楊紅燕 孔德強 劉 芳
(1.聊城市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心 山東聊城 252000;2.山東省博興縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局 山東博興 256500)
大豆是蛋白質(zhì)食物的原料,也是油料,是我國重要的農(nóng)產(chǎn)品之一,在我國食品行業(yè)和食品加工業(yè)占有重要的地位[1]。中國作為大豆的唯一原產(chǎn)國,擁有五千多年的大豆栽培歷史。一直到20世紀中葉,我國仍是全球最大的大豆生產(chǎn)國和最大的出口國。然而近年來由于大豆畝產(chǎn)量不高、經(jīng)濟效益較低,我國大豆產(chǎn)量和播種面積不斷減少,進口量超過1億t,自給率不足15%,是目前世界上最大的大豆進口國?!安蝗奔Z缺豆”逐漸成為我國糧食生產(chǎn)現(xiàn)狀,而高達80%的對外依存度,也讓大豆成為制約我國糧食安全的問題。黃豆作為需肥量較高的農(nóng)產(chǎn)品,適當使用氮磷鉀肥能夠顯著改善黃豆的產(chǎn)量和品質(zhì)[2-3]。所以研究黃豆的化肥效率,適當配合施用氮磷鉀肥對增加黃豆質(zhì)量尤為重要。聊城市作為我國糧油主產(chǎn)區(qū),終年種植小麥、玉米、黃豆等作物,為探討氮磷鉀最佳配方下黃豆的化肥效率,特在聊城市莘縣開展不同施肥處理對大豆產(chǎn)量及肥料效應(yīng)的影響試驗,為聊城市大豆科學施肥提供參考。
試驗于2022年在莘縣十八里鋪鎮(zhèn)前李莊村進行。前茬作物為小麥。試驗地為黃壤土,地勢平坦,肥力中等。試驗前通過五點取樣法取試驗地土壤進行理化性質(zhì)分析得出,pH 7.1,有機質(zhì)16.49 g/kg、全氮0.88 g/kg、有效磷20.35 mg/kg、速效鉀113.34 mg/kg。
供試大豆品種為耐蔭抗倒、株型收斂、直立生長、抗性好、宜機收、育期適中、蛋白質(zhì)含量高、高抗高產(chǎn)的齊黃34。參試肥料為尿素(N含量46%)、過磷酸鈣(P2O5含量12%)、氯化鉀(K2O含量60%)。
1.3.1 處理設(shè)置與田間管理試驗共設(shè)5個處理,其中處理1(CK1)為不施肥區(qū);處理2(CK2)為常規(guī)施肥區(qū),也叫配方施肥區(qū),根據(jù)農(nóng)民的施肥習慣確定氮、磷、鉀肥用量(N∶P2O5∶K2O為15∶15∶10);處理3為不施氮肥區(qū);處理4為不施磷肥區(qū);處理5為不施鉀肥區(qū)。各處理肥料用量見表1。試驗共設(shè)3次重復,隨機區(qū)組排列,共15個小區(qū),每個小區(qū)面積36 m2(3 m×12 m),每個處理種20行,每行10窩,每窩3株,密度11 111株/畝,人工點播,高密度種植。各小區(qū)之間留80 cm過道,試驗田四周種植鮮食玉米為保護行。田間管理與當?shù)厮较喈?,除施肥外各小區(qū)其他田間管理措施相同。
表1 各處理肥料用量
1.3.2 肥料施用方法將磷肥、鉀肥作底肥一次性施入試驗田,氮肥作為追肥在大豆初花期追施。
每個小區(qū)單獨記錄生產(chǎn)量,每個小區(qū)取樣1 kg進行考種,分區(qū)收集籽粒、植株檢測氮、全磷、全鉀養(yǎng)分含量,采用凱氏定氮法測定全氮,釩鉬黃比色法測定全磷,火焰光度法測定全鉀[4]。
采用Excel 2017進行數(shù)據(jù)整理,利用DPS進行產(chǎn)量的多重比較。有關(guān)計算公式如下:
N(P2O5、K2O)素利用率=100%×(施氮區(qū)植株和籽粒氮積累合計量-空白區(qū)植株和籽粒氮積累合計量)/每畝施N量;
肥料效益=畝收益-畝肥料投入。
由表2可知,各處理間生育期相差1~2 d,生育期最長的為處理1(CK1)(不施肥區(qū)),生育期最短的為處理2(CK2)(常規(guī)施肥區(qū))。另外3個處理生育期相差不多。
表2 各處理大豆生育期情況
由表3可知,通過調(diào)查株高、株莢數(shù)、株粒數(shù)及百粒重等構(gòu)成理論產(chǎn)量的性狀,計算出各處理理論產(chǎn)量。處理1(CK1)理論產(chǎn)量最低,為180.7 kg/畝,理論產(chǎn)量最高的為處理2(CK2),為201.27 kg/畝。其余3個處理以處理5(無氮區(qū))產(chǎn)量最高,為196.15 kg/畝,其次是處理4(無磷區(qū)),為188.15 kg/畝,最低的為處理5(無鉀區(qū)),理論產(chǎn)量為181.77 kg/畝。
