大豆是重要的粮油作物之一，不仅是动物饲料的蛋白添加物，也是植物性蛋白的主要来源之一，对保障粮油安全具有重要意义[1-2]。近年来，大豆食用消费结构不断升级，饲料消费和工业消费持续增加，带动了大豆需求量持续增长[3]。王辽卫[4]提出大豆生产发展建议，即以提单产为突破、增面积为补充，有序增加大豆种植面积。为解决大豆需求量持续增长等问题，相关学者对大豆与其他作物的间作套种展开了一系列研究。杨文钰等[5]研究指出，套作大豆生产模式有利于提高土地生产率与光、肥利用率，为大豆生产带来了新的发展机遇与空间。南璐等[6-7]进行了商洛市大豆玉米套作种植中的大豆品种筛选试验，发现秦豆2014的耐阴性、抗倒性较强，综合农艺性状表现较好；同时从地块选择、种子处理、田间管理和病虫害防治等方面介绍了适合研究区的玉米—大豆间作套种栽培技术要点。在有限的耕地上提高单位面积土地产出率是当前研究重点之一，本试验在研究马铃薯套种玉米和玉米间套作大豆模式的基础上，创新性开展薯玉豆复合种植技术研究，以筛选抗倒性较强，综合农艺性状表现优良的高产大豆品种，实现“马铃薯、玉米不减产，增收一季大豆”的目标，为浅山丘陵区推广薯玉豆复合种植模式提供参考。
1 材料与方法
1.1 试验地基本情况
试验在陕西省商洛市农业科学研究所张村综合试验站进行，该试验站位于陕西省商洛市商州区沙河子镇张村村，属于浅山丘陵区，海拔664 m，属暖温带半湿润季风型气候，年平均降水量735.5 mm，年平均气温12.8 ℃，年平均日照时数2 100 h，无霜期210 d。地势平坦、土层深厚，土壤为黄壤土，地力均匀一致、肥力中等、排灌方便且周围无障碍物遮阴。试验地土壤有机质含量22.5 g/kg、全氮含量1.46 g/kg、碱解氮含量130.1 mg/kg、有效磷含量25.1 mg/kg、速效钾含量108.01 mg/kg。前茬作物为净作玉米或大豆，冬季深耕1次，耕层30 cm左右，结合深耕将玉米或大豆秸秆还田，播种前旋耙2次整平。马铃薯、玉米和大豆分别在播种前施肥。3种作物整个生育期适时滴灌、控旺和防虫。
1.2 参试品种
试验选择秦豆2018、齐黄34、陕垦豆4号、中黄13、陕豆125、延豆15、延豆11号、宝豆12号和宝豆312共9个大豆品种进行筛选，对照品种为中黄13。所有品种均购自当地农资市场。品种外观特征详见表1。
表1 参试大豆品种外观特征 |
| 序号 | 品种名称 | 种子外观特性 |
|---|---|---|
| 1 | 秦豆2018 | 籽粒椭圆形，种皮黄色，褐脐 |
| 2 | 齐黄34 | 籽粒椭圆形，种皮黄色、微光，种脐黑色 |
| 3 | 陕垦豆4号 | 籽粒近圆形，种皮黄色，浅褐脐 |
| 4 | 中黄13（CK） | 籽粒椭圆形，粒色为黄色，褐脐 |
| 5 | 陕豆125 | 籽粒为浅黄色近圆形，有光泽，脐色淡褐 |
| 6 | 延豆15 | 籽粒黑色，黑脐，有光泽 |
| 7 | 延豆11号 | 籽粒为浅黄色，近圆形，脐色浅褐色 |
| 8 | 宝豆12号 | 籽粒为黄色，椭圆形，脐色褐色 |
| 9 | 宝豆312 | 籽粒为黄色，近圆形，脐色深褐色 |
1.3 试验设计
试验设计1.67和2.00 m 2种带型，采用随机区组设计，3次重复。2种带型的小区行长均为5 m，其中1.67 m带型的小区面积8.35 m2，马铃薯行距40 cm，株距33 cm，折合密度36 300株/hm2；玉米行距30 cm，株距30 cm，折合密度39 930株/hm2；大豆行距30 cm，株距26 cm，折合密度（2粒/穴）92 160株/hm2；马铃薯、玉米间距48.5 cm；玉米、大豆间距53.5 cm。2.00 m带型小区面积10.00 m2，马铃薯行距40 cm，株距27 cm，折合密度37 050株/hm2；玉米行距40 cm，株距24 cm，折合密度41 685株/hm2；大豆行距40 cm，株距20 cm，折合密度（2粒/穴）100 050株/hm2；马铃薯、玉米间距60 cm；玉米、大豆间距60 cm。2种带型的马铃薯、玉米品种相同，均为中薯5号和ND367，大豆品种分别选择表1中的品种。试验地周围设2.0 m保护行，种植与带内轮作作物相同的马铃薯、大豆等矮杆作物。
1.4 试验管理
