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        減氮條件下增施根瘤菌肥和葉面液肥對(duì)大豆生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量的影響

        2022-01-28 07:31:32朱海榮
        江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2022年1期
        關(guān)鍵詞:液肥根瘤根瘤菌

        朱海榮

        (鐵嶺市農(nóng)業(yè)科學(xué)院,遼寧鐵嶺 112616)

        前人針對(duì)大豆施用肥料進(jìn)行了大量研究,鉀是影響大豆產(chǎn)量的主要養(yǎng)分限制因子,磷對(duì)大豆的蛋白質(zhì)和蛋脂總和含量影響最大,氮對(duì)大豆的脂肪含量影響最大;而根系與營(yíng)養(yǎng)元素之間有著密切的關(guān)系,根系是作物從土壤中吸收氮磷鉀的主要器官,直接影響植物的生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量的形成;并且大豆與根瘤菌共生固定氮素,不同生育時(shí)期大豆氮代謝與磷、鉀元素代謝反應(yīng)差別又不同;大豆葉片吸收葉面液肥能夠改善植株抗旱性和土壤環(huán)境,實(shí)現(xiàn)大豆產(chǎn)量的提升和產(chǎn)品性狀的改進(jìn)?,F(xiàn)在,人們?yōu)榱嗽霎a(chǎn),對(duì)大豆過度施肥,造成大豆植株倒伏,影響土壤重茬地力。為了探索不同培肥水平條件下,大豆根系對(duì)土壤養(yǎng)分吸收和利用潛力,對(duì)大豆鐵豐31號(hào)進(jìn)行肥料試驗(yàn),利用不同養(yǎng)分處理方法,研究減氮條件下大豆對(duì)氮磷鉀(NPK)、根瘤菌、葉面液肥的吸收利用情況,明確減氮條件下增施根瘤菌肥和葉面液肥大豆生長(zhǎng)發(fā)育狀況和增產(chǎn)效果,以期為生產(chǎn)上合理施用肥料、降低污染提供參考和科學(xué)依據(jù),為大豆高產(chǎn)高效提供指導(dǎo)意義。 鐵豐31號(hào)適應(yīng)區(qū)域廣,具有較強(qiáng)的耐冷性,屬耐重茬品種,產(chǎn)量可達(dá) 4 066.5 kg/hm,被遼寧省科技廳和國(guó)家科技部列為重點(diǎn)推介品種,在遼寧省非干旱地區(qū),北京市、河北省、山西省、陜西省、甘肅省、寧夏回族自治區(qū)等省(市、區(qū))的部分地區(qū)均可種植,累計(jì)已推廣55.296萬(wàn)hm,至今仍為遼寧省、國(guó)家區(qū)域試驗(yàn)對(duì)照品種。

        1 材料與方法

        1.1 供試品種和肥料

        供試大豆品種為鐵豐31號(hào),由鐵嶺市農(nóng)業(yè)科學(xué)院大豆研究所提供。供試肥料為根瘤菌合劑,葉面液肥,氮磷鉀肥,本地大豆常規(guī)緩釋肥。

        根瘤菌合劑:“豆樂寶”牌大豆根瘤菌劑,有效活菌數(shù)≥8億(CFU)/mL,中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)根瘤菌研究中心研制。根瘤菌配合豆樂寶復(fù)合微量元素,成分為鉬、硼、鉀、錳、鋅、銅、鈣。將15 mL豆樂寶大豆根瘤菌劑加入到10 mL豆樂寶復(fù)合微量元素中,搖勻,噴灑到大豆種子表面,混拌均勻,陰干后立即播種。

        葉面液肥:云南云天化股份有限公司生產(chǎn),磷酸二氫鉀(PO含量≥52%,KO含量≥34%,純度≥99%),于大豆初花期葉面噴施1次,用量 900 g/hm。

