1.大豆耐密植的提出
Wiggans 在 1939 年提出:在一定种植面积上,大豆种植越均匀,产量就越高。大豆窄行密植起源于美国,在20世纪70年代和80年代以前,美国的大豆生产一直采用宽行间距100cm以上的种植方式,75cm被认为是窄行种植。
该研究由R.L.Cooper 教授于1967年开始,以研究矮秆种质资源为中心,成功地指出了窄行密植大豆高产技术,以探索提高大豆产量的途径。
他指出:行距从 76.2cm降低到38、30、25、17.5cm明显提升了大豆产量,17.5cm较50cm和70cm增产 10%—20%。
1973年5月,R.L.Cooper教授在Tennessee Memphis举行的全国大豆研究会上提出通过窄行种植大豆来提高产量的想法,美国大豆协会在1980年召开大豆密植方面的研讨会,此后大豆窄行密植技术在美国各地进行了试验、示范和推广,逐渐被农民所接受。
Egli在1988年证实了在合适的栽培密度范围内,大豆种植密度和产量间存在正相关关系。Soares等人指出,种植密度与大豆品种和农艺性状之间存在相互作用。
2.大豆密植增产实例
从1997年到1999年,Bertram等人在美国威斯康星州南部、中部和北部进行了实验研究,结果表明与76cm的宽行距相比,19cm的窄行距分别使产量增加7%、9%和10%。在美国阿肯色州,2014年大豆产量达到了创纪录的7501kg/hm2,种植密度为37.1万株/hm2。
黑龙江省农业科学院合江农业科学研究所是中国最早引进该技术并开展试验的单位,从1993—1994年开始,经过两年多的试验结果显示,该技术与传统的垄作种植相比,产量增加了15%以上。
1995年该项目经黑龙江省科学技术委员会批准,被列为黑龙江省重点项目,研究指出通过选择合适的种质资源,可以增产15—20%,达到3000kg/hm2。
与实际生产相结合,又形成了平作窄行密植高产栽培技术和垄作窄行密植高产栽培技术,这种新的栽培方法分别可增产16%—22%和17%—29%。
吉林省从1997年开始大豆窄行密植栽培试验研究,筛选出一系列耐密品种,包括高、中、矮秆大豆品种。示范推广面积达500hm2,产量约3000kg/hm2,最高可达到3862.1kg/hm2。
1998年吕景良等人对3种株高类型的品种进行了地区对比试验,对其栽培模式和适宜种植密度进行了探讨。结果表明,窄行种植的增产效果优于传统垄作,其平均增产幅度在8.7%—17.8%之间,最高可达22.5%。
2008年,采用矮秆窄行密植品种合农60,种植面积 1.14 亩,行距45cm,种植密度为45万株/hm2,创造了小区产量4608.0kg/hm2,平均亩产达到307.2kg,使黑龙江省高寒地区大豆产量首次超过每亩300kg;2011年创下了17cm行距下小区产量为5466.0kg/hm2,亩产达364.6kg的高产纪录。
2018年,利用美国矮秆资源育成的耐密矮秆大豆新品种合农91在新疆进行高产创建,种植密度为45—55万株/hm2,创造了小区产量6356.55 kg/hm2,实收平均亩产423.77kg的全国高产纪录。
刘忠堂等人提出,大豆窄行密植高产栽培的关键技术之一是具有矮秆或半矮秆、有限或亚有限结荚习性以及适合窄行密植高产栽培的抗倒伏品种。
因此,筛选适合窄行密植的品种是该技术成功引进的关键之一。崔景利等人也提出了类似的观点,大豆窄行密植技术的关键是选择合适的品种,以获得较高的大豆产量,特别是每公顷达到3000kg以上。
3.大豆对密度变化的反应及耐密种质资源评价
密植在增加产量的同时可能会导致作物的农艺性状出现应激反应,致使不同作物出现不同的密植效果。
密植条件下,玉米的株高、穗位高、产量等呈先增加后减少的趋势,倒伏率和空秆率随密度增加而增加。
甘蔗分蘖盛期的总苗数、株高、有效茎以及产量均与种植密度呈正相关,而茎径和田间锤度则与种植密度为负相关。
向日葵盘径会随着种植密度的增加而逐渐减小,株高和百粒重则先增加后减少。大豆在密植条件下同样会出现应激反应,一般考察可能影响大豆耐密特性的主要农艺性状:大豆植株的重心高度、株高、底荚高度、主茎节数、有效分枝数、分枝位置、分枝长度、单株粒重和小区产量9个性状。
研究者一般根据以上性状对密度的反应值作为耐密系数来评价种质资源的耐密性,耐密系数=高密度性状值/低密度性状值。
有关大豆耐密特性评价及耐密植材料筛选已有不少研究报道,但是结果不尽相同,这主要是由于研究者所处生态区域不同,所评价材料的组成不同。
个人的想法还是要从耐密植的本质分析来认识这个问题,耐密植可以说是一个综合性状,主要是大豆应对密植条件下的光胁迫能力。
从栽培上,研究者从一些生理指标,如叶绿素含量、赤霉素浓度等角度来分析。
从育种上我们目前更可行的是从株形改良角度来思考和着手,核心要考虑不同类型株形在密植条件下受光态势更好,同时把各不同农艺性状的遗传调控机理进行深入研究,同时借鉴栽培生理研究的结果来分析农艺性状品种间差异。具体可操作性的层面,本人也正在观察、试验和逐渐总结,待有一定结果后再向大家汇报。