作物杂志,2021, 第3期: 195–201 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2021.03.030

• 生理生化·植物营养·栽培耕作 • 上一篇    下一篇

幼苗期不同节位摘心对高产春大豆根系生长和产量的影响

楚光红(), 章建新(), 王聪, 赵占营   

  1. 新疆农业大学农学院,830052,新疆乌鲁木齐
  • 收稿日期:2020-06-20 修回日期:2020-07-11 出版日期:2021-06-15 发布日期:2021-06-22
  • 通讯作者: 章建新
  • 作者简介:楚光红,研究方向为作物生理,E-mail: tarucgh@sohu.com
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(31660367)

Effects of Topping at Different Nodes at Seedling Stage on Root Growth and Yield of High-Yield Spring Soybean

Chu Guanghong(), Zhang Jianxin(), Wang Cong, Zhao Zhanying   

  1. College of Agronomy, Xinjiang Agricultural University, Urumqi 830052, Xinjiang, China
  • Received:2020-06-20 Revised:2020-07-11 Online:2021-06-15 Published:2021-06-22
  • Contact: Zhang Jianxin

摘要:

为揭示幼苗期不同节位摘心对高产春大豆根系生长和产量的影响规律,设置了覆膜条件下第一片复叶全展后子叶节摘心(SP1)、真叶节摘心(TP1)、复叶节摘心(CP1)和不覆膜条件下于复叶节摘心(CP2)4个处理,并设置了不摘心对照组(CK1和CK2),系统研究了2种模式下摘心后根系形态和根系活力时空分布特征以及产量构成。结果表明,与对照相比,不同摘心处理的总侧根干重和根系活力均显著增加,且复叶节摘心处理的根系增量高于子叶节摘心处理和真叶节摘心处理,覆膜摘心处理高于不覆膜摘心处理;0~20cm根系增量高于20~40cm根系增量;摘心后第60天(始粒期)CP1处理的最大总侧根干重、总侧根长度和总侧根表面积分别较对照提高了57.48%、54.03%和55.43%,CP2处理分别提高了17.95%、10.57%和11.22%,CP1处理0~20cm和20~40cm根系活力分别较对照提高了29.28%和24.01%,CP2处理分别提高了31.65%和9.50%;CP1处理群体荚数和群体粒数分别较CK1提高了22.05%和18.52%,CP2处理分别较CK2下降了1.71%和4.61%(P > 0.05),但CP1百粒重和籽粒产量分别较对照提高了4.88%和21.00%,CP2处理分别提高了9.01%和3.98%。由此认为,复叶节摘心对高产春大豆根系生长、单株荚粒数、百粒重和籽粒产量均有显著促进作用,可以为大豆高产育种及冰雹灾后管理提供理论依据。

关键词: 高产春大豆, 苗期摘心, 根系, 产量构成

Abstract:

To reveal the effects of topping at the seedling stage on root growth and yield of high-yield spring soybean, the cotyledon node topping (SP1), true leaf node topping (TP1), and compound leaf node topping (CP1) under the condition of film mulching and compound leaf node topping (CP2) under the condition of non-mulching were studied. In addition, CK1 and CK2 were used as control. The spatial and temporal distribution characteristics and yield components of root morphology and root activity after topping were systematically studied. The main results were as follows: the total lateral root dry weight and the root activity of different treatments were significantly increased, and the root increment of compound leaf node topping treatment was higher than the other two treatments, film mulching treatments were higher than non-mulching, and root increment of 0-20cm was higher than the root increment of 20-40cm. The maximum total lateral root dry weight, total lateral root length, and total lateral root surface area treated with CP1 (CP2) on the 60th day after topping were increased by 57.48% (17.95%), 54.03% (10.57%), and 55.43% (11.22%). The root activity of 0-20cm (20-40cm) increased by 29.28% (31.65%) and 24.01% (9.50%), respectively. Population pods and population seeds of CP1 were increased by 22.05% and 18.52%, compared to CK1. CP2 decreased by 1.71% and 4.61%, respectively, compared with CK2 (P > 0.05). The 100-seed weight and grain yield of CP1 (CP2) were increased by 4.88% (9.01%) and 21.00% (3.98%), respectively. Therefore, it is believed that the topping of compound leaf nodes could significantly promote root growth, the number of pods per plant, 100-seed weight, and grain yield of high-yield spring soybean, and also can provide a theoretical basis for soybean breeding for high-yield and post-hail disaster management.

