大豆是重要的蛋白质和油脂来源，在全球对大豆的需求量不断增加的背景下，提高大豆单产水平是守护粮食安全的关键。密植是提高产量水平最直接有效的方式，但随着种植密度的提高，株间竞争加剧，单株产量降低，限制了密植大豆潜在产量增长。行距配置可以改变植株冠层间距离进而影响透光效果，采用合理的行距配置可改善密植作物群体光环境并优化作物的形态发育。目前，调整行距配置优化冠层间距对密植大豆植株光照环境、发育结构和光合生理的影响亟待探究，能够最大程度提高密植大豆产量的行距配置尚待明确。
近日，中国农业科学院作物科学研究所吴存祥研究员团队在The Crop Journal在线发表了题为“Optimizing canopy-spacing configuration increases soybean yield under high planting density”的研究论文，作者通过三年的大田实验，利用40–40 cm、20–40 cm和20–60 cm行距配置构建了大豆不同的冠层透光环境，分析了不同冠层光环境下大豆株型发育和光合生理特点及密植增产策略。
与40–40 cm行距配置和20–40 cm行距配置相比，20–60 cm行距配置下，密植大豆群体株高降低了2.6%–2.8%、重心下降3.8%–3.9%、分枝数增加（0.6枝/株、0.8枝/株）（图1），改善了株型发育中的争光现象，冠层透光率分别提高了13.1%和25.6%(图2)。植株冠层中下部光环境的改善，优化了大豆单株叶面积、比叶面积、叶面积发育速率、叶面积持续时间和光合生理指标（Fv/Fm、ETR、Pn）（图3和图4），群体光合速率显著提高了11.9%–34.2%，荚数提升13.4%（图5）。高密度种植条件下，与40–40 cm等行距种植相比，采用20–60 cm行距配置优化了大豆植株光环境，促进了大豆的源库转化，进一步提高了大豆产量（5.9%）。在实践中，20–60 cm行距配置可用于高密度大豆种植，以实现更可观的产量增益。
图1 大豆形态和结构的变化
图2 冠层间距配置优化了大豆生长的光照环境
图3 大豆叶片发育参数
图4 大豆叶绿素荧光特征参数
图5 大豆群体光合速率
图6 不同因子与作物产量间的相关性和通径分析
作者和基金项目
中国农业科学院作物科学研究所博士研究生李瑞东和徐彩龙副研究员为该文共同第一作者，宋雯雯博士和吴存祥研究员为共同通信作者。该研究得到科技创新2030-重大专项（2023ZD0403305）和国家自然科学基金项目（32101845）等资助。
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