正文 第二章:菜用大豆高產優質的生物學基礎(1 / 3)

(一)植物學特性

1.形態特征

在大田條件下,大豆種子在耕作層地溫穩定在8°以上,土壤田間持水量在70%~80%時開始發芽。胚根首先突破種皮向下生長,接著分化出根、莖、葉、花、莢、籽粒。

(1)根

菜用大豆根係由主根、側根和根毛3個部分組成。主根由胚根發育而成,在發芽後3~7天側根開始出現。

主根深可達180厘米,橫向擴展35~45厘米,但主要根係仍分布在0~20厘米的耕作層內。苗期根係生長比地上部分要快5~7倍,分枝到開花期根的生長最旺盛,從開花末期到豆莢伸長期根量達到最大。

根係分泌物誘使根瘤菌侵染根表皮細胞形成根瘤,一般在第1對真葉展開時就有根瘤形成,從初花開始,固氮能力逐漸增強,結莢鼓粒期是根瘤菌固氮最盛期。研究表明,大豆根瘤固氮與溫度有關,27°是最適於根瘤菌固氮的溫度,低於最適溫度5°時固氮量減少4.5%,高於最適溫度4°時固氮量降低50%。水分不足也會降低固氮作用。據估計,菜用大豆光合產物的12%左右被根瘤菌所消耗。根瘤菌固定的氮可供菜用大豆一生需氮量的1/2~3/4,這表明共生固氮是菜用大豆的重要氮源,但是,僅靠根瘤菌固氮並不能滿足植株對氮素的需要。在菜用大豆生育初期和籽粒形成期改善植株的氮營養,提高和恢複光合作用器官的活性,可保證植株有較高的固氮效率,但是如果土壤氮素水平超過30毫克/千克,則根瘤發育顯著削弱。根瘤菌在微堿性土壤中才利於繁殖,如果在土壤中無大豆根瘤菌,可以通過接種使菜用大豆增產20%。應當指出的是,不同根瘤菌的固氮效率差別很大,也並非結瘤就能固氮,不同菜用大豆品種對大豆根瘤菌菌株有選擇性,因此,應用根瘤菌菌劑時一定要注意品種與菌株的親和性的高低。

(2)莖

菜用大豆莖包括主莖和分枝。在苗期,幼莖有綠色和紫色兩種,綠莖開白花,紫莖開紫花。植株成熟時,莖呈現出品種固有的顏色,有淡褐、褐、深褐等顏色。大豆的株型可以按照主莖、分枝、主莖和分枝的夾角大小進行分類。

根據主莖來分,大豆的株型可以分為:

蔓生型:植株高大,莖稈細弱,節間長,半直立或匍匐於地麵,進化程度較低的野生豆或半野生豆多屬於此類型。

於半直立型:主莖較粗,但上部細弱,有纏繞的傾向,特別是在水肥好和遮陰條件下易倒伏。

直立型:植株較矮,節間較短,莖稈粗壯,直立不倒。

根據分枝的多少、強弱可分為:

主莖型:主莖不分枝或有1~2個分枝,以主莖結莢為主。種植時可以適當加大密度,提高單位麵積的株數來達到增產的效果。

於中間型:主莖較堅韌,在一般栽培條件下分枝3~4個,豆莢在主莖和分枝上分布比較均勻,生產上應用較多。

分枝型:分枝能力很強,分枝多而長,在一般栽培條件下分枝可達5個以上,分枝上結莢往往多於主莖,這類品種要適當稀植。

按分枝與主莖之間夾角大小可分為:

開張型:主莖與分枝間角度大,一般在45毅以上,上下均鬆散。

於收斂型:主莖與分枝間角度小,一般在15毅左右,上下均緊湊。

中間型:主莖與分枝間角度為30°左右。

(3)葉

菜用大豆屬於雙子葉植物,其葉片有4種類型:

子葉、單葉、複葉和先出葉。在莖的子葉節上著生1對子葉,子葉節上方的一個節位著生1對單葉,即呈對生狀的1對真葉。其餘各節上著生有3片小葉所組成的複葉,呈互生狀,複葉由托葉、葉柄和小葉3個部分組成,托葉對生於葉柄和莖相連處的兩側,小而窄,起到保護腋芽的作用;葉柄連著葉片和莖,起支持作用,是水分和養分的通道,不同節位葉柄的長度是不同的,這有利於複葉交錯排列,充分合理利用光能;複葉特別是上部複葉中間的小葉,能夠隨日照而轉向,這主要是由葉枕上兩邊組織的膨壓差異所致。每一個側枝基部著生有長度不足1毫米,沒有葉柄、葉枕,成對的細小先出葉。

