不同水肥措施對大豆產(chǎn)量及農(nóng)藝性狀的影響

申曉慧等

摘 要：為了闡明不同水肥管理措施與大豆產(chǎn)量及農(nóng)藝性狀的關(guān)系，在窄行密植栽培模式下，進(jìn)行了不同氮素營養(yǎng)水平與不同氮素營養(yǎng)水平+灌水處理的比較分析。試驗結(jié)果表明：灌水與氮肥共同作用比氮肥對大豆產(chǎn)量增產(chǎn)13.2%，通過統(tǒng)計分析得出，N2與灌水處理為最佳水肥處理措施。此外，灌水與氮肥協(xié)同處理，大豆的株高和莖粗均有明顯增加，有利于獲得更多生物產(chǎn)量，為秸稈還田提供更多的C、N營養(yǎng)成分。

關(guān)鍵詞：大豆；產(chǎn)量；農(nóng)藝性狀

中圖分類號：S318 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 論文編號：2013-0409

Abstract： To illustrate the effects of water and fertilizer management measures and soybean yield and agronomic traits. Comparative analysis of different nitrogen nutrition level and different nitrogen nutrition level +irrigation treatment under the cultivation mode of narrow row solid seeding. The results showed that： combination of irrigation and nitrogen fertilizer than nitrogen fertilizer on soybean yield increase by 13.2%， trough statistical analysis， N2 and irrigation is the best water treatment measures. In addition， water and nitrogen coordination treatment， the plant height and stem diameter of soybean were significantly increased， to get more biological production and provide more of C and N nutrition as the straw returned to field.

Key words： Soybeans； Yield； Plant Character

0 引言

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，水分和養(yǎng)分各元素對植物的作用和功能各有不同，它們之間不可替代，但在一定范圍內(nèi)， 水肥某因子在數(shù)量上的不足可以由另一因子在數(shù)量上的加強(qiáng)而得到補(bǔ)償，即以肥調(diào)水和以水促肥。水肥互作對作物生長發(fā)育及產(chǎn)量品質(zhì)的影響近些年來已經(jīng)成為熱點問題。大豆產(chǎn)量的形成，是大豆的遺傳特性和水、肥、氣、熱、光等外在環(huán)境因素綜合作用的結(jié)果[1-3]。在這些環(huán)境因素中，水肥是最易被人所控制的因素，同時也是影響大豆生長發(fā)育的主要因素，二者相互作用共同對大豆產(chǎn)量和品質(zhì)產(chǎn)生重大影響。自從Arnon[4]提出旱地植物營養(yǎng)的基本問題是如何在水分受限制的條件下合理施用肥料、提高水分利用效率以后，水肥之間的耦合效應(yīng)才引起重視。大豆是需水較多的作物，干旱對它的影響比其他作物更嚴(yán)重。近幾年來，在大豆生育期間經(jīng)常出現(xiàn)短期干旱，嚴(yán)重的影響大豆的產(chǎn)量和品質(zhì)。所以說灌水與施肥的研究對大豆生產(chǎn)實踐具有重要意義。翟丙年等[5]、李生秀等[6]研究認(rèn)為，干旱脅迫嚴(yán)重地影響了氮肥的作用，只有在水分配合條件下，氮肥的作用才得到了充分發(fā)揮。有關(guān)水肥耦合對大豆生長發(fā)育的影響的研究報道甚少，僅有的研究也只探討了全生育期水氮配合對大豆產(chǎn)量的影響[7]。因為肥水關(guān)系失調(diào)將意味著植物生長過程的衰退和停止，因此研究水肥之間的關(guān)系對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)意義重大。筆者在不同氮肥水平及不同氮肥水平與灌溉處理措施下，研究對大豆產(chǎn)量及產(chǎn)量性狀的影響，旨在為大豆的高產(chǎn)栽培技術(shù)提供理論依據(jù)與對策。

1 材料與方法

1.1 試驗設(shè)計

試驗于2012年在黑龍江省農(nóng)科院佳木斯分院試驗田中進(jìn)行，試驗地前茬作物為大豆，土壤為典型的草甸黑土，地勢平坦，肥力均勻，無機(jī)肥施入為46%常規(guī)大慶尿素，磷肥為43%過磷酸鈣120 kg/hm2，鉀肥為60%氯化鉀80 kg/hm2，播種前施入。隨機(jī)區(qū)組，3次重復(fù)，小區(qū)面積6.0 m×4.0 m，采用45 cm窄行模式栽培種植，南北壟向，株距10 cm，試驗材料為大豆‘合豐55號。小區(qū)與小區(qū)之間用防水材料隔離，小區(qū)池埂用鋼筋水泥澆灌。共分8個處理：分別是N0（0 kg/hm2）；N1（30 kg/hm2）；N2（60 kg/hm2）；N3（90 kg/hm2）；N0+灌水；N1+灌水；N2+灌水；N3+灌水，灌水時期結(jié)莢期與鼓粒期。

