張慧敏, 常鴻杰, 王二偉, 耿若飛, 賈真真, 王春英

(平頂山市農(nóng)業(yè)科學(xué)院, 河南 平頂山 467000)

大豆是一種重要的糧油作物，選育高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)大豆品種一直是育種家所追求的目標(biāo)。合理施用氮磷鉀肥是有效提高大豆產(chǎn)量和品質(zhì)的措施之一[1～2]。平豆2號(hào)為平頂山市農(nóng)業(yè)科學(xué)院2007年選育的大豆品種，因其高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高抗病性等優(yōu)點(diǎn)，至今仍有較大種植面積。以平豆2號(hào)作為試驗(yàn)材料， 根據(jù)大豆需肥規(guī)律，通過(guò)試驗(yàn)探索平豆2號(hào)產(chǎn)量與肥料投入比例，即經(jīng)濟(jì)效益最大時(shí)氮、磷、鉀肥施用量，為平豆2號(hào)推廣應(yīng)用及合理施肥提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2019年在平頂山市農(nóng)業(yè)研究中心試驗(yàn)田進(jìn)行，試驗(yàn)地肥力中等、沙壤土，前茬小麥，以平豆2號(hào)作為試驗(yàn)材料，完全隨機(jī)區(qū)組排列，三次重復(fù)，小區(qū)長(zhǎng)4 m，寬2.8 m，小區(qū)面積11.2 m2，行距0.4 m，株距0.12 m。成熟后，分區(qū)收獲，單收單打計(jì)產(chǎn)，并從每個(gè)小區(qū)中隨機(jī)連續(xù)取10株，進(jìn)行室內(nèi)考種。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)置氮、磷、鉀3個(gè)因素，5種水平(0～4)，0水平為不施肥，2水平為正常施肥量，1水平為2水平施肥量的一半(半量施肥)，3水平為2水平施肥量的1.5倍(1.5倍量施肥)，4水平為2水平施肥量的2倍(2倍量施肥)，共11個(gè)處理，試驗(yàn)方案及施肥量見(jiàn)表1。

1.3 土壤養(yǎng)分評(píng)定

以土壤養(yǎng)分豐缺指標(biāo)[3]為土壤養(yǎng)分評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)：相對(duì)產(chǎn)量(缺素區(qū)平均產(chǎn)量/正常施肥產(chǎn)量)比值小于50%的土壤為“極缺”，50%～70%為“缺乏”，70%～90%為“中等”，大于90%為“豐富”。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

數(shù)據(jù)采用excel2016進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

表1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2 結(jié)果與分析

2.1 試驗(yàn)區(qū)土壤基礎(chǔ)肥力

2.1.1 不施肥結(jié)果分析 以正常施肥處理(T9)作為對(duì)照，計(jì)算各處理與處理9產(chǎn)量的百分比，以此推測(cè)土壤養(yǎng)分指標(biāo)(圖1)。T1(N0P0K0)/T9(N2P2K2)為80.2%，說(shuō)明土壤為中等肥力。

2.1.2 單一施肥結(jié)果分析 T2(N2P0K0)/T9(N2P2K2)為83.06%，T3(N0P2K0)/T9(N2P2K2)為79.89%，T4(N0P0K2)/T9(N2P2K2)為88.84%，單一施肥處理結(jié)果可知，T4>T3>T2,說(shuō)明不同元素對(duì)大豆產(chǎn)量產(chǎn)生的效益不同，鉀肥>氮肥>磷肥。

2.1.3 兩種元素互作施肥結(jié)果分析 T5(N2P2K0)/T9(N2P2K2)為83.81%，T6(N2P0K2)/T9(N2P2K2)為92.46%，T7(N0P2K2)/T9(N2P2K2)為86.02%，由此結(jié)果可知，土壤供磷能力>供氮能力>供鉀能力。

2.1.4 三種元素復(fù)合施肥結(jié)果分析 T8(N1P1K1)/T9(N2P2K2)為86.88%，T10(N3P3K3)/T9(N2P2K2)為94.42%，T11(N4P4K4)/T9(N2P2K2)為76.82%，說(shuō)明肥料微過(guò)量對(duì)產(chǎn)量影響不大，大幅度過(guò)量施肥會(huì)嚴(yán)重影響大豆產(chǎn)量及效益。