冬前深翻25～30 cm，冻垡；播种前，旋耕2次整平，马铃薯用小型手动起垄机起垄，垄高15 cm；结合播种一次性穴施750 kg/hm2硫酸钾复合肥（N:P2O5:K2O为14:16:15）。玉米、大豆播种前，用小型手动旋耕机旋耕2次，精细整平后播种。玉米于5月10日适墒播种，大豆于6月23日播种，均利用人工点播器播种，确保深浅一致；结合播种，玉米穴施225 kg/hm2磷酸二铵（N:P2O5为18:46）、大豆穴施375 kg/hm2大豆专用肥（N:P2O5:K2O为12:16:8）。播种后铺设滴灌带，适时浇水，以达到一播全苗。玉米于5月28日间苗，定苗后追施330 kg/hm2尿素作苗肥，6～8叶期喷施胺鲜乙烯利控旺，6月25日追施375 kg/hm2尿素作孕穗肥；大豆于7月26日定苗，于开花初期、结荚初期叶面喷施钼酸铵、磷酸二氢钾等，8月10日叶面喷施多效唑等控旺。
马铃薯于5月16日喷施72%克露可湿性粉剂600倍稀释液防晚疫病；玉米于6月20日、6月27日叶面雾喷高效氯氰菊酯防虫；大豆分别于7月26日、8月10日叶面雾喷甲维虫螨腈+高效氯氰菊酯+多菌灵药液，以防虫杀菌。
马铃薯于6月20日收获，玉米于9月14日收获，大豆于10月22日收获。
1.5 测定指标与方法
大豆生育期为播种至成熟期所用天数。生长期间调查记录各品种大豆倒伏性、生育习性、株型、结荚习性和裂荚性等生物性状。成熟后，各小区随机选取10株大豆进行考种，调查其株高、结荚高度、分枝数、主茎节数、虫蚀率、紫斑率和褐斑率等农艺性状；百粒重、单株有效结荚数等产量性状。各处理小区单独收获、晒干后脱粒测产。
1.6 数据分析
采用Excel 2013和SPSS 25.0软件进行数据统计分析。
2 结果与分析
2.1 不同带型复合种植模式对生育期的影响
由表2可知，1.67 m带型种植模式下，以宝豆12号生育期最长，为116 d，生育期最短的是中黄13（CK）和陕豆125，均为109 d；2.00 m带型种植模式下，以陕垦豆4号生育期最长，为116 d，中黄13（CK）和陕豆125生育期最短，均为108 d。结果表明，在复合种植模式下，不同带型对不同大豆品种的成熟期、生育期影响不明显。
表2 不同带型复合种植模式对不同大豆品种生育期的影响 |
| 大豆品种 | 播种期（月-日） | 成熟期（月-日） | 生育期/d | ||
|---|---|---|---|---|---|
| 1.67 m | 2.00 m | 1.67 m | 2.00 m | ||
| 秦豆2018 | 06-23 | 10-15 | 10-15 | 114 | 114 |
| 齐黄34 | 06-23 | 10-12 | 10-11 | 111 | 110 |
| 陕垦豆4号 | 06-23 | 10-16 | 10-17 | 115 | 116 |
| 中黄13（CK） | 06-23 | 10-10 | 10-09 | 109 | 108 |
| 陕豆125 | 06-23 | 10-10 | 10-09 | 109 | 108 |
| 延豆15 | 06-23 | 10-14 | 10-14 | 113 | 113 |
| 延豆11号 | 06-23 | 10-15 | 10-14 | 114 | 113 |
| 宝豆12号 | 06-23 | 10-17 | 10-15 | 116 | 114 |
| 宝豆312 | 06-23 | 10-13 | 10-13 | 112 | 112 |
2.2 不同带型复合种植模式对生物性状的影响
不同复合种植模式对不同大豆品种的生育习性产生一定影响。各参试大豆品种中，陕垦豆4号、陕豆125、延豆15和延豆11号4个品种植株在1.67 m带型下的生育习性为半直立，茎秆上部略呈现波状弯曲，当带型增加至2.00 m时，其生育习性由半直立转为直立，其他品种在2种带型种植模式下均呈直立。各大豆品种的株型、结荚习性和裂荚性不随着带型变化而变化。2种带型种植模式下，以中黄13（CK）抗倒伏能力较强，其他大豆品种均有不同程度的倒伏，其中齐黄34、中黄13（CK）、延豆15和宝豆312随着带幅加宽，倒伏级别各降一级（表3）。结果表明，带幅宽度对大豆植株生育习性及抗倒伏能力有一定影响，随着带幅宽度增加，部分品种由半直立转为直立，倒伏级别降低。
表3 不同带型复合种植模式对不同大豆品种生物性状的影响 |
