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在玉豆套作模式下,玉米荫蔽对大豆的生长发育及产量等均有一定的影响,然而其对大豆蛋白质的影响还不清楚。本文选择耐荫性不同的四个大豆品种,其中贡选一号(B1)和南豆12(B4)较耐荫,南冬抗(B2)和桂夏三号(B3)耐荫性较弱,以净作为对比,研究了套作对大豆植株氮素的转运和籽粒蛋白质积累的影响,以及两者之间的关系。主要研究结果如下。
1套作荫蔽降低了大豆各部位的氮素含量及氮素积累总量,且均达到显著水平,但在不同的时期存在一定的差异。R1期大豆地上部植株的氮素积累量以套作显著低于净作,套作为净作的38.38％,各品种表现一致。而R5期,套作处理达到净作的94.33％,且耐荫品种B1和B4两品种的氮素积累量高于净作,而不耐荫品种B2和B3仍然显著低于净作。品种间,以B2和B3的氮素积累量较高,氮素含量差异不显著。
2总体来说,套作降低了大豆地上部干物质积累量,与氮素积累趋势相符。各品种在不同的时期,对套作反应不一致。在R3期以前,套作大豆干物质积累显著低于净作,各品种表现一致;R5期以后,B2和B3的套作积累量显著小于净作,而B1和B4的套作处理大于净作或与净作差异不显著;R3-R5期,净作大豆干物质积累量几乎保持不变,而套作大豆继续增加7.25g/plant,增长速度以B4＞B1＞B2＞B3。套作显著降低了大豆叶柄分配率,提高了前期的茎秆分配率,各品种表现一致。
3套作荫蔽降低了大豆植株营养器官的氮素转移总量,却提高了其氮素转移效率。相比于净作,套作氮素转移总量降低了16.81％,其中B1、B3和B4的各器官转移量以净作高于套作,B2相反。品种间,以B2和B3的氮素转移量大于B1和B4,而转移效率又以B1和B4大于B2和B3。套作大豆玉米收获前的主茎伤流量和伤流中氨基酸总量均显著高于净作,各品种表现一致。
4荚皮干物质积累、氮素积累和氮素转移量均以套作较高,而套作对荚皮氮素转移效率影响不显著。其中耐荫性品种B1和B4始终以套作高于净作,B3以净作高于套作,B2以净作高于套作或两者相当。品种间,荚皮干物质积累以B3最高,为14.58 g/plant;氮素积累量和转移量以B2最高,分别为0.25g/plant和0.20g/plant;转移效率以B1和B2高于B3和B4。荚皮氮素含量随着籽粒的发育而不断下降,套作B1和B4始终保持较高的氮素含量。
5套作荫蔽降低了大豆籽粒产量、蛋白质产量和单株荚数,而对单株籽粒产量、单株蛋白质产量、籽粒蛋白质含量和百粒重等影响不显著,各品种对套作反应不一致。套作降低了B2和B3的大豆籽粒产量、蛋白质产量、单株产量以及单株荚数,而对耐荫性品种B1和B4的影响相反。套作对各品种的蛋白质相对含量影响均不显著。净作条件下,蛋白质产量以B3＞B2＞B1＞B4,分别为1126.23kg/hm2、892.02 kg/hm2、669.43kg/hm2、625.36kg/hm2;套作条件下,以B4＞B1＞B2＞B3,分别为778.30kg/hm2、775.63kg/hm2、690.97kg/hm2、664.78kg/hm2。
6相关性分析表明,大豆营养器官的氮素转移与其单株籽粒蛋白质产量显著相关。主成分分析后,将氮素转移相关指标分为“叶器官(包括叶片和叶柄)和总营养器官的氮素积累量和转移量”、“叶器官(包括叶片和叶柄)和总营养器官的氮素转移效率”、“茎秆氮素转移量和转移效率”和“产量构成相关”等四个主成分(C1-C4)。它们分别代表原始信息的41.035％、19.938％、15.756％和7.891％。四个主成分对单株蛋白质产量做多元回归分析得到回归方程为:
“Y(大豆单株蛋白质产量)=10.586+1.521C1-0.881C2-1.021C3(R2=0.582)”。