原创《种植密度对机械化收获大豆底荚高度的影响》
本文是机械化类有关专升本毕业论文范文和大豆和机械化和荚高度类专升本论文范文。
摘 要：针对山西和黄淮海大豆主产区大批育成品种品系难以适应机械化收获的现状,研究影响机械化收获的瓶颈问题——底荚高度,为其适应机械化收获提供理论依据.采用聚类分析和相关分析的方法,通过种植密度调控,总结大豆底荚高度的变化规律,分析密度与底荚高度、相关产量性状的动态关系.结果表明：在欧氏距离OD等于8.23 处将18 份种质分为3 类：第一类为中等分枝类型；第二类为多分枝类型；第三类为寡分枝类型.不同分枝类型品种的底荚高度随着种植密度增加变化趋势不同.底荚高度适合机械化收获前提下,密度与产量的最佳结合点：中等分枝类型的密度为140000/hm2和270000/hm2；寡分枝类型密度为120000 株/hm2和270000/hm2；多分枝类型的密度为240000/hm2.密度调控底荚高度,增加收获产量,使其适应机械化收获可行.
关键词：大豆；种植密度；底荚高度；产量；最佳结合点
中图分类号：S565.1 文献标志码：A 论文编号：cjas17030049
0 引言
大豆的机械化生产是大豆种植产业发展的必然趋势,也是大豆提质增效综合机械化技术的关键一环.选择适宜的收获机械适时完成大豆收获作业是大豆丰产丰收的重要保障[1],目前比较理想的是纽荷兰CSX7080、约翰迪尔W210 和凯斯6088[2].国外农业发达国家,大豆大面积连片种植,机械化水平较高,实现了各个生产环节机械化作业,如播种、整地、施肥、锄草、收获,已经开始向大型智能化方向发展.他们开始通过卫星定位系统来确定整地的地块和深度,播种、施肥、喷洒灭草剂量的大小,收获的时间等.因此,他们在大豆生产方面已基本实现了现代化种植.
中国华北、东北机械化收获程度相对较高,2010—2014 年,黑龙江、内蒙古、安徽、河南、吉林和江苏6省大豆总产量占全国大豆总产量的82.5%[3].山西省机械化水平正在提高,尤其收获机械化.大豆机械化收获对推动科研成果转化很有帮助,其关键技术瓶颈就是底荚高度[4],及相对合理的收获产量,而种植密度是影响底荚高度的因素之一.大豆育种应使其株型更加符合生产需求,能够更好的改善品质和提升产量[5-6].育种家们对产量与农艺性状、密度的关系进行了很多研究：梁慧珍等[7]研究检测到小区产量、茎粗、有效分枝、主茎节数、株高、结荚高度6个性状有加性效应的QTL,呈现很大集中性且极显著正相关；温学发等[8]认为不论哪种结荚习性的大豆,单株荚数是决定产量的关键.王秋玲等[9]认为夏大豆影响产量的主要农艺性状有主茎节数、百粒重、单株荚数、株高和单株粒数；苏黎等[10]认为有限结荚习性、亚有限结荚习性和无限结荚习性大豆三者单株产量都与主茎荚数关系密切.杜志强等[11]、温学发等[12]认为影响单株产量的主要是单株粒数、主茎分枝数和单株有效荚数；申忠宝等[13]认为应该考虑豆荚长度、豆荚宽度、1-4 粒荚等对性状单株产量的影响.吴雨珊等[14]认为套作大豆与产量极显著正相关的因素有：主茎节数、有效分枝数、单株荚数、每荚粒数、分枝粒重、分枝粒重占比、营养生长期和生育期；谭春燕等[15]认为影响间作大豆产量的主要是株高.大豆的产量是群体水平产量和个体水平产量相互作用的结果,合理的大豆群体结构是决定大豆产量的主要因素,过低密度有利于个体的生长发育,但是不利于大豆群体产量的形成[16- 17].