        尿素:北方華錦化學(xué)工業(yè)股份有限公司生產(chǎn),總氮含量≥46%。重過磷酸鈣:銅陵大地生態(tài)農(nóng)資有限責(zé)任公司生產(chǎn),有效PO含量≥12%,水溶性磷含量≥7.0%,硫含量≥8.0%,鈣含量≥10.0%。氯化鉀:KCl(KO)含量≥60%,原產(chǎn)國(guó)加拿大(Losose)。

        本地大豆常規(guī)緩釋肥:遼寧東北豐專用肥有限公司生產(chǎn),N ∶P ∶K=26 ∶13 ∶28≥52%(含氮),施入量300 kg/hm。

        試驗(yàn)用品:量尺(1 m)、燒杯(2 000 mL)、量筒(2 000 mL)、麻繩、大剪子(剪根、植株)、電子秤(精確度0.01 g)、器皿盤等。

        1.2 技術(shù)措施與田間設(shè)計(jì)

        試驗(yàn)于2020年在鐵嶺市農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)田進(jìn)行。共設(shè)8個(gè)處理,每個(gè)處理3次重復(fù),小區(qū)面積為72 m、6行區(qū),試驗(yàn)處理見表1。

        表1 不同處理肥料用量

        1.3 調(diào)查記載項(xiàng)目

        1.3.1 調(diào)查項(xiàng)目 分別于大豆分枝期、開花期、鼓粒期、成熟期調(diào)查株高、地上部地下部生物量、根系形態(tài)、根瘤干質(zhì)量等指標(biāo),所有處理各重復(fù)小區(qū)選取5株大豆植株進(jìn)行考種。

        1.3.2 收獲考種 成熟期每處理各重復(fù)均選取10株對(duì)大豆農(nóng)藝性狀進(jìn)行考種,并對(duì)小區(qū)進(jìn)行測(cè)產(chǎn)。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 不同生育期不同處理農(nóng)藝性狀

        2.1.1 大豆分枝期 從表2可以看出,大豆分枝期8個(gè)處理中,只施NPK地上部生物量最多,地下部生物量最低;施用根瘤菌、葉面液肥,株高最高;施用NPK、根瘤菌和葉面液肥,根須最長(zhǎng),根瘤干質(zhì)量最多;只施磷鉀肥株高最矮,但根體積最大,地下部生物量最多;只施氮磷肥主根、根須最短,根體積最小,地下部生物量也最低;不施肥處理,地上部、地下部生物量均最低;本地常規(guī)緩釋肥處理,根須最長(zhǎng),但根瘤干質(zhì)量最少。不施肥處理和只施氮磷肥處理最小因素值偏多,施肥對(duì)大豆分枝期的株高、根系形態(tài)、地上部地下部生物量有影響,施用NPK、根瘤菌和葉面液肥,有利于大豆自身根瘤的形成,效果明顯。

        表2 大豆分枝期不同處理農(nóng)藝性狀比較

        2.1.2 大豆開花期 從表3可以看出,大豆開花期8個(gè)處理中,施用根瘤菌、葉面液肥,株高最高,根須最長(zhǎng);施用NPK、根瘤菌和葉面液肥,地下部生物量最多;只施磷鉀肥主根最長(zhǎng),根瘤干質(zhì)量最多;只施氮鉀肥,株高最矮,主根最短;只施氮磷肥根體積最小,地下部生物量也最少;不施肥處理,根須最短,地上生物量最少;本地常規(guī)緩釋肥處理,根體積最大,地上生物量最多,但根瘤干質(zhì)量最少。不施肥處理和只施氮磷肥或氮鉀肥處理最小因素值偏多,施肥對(duì)大豆開花期的株高、根系形態(tài)、地上部地下部生物量仍有影響,施用磷鉀肥對(duì)大豆自身根瘤的形成效果明顯。