圖1 不同處理與處理9(正常施肥)的產(chǎn)量百分比

2.2 不同處理經(jīng)濟(jì)學(xué)性狀分析

2.2.1 不同處理對(duì)株高的影響 與T1相比，其余10個(gè)處理的株高均有所增高，增幅為3.2～12.4 cm，有極顯著差異，T11株高最高，這可能與肥料施用過(guò)多造成營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)過(guò)剩有關(guān)。

2.2.2 不同處理對(duì)有效分枝的影響 對(duì)有效分枝而言，施肥并沒(méi)有增加有效分枝，反而有所減少，只有T2(N2P0K0)有效分枝增加，這可能說(shuō)明有效分枝主要與大豆品種特性及施氮量有關(guān)。

2.2.3 不同處理對(duì)株莢數(shù)的影響 除T4與T1相比有所降低，未達(dá)顯著水平，其余處理較對(duì)照均增高，且達(dá)到及顯著水平，T5、T6、T7之間無(wú)顯著差異，說(shuō)明任何兩種肥料互作都不能達(dá)到顯著提高株莢數(shù)的目的，T9處理株莢數(shù)最高，差異顯著。

2.2.4 不同處理對(duì)株粒數(shù)的影響 株粒數(shù)作為產(chǎn)量三要素中的一環(huán)，與大豆產(chǎn)量密切相關(guān)。T4與T1相比株粒數(shù)顯著降低，T11與T1相比無(wú)顯著性下降，T8與對(duì)照相同，其余處理均高于對(duì)照且達(dá)顯著水平，T9處理提高幅度最大，株粒數(shù)比對(duì)照增加59粒，與其它處理呈極顯著差異。

2.2.5 不同處理對(duì)百粒重的影響 處理T9與T1相比，百粒重增加較多，有極顯著差異，T3百粒重有所降低，未達(dá)顯著水平，其余處理之間百粒重也未達(dá)顯著水平，說(shuō)明不同施肥處理對(duì)百粒重有影響，但影響不顯著，在種植密度相同的情況下，施肥主要通過(guò)株粒數(shù)對(duì)產(chǎn)量產(chǎn)生影響。

2.3 不同處理產(chǎn)量及效益分析

由表3可知：與對(duì)照相比，除T3、T11減產(chǎn)減效外，其余各處理均比對(duì)照有一定幅度的增產(chǎn)增收。T9(N2P2K2)比對(duì)照增產(chǎn)24.7%，收益提高17.2%，無(wú)論是產(chǎn)量還是收益均處于第一位，是筆者試驗(yàn)中最佳施肥組合；T11(N4P4K4)比對(duì)照減產(chǎn)4.2%，效益降低19.2%，居于試驗(yàn)最后一位，說(shuō)明過(guò)量施肥對(duì)產(chǎn)量和效益有害無(wú)益；T3(N0P2K0)居于第10位，比對(duì)照減產(chǎn)0.38%，差異不顯著，效益降低2.47%，說(shuō)明土壤中P肥含量較高，在施肥過(guò)程中應(yīng)注意平衡施肥；T10(N3P3K3)產(chǎn)量居于第二位，效益居于第4位，說(shuō)明多施肥料對(duì)產(chǎn)量提高影響不大，造成肥料的浪費(fèi)和污染；T6(N2P0K2)產(chǎn)量第3，增產(chǎn)15.3%，效益第2，增幅為12.4%，由產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益方面分析，平豆2號(hào)最佳施肥組合為T9(N2P2K2)，最差施肥組合為T11(N4P4K4)。

表2 不同處理經(jīng)濟(jì)學(xué)性狀分析

表3 不同處理產(chǎn)量及收益分析

3 結(jié)論與討論

大豆產(chǎn)量與氮磷鉀肥的平衡吸收有密切聯(lián)系，科學(xué)平衡施肥可促進(jìn)大豆正常生長(zhǎng)發(fā)育，進(jìn)而提高大豆產(chǎn)量[4]。在大豆生長(zhǎng)期，氮肥是一種非常重要的元素，同時(shí)大豆對(duì)磷肥的需求也比其它農(nóng)作物高很多，磷可以促進(jìn)根瘤菌的生長(zhǎng)，提高大豆的固氮能力[5]，同氮、磷一樣，鉀肥也是大豆生長(zhǎng)必不可少的元素。