刘玉平等[18]认为,密度是影响大豆产量的主要因素之一.适合密度是保证合理群体结构的基础,当单株和群体结构达到最佳平衡点时容易获得高产.张艳等[19]认为密度过大或过小都不能获得高产.杜长玉等[20]和焦浩等[21]分别对‘安97-2608’、‘濉科998’研究后,认为株高随种植密度的加大而增加,主茎节数、有效分枝、单株结实荚数、单株粒数和粒重则随密度增加呈逐渐降低趋势.
一直以来,育种家为了提升大豆的产量,选育品种的底荚高度一直在降低,从而增加结荚量,实现产量的突破.但随着机械化程度的提高,选育的品种还要注意适应机械化收获,并能获得较高的收获产量.机械化收获对大豆品种有最基本的要求：抗倒伏和适合的底荚高度.没有把机械化收获对品种的要求考虑进去,导致选育的品种在生产实践中不能适应机械化收获,阻碍育成品种大面积推广应用.为了解决当前大豆育种生产中机械化收获的实际问题,开展机械化收获技术瓶颈—底荚高度的研究工作.针对山西和黄淮海大豆主产区大批育成品种品系在生产实践中难以适应机械化收获的实际问题,笔者希望通过密度调控底荚高度,研究大豆底荚高度的变化规律,分析密度与相关产量性状存在的关系,寻找适合底荚高度和理想产量值的最佳密度结合点,以解当前大豆育种的燃眉之急,为育成的大豆品种适合机械化收获得以大面积推广利用提供理论依据.
1 材料和方法
1.1 供试材料
2014—2016 年在山西省农科院经济作物研究所中晚熟区组选取了18 份高代大豆新品系进行密度试验,试材的分枝类型有：寡分枝类型、中等分枝类型和多分枝类型.
供试材料设置6个密度：120000株/hm2,150000株/hm2,180000 株/hm2,210000 株/hm2,240000 株/hm2,270000株/hm2.试验以120000 株/hm2为对照点,考察底荚高度和产量随密度变化的情况.每份种植3 行,成熟期测定中间行区的20 株进行考种,测量其底荚高度及称量相应产量,探索其底荚高度变化规律及相应产量值.考种项目有：株高、茎粗、分枝数、主茎节数、底荚高度、荚粒重、百粒重、茎杆重、一粒荚数、二粒荚数、三粒荚数、四粒荚数、总粒数、总荚数和株行粒重.
1.2 试验方法
首先用DPS 聚类软件对18 份大豆种质进行聚类分析,按照聚类结果和田间实际情况,对其进行分类.对不同类型的供试材料（见表1）进行分析,考察不同密度下与产量相关的主要农艺性状的变化趋势,寻求产量与密度的最佳结合点.
2 结果与分析
2.1 聚类分析
用DPS软件对18 份参试大豆种质进行聚类,在欧氏距离OD等于8.23 处将其分为3 类（见图1）：多分枝类型,中等分枝类型和寡分枝类型.第一类为中等分枝类型,种质编号：1、7、8、10、11、12、13、14、15、16、17、18；第二类为多分枝类型,种质编号：2、4、5、6；第三类为寡分枝多四粒荚类型,编号：3,9.
2.2 密度对不同分枝类型大豆新品系农艺性状的影响
2.2.1 寡分枝类型大豆新品系,相关产量和农艺性状的变化趋势底荚高度随密度的增加呈升高趋势（见图2）,6个密度指标下都超过17 cm,适合机械化收获,但要评估哪个密度指标下收获产量最高；产量则随密度增加呈先降后升的趋势（见图3）,在12万、27万株/hm2两个密度点处呈现双高峰值,12万株/hm2密度点处达到最大值1.430 kg；株高随密度增加呈升-降-升的趋势（见图4）,在15万、21 万株/hm2呈现2 个峰值,21 万株/hm2密度点处达到最高值134 cm；茎粗随密度增加呈下降趋势（见图5）,27 万株/hm2密度点处达到最低值0.77 mm；主茎节数随密度增加呈先升后降趋势（见图6）,在15万株/hm2密度点处达到最高值25.67 个；分枝数随密度增加总体呈下降趋势（见图7）,相互间差异不明显.