        表3 大豆開花期不同處理農(nóng)藝性狀比較

        2.1.3 大豆鼓粒期 從表4可以看出,大豆鼓粒期8個(gè)處理中,只施NPK,主根、根須最長(zhǎng);施用NPK、根瘤菌和葉面液肥,主根最短;只施磷鉀肥,根須最短,地上部生物量最少;只施氮磷肥根瘤干質(zhì)量最多;不施肥處理,株高最矮,根體積最小,地下部生物量也最少;本地常規(guī)緩釋肥處理,株高最高,根體積最大,地上部、地下部生物量最多,但根瘤干質(zhì)量最少。處理1、處理8出現(xiàn)最多的最大因素值。

        表4 大豆鼓粒期不同處理農(nóng)藝性狀比較

        2.1.4 大豆成熟期 從表5可以看出,大豆成熟期8個(gè)處理中,只施NPK株高最矮,地上部生物量最少;施用根瘤菌、葉面液肥,根須最長(zhǎng);施用NPK、根瘤菌和葉面液肥,地下部生物量最多;只施磷鉀肥主根最長(zhǎng),根瘤干質(zhì)量最多;不施肥處理,根體積最小,地下部生物量最少;本地常規(guī)緩釋肥處理,株高最高,根體積最大,地上部生物量最多,但主根最短,根須最短;根瘤干質(zhì)量最少。

        表5 大豆成熟期不同處理農(nóng)藝性狀比較

        2.2 大豆成熟期不同處理經(jīng)濟(jì)性狀

        從表6可以看出,大豆成熟期8個(gè)處理中,只施NPK處理,百粒質(zhì)量最高;施用NPK、根瘤菌和葉面液肥,或本地常規(guī)緩釋肥處理分枝數(shù)最多。

        表6 大豆成熟期不同處理經(jīng)濟(jì)狀性比較

        2.3 大豆成熟期不同處理籽粒病害率

        從表7可以看出,不施肥處理大豆完整粒率最小,施肥利于大豆成熟期的干物質(zhì)積累,常規(guī)緩釋肥處理,NPK、根瘤菌、葉面液肥處理,效果最好。

        表7 大豆成熟期不同處理籽粒病蟲害率

        2.4 大豆產(chǎn)量

        從表8可以看出,大豆成熟期8個(gè)處理中,施用NPK、根瘤菌和葉面液肥處理,大豆產(chǎn)量最高;不施肥處理,大豆產(chǎn)量最低。

        表8 不同處理大豆產(chǎn)量比較

        2.5 各生育期不同處理農(nóng)藝性狀

        2.5.1 株高 分析大豆各時(shí)期株高指標(biāo)(圖1),8個(gè)處理中,4個(gè)時(shí)期株高逐漸增長(zhǎng),在分枝期、鼓粒期,只施磷鉀肥處理,株高均受到抑制;在鼓粒期、成熟期,不施肥處理,株高受到明顯抑制,常規(guī)緩釋肥處理,株高達(dá)到峰值并穩(wěn)定。表明氮肥與株高的增長(zhǎng)密切相關(guān)。

        2.5.2 地上部、地下部生物量 分析大豆各生育時(shí)期地上部、地下部生物量指標(biāo),從圖2、圖3可以看出,8個(gè)處理中,前3個(gè)時(shí)期地上部、地下部生物量逐漸增多,成熟期開始下降,施用NPK、根瘤菌、葉面液肥,在開花期、成熟期地上部、地下部生物量受影響增多; 在鼓粒期、成熟期,只施磷鉀肥和不施肥處理地上部、地下部生物量受到抑制,常規(guī)緩釋肥處理,與株高一致,地上部、地下部生物量達(dá)到峰值。表明氮肥與地上部、地下部生物量的積累有關(guān)。