試驗(yàn)通過(guò)單一施肥試驗(yàn)證實(shí)不同肥料對(duì)大豆產(chǎn)量產(chǎn)生的效應(yīng)不同: 鉀肥>氮肥>磷肥，這與魏丹[6]等的研究結(jié)果相同，魏丹在研究平衡施肥對(duì)黑龍江大豆的產(chǎn)量影響時(shí)得出，缺鉀對(duì)產(chǎn)量減產(chǎn)影響較大，缺氮對(duì)產(chǎn)量的影響與地區(qū)有關(guān)，缺磷對(duì)產(chǎn)量減產(chǎn)影響較?。坏跽7]等在山東青島進(jìn)行大豆肥料時(shí)發(fā)現(xiàn)，氮肥對(duì)產(chǎn)量影響最大，其次為鉀肥，最后為磷肥，與筆者研究結(jié)果不符。通過(guò)缺素肥料試驗(yàn)得出，當(dāng)年土壤的供磷能力>供氮能力>供鉀能力，氮磷鉀肥之間對(duì)大豆產(chǎn)量的影響存在正互作關(guān)系，但互作效應(yīng)不同：氮鉀>氮磷>磷鉀，這與陳懷珠[8]等的研究既相似又不同，陳懷珠等人在研究華南春大豆氮磷鉀肥配施效應(yīng)時(shí)發(fā)現(xiàn)，氮磷鉀肥之間存在正互作，但互作效應(yīng)氮磷、磷鉀高過(guò)氮鉀。這些不同之處可能受到一下幾方面的影響，第一，大豆生長(zhǎng)受遺傳和環(huán)境的雙重影響，不同大豆品種需肥量不同；第二，不同地區(qū)土壤性質(zhì)、土壤基礎(chǔ)肥力不同；第三，不同地區(qū)施肥方式、施肥習(xí)慣不同，有的一次性施入，有的可能基肥和追肥相結(jié)合；第四，與不同地區(qū)的氣候有關(guān)，大豆為高溫短日照作物，溫度、降水量等都會(huì)對(duì)結(jié)果產(chǎn)生影響。

在試驗(yàn)中，施肥能顯著提高平豆2號(hào)的株高，T9(N2P2K2)水平下株粒數(shù)、株莢數(shù)及百粒重均顯著增加，但施肥量過(guò)大時(shí)，T11(N4P4K4)株高增加12.4 cm，增高極顯著，但有效分枝、株粒數(shù)減少，癟粒增多，說(shuō)明在一定的范圍內(nèi)提高施肥量對(duì)大豆經(jīng)濟(jì)學(xué)性狀及產(chǎn)量有促進(jìn)作用，但過(guò)高的施肥量特別是氮肥量過(guò)大，引起大豆?fàn)I養(yǎng)生長(zhǎng)過(guò)旺，生殖生長(zhǎng)受阻，從而造成減產(chǎn)，同時(shí)后期的日照時(shí)間和光強(qiáng)已經(jīng)不利于大豆生殖生長(zhǎng)，癟粒會(huì)大量增加，紫斑率也會(huì)有所提高，這會(huì)對(duì)大豆的品相和品質(zhì)產(chǎn)生不利影響。

在筆者實(shí)驗(yàn)中，T9(N2P2K2)水平下株粒數(shù)、株莢數(shù)及百粒重均顯著增加，產(chǎn)量和效益也均為第一位，產(chǎn)量增幅24.7%，效益增幅17.2%，為平豆2號(hào)最佳施肥配方。T11(N4P4K4)水平下有效分枝、株粒數(shù)等顯著減少，產(chǎn)量水平低于對(duì)照T1(CK)，降幅為4.2%，達(dá)顯著水平，效益與對(duì)照相比下降19.21%，是最不適宜的施肥方案。過(guò)高的施肥量不僅不利于大豆產(chǎn)量和品質(zhì)的提升，甚至對(duì)大豆的產(chǎn)量和品質(zhì)產(chǎn)生負(fù)面影響，這與孫振寧等[9]、王囡囡[10]研究結(jié)果一致。這可能是因?yàn)檫^(guò)高的施肥量，特別是氮肥，第一，會(huì)導(dǎo)致大豆貪青晚熟，營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)過(guò)剩，結(jié)籽率下降，癟粒增多；第二，同時(shí)過(guò)高的水肥也會(huì)導(dǎo)致病蟲(chóng)害發(fā)生嚴(yán)重以及癥青等出現(xiàn)，對(duì)大豆產(chǎn)量及品質(zhì)產(chǎn)生不利影響；第三，造成肥料過(guò)剩，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生不利影響。平衡施肥需因地制宜，同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)中微量元素的研究，下一步將調(diào)整氮磷鉀肥比例繼續(xù)探索適宜大豆的施肥模式，以期為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供可靠的理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支撐。