Key words: High-yield spring soybean, Topping at seedling stage, Root system, Yield composition

图1

大豆幼苗期摘心处理方法 CK:对照;CP:复叶节摘心;TP:真叶节摘心;SP:子叶节摘心

图2

幼苗期摘心对总侧根干重及侧根干重密度的影响 不同的小写字母表示在5%水平上差异显著,下同

图3

幼苗期摘心对总侧根长度及侧根长密度的影响

图4

幼苗期摘心对总侧根面积及侧根表面积密度的影响

图5

幼苗期摘心对根系活力的影响

表1

产量及其构成因素

处理Treatment 株数
Plant number
(×104 plant/hm2)
茎数
Stem number
(×104 stem/hm2)
单株荚数
Pods of
per plant
群体荚数(个/m2)
Population pods (number/m2)
单株粒数
seeds of
per plant
群体粒数(个/m2)
Population seeds (number/m2)
百粒重
100-seed weight (g)
产量
Yield (kg/hm2)
CK1 26.46a 27.15c 25.12c 664.71d 78.24b 2070.10b 16.41b 3373.64c
SP1 26.56a 44.93b 27.03b 717.94c 73.34c 1948.09c 15.91b 2960.59d
TP1 25.56a 56.46a 29.91b 764.36b 81.09b 2072.30b 17.64a 3704.85b
CP1 25.70a 58.46a 35.92a 922.94a 95.49a 2453.56a 17.21a 4082.25a
CK2 24.52a 24.52b 27.80a 681.49a 76.67a 1879.57a 15.10b 2838.30a
CP2 25.07a 50.06a 26.72a 669.86a 71.52a 1792.98a 16.46a 2951.40a
[1] 李海燕, 武小霞, 刘淼 , 等. 大豆子叶节、胚尖再生植株的研究. 大豆科学, 2007(5):709-712.
[2] 任宗春, 魏宁, 张艳红 , 等. 大豆苗期摘心对产量及相关性状的影响. 湖北农业科学, 2011,50(6):1108-1110.
[3] 李海燕 . 大豆摘心试验总结. 新农业, 2016(23):28-30.
[4] 乔海涛, 刘学, 高林 . 大豆分枝与产量、农艺性状的相关性及灰色关联度分析. 辽宁农业科学, 2016(1):36-40.
[5] 覃思思, 刘卫国, 程彬 , 等. 套作大豆耐荫品种筛选及农艺性状与产量的关系研究. 中国油料作物学报, 2020,42(3):390-400.
[6] 张霞, 谭冰, 郭勇 , 等. 大豆品种分枝数分级标准探索. 植物遗传资源学报, 2018,19(3):510-516.
[7] 史宏 . 不同生态类型大豆农艺性状与产量关系的研究. 华北农学报, 2018,33(1):150-159.
[8] Liedgens M, Soldati A, Stamp P , et al. Root development of maize (Zea mays L.) as observed with minirhizotrons in lysimeters. Crop Science, 2000,40(6):1665-1672.
doi: 10.2135/cropsci2000.4061665x
[9] 杨秀红, 吴宗璞, 张国栋 . 大豆品种根系性状与地上部性状的相关性研究. 作物学报, 2002,28(1):72-75.
[10] 梁泉, 尹元萍, 严小龙 , 等. 不同磷水平下大豆根系性状的遗传特性分析. 分子植物育种, 2009,7(2):321-329.