2.2.2 中等分枝类型大豆新品系,相关产量和农艺性状的变化趋势底荚高度随密度增加总体呈升高趋势（见图2）,在27 万株/hm2处底荚高度达到最大值；产量则随密度增加呈先降后升的趋势（见图3）,在12万、27万株/hm2两个密度点处呈现双高峰值,12 万、14 万株/hm2密度点处其分枝数分别为4.6 和3.3,单株产量较高,其产量分别为1.628、1.63 kg；27 万株/hm2密度点处其分枝数降为1.83,接近于单杆,群体密度增大,其产量达到最大值1.659 kg；株高随密度增加呈上升趋势（见图4）,27 万株/hm2密度点处达到最高值117.5 cm,相互间差异不显著；茎粗随密度增加呈下降趋势（见图5）,27 万株/hm2密度点处达到最低值0.85 mm；主茎节数随密度增加呈先升后降趋势（见图6）,在15 万株/hm2密度点处达到最高值22.67 个,差异微弱；分枝数随密度增加总体呈下降趋势（见图7）,在24 万株/hm2密度点处达到最低值1.5个.
2.2.3 多分枝类型大豆新品系,随密度增加其相关农艺性状的变化趋势多分枝类型材料随密度增加,相关农艺性状的变化趋势：底荚高度随密度的增加呈上升趋势（见图2）,由12.67 cm 上升到25 cm,底荚高度在21万、24 万株/hm2处达到18.33、18.50 cm；产量则随密度增加呈升-降-升的趋势（见图3）,在15 万、24 万株/hm2两个密度点处呈现双高峰值,15 万株/hm2密度点处达到最大值1.634 kg；株高随密度增加呈升-降的趋势（见图4）,在18 万株/hm2密度点处达到最高值119.83 cm；茎粗随密度增加呈下降趋势（见图5）,27 万株/hm2密度点处达到最低值0.84 mm；主茎节数随密度增加呈降低趋势（见图6）,在27 万株/hm2密度点处达到最低值24.5 个；分枝数随密度增加呈下降趋势（见图7）,在24 万株/hm2处密度点处达到最低值1.83 个,相互间差异明显.
2.3 影响机械化收获产量相关农艺性状因子间相关分析
单株重量即植株的生物产量与茎粗、分枝数、二粒荚、三粒荚、荚粒重、茎杆重呈高度正相关,与四粒荚数呈显著正相关；株高与所述性状相关关系不明显；底荚高度与一粒荚数和二粒荚数高度负相关,与分枝数、三粒荚数和荚粒重显著负相关；茎粗和分枝数、二粒荚数、三粒荚数、荚粒重和茎杆重高度正相关；主茎节数只与瘪荚数呈高度正相关；分枝数与一粒荚数、二粒荚数、荚粒重和茎杆重高度正相关；荚粒性状与荚粒重和茎杆重高度正相关；荚粒重与茎杆重高度正相关（表2）.产量与所述性状没有直接的线性相关,性状间互作作用比较复杂.底荚高度影响荚粒重,所以对产量有影响,适合的底荚高度可以增加机械收获产量.
3 结论
通过种植密度来调控大豆底荚高度是可行的,尤其多分枝、底荚高度偏低类型,可使其达到理想的底荚高度值,适应机械化收获.这与刘卫国等[22]试验结论底荚高度随着密度增大而增大,分枝数却随着密度增大而减少相一致.
