源库协调与结荚优化协同调控：黄淮海平原大豆种植密度对产量提升的田间研究

为解决黄淮海平原大豆单产低、进口依赖度高的问题，研究人员通过两年田间试验探究了6种种植密度（13.5万-36万株/ha）对大豆源（LAI、LIR）、库（种子数、百粒重）及结荚特性（每荚粒数、空间分布）的影响。结果表明，31.5万株/ha密度下群体相对生产力变异（PL-RPV）和产量达峰值，较区域常规密度（22.5万株/ha）提升22%-40%，且通过提高三粒荚比例（71.7%）、中位荚（45.9%）和主茎荚（74.3%）优化了结荚结构。该研究为区域大豆高产栽培提供了密度优化策略和生理机制解析，发表于《Journal of Agriculture and Food Research》。

　　

中国作为全球最大的大豆消费国，近年来进口量突破9000万吨/年，而黄淮海平原作为主产区，单产仅为全球平均水平的63.3%。极端气候导致的花荚脱落率高、个体生产力低下是限制产量的关键瓶颈。当前区域常规种植密度（22.5万株/ha）显著低于美国（45万株/ha）和巴西（60万株/ha），但盲目增加密度可能导致经济效益下降。为此，安徽省农业科学院作物研究所等团队通过两年田间试验，系统解析了种植密度对大豆源库关系及结荚特性的调控机制，相关成果发表于《Journal of Agriculture and Food Research》。

研究采用完全随机区组设计，设置13.5万、18万、22.5万、27万、31.5万和36万株/ha六个密度梯度，测定植株形态、叶面积指数（LAI）、光截获率（LIR）、净光合速率（Pn）、产量构成及结荚空间分布等指标，结合经济分析评估最优密度。

【3.1 产量、地上部生物量与收获指数】
密度增加使产量呈开口向下抛物线趋势，拟合方程显示最佳产量密度为29.85万株/ha，实际数据中31.5万株/ha处理产量最高，较最低密度（13.5万株/ha）提升56.9%。地上部生物量在31.5万株/ha达峰值，而收获指数在36万株/ha最低。

【3.2 植株数量与特征】
实际株数较理论值低4.9%-12.4%。密度增加导致分枝数和茎粗递减，株高递增，表明资源竞争促使生物量向垂直生长分配。

【3.3 产量构成】
单株荚数随密度增加线性下降，而单位面积粒数在31.5万株/ha最高（2139粒/m²
）。百粒重在31.5万株/ha后显著降低，反映高密度下同化物向营养器官转移。

【3.4 叶面积指数、光截获率与净光合速率】
LAI和LIR随密度增加持续上升，但LAI增速加快（每增4.5万株/ha提升0.20-0.25单位），LIR增速减缓（增幅3.91%-2.20%）。Pn在58天和72天测定时均随密度增加下降，显示群体透光性恶化。

【3.5 结荚特性】
三粒荚占比在27万株/ha最高（71.7%），主茎荚比例随密度增至74.3%。中位节荚比例在27万-31.5万株/ha最优（45.9%-49.5%），高位节荚在36万株/ha显著增加（28.0%），反映高密度下光竞争导致结荚部位上移。

【3.6 经济分析】
31.5万株/ha净收益最高（568美元/ha），较常规密度提升22.5%，主要得益于产量增加抵消了种子和劳动力成本上升。

【3.7 相对生产力变异】
个体水平RPV（IL-RPV）随密度加速下降（每增1万株/ha降2.1%），群体水平RPV（PL-RPV）在31.5万株/ha达峰值，显示该密度下群体补偿效应最强。

【4.3 源库与结荚特性对产量的密度依赖性影响】
研究首次揭示密度阈值效应：低于31.5万株/ha时，LAI和LIR增加驱动产量提升（源限制）；超过该阈值后，同化物向茎叶分配增加导致库容量下降（库限制）。27万-31.5万株/ha通过优化三粒荚比例（+16.2%）和中位节荚分布（+18.6%）实现高产，较区域标准密度增产22%-40%。

该研究为黄淮海平原大豆高产栽培提供了双重策略：短期可通过密度调控（27万-31.5万株/ha）实现增产；长期宜选育耐密品种，重点关注茎秆强度（抗倒伏）和库器官分配效率（高比例三粒荚）。成果对缓解中国大豆进口依赖、保障粮食安全具有重要实践意义。