[11] 张伟, 邱强, 赵婧 , 等. 杂交大豆根系形态生理特性与产量的关系. 大豆科学, 2014,33(3):347-352.
[12] 陈晓远, 高志红, 罗远培 . 植物根冠关系. 植物生理学通讯, 2005,41(5):6-13.
[13] 李思忠, 章建新 . 春大豆根系生长与花荚形成的关系研究. 干旱地区农业研究, 2016,34(5):91-97.
[14] 董钻, 于兵, 刘兴仁 . 大豆生育前期摘心效果的研究. 辽宁农业科学, 1985(4):52-53.
[15] 宋书宏, 苏黎, 蔺瑞明 , 等. 生育前期摘心对大豆生长和产量的影响. 辽宁农业科学, 1998(6):47-48.
[16] 卢思慧, 王茹芳, 刘秀英 . 夏大豆苗期摘心诱导双茎栽培研究初报Ⅰ.不同叶位摘心诱导双茎栽培试验分析. 河北农业技术师范学院学报, 1995(3):74-76.
[17] 万晓菊, 张国强, 王克如 , 等. 北疆春玉米覆膜、滴灌技术效应研究. 作物杂志, 2019(4):107-112.
[18] 王洪博, 曹辉, 高阳 , 等. 南疆无膜滴灌棉花灌溉制度对土壤水分和产量品质的影响. 灌溉排水学报, 2020,39(5):26-34.
[19] 张旺锋, 王振林, 余松烈 , 等. 膜下滴灌对新疆高产棉花群体光合作用冠层结构和产量形成的影响. 中国农业科学, 2002(6):632-637.
[20] Wang C, Zhang Y, Wang J , et al. Plastic film mulching with drip irrigation promotes maize (Zea mays L.) yield and water-use efficiency by improving photosynthetic characteristics. Archives of Agronomy and Soil Science, 2020,67(2):191-204.
doi: 10.1080/03650340.2020.1718662
[21] 曾芳荣, 殷文, 张小红 . 不同覆膜方式对旱地大豆农田土壤水热特征及产量的影响. 西北农业学报, 2017,26(7):1090-1098.
[22] 周德录, 刘广才, 李城德 , 等. 覆膜方式对不同生态区大豆产量和水分利用效率的影响. 灌溉排水学报, 2019,38(3):22-27.
[23] 战勇, 曾凯, 赵靓 , 等. 新疆春大豆膜下滴灌公顷6200kg超高产栽培模式. 中国作物学会大豆专业委员会. 第十届全国大豆学术讨论会论文摘要集, 2017: 127.
[24] 金剑, 王光华, 刘晓冰 , 等. 东北黑土区高产大豆R5期根系分布特征. 中国油料作物学报, 2007(3):266-271.
[25] 孙广玉, 张荣华, 黄忠文 . 大豆根系在土层中分布特点的研究. 中国油料作物学报, 2002(1):46-48.
[26] 王庆仁, 李继云, 李振声 . 高效利用土壤磷素的植物营养学研究. 生态学报, 1999(3):129-133.
[27] Gahoonia T, Nielsen N . Barley genotypes with long root hairs sustain high grain yields in low-P field. Plant and Soil, 2004,262:55-62.
doi: 10.1023/B:PLSO.0000037020.58002.ac
[28] 孙卓韬, 董钻 . 大豆株型、群体结构与产量关系的研究(第二报)大豆群体冠层的荚粒分布. 大豆科学, 1986(2):91-102.
[29] 杨恒山, 张玉芹, 徐寿军 , 等. 超高产春玉米干物质及养分积累与转运特征. 植物营养与肥料学报, 2012,18(2):315-323.