| 大豆品种 | 生育习性 | 株型 | 结荚习性 | 裂荚性 | 倒伏级别 | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1.67 m | 2.00 m | 1.67 m | 2.00 m | 1.67 m | 2.00 m | 1.67 m | 2.00 m | 1.67 m | 2.00 m | |
| 秦豆2018 | 直立 | 直立 | 收敛 | 亚有限 | 不裂荚 | 1 | 1 | |||
| 齐黄34 | 直立 | 直立 | 收敛 | 有限 | 不裂荚 | 2 | 1 | |||
| 陕垦豆4号 | 半直立 | 直立 | 收敛 | 亚有限 | 不裂荚 | 2 | 2 | |||
| 中黄13（CK） | 直立 | 直立 | 收敛 | 有限 | 不裂荚 | 1 | 0 | |||
| 陕豆125 | 半直立 | 直立 | 收敛 | 有限 | 不裂荚 | 1 | 1 | |||
| 延豆15 | 半直立 | 直立 | 收敛 | 亚有限 | 不裂荚 | 3 | 2 | |||
| 延豆11号 | 半直立 | 直立 | 收敛 | 有限 | 不裂荚 | 2 | 2 | |||
| 宝豆12号 | 直立 | 直立 | 收敛 | 有限 | 不裂荚 | 2 | 2 | |||
| 宝豆312 | 直立 | 直立 | 收敛 | 亚有限 | 不裂荚 | 2 | 1 | |||
|
2.3 不同带型复合种植模式对农艺性状的影响
由表4可知，1.67 m带型复合种植模式下，各大豆品种株高在56.4～82.6 cm，其中宝豆12号株高最高（82.6 cm），延豆15株高最低（56.4 cm），差异具有统计学意义（P<0.05）；各大豆品种结荚高度在12.4～23.5 cm，其中齐黄34最高（23.5 cm），与其他参试品种的结荚高度差异具有统计学意义（P<0.05）；各大豆品种单株分枝数在0.39～3.80个，其中秦豆2018和中黄13最多（3.80个），2个品种与其他品种单株分枝数差异具有统计学意义（P<0.05），其余品种间差异无统计学意义（P>0.05）；主茎节数以宝豆312最多（11.3个），陕垦豆4号最少（5.9个）。各大豆品种虫蚀率在5.6%～12.2%，以秦豆2018虫蚀率较高（12.2%），与延豆11号差异无统计学意义（P>0.05），2个品种与其余品种的虫蚀率差异具有统计学意义（P<0.05）；各大豆品种紫斑率在0.7%～2.0%，处理间差异无统计学意义（P>0.05）；各大豆品种褐斑率在9.7%～21.1%。综合来看，在1.67 m带型复合种植模式下，各大豆品种的农艺性状表现有所不同；病虫害对各品种有不同程度影响，如秦豆2018和延豆11号受虫害影响较大，生产上需注意防虫害。
表4 1.67 m带型复合种植模式对不同大豆品种农艺性状的影响 |
| 大豆品种 | 株高/㎝ | 结荚高度/㎝ | 单株分枝数/个 | 主茎节数/个 | 虫蚀率/% | 紫斑率/% | 褐斑率/% |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 秦豆2018 | 58.1 f | 14.7 cd | 3.80 a | 8.7 c | 12.2 a | 1.2 a | 10.1 f |
| 齐黄34 | 74.9 b | 23.5 a | 0.93 b | 8.7 c | 6.7 ef | 2.0 a | 9.9 f |
| 陕垦豆4号 | 58.0 f | 17.1 b | 1.08 b | 5.9 e | 5.6 f | 1.1 a | 12.5 de |
| 中黄13（CK） | 63.5 d | 12.4 f | 3.80 a | 6.4 de | 8.1 de | 0.7 a | 11.7 e |
| 陕豆125 | 62.1 e | 15.7 bc | 1.70 b | 8.4 c | 7.5 de | 1.6 a | 21.1 a |
| 延豆15 | 56.4 g | 15.1 cd | 1.58 b | 7.7 d | 8.1 de | 1.3 a | 9.7 f |
| 延豆11号 | 65.7 c | 14.2 d | 1.80 b | 10.7 ab | 11.1 ab | 0.8 a | 15.9 c |
| 宝豆12号 | 82.6 a | 15.1 cd | 0.39 b | 9.4 bc | 9.8 bc | 1.9 a | 13.4 d |