不同分枝类型的大豆底荚高度随种植密度增加呈增长趋势,但相对应的产量性状值的变化却不是单一上升或下降,而是呈现两个峰值.寡分枝类型大豆新品系,产量则随密度增加呈先降后升的趋势,在12 万、27 万株/hm2两个密度点处呈现双高峰值,12 万株/hm2密度点处达到最大值1.430 kg；中等分枝类型大豆新品系,产量则随密度增加呈先降后升的趋势,在12 万、27 万株/hm2两个密度点处呈现双高峰值,这与李红杰等[2‘3] 鲁黄1号’在淮北地区最佳密度为25万株/hm2左右和张小燕等[24]在山东片区推广过程中得出的13.5万~18万株/hm2结论相符合,而且是两者结论的综合；多分枝类型大豆新品系,产量则随密度增加呈升-降-升的趋势,在15 万、24 万株/hm2两个密度点处呈现双高峰值,15万株/hm2密度点处达到最大值1.634 kg.
根据其底荚高度和产量相结合,综合评价分析底荚高度与产量最佳密度结合点：中等分枝类型为15 万株/hm2和27 万株/hm2,寡分枝类型12 万株/hm2和27 万株/hm2,多分枝类型为24万株/hm2.
底荚高度与荚粒重显著负相关(r等于-0.7643*),适合的底荚高度对机械收获产量很重要,这与谭娟[25]等的观点一致,她们认为种植密度和栽培方式对对大豆单株粒数、单株荚数和单株粒重影响显著,且种植密度的影响大于栽培方式；茎粗和分枝数(r等于-0.92894**)、二粒荚数(r等于- 0.87025**)、三粒荚数(r等于- 0.85693**)、荚粒重(r等于-0.92806**)和茎杆重(r等于-0.93777**)高度正相关,高抗倒伏是保证机械收获产量的前提；产量需要多个性状相互作用协调,关系比较复杂,与所述单个因子间线性相关不明显.
4 讨论
3 年试验发现,寡分枝类型的品种品系的底荚高度一般会比中等分枝和多分枝的高,大多符合机械化收获,但其产量指标和抗倒伏性是需要关注的,这为大豆育种提出了新思路：如何培育高产、高抗倒伏的单杆类型大豆品种,以期适应机械化程度越来越高大豆机械化收获现状.试验的不足之处在于2016 年特殊的气候条件,苗期和开花期雨水较多,结荚后期、鼓粒期干旱,导致部分材料底荚高度偏高,尽管试验数据取了2 年的平均值,但底荚高度依然超过17 cm,可以研究其变化规律作为辅助参考,其变化有规律可循.
寡分枝类型参试新品系为多四粒荚材料,产量之所以能在12 万、27 万株/hm2处达到2 个峰值,在12 万株/hm2可以达到产量最佳与它是多四粒荚品种有关,在低密度时四粒荚数量较多,粒重是高密度时的2 倍；高密度时,仅管底荚高度提升,但密度指标上升幅度较大,群体总粒重上升.中等分枝类型材料产量有两个高峰值与其平均株高只有111.76 cm和紧凑株型有关.
特殊的气候条件下,多分枝类型新品系符合试验预期要求,其底荚高度由12.36 cm增加到25.62 cm,呈现规律性变化,可以验证随密度变化调节底荚高度到17 cm左右适合机械化收获时的产量情况.当底荚高度增加到18.0 cm 和密度为24 万株/hm2时,产量达到第二个高峰值1.626 kg,是新品系中底荚高度和理想产量值的最佳密度结合点.这一结论为底荚高度低,产量较好的多分枝品系或品种,针对性的调整密度,使其适合机械化收获,提供理论依据.
通过密度调整后,大豆品种的茎粗不管哪种分枝类型都成呈降低趋势,要适应机械化收获必须关注品种的高抗倒伏性,保证密度调控后品种依然高抗倒伏,机械化收获产量才能保证.
与产量相关的因子,随密度变化与总粒重的变化趋势一致,因此不做重复分析.
筛选出适合机械化收获的品种及配套的密度指标,要小面积示范,实际用机械收获,检验其收获产量的高低和在生产实践中的可推广性,推动科研成果转化,真正服务三农.
机械化论文参考资料：
综上而言：此文是关于机械化方面的大学硕士和本科毕业论文以及大豆和机械化和荚高度相关机械化论文开题报告范文和职称论文写作参考文献资料。