菜用大豆的葉形、大小因品種而異,葉形可分為橢圓形、卵圓形、披針形和心髒形等。橢圓形和卵圓形葉有利於增加受光麵積,但容易造成株間鬱閉,透光性差。披針形葉透光性較好。有的品種植株上部的葉片小,下部的葉片大,冠層開放,有利於植株下部葉片的光合作用。

整個生育期單株總葉麵積隨生育進程而增加,到盛花期至結莢期達到最高值,之後由於底部葉片枯萎脫落,總麵積逐漸減少,至成熟期完全脫落。菜用大豆植株不同部位的葉片壽命不同,中部葉片功能期最長,上部次之,下部葉片的壽命最短。一般認為披針形葉的品種宜適當增大密度,靠群體增加產量,而圓形葉的品種則密度不宜太大,靠單株兼顧群體增產。

(4)花和花序

菜用大豆的花序屬於總狀花序。根據花序軸的長度和花的數目,可以將花序分為3種類型:

長軸型:花序軸長10厘米以上,每個花序著生10~40朵花。

於中軸型:花序軸長3~10厘米,每個花序著生8~10朵花。

短軸型:花序軸較短,在3厘米以下,每個花序開花較少,一般3~8朵花。

菜用大豆的花是典型的蝶形花,由2個苞片、5個花萼、5個花瓣、10枚雄蕊和1枚雌蕊組成,其中10個雄蕊分成兩部分(二體雄蕊模式),有9個雄蕊的花絲合並成一體且作為一個單獨結構而升高,與另外一個雄蕊保持分離。第1朵花的節位與植株的發育時期有關。菜用大豆植株的子葉節、真葉節以及下部的幾個莖節通常是營養節,花和花序一般出生在較高節位的葉腋中。所以第1朵花常出現在第5節或第6節上,有時在更高的節位上。開花期受播種時間的影響,可從3周延至5周以上,菜用大豆是嚴格的自花授粉作物,在花瓣展開前即完成授粉和受精,天然雜交率不到1%。雖然菜用大豆植株在整個生育期形成的花很多,但花和蕾的脫落率高達30%~50%,甚至70%以上。

(5)果實與種子

菜用大豆的果實為莢果,由受精後的子房發育而成,單獨或成簇著生在短果枝、分枝的葉腋內和植株的頂端。莢果有矩形、彎鐮刀形和彎曲程度不同的中間類型,莢果呈綠色,成熟後有棕色、灰色、黃色、褐色以及黑色等。

莢殼寬而較平直的易裂莢,不適於機械化收獲,莢殼窄而粒間縊紋深的不易炸莢。一般每莢1~4粒種子,個別5粒。莢粒數與葉形有一定相關性。披針形葉的品種,莢粒數較多,4粒莢比例大;圓葉品種,2~3粒莢多,粒重大;株莢數因品種和栽培條件而異。

根據菜用大豆結莢習性即莖的生長習性,可以分為有限結莢習性、亞有限結莢習性、無限結莢習性。無限結莢習性的,一般莖稈越來越細,莖頂尖削,植株高大,節間較長,葉片越往上越小,主莖和分枝頂端無限生長,越往頂端花和莢越少越小,頂端僅為1個1粒或2粒小莢;無限結莢習性的菜用大豆始花早,花期長,營養生長和生殖生長同步時間長,開花後營養生長仍維持相當長的一段時間。有限結莢習性的菜用大豆,一般主莖較發達,上下粗細相差不大,植株不高,節間較短,頂部葉片大,冠層封閉較嚴,主莖和分枝頂端為有限花序,因而主莖和分枝頂端有成簇的花或長花序;有限結莢習性的菜用大豆始花晚,花期短,開花後不久即基本中止生長。亞有限結莢習性菜用大豆的各種性狀均介於無限和有限類型之間,除主莖和分枝頂端有較多的花和莢之外,其他性狀更接近無限結莢習性類型,其主莖較發達,開花順序由下而上,主莖結莢較多,頂端有幾個莢。菜用大豆結莢部位的高度,因品種和環境條件的不同而變化較大。有限結莢習性類型的品種結莢部位較高,無限結莢習性類型的品種結莢部位較低。在同一類型中,植株高大的、開花期晚的或晚熟的品種,比植株矮小、開花期早的或早熟品種結莢部位高。密植的比稀植的結莢部位高。