不同氮肥类型及施氮量对大豆产量和品质的影响_张家运.pdf

http:/2023年5月 第14卷 第9期不同氮肥类型及施氮量对大豆产量和品质的影响张家运利辛县王人农技推广服务中心，安徽利辛236714摘要：为研究不同氮肥类型及施氮量对大豆产量和品质的影响，以不施氮肥为对照（CK），选用酰胺态氮肥尿素、硝态氮肥硝酸钾，并各设置 3个施氮量（40、70、100 kg/hm2），对比分析大豆氮代谢关键酶活性、大豆产量和品质的变化特征。结果表明，在酰胺态氮肥处理下，大豆硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶、谷氨酸合成酶活性及大豆有效荚数、每株粒数、百粒质量、产量随氮肥施用量的增加呈先升高后降低趋势；在硝态氮肥处理下，上述指标随氮肥施用量的增加呈逐渐升高趋势。在相同施氮量处理下，酰胺态氮肥处理的大豆氮代谢关键酶活性和产量均高于硝态氮肥处理，且施氮量为70 kg/hm2时效果最好，大豆品质最佳。可见，酰胺态氮肥较适合在大豆种植中使用，且对于利辛县较适宜的施氮量为70 kg/hm2。关键词：大豆；氮肥种类；施氮量中图分类号：S565.1文献标志码：B文章编号：1674-7909（2023）09-99-30引言大豆 Glycine max（Linn.）Merr.是豆科大豆属植物1，在我国栽培历史悠久，是我国重要的粮食作物和油料作物。大豆含有丰富的脂肪、蛋白质、膳食纤维等，具有较高的营养价值2。当前，我国是世界上最大的大豆进口国，对大豆的需求量较大。因此，大力发展大豆种植业，提高大豆产量和品质至关重要。氮素是大豆形成新器官和生成籽粒蛋白质的原料，并参与蛋白质合成过程，是影响大豆产量的主要因素3。土壤中的氮素以多种形态存在，植物能够吸收利用的主要是铵态氮、硝态氮及一些可溶性有机氮分子4。酰胺态氮属于有机氮肥，需要经过土壤中的脲酶作用，水解成碳酸铵或碳酸氢铵后才能被植物吸收利用。植物对不同形态氮素的吸收、运输机制不同，而且其同化效率也存在很大差异5。大量研究表明，氮肥类型能够影响植株对氮元素的吸收和利用效率，进而影响植物地上部分生长6。氮肥类型还会影响植物对其他矿质元素的吸收，主要是因为不同类型氮肥的生理酸碱性存在差异，会导致植物根际土壤pH值发生变化，进而使植物根系对其他阴离子和阳离子的吸收比例发生变化7。因此，笔者通过试验研究不同氮肥类型及施氮量对大豆产量和品质的影响，探寻适宜大豆生长的氮肥形态，从而为大豆种植管理提供科学依据。1试验材料与方法1.1试验地概况试验地位于安徽省利辛县，属暖温带半湿润气候区，年平均气温14.9，年平均日照时间2 184 h，年无霜期213 d左右，年平均降水量831 mm。试验地土壤类型为砂姜黑土，耕层土壤有机质含量为13.8 g/kg，全氮含量为 0.57 g/kg，速效磷含量为 32.18 mg/kg，速效钾含量为105.72 mg/kg。1.2试验材料供试大豆品种为皖豆24。试验用酰胺态氮肥为尿素，硝态氮肥为硝酸钾，磷肥为过磷酸钙，钾肥为氯化钾，均购于当地农资市场。1.3试验设计试验采用完全随机设计，设 7 个处理（含 1 个对照），以不施氮肥为对照（CK），N1N6为6个施氮处理，其中N1为施用酰胺态氮肥40 kg/hm2、N2为施用酰胺态氮肥70 kg/hm2、N3为施用酰胺态氮肥100 kg/hm2、N4为施用硝态氮肥40 kg/hm2、N5为施用硝态氮肥70 kg/hm2、N6为施用硝态氮肥100 kg/hm2。每个小区为一个处理，每个处理设置3个重复，各小区面积均为72 m2。大豆播种量均为90kg/hm2，株距10 cm，行距50 cm。在大豆播种作者简介：张家运（1966），男，大专，副高级农艺师，研究方向：农业技术推广。99DOI:10.19345/ki.1674-7909.2023.09.038http:/2023年5月 第14卷 第9期前，每个处理施入过磷酸钙180 kg/hm2、氯化钾90 kg/hm2作为基肥。50%氮肥以基肥施入，剩余50%氮肥在花期追施。其他田间管理措施与当地农户一致。1.4测定指标和方法1.4.1氮代谢关键酶活性的测定。在大豆结荚期，每个处理随机选取3株大豆，先用吸水纸擦干净植株中间部位叶片表面的灰尘，而后将其取下保存在冰盒中，尽快带回实验室提取酶液。参考王学奎等8的研究方法，分别测定硝酸还原酶（Nitrate Reductase，NR）、谷氨酸合成酶（Glutamate Synthase，GOGAT）和谷氨酰胺合成酶（Glutamine Synthetase，GS）活性。1.4.2大豆产量的测定。在大豆成熟期，采用样方法，在每个小区选择具有代表性的3 m2样方，收获样方内的大豆籽粒进行测产。同时，每个小区随机选择20株大豆进行考种，测定有效荚数、单株粒数和百粒质量。1.4.3大豆品质的测定。大豆收获后，采用Perten-DA7200近红外分析仪测定大豆籽粒蛋白质和脂肪含量，每个处理测定5次。1.5数据分析试验数据使用 Excel 2016 进行整理，使用 SPSS24.0进行分析，采用LSD法检验差异显著性。