高了籽粒产量[21]. 吴奇峰等[22]研究认为鼓粒期所积累的氮素的多少决定了后期籽粒产量的高低. 本试验结果表明，2022年和2023年在盛荚期、鼓粒期平均净光合速率、气孔导度含量播期Ⅰ显著高于播期Ⅱ，而胞间CO2浓度、大豆平均蒸腾速率、SPAD值，A1与A2接近，差异无统计学意义. 播期Ⅰ中DTA-6＞S3307＞6-BA处理，播期Ⅱ中DTA-6，6-BA，S3307处理下的净光合速率相近，盛荚期和鼓粒期播期Ⅰ中60 mg/L DTA-6、播期Ⅱ中45 mg/L DTA-6均能提高大豆净光合速率；盛荚期和鼓粒期播期Ⅰ中施用40 mg/L S3307，播期Ⅱ中施用50 mg/L S3307均能提高大豆气孔导度；盛荚期两年的平均胞间CO2浓度，播期Ⅰ和播期Ⅱ中均为DTA-6＞S3307＞6-BA处理，盛荚期和鼓粒期播期Ⅰ中施用75 mg/L DTA-6、播期Ⅱ中施用60 mg/L DTA-6均能提高大豆胞间CO2浓度；盛荚期和鼓粒期播期Ⅰ中施用50 mg/L S3307、播期Ⅱ中施用60 mg/L DTA-6均能提高大豆蒸腾速率；盛荚期和鼓粒期播期Ⅰ中施用60 mg/L DTA-6、播期Ⅱ中施用75 mg/L DTA-6均能提高大豆SPAD值.

    郑殿峰等[17]研究表明，DTA-6增加了大豆叶片中的SOD，CAT和POD活性，降低了MDA，从而提高了种子产量并延缓了叶片衰老，DTA-6和S3307提高了豆荚中的POD活性，降低了相关影响花荚脱落酶的活性. DTA-6提高了抗氧化防御系统的活性，延缓了叶片衰老，延长了大豆结荚鼓粒期，以维持大豆结荚鼓粒的生物量供应，有利于生物量向籽粒的转移，提高豆荚数、籽粒百粒质量，保持单荚粒数的稳定性. 本研究DTA-6延缓叶片衰老的效果与崔洪秋等[23]一致，DTA-6的应用提高了SOD，POD，NR的活性.

    • 3.1.3.   播期及植物生长调节剂对大豆植株氮、磷含量及转移效率的影响

  • 马念念[24]试验表明，大豆鼓粒期的叶片和籽粒氮(磷)转移效率与品质、产量性状存在一定的相关性. 有研究表明大豆叶片的含氮量通常很高，在始粒期(R5)可达5%左右，但在初熟期(R7)可降至1%左右，说明大量的氮素从叶片中转移出来[25]，可以推断叶片中的氮被转移到籽粒中，用于蛋白质的合成. 同时也有研究发现，磷素在大豆叶片中可以转移，且磷素的增加有利于大豆籽粒蛋白质和脂肪含量的增加[26]，因此，高效的氮磷转移有利于大豆品质的提高. 本试验结果表明，植株氮(磷)含量及氮(磷)转化效率A1＞A2. 在盛花期，播期Ⅰ中施用50 mg/L S3307、播期Ⅱ中施用20 mg/L 6-BA能提高大豆植株氮含量；播期Ⅰ中施用25 mg/L 6-BA、播期Ⅱ中施用40 mg/L S3307能提高大豆植株磷含量. 在成熟期，播期Ⅰ和播期Ⅱ中施用20 mg/L 6-BA均能提高大豆植株含氮(磷)量. 播期Ⅰ中施用50 mg/L DTA-6、播期Ⅱ中施用25 mg/L 6-BA均能提高大豆植株氮转移效率. 播期Ⅰ中施用25 mg/L 6-BA、播期Ⅱ中施用45 mg/L DTA-6均能提高大豆植株磷转移效率.

    • 3.2.   结论

  • 播期及植物生长调节剂对间作大豆品质具有显著影响. 大豆粗蛋白、粗脂肪含量A1＞A2，A2B4处理下的粗脂肪含量最高，A1B5处理下的粗蛋白含量最高.

    播期及植物生长调节剂对间作大豆光合指标及物质转移具有显著影响. 2022年和2023年盛荚期、鼓粒期平均净光合速率、气孔导度播期Ⅰ显著高于播期Ⅱ，而胞间CO2浓度、大豆平均蒸腾速率、SPAD值，A1与A2接近. 播期Ⅰ中DTA-6＞S3307＞6-BA处理，播期Ⅱ中DTA-6，6-BA，S3307处理下的净光合速率相近，在盛荚期和鼓粒期，播期Ⅰ中60 mg/L DTA-6的净光合速率、40 mg/L S3307的气孔导度、75 mg/L DTA-6胞间CO2浓度、50 mg/L S3307蒸腾速率、60 mg/L DTA-6处理的SPAD值最大. 整体上POD活性A2＞A1，SOD活性A1＞A2，NR活性两个播期间无显著差异，而植株氮(磷)含量及氮(磷)转化效率A1＞A2. 在盛荚期和鼓粒期，播期Ⅰ中施用25 mg/L 6-BA叶片POD活性、60 mg/L DTA-6叶片SOD活性、20 mg/L 6-BA叶片NR活性最高. 在盛花期，播期Ⅰ中施用50 mg/L S3307植株氮含量、25 mg/L 6-BA植株磷含量最大. 在成熟期，播期Ⅰ20 mg/L 6-BA处理下大豆植株含氮(磷)量最大. 播期Ⅰ中施用50 mg/L DTA-6植株氮转移效率最大，播期Ⅰ中施用25 mg/L 6-BA植株磷转移效率最大.

    综上所述，在大豆—玉米带状间作模式下，晚播大豆不利于大豆品质的提升，也不利于叶片酶活性、光合效率降低和氮(磷)转化效率降低. DTA-6和6-BA能一定程度上提高氮(磷)转化效率，在R1(初花期)喷施DTA-6的品质优于S3307和6-BA，而6-BA相较其他生长调节剂更有利于成熟期氮(磷)的积累.

Figure (8)  Table (6) Reference (26)

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