表3 各處理大豆產(chǎn)量性狀情況
由表4可知,通過多重比較可知,各處理間產(chǎn)量不存在極顯著差異,個別處理間存在顯著差異。處理1(CK1)產(chǎn)量最低,為202.75 kg/畝,較處理2(CK2)減產(chǎn)23.07 kg,與處理2(CK2)存在顯著差異;產(chǎn)量最高的為處理2(CK2),為225.82 kg/畝;其余3個處理以處理3(無氮區(qū))產(chǎn)量最高,為220.08 kg/畝,較CK1增產(chǎn)17.33 kg/畝,較CK2減產(chǎn)5.74 kg/畝;其次是處理4(無磷區(qū)),為211.1 kg/畝,較CK1增產(chǎn)8.36 kg/畝,較CK2減產(chǎn)14.72 kg/畝;最低的為處理5(無鉀區(qū)),產(chǎn)量為203.95 kg/畝,較CK1增產(chǎn)1.2 kg/畝,較CK2減產(chǎn)14.72 kg/畝,與CK2存在顯著差異。所以氮肥對該地區(qū)的大豆產(chǎn)量影響較小,與常規(guī)施肥間不存在顯著差異,磷肥和鉀肥是影響大豆產(chǎn)量的最重要因素,其中鉀肥影響最大,與常規(guī)施肥間存在顯著差異。
表4 各處理大豆產(chǎn)量情況
通過檢測不同處理大豆植株和籽粒的全氮、全磷、全鉀含量,通過公式計算N、P2O5和K2O的利用率。由表5可知,處理2(CK2)全肥區(qū)植株全氮含量為7.23%,處理3(缺氮)區(qū)植株全氮含量為2.05%,通過計算本試驗中大豆對氮的利用率為34.53%;處理2(CK2)全肥區(qū)植株全鉀含量為2.24%,處理4(缺磷)區(qū)植株全氮含量為0.35%,通過計算本試驗中大豆對磷的利用率為12.60%;處理2(CK2)全肥區(qū)植株全鉀含量為4.15%,處理5(缺鉀)區(qū)植株全氮含量為2.41%,通過計算本試驗中大豆對鉀的利用率為11.60%。由此可知,本試驗大豆對氮的利用率最高,對鉀的利用率最低。
表5 各處理大豆肥料利用率
不同處理對大豆栽培投入與產(chǎn)出的影響見表6。由表6可知,肥料效益最小的是處理2(CK2),除去肥料投入,每畝可收益706.81元;肥料效益最大的是處理3,除去肥料投入,每畝可收益800.40元,每畝較CK2增加93.59元;其次是處理4,除去肥料投入,每畝可收益783.21元,較CK2增加76.40元;處理5除去肥料投入,每畝可收益747.46元,每畝較CK2增加40.65元。
表6 各處肥料效益情況
研究氮、磷、鉀肥對大豆產(chǎn)量和品質(zhì)的影響,進行科學平衡施肥,能夠保持和改善土壤的生物學特性,提高土壤肥力,促進作物生長,提高作物產(chǎn)量和品質(zhì),增加農(nóng)田生產(chǎn)力[5]。合理配施氮、磷、鉀肥能不同程度地增加大豆產(chǎn)量[6]。
(1)本試驗表明,不同氮磷鉀肥搭配,缺施單個肥料會對產(chǎn)量有不同程度的影響。氮肥對該地區(qū)的大豆產(chǎn)量影響較小,與常規(guī)施肥間不存在顯著差異,磷肥和鉀肥是影響大豆產(chǎn)量的最重要因素,其中鉀肥的影響最大,與常規(guī)施肥間存在顯著差異。
(2)在本試驗中,大豆對N、P2O5、K2O的利用率排序為N>P2O5>K2O,齊黃34在本試驗區(qū)內(nèi)對鉀的利用率最低。產(chǎn)量數(shù)據(jù)表明,缺鉀對產(chǎn)量降低的影響最大。大豆是需鉀較多的作物,鉀對其各種重要代謝過程中都起到促進作用[7]。從本試驗結(jié)果來看,齊黃34在本試驗區(qū)對氮肥的利用率最高,這是由于大豆具有根瘤菌固氮作用,但通過產(chǎn)量數(shù)據(jù)可知,增施氮肥能有效增加大豆的產(chǎn)量,所以根據(jù)品種和當?shù)赝寥鲤B(yǎng)分情況合理的施用氮肥,能顯著提高作物產(chǎn)量。磷素同氮素一樣都是大豆細胞質(zhì)、細胞核和各種酶的組成成分,與籽粒蛋白質(zhì)、脂肪和碳水化合物形成有密切關(guān)系,對提高作物品質(zhì)方面有重要影響[7]。本試驗中大豆對磷的利用率為12.60%。
(3)通過分析各處理間的肥料效益可知,除CK1外,不施用氮肥對產(chǎn)量影響較小,除去肥料投入外每畝收益最高。綜合分析可知,合理施用氮磷鉀肥對提高大豆產(chǎn)量具有重要作用,氮肥對大豆產(chǎn)量影響較小,鉀肥對大豆產(chǎn)量影響最大,適當增施鉀肥能有效地提高大豆產(chǎn)量。