| 宝豆312 | 81.4 a | 15.8 bc | 1.09 b | 11.3 a | 8.9 cd | 1.7 a | 17.3 b |
|
如表5所示，2.00 m带型复合种植模式下，各大豆品种株高在55.2～80.9 cm，其中宝豆12号最高（80.9 cm），与其余品种间差异具有统计学意义（P<0.05）；秦豆2018最低（55.2 cm），与除延豆15外的其余品种间差异具有统计学意义（P<0.05）；结荚高度以齐黄34最高（22.7 cm），与其余品种间差异具有统计学意义（P<0.05）；单株分枝数以秦豆2018、中黄13（CK）较多，分别为3.8和4.0个，与其余品种差异具有统计学意义（P<0.05）；主茎节数以宝豆312最多（11.5个），延豆11号次之（10.8个），均与其余品种差异具有统计学意义（P<0.05）。各品种虫蚀率在6.5%～12.1%，以秦豆2018最高（12.1%），延豆11号次之（10.7%）；紫斑率在0.6%～2.9%，其中延豆15最高（2.9%）；褐斑率在8.6%～22.8%，其中陕豆125最高（22.8%）。综合来看，各大豆品种在不同带型复合种植模式下的株高、结荚高度和单株分枝数等主要农艺性状变化不明显；各品种均受到不同程度的虫害影响，且均有不同程度的紫斑和褐斑，生产上需注意防治病虫害，以增加大豆产量。
表5 2.00 m带型复合种植模式对不同大豆品种农艺性状的影响 |
| 大豆品种 | 株高/㎝ | 结荚高度/㎝ | 单株分枝数/个 | 主茎节数/个 | 虫蚀率/% | 紫斑率/% | 褐斑率/% |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 秦豆2018 | 55.2 g | 14.5 cd | 3.8 a | 8.8 bc | 12.1 a | 1.2 b | 10.1 1 de |
| 齐黄34 | 73.1 c | 22.7 a | 1.1 b | 9.0 bc | 6.5 f | 1.9 ab | 9.7 ef |
| 陕垦豆4号 | 57.1 f | 16.5 b | 1.1 b | 6.1 e | 7.1 ef | 1.7 ab | 11.2 d |
| 中黄13（CK） | 60.2 e | 11.6 f | 4.0 a | 6.6 de | 7.3 ef | 0.9 b | 10.0 def |
| 陕豆125 | 60.9 e | 14.8 c | 1.7 b | 8.4 bc | 7.9 de | 1.5 ab | 22.8 a |
| 延豆15 | 55.6 g | 13.9 cd | 1.6 b | 7.7 cd | 7.4 ef | 2.9 a | 8.6 f |
| 延豆11号 | 63.2 d | 12.4 e | 1.8 b | 10.8 a | 10.7 b | 0.6 b | 13.8 c |
| 宝豆12号 | 80.9 a | 14.4 cd | 0.4 b | 9.4 b | 9.5 bc | 1.7 ab | 12.6 c |
| 宝豆312 | 79.4 b | 13.1 de | 1.1 b | 11.5 a | 9.1 cd | 1.9 ab | 16.8 b |
2.4 不同带型复合种植模式对产量性状的影响
由表6可知，在1.67 m带型复合种植模式下，各大豆品种百粒重在22.3～28.0 g，其中宝豆312的百粒重最高（28.0 g）；单株有效荚数在20.0～27.5个，以陕垦豆4号的单株有效荚数最多（27.5个）；单株有效粒数在19.35～37.01粒，以秦豆2018的单株有效粒数最多（37.01粒）。各大豆品种产量在503.25～886.67 kg/hm2，其中齐黄34产量最高（886.67 kg/hm2），延豆11号产量最低（503.25 kg/hm2），各品种间差异具有统计学意义（P<0.05）。结果表明，齐黄34在薯玉豆1.67 m带型复合种植模式下的产量较高。
表6 1.67 m带型复合种植模式对不同大豆品种产量性状的影响 |
| 大豆品种 | 百粒重/g | 单株有效荚数/个 | 单株有效粒数/粒 | 小区产量/kg | 产量/（kg/hm2） |
|---|---|---|---|---|---|
| 秦豆2018 | 25.7 abc | 24.1 bc | 37.01 a | 0.71 | 850.72 b |
