倒伏是套作大豆面临的主要生产问题,其发生程度与荫蔽环境下大豆的茎秆强度密切相关。但在玉米—大豆套作环境下,不同耐荫型大豆苗期茎秆强度与代谢产物积累与分配的关系尚不清楚,限制了耐荫、抗倒套作大豆品种选育和栽培技术研发。本文选用耐荫抗到性具有显著差异的2个大豆品种,通过玉米—大豆套作和大豆单作2种种植模式及不同遮荫程度处理下,系统研究大豆光合特性、茎秆抗倒的形态与力学特征、茎秆中物质代谢特征,从代谢物的积累分配角度,分析不同大豆品种耐荫性差异形成的原因,阐明套作大豆代谢物的积累分配与耐荫抗到形态建成之间的关系。主要研究结果如下：1、对大豆茎秆中纤维素代谢的研究表明,与单作相比,套作大豆苗期茎秆中碳水化合物含量显著降低；SPS、SS、AI、NI活性在播种后37 d前显著降低,但在37 d后表现为显著升高。相关分析表明,大豆苗期茎秆纤维素含量与倒伏率呈极显著负相关,与抗折力、蔗糖含量呈极显著正相关；而蔗糖与SPS、SS酶活性呈显著正相关。强耐荫大豆苗期茎秆中较高的SPS、SS活性是其维持高蔗糖含量的酶学基础,而高蔗糖含量有利于合成纤维素进而提高茎秆强度并增强其抗倒伏能力。2、对大豆干物质积累、分配特征的研究表明,荫蔽降低了大豆冠层的透光率,从而影响大豆叶片光合能力,但荫蔽胁迫对不同大豆品种的光合影响程度不同。强耐荫大豆品种在适度遮荫环境下能表现出较优的光合特性。与单作相比,套作大豆苗期各器官的物质积累量均显著降低,且随着生育时期的推进其差异幅度逐渐增大。与不遮荫处理比较,遮荫处理各器官的物质积累量显著降低,且随着遮荫程度的增强其降低幅度也越大,相关分析表明,大豆光合速率与透光率和干物质量呈极显著正相关关系,大豆倒伏率与透光率、根冠比、抗折力、抗倒伏指数呈极显著负相关。说明荫蔽胁迫改变了大豆的物质积累与分配,降低了大豆的抗倒性,但适度遮荫有利于发挥大豆的潜在耐荫性。3、对植株的形态建成研究表明,荫蔽胁迫降低了大豆叶片的光合能力,改变的物质的分配,减少了干物质向茎秆中的转移量,增加干物质向茎秆中的分配比例,使大豆茎秆细而长,增加了倒伏的风险；但强耐荫性的大豆品种在套作种植模式下和中度遮荫处理下均表现出较高的茎秆物质积累,较强的茎秆力学特征,较优的形态可塑性。表明光照通过影响植株的物质积累与分配,从而调节植株的形态建成,而较优的形态可塑性则是形成较高的抗倒伏能力的基础。4、对植株的碳氮代谢的研究表明,与单作相比,套作大豆苗期茎秆和叶片中碳氮代谢大分子物质存在不同的变化趋势,与不遮荫处理相比,中度遮荫处理茎秆和叶片中碳氮代谢大分子物质降低,但强耐荫品种降低程度较低；在重度遮荫条件下不同品种间无差异。说明叶片光合作用形成的碳水化合物在以蔗糖的形式运输过程中受到光照的调节。同时淀粉、脂肪的形成过程也受到光照的调节作用。适度遮荫能充分发挥大豆的耐荫性,而耐荫性弱的大豆品种在遮荫条件表现的更为敏感,重度遮荫使大豆碳氮代谢紊乱,抑制了大豆耐荫性的发挥。5、从代谢组的角度,对荫蔽胁迫下不同品种大豆茎叶物质代谢进行分析,结果表明,在不同种植模式处理下,茎秆中主要存在6种(乙酰胺、葡萄糖、木酮糖、已二酸、肌醇、棕榈酸、苯甲酸)代谢物参与荫蔽应激反应,叶片中主要存在10种(乙酰胺、木酮糖、蜜二糖、已二酸、肌醇、核糖醇、甘油、丁烯二酸、丙酸、丙二酸)代谢物参与荫蔽应激反应；在不同遮荫处理中,大豆茎秆和叶片中棕榈酸、延胡索酸、苯甲酸及水杨酸等参与了大豆苗期荫蔽激性反应；而缬氨酸、松二糖、葡萄糖、脯氨酸、苹果酸、已二酸、6-磷酸核糖、丁酸、丙酸和丙二酸等代谢物质主要通过调节细胞的渗透势来适应荫蔽胁迫。