人工去叶对全季与双季大豆产量的差异化影响机制研究

本研究针对美国东南部双季大豆因生育期缩短导致的产量脆弱性问题，通过模拟R5期(籽粒灌浆期)不同梯度人工去叶(0-100%)，系统比较了全季与双季种植系统的产量响应。结果表明两种系统对去叶的敏感性无显著差异，但全季大豆产量始终高于双季系统，为优化大豆害虫防治阈值提供了新依据。

　　

在美国东南部农业实践中，双季大豆(Double-cropped soybean)在小麦收获后的6-7月播种，相比4-5月播种的全季大豆(Full-season soybean)，其产量往往因生育期缩短而降低。这种差异引发了一个关键科学问题：当遭遇叶片损失时，本就光合组织不足的双季系统是否会表现出更严重的产量脆弱性？尤其在大豆R5期(籽粒灌浆期)，这个对叶片损伤最敏感的生殖生长阶段，两种种植系统的抗逆机制是否存在本质差异？来自美国北卡罗来纳州立大学(North Carolina State University)的研究团队通过精心设计的田间试验，在《The Crop Journal》发表的研究给出了令人意外的答案。

研究人员采用双因素试验设计，在2023-2024年连续两年种植相同品种AG56XF2，分别模拟全季(4-5月播种)和双季(7月播种)系统。通过人工去除叶片实现0%、16.7%、33.3%、66.6%和100%五个去叶梯度，重点监测了产量、产量构成要素(单株荚数、每荚粒数、百粒重)及冠层覆盖率等指标。

Results for field season 2023
数据显示全季系统在0-66.6%去叶水平下产量显著高于双季系统，但两种系统对去叶的响应模式相似。值得注意的是，仅在100%去叶时才会显著影响产量构成要素，表明大豆对叶片损失具有较强补偿能力。

Results for field season 2024
重复验证了全季系统产量优势，但再次确认两种系统的产量损失梯度无显著差异。种子重量在全季系统中始终更高，这可能是决定产量差异的关键因素。冠层覆盖分析显示，双季系统本就较低的叶面积指数可能限制了其光合补偿潜力。

Discussion
这项研究颠覆了"双季大豆对去叶更敏感"的传统认知。尽管双季系统因生育期压缩导致生物量积累不足，但其单位叶面积的光合效率可能更高，从而抵消了叶面积减少的负面影响。研究还指出，当前美国南部普遍采用的15%去叶阈值可能过于保守，尤其在R5阶段，更高程度的叶片损失仍可通过生理补偿维持产量。

该成果为优化大豆害虫管理策略提供了重要依据：首先，种植系统选择比防御性施药对产量保障更关键；其次，针对大豆潜叶蛾(soybean looper)等迁飞性害虫，应根据生育阶段而非固定阈值制定防治方案；最后，培育高百粒重品种可能是弥补双季系统产量差距的有效途径。这项研究不仅完善了作物抗逆理论，也为气候变化背景下多熟制种植体系的可持续发展提供了实践指导。