1.2 大豆產(chǎn)量及產(chǎn)量性狀調(diào)查

大豆田間以小區(qū)為單位，在每個小區(qū)內(nèi)，去除邊際效應(yīng)，隨機(jī)取2點，每點1 m2，3次重復(fù)，計算公頃產(chǎn)量，隨機(jī)取樣10株。測量每株大豆上的產(chǎn)量性狀，待豆粒自然風(fēng)干后測百粒重。

1.3 統(tǒng)計分析

統(tǒng)計分析采用DPS 7.05及Excel 2007。

2 結(jié)果與分析

2.1 無灌溉條件下不同氮肥處理對大豆產(chǎn)量及產(chǎn)量性狀的影響

從表1中可以看出，氮肥水平對大豆產(chǎn)量影響比較明顯。隨著施氮水平提高，產(chǎn)量呈現(xiàn)低—高—低的變化趨勢，其產(chǎn)量表現(xiàn)為N2>N0>N1>N3，其中N2最大產(chǎn)量為343.5 g/m2，各處理之間產(chǎn)量差異達(dá)到極顯著水平，N3處理的產(chǎn)量最低為276.7 g/m2，極顯著小于其他氮肥處理。施氮水平對大豆產(chǎn)量構(gòu)成因素也有一定影響，N2處理莢數(shù)顯著高于其他氮肥處理，N0和N1與N1和N3差異不顯著；對粒數(shù)影響的大小順序為N2>N0>N1>N3，其中N2與其他3個處理差異顯著，N1與N3之間差異不顯著；對百粒重的影響為N0處理的百粒重最大達(dá)到24.5 g，N2和N1處理差別不大，居其次，N3處理最低只有21.7 g。

施氮水平對植株性狀影響很大。隨著施氮水平的增大株高增加，其大小順序為N3>N2>N1>N0，N3與N2處理差異不顯著，但與其他處理達(dá)到極顯著水平。施氮水平對大豆節(jié)數(shù)影響不大，但不施氮肥處理節(jié)數(shù)少于施氮處理。施氮處理之間差異不顯著，說明施氮使大豆植株增高，僅是增加了節(jié)間距離，并沒有增加節(jié)數(shù)，而有效節(jié)數(shù)之間達(dá)到顯著水平。施氮水平對大豆結(jié)莢高度和莖粗也有影響，隨著施氮水平的增加，結(jié)莢高度也在極顯著增加，N0處理的結(jié)莢高度為13.8 cm，而N3處理的結(jié)莢高度平均達(dá)到了24.8 cm；隨著施氮量的增加，對莖粗的影響不明顯。

2.2 水氮耦合條件下大豆產(chǎn)量及產(chǎn)量性狀影響

從表2中可以看出，在灌水條件下增施氮肥對大豆有明顯增產(chǎn)作用，灌水處理產(chǎn)量明顯高于不灌水處理的產(chǎn)量，同比增產(chǎn)13.2%，N2與N3處理產(chǎn)量差異不顯著，從經(jīng)濟(jì)效益角度來說N2處理的施肥量為最佳施肥量，莢數(shù)和粒數(shù)及百粒重N3處理與其他處理差異顯著，其中N1與N2處理莢數(shù)差異不顯著，N0與N1處理粒數(shù)差異不顯著，N1與N3處理百粒重差異不顯著。

在灌水條件下，大豆株高比不灌水明顯增加，且隨著施氮水平的增加株高增加，N3處理的株高達(dá)到105.2 cm，比正常生長株高高出5.2 cm，總節(jié)數(shù)與有效節(jié)數(shù)高氮肥處理在灌水條件下均高于不灌水處理，且灌水條件下高氮肥處理也均高于其他灌水處理，結(jié)莢高度N3處理與其他處理差異顯著，N1與N2處理差異不顯著，灌水處理比不灌水處理莖粗均有所增加，說明灌水與氮肥共同作用能提供更多的生物產(chǎn)量，有利于秸稈還田提供更多的養(yǎng)分。N2處理的莖粗明顯高于其他處理，充分說明N2處理在有無灌水條件下均為最佳施氮肥處理。