        2.5.3 根系形態(tài) 分析大豆各生育時(shí)期主根長(zhǎng)、根總長(zhǎng)、根體積指標(biāo),從圖4~圖6可以看出,8個(gè)處理中,4個(gè)時(shí)期主根長(zhǎng)、根總長(zhǎng)在鼓粒期生長(zhǎng)至最長(zhǎng),之后開始下降,主根長(zhǎng)在成熟期下降至分枝期以后,根總長(zhǎng)在成熟期下降至開花期上下水平;根體積在大豆分枝期、開花期逐漸變大,但在鼓粒期變化不均,處理3、處理7縮小至分枝期水平,處理8在成熟期達(dá)到峰值,其次是處理1。說明施肥對(duì)根部性狀均有影響,尤其是根體積,受NPK共同作用的影響大。

        2.5.4 根瘤干質(zhì)量 分析大豆各時(shí)期根瘤干質(zhì)量指標(biāo),從圖7可以看出,8個(gè)處理中,大豆分枝期、開花期根瘤干質(zhì)量增大,鼓粒期升高,之后開始下降,成熟期下降至分枝期水平,說明鼓粒期之后至成熟期消耗根部營(yíng)養(yǎng)最多;在分枝期、成熟期,氮磷肥不利于根部固氮,但在鼓粒期氮磷肥固氮又達(dá)到最高。

        3 討論與結(jié)論

        根系、根瘤是決定大豆養(yǎng)分高效吸收的重要因素,通過根系改良提高大豆養(yǎng)分效率,為培育養(yǎng)分高效的大豆新材料提供基礎(chǔ)。本研究中鐵豐31號(hào)根系發(fā)達(dá),可伸長(zhǎng)35.6 cm,根瘤可生成1.39 g,減氮條件下,不同養(yǎng)分管理中,根部各項(xiàng)指標(biāo)表現(xiàn)明顯,尤其鼓粒期之后到成熟期之間消耗根部營(yíng)養(yǎng)最多,尤其是根體積,受氮、磷、鉀共同作用的影響大。

        相關(guān)研究發(fā)現(xiàn),大豆合理的氮、磷、鉀施肥比例約1 ∶1 ∶1,并且施用含根瘤菌的大豆專用肥比不施肥、施用相同氮磷鉀養(yǎng)分的普通復(fù)混肥,對(duì)大豆根瘤菌的數(shù)量、質(zhì)量以及大豆產(chǎn)量具有明顯的促進(jìn)作用。本研究中減氮條件下,施用尿素 21.54 kg/hm、重過磷酸鈣156.17 kg/hm、氯化鉀156.94 kg/hm,拌入根瘤菌347.25 mL/hm,噴灑葉面液肥900.07 g/hm時(shí),大豆產(chǎn)量最高;氮、磷、鉀施肥比例為1 ∶7 ∶7。只施用常規(guī)緩釋肥產(chǎn)量次之,氮、磷、鉀施肥比例約2 ∶1 ∶2。僅施用氮肥、磷肥、鉀肥,施肥比例約2 ∶7 ∶7,還需進(jìn)一步優(yōu)化。

        充足的生物量積累是作物高產(chǎn)形成的基礎(chǔ),干物質(zhì)積累、氮素積累最大值出現(xiàn)在鼓粒末期,根系干質(zhì)量在鼓粒期達(dá)到最大。本研究中,氮肥與地上部、地下部生物量的積累關(guān)系密切,生物量的積累也在鼓粒期達(dá)到最大,同時(shí)氮肥、磷肥固氮又達(dá)到高峰。氮肥減施與接種根瘤菌、施用葉面液肥對(duì)大豆產(chǎn)量均有影響,大豆4個(gè)生育時(shí)期對(duì)肥料需求很大,氮肥、磷肥、鉀肥的不同配比直接影響大豆根部固氮,影響地上部、地下部生物量的積累,尤其是氮肥,對(duì)株高和地上部、地下部生物量影響較大;根瘤菌、葉面液肥對(duì)根部固氮也有效。減氮條件下,NPK、根瘤菌、葉面液肥的綜合利用,更有利于大豆產(chǎn)量的穩(wěn)定。

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