[30] 卢思慧, 曹金锋, 高广居 , 等. 夏大豆双茎高产栽培技术研究. 河北农业科学, 2005(1):65-68.
[31] 晁毛妮, 郝德荣, 印志同 , 等. 大豆生物量与产量组分间的相关及关联分析. 作物学报, 2014,40(1):7-16.
[32] Kumudini S, Hume D J, Chu G . Genetic improvement in short-season soybeans. Crop Science, 2002,41(1):141-145.
[33] 邢永锋, 章建新, 赵翠霞 , 等. 覆膜对不同熟期大豆品种根系生长的影响. 新疆农业大学学报, 2009,32(5):51-55.
[1] 吴可, 谢慧敏, 刘文奇, 莫并茂, 韦国良, 陆献, 李壮林, 邓森霞, 韦善清, 梁和, 江立庚. 氮、磷、钾肥对南方双季稻区水稻产量及产量构成因子的影响[J]. 作物杂志, 2021, (4): 178–183
[2] 赵宝平, 刘景辉, 任长忠. 燕麦产量形成生理机制研究进展[J]. 作物杂志, 2021, (3): 1–7
[3] 王慧芳, 张希, 冯小虎, 李一凡, 张红, 赵松超, 赵铭钦. 不同植物生长调节剂对烤烟生长发育的影响[J]. 作物杂志, 2021, (3): 173–177
[4] 付景, 尹海庆, 王亚, 杨文博, 张珍, 白涛, 王越涛, 王付华, 王生轩. 不同追氮模式对河南沿黄稻区粳稻根系生长和产量的影响[J]. 作物杂志, 2021, (2): 77–86
[5] 邸娜, 郑娜, 韩海军, 王靖, 崔超, 郑喜清. 不同向日葵品种根系分泌物对向日葵列当萌发的刺激作用[J]. 作物杂志, 2020, (6): 197–201
[6] 任云, 刘静, 李哲馨, 李强. 玉米幼苗响应低铁胁迫的根系形态与干物质积累特征[J]. 作物杂志, 2020, (6): 69–79
[7] 郝曦煜, 肖焕玉, 梁杰, 王英杰, 郭文云. 绿豆氮磷钾施肥效应与最优施肥量研究[J]. 作物杂志, 2020, (5): 127–132
[8] 贾苏卿, 禾璐, 杜艳伟. 不同耕作方式对旱区春谷根系发育、产量及水分利用效率的影响[J]. 作物杂志, 2020, (5): 194–198
[9] 张晓艳, 王晓楠, 曹焜, 孙宇峰. 5个工业大麻品种(系)纤维产量及产量构成因素的相关性分析[J]. 作物杂志, 2020, (4): 121–126
[10] 范园园, 吴海梅, 逄蕾, 路建龙, 夏博文, 杨旭海. 基于Meta分析评价秸秆覆盖对我国北方半干旱区不同生态区域小麦产量的影响[J]. 作物杂志, 2020, (4): 143–149
[11] 何万春, 黄凯, 令鹏, 陈子雄, 王景才, 潘晓春, 张娟宁, 李鹏程. 不同有机肥氮替代化肥氮比例对马铃薯根系吸收能力和形态的影响[J]. 作物杂志, 2020, (3): 132–136
[12] 朱安,高捷,黄健,汪浩,陈云,刘立军. 水稻根系形态生理及其与稻米品质关系的研究进展[J]. 作物杂志, 2020, (2): 1–8
[13] 高杰,李青风,李晓荣,封广才,彭秋. 贵州不同年代糯高粱品种(系)干物质生产及光能利用特性差异分析[J]. 作物杂志, 2020, (1): 41–46
[14] 杨甜,张永清,董馥慧,马星星,薛小娇. 不同水分条件下不同抗旱性苦荞根系生长规律研究[J]. 作物杂志, 2019, (6): 76–82
[15] 师赵康,赵泽群,张远航,徐世英,王宁,王伟杰,程皓,邢国芳,冯万军. 玉米自交系幼苗生物量积累及根系形态对两种氮素水平的反应及聚类分析[J]. 作物杂志, 2019, (5): 28–36
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