本试验于2013年5月22日至8月23日在西南大学校内实验农场进行,以渝豆1号和浙春3号为试验材料,采用随机区组试验,通过3种不同种植密度及2种不同施氮水平,研究重庆特定环境条件下不同处理对大豆生长发育、根系生长、结瘤固氮能力和微环境生态因子的影响,为大田建立合理的高产群体结构提供依据。结果表明:密度处理对苗期大豆株高、茎粗、分枝数的影响不显著;施氮(N1)处理对苗期大豆株高、茎粗影响不显著,对大豆分枝数影响显著,N1处理下渝豆1号和浙春3号分枝数分别比不施氮(N0)处理高58%、22%。盛花期,大豆株高随密度增加而显著增加,茎粗和分枝数随密度增加而显著减少;N1处理下渝豆1号和浙春3号株高、茎粗、分枝数较N0处理都显著提高;N1处理下渝豆1号株高在低密度(LD)、中密度(MD)、高密度(HD)水平分别比N0处理高0.3%、4.6%、9.6%,浙春3号株高分别高3.1%、7.9%、10%;N1处理下渝豆1号茎粗在LD、MD、HD水平分别比N0处理高19.4%、14.4%、16.7%,浙春3号茎粗分别高18.2%、26.2%、23.5%;品种间比较表现为渝豆1号株高高于浙春3号,浙春3号茎粗及分枝数高于渝豆1号。鼓粒期,大豆株高、茎粗、分枝数在不同密度和施氮处理下呈现和盛花期相近趋势,且仍达到显著水平。苗期,同一品种不同种植密度对大豆根系生长及结瘤固氮能力的影响差异不显著;N1处理对大豆苗期根系长度、根瘤数量、干重、血红蛋白含量、根瘤总固氮酶活性等有一定抑制作用,2个品种各指标降低幅度依次为9%-17%、16%-36%、11%-22%、26%-30%、10%-13%;对大豆根平均直径、根总体积、根总表面积等有显著促进作用,增加幅度分别为4%-16%,20%-41%,15%-25%;根瘤总固氮酶活性与根瘤血红蛋白、根瘤数量、根瘤干物质积累量之间呈显著正相关,与根平均直径、根总表面积、根总体积呈显著负相关。盛花期和鼓粒期,根系生长及结瘤固氮能力均随密度增加而减少;施氮处理显著促进了大豆根系生长和结瘤固氮能力;根瘤总固氮酶活性与根总长、根总表面积、根平均直径、根总体积、根瘤干重、根瘤血红蛋白呈正相关。大豆根冠比随生育时期推进而逐渐降低。苗期,密度处理对2个品种大豆干物质积累和根冠比影响不显著;N1处理下,渝豆1号的根冠比较N0处理增加7.6%,而浙春3号根冠比较N0处理降低8%。盛花期和鼓粒期,大豆地上和地下部分的干物质积累量随密度的增加而减少,根冠比随密度增加而增加;N1处理下渝豆1号和浙春3号根冠比较N0处理都显著降低。苗期,密度和施氮处理对大豆光合速率、蒸腾速率及气孔导度等指标影响不显著;N1处理下渝豆1号和浙春3号叶片叶绿素含量分别比N0处理高3.4%、3.6%;N1处理下HD群体的叶面积指数显著高于MD和LD密度水平,N0处理情况下,同一品种不同密度群体间叶面积指数差异不显著;大豆植株光合速率与蒸腾速率、气孔导度、叶绿素含量、叶面积指数、茎粗以及分枝数呈显著正相关,与株高呈负相关,但不显著。盛花期,叶绿素含量、光合速率、蒸腾速率及气孔导度随密度增加显著降低,叶面积指数随密度增加显著增加;N1处理增加了2个品种大豆植株叶面积指数、提高叶绿素含量进而提升大豆叶片的光合速率,其叶面积指数、叶绿素含量及光合速率较显著高于N0处理,增幅分别为5.8%-9.4%,2.8%-7.2%,4.1%-7.9%;大豆植株叶片光合速率和气孔导度、叶绿素含量呈显著正相关,与蒸腾速率、茎粗、分枝数呈不显著正相关,与大豆株高和叶面积指数呈不显著负相关。鼓粒期,不同处理之间上述指标呈现与盛花期相近的变化趋势且差异仍达显著水平,但差异缩小;大豆叶片光合速率和其他指标的相关性和盛花期趋势相近。品种间比较表现为渝豆1号叶绿素含量、光合速率显著高于浙春3号,浙春3号叶面积指数显著高于渝豆1号。不同密度和施氮处理下大豆群体内光照强度及透光率由群体冠层顶部到下层呈现递减趋势。不同密度处理间表现为光照强度和透光率随密度增加而减少;N1处理同层次光照强度和透光率小于N0处理,不同处理间光照强度和透光率差异主要集中在群体中层。大豆群体内相对湿度和叶片温度随密度增加而增加,N1处理下大豆群体内相对湿度和叶片温度高于N0处理,群体内温度的变化则与相对湿度及叶片温度相反。大豆群体温度和相对湿度、群体温度和叶片温度在三个不同生育时期都呈极显著的负相关,相对湿度和叶片温度之间呈极显著的正相关。大豆群体温度和各层光合辐射透光率呈极显著的正相关,这种相关性从冠层下底部到冠层上部逐渐减少。叶片温度和相对湿度与各层光合辐射透光率呈极显著的负相关,下层和中下层的相关性要高于中上层和上层。各层次的光合辐射透光率和其上层的光合辐射透光率显著相关,距该层的位置越远这种相关性逐渐减弱。大豆叶片光合速率和群体上层、中上层光和有效辐射强度呈不显著正相关,和大豆群体温度呈显著正相关;光合速率和群体相对湿度呈不显著负相关,和叶片温度呈显著负相关。单株结荚数、单株粒数及百粒重随密度增加而降低,生物产量随密度增加而增加。经济产量和经济系数随密度增加呈先增后减趋势,在中密度水平达到了峰值。施氮处理提高了大豆单株荚数、单株粒数、百粒重以及经济产量。施氮处理下大豆经济产量的增幅随密度增加而增加,生物产量的增幅在中密度水平达到最大。大豆单株产量和盛花期光合速率、叶绿素含量、茎粗、分枝数、根冠比、根长、根粗、根体积、根表面积、根瘤血红蛋白含量、根瘤总固氮酶活性、单株粒数、单株结荚数、百粒重呈正相关,与盛花期叶面积指数和株高呈负相关。渝豆1号和浙春3号在中密度(16*104株/hm2)水平下,施加氮肥20kg/hm2,产量达到最大,分别为2549kg/hm2、2514kg/hm2。在中密度处理下,浙春3号的生物产量比渝豆1号高4.7%-5.6%,渝豆1号的经济产量和经济系数分别比浙春3号高1.2%-1.4%,6%-7%。