3 結(jié)論與討論

水分和養(yǎng)分對作物生長的作用不是孤立的， 而是相互作用和影響的[8-10]。有研究證明，肥料中氮的利用或在土壤中的積累在很大程度上受作物供水的影響[11]。趙立新等[12]研究表明，旱地條件下，施肥能提高土壤水勢，從而提高土壤水分的有效性，使一部分原來對植物生長無效的水變得有效，使植物能吸收利用更多的土壤水分。許多研究結(jié)果都顯示出水分供應(yīng)對作物產(chǎn)量有決定作用[13]。

本研究是在窄行密植高產(chǎn)栽培模式下進(jìn)行的，并且氮磷鉀肥的施用方式是以基肥形式一次性施入，期間不再施用其他肥料，說明大豆產(chǎn)量的形成受栽培模式、施肥方式以及灌水等諸多因素的影響。此外，本試驗還存在試驗誤差及其他氣候因素的影響，試驗結(jié)論還有待于進(jìn)一步詳細(xì)研究。

通過小區(qū)試驗，獲知在本試驗條件下，氮素+灌水比氮素單獨作用更能獲得大豆高產(chǎn)，氮素與灌水共同作用對大豆的植株的影響也較大，一些研究均表明[14-15]，增施氮有利于植株株高的增加，這與本研究結(jié)論一致，但灌水與氮共同作用對植株的影響更大，尤其是株高和總節(jié)數(shù)增加明顯。本試驗條件下，不同的處理水平，對有效節(jié)數(shù)和莖粗也有一定影響。且不同處理水平處理間差異達(dá)到了顯著水平。

本試驗處理受較多因素的限制，只是對一個品種做了研究，試驗處理設(shè)置以氮肥水平分為主，水分澆灌充足，得到了灌水與氮肥共同作用對大豆產(chǎn)量影響大小，但水氮耦合中氮肥的極限值是多少及品種間的差異性有待進(jìn)一步研究。

參考文獻(xiàn)

[1] 汪德水.旱地農(nóng)田肥水肥協(xié)調(diào)效應(yīng)與耦合模式[M].北京：氣象出版社，1999.

[2] 李生秀，李世清，高亞軍，等.施用IV肥對提高旱地作物利土壤水分的機(jī)理和效果[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，1994，12（1）：38-46.

[3] 徐學(xué)選，陳國良，穆興民.水肥對春小麥產(chǎn)量的效應(yīng)研究[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，1995，13（2）：34-38.

[4] ARNON I. Physiological principles of Dry and Crop Production [A]. In： Gupta US. Physiological Aspects of Dryland Farming[C].New York： Universal Press，1975：3-124.

[5] 裴宇峰，韓曉增，祖?zhèn)ィ?水氮耦合對大豆生長發(fā)育的影響Ⅰ.水氮耦合對大豆產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J].大豆科學(xué)，2005，24（2）：106-111.

[6] 翟丙年，李生秀.水氮配合對冬小麥產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報，2003，9（1）：26-32.

[7] 張秋英，劉曉冰，金劍，等.水肥耦合對大豆光合特性及產(chǎn)量品質(zhì)的影響[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2003，21（1）：47-50.

[8] 呂殿青，張文孝，谷潔，等.渭北東部旱塬氮磷水三因素交互作用研究[A].汪德水.旱地農(nóng)田肥水關(guān)系原理與調(diào)空技術(shù)[C].北京：中國農(nóng)業(yè)科技出版社，1995：286-292.

[9] 金軻，汪德水，蔡典雄，等.水肥耦合效應(yīng)研究Ⅰ[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報，1999，5（1）：1-7.

[10] 金軻，汪德水，蔡典雄，等.水肥耦合效應(yīng)研究Ⅱ[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報，1999，5（1）：8-13.

[11] 鄭昭佩，劉作新.水肥耦合與半干旱區(qū)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展[J]農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究，2000，21（5）：291-294.

[12] 趙立新，荊家海.旱地冬小麥?zhǔn)┓市?yīng)研究[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，1991（4）：46-51.

[13] 高亞軍，李生秀.北方旱區(qū)農(nóng)田水肥效應(yīng)分析[J].中國工程科學(xué)，2002，4（7）：74-79.

[14] 章建新，李寧，薛麗華，等.氮肥對菜用大豆產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J].新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2007，30（1）：6-10.

[15] 畢遠(yuǎn)林.大豆干物質(zhì)積累與氮磷鉀吸收與利用的研究[J].大豆科學(xué)，1999，18（4）：2331-2335.