| 齐黄34 | 27.5 ab | 25.3 ab | 33.28 b | 0.74 | 886.67 a |
| 陕垦豆4号 | 23.0 cd | 27.5 a | 29.34 c | 0.57 | 682.00 c |
| 中黄13（CK） | 25.1 bcd | 23.7 bc | 24.35 de | 0.49 | 587.20 f |
| 陕豆125 | 22.3 d | 24.4 bc | 22.19 e | 0.52 | 623.07 e |
| 延豆15 | 25.4 cd | 23.2 cd | 19.35 f | 0.45 | 539.19 h |
| 延豆11号 | 23.6 cd | 25.4 ab | 30.18 c | 0.42 | 503.25 i |
| 宝豆12号 | 24.6 cd | 24.3 bc | 24.98 d | 0.55 | 659.00 d |
| 宝豆312 | 28.0 a | 20.0 d | 28.72 c | 0.47 | 563.15 g |
在2.00 m带型复合种植模式下，各大豆品种百粒重在22.4～28.4 g，以宝豆312的百粒重最高（28.4 g）；单株有效荚数和单株有效粒数均以齐黄34最高，分别为30.0个和45.31粒。各品种产量由高到低依次为齐黄34>秦豆2018>宝豆312号>陕垦豆4号>中黄13（CK）>陕豆125>宝豆12号>延豆11号>延豆15（表7）。结果表明，在2.00 m带型复合种植模式下，齐黄34可获得较高产量，是薯玉豆复合种植中理想的大豆品种。
表7 2.00 m带型复合种植模式对不同大豆品种产量性状的影响 |
| 大豆品种 | 百粒重/g | 单株有效荚数/个 | 单株有效粒数/粒 | 小区产量/㎏ | 产量/（kg/hm2） |
|---|---|---|---|---|---|
| 秦豆2018 | 25.8 abc | 24.4 cd | 43.23 a | 1.13 | 1 130.56 b |
| 齐黄34 | 27.6 ab | 30.0 a | 45.31 a | 1.15 | 1 150.57 a |
| 陕垦豆4号 | 23.2 cd | 27.8 ab | 38.34 b | 1.11 | 1 110.56 d |
| 中黄13（CK） | 25.0 bcd | 27.8 ab | 29.45 d | 1.10 | 1 100.55 e |
| 陕豆125 | 22.4 d | 28.0 ab | 27.31 d | 1.09 | 1 090.55 f |
| 延豆15 | 25.7 bcd | 24.0 d | 22.08 e | 1.05 | 1 050.53 i |
| 延豆11号 | 23.5 cd | 26.2 bc | 32.09 c | 1.06 | 1 060.53 h |
| 宝豆12号 | 24.7 cd | 27.6 ab | 28.43 d | 1.07 | 1 070.54 g |
| 宝豆312 | 28.4 a | 23.8 cd | 33.46 c | 1.12 | 1 120.56 c |
3 结论与讨论
薯玉豆复合种植模式是适宜陕南浅山丘陵区的一种行之有效的种植模式，是提高单位面积土地产出率的有效途径之一，实现了“马铃薯、玉米不减产，增收一季大豆”的生产目标，对保障粮油安全具有重要意义[8-10]。本试验在马铃薯、玉米品种不变的复合种植模式下，对大豆品种进行筛选，结果表明，不同大豆品种受本身遗传特性控制，成熟期和生育期存在一定差异。在复合种植模式下，大豆倒伏级别随带幅宽度增加有所降低。在不同带型复合种植模式下，大豆株高、结荚高度、分枝数和主茎节数等农艺性状均存在一定差异性；在保证马铃薯、玉米不减产情况下，大豆单株有效结荚数、单株有效粒数随复合种植带幅宽度的增加而增加，产量也随之提高。由产量指标分析，在1.67和2.00 m带型复合种植模式下，齐黄34产量均高于对照中黄13；在2.00 m带型复合种植模式中，所有参试品种的产量均高于1.67 m带型复合种植模式，齐黄34产量依然最高，达到1 150.57 kg/hm2。表明2.00 m带型复合种植模式优于1.67 m带型复合种植模式，齐黄34是适宜浅山丘陵区薯玉豆复合种植的抗倒性较强，综合农艺性状表现优良的高产大豆品种，对提升油料作物产量具有重要作用。