2试验结果与分析2.1不同氮肥类型和施氮量对大豆氮代谢关键酶活性的影响由表1可知，氮肥类型和施氮量对大豆氮代谢关键酶活性影响显著。在酰胺态氮肥处理下，NR活性随着氮肥施用量的增加呈先升高后降低的变化趋势；在硝态氮肥处理下，NR活性随着氮肥施用量的增加呈逐渐升高的变化趋势。各处理的NR活性表现为N2N3N1N6N5N4CK，而且 N1至 N6处理分别比 CK 高19.70%、28.19%、20.45%、8.80%、9.79%和14.37%。各处理大豆GS活性变化特征与NR相似，而且N1至N6处理 分 别 比 CK 高 28.77%、34.98%、25.02%、16.18%、18.85%和 22.00%。各处理大豆 GOGAT 活性变化特征与 NR 相似，N1至 N6处理分别比 CK 高 16.35%、20.60%、17.50%、6.12%、10.15%和 15.90%。总体分析，在同一施氮量下，酰胺态氮肥处理的大豆NR、GS和GOGAT活性均高于硝态氮肥处理。2.2不同氮肥类型和施氮量对大豆产量性状的影响由表2可知，不同氮肥类型和施氮量显著影响大豆产量性状。在酰胺态氮肥处理下，大豆有效荚数随氮肥施用量的增加呈先升高后降低的变化趋势；在硝态氮肥处理下，大豆有效荚数随氮肥施用量的增加呈逐渐升高的变化趋势。N1至N6处理大豆有效荚数均显著高于CK，并在N2处理下达到最大值。各处理大豆每株粒数和百粒质量变化特征与有效荚数相似。在酰胺态氮肥处理下，大豆产量随氮肥施用量的增加呈先升高后变化降低的趋势；在硝态氮肥处理下，大豆产量随氮肥施用量的增加呈逐渐升高的变化趋势。各处理大豆产量表现为N2N1N3N6N5N4CK，且N1至N6分别比CK高62.26%、69.83%、60.22%、38.58%、45.96%和55.32%。总体分析，在同一施氮量下，酰胺态氮肥处理的大豆有效荚数、每株粒数、百粒质量和产量均高于硝态氮肥处理。表2不同氮肥类型和施氮量下大豆产量性状处理CKN1N2N3N4N5N6有效荚数/（个/株）33.43 f44.43 b46.05 a43.36 bc40.32 e41.36 d42.90 c每株粒数/（粒/株）69.94 e91.16 b97.06 a87.93 c77.22 d79.38 d86.68 c百粒质量/g20.10 d22.41 b23.50 a22.07 b20.85 c20.91 c21.99 b产量/（kg/hm2）1 931.95 f3 134.82 b3 280.93 a3 095.38 c2 677.20 e2 819.80 d3 000.77 c2.3氮肥类型和施氮量对大豆品质的影响由表3可知，不同氮肥类型和施氮量显著影响大豆品质。在酰胺态氮肥处理下，大豆蛋白质含量随氮肥施用量的增加呈先升高后降低的变化趋势；在硝态氮处理下，各处理大豆蛋白质含量没有显著差异，但施氮肥处理的大豆蛋白质含量均显著高于CK，而且N1至 N6处理分别比 CK 高 2.61%、6.50%、4.69%、1.87%、1.99%和2.73%。N1、N2、N4处理大豆脂肪含量与CK没有显著差异，其他施氮处理大豆脂肪含量均显著低于CK。N5处理大豆蛋白质和脂肪含量总和显著低于CK，但其他处理大豆蛋白质和脂肪含量总和均显著高于CK。3讨论氮素是植物需求量最大的营养元素之一9。氮代表1不同氮肥类型和施氮量下大豆氮代谢关键酶活性处理CKN1N2N3N4N5N6NR/gNO2-/（gFW h）20.18 e24.15 b25.86 a24.30 b21.95 d22.15 cd23.08 cGS/mol/（g min）64.03 e82.45 b86.43 a80.05 b74.39 d76.10 cd78.12 cGOGAT/U/（g min）389.33 e452.98 b469.51 a457.44 b413.14 d428.85 c451.23 b注：同列不同小写字母表示在0.05水平差异显著。下同。100http:/谢是调控大豆产量和品质的重要代谢过程。在此过程中，氮代谢关键酶活性起着决定性作用，而且不同形态的氮素对植物生长的影响存在明显差异10-11。此次研究结果表明，在酰胺态氮肥处理下，大豆 NR、GS 和GOGAT活性随氮肥施用量的增加呈先升高后降低的变化趋势；在硝态氮肥处理下，大豆NR、GS和GOGAT活性随氮肥施用量的增加呈逐渐升高的变化趋势。在同一施氮量下，酰胺态氮肥处理的大豆 NR、GS 和GOGAT活性均高于硝态氮处理。一方面，这可能是由于硝态氮的还原过程主要消耗腺苷三磷酸，而高浓度的硝态氮会抑制其还原和运输，从而降低了硝酸还原酶活性12-13。另一方面，硝酸盐在土壤中容易发生迁移和淋溶，在同一施氮量下，硝态氮的利用效率较低，酰胺态氮的利用效率相对较高14。氮素形态和施氮量对大豆产量和品质具有较大的影响15。此次研究结果表明，大豆有效荚数、每株粒数、百粒质量和产量均在酰胺态氮施用量为70 kg/hm2时达到最大值，而且酰胺态氮肥处理的大豆产量和品质优于硝态氮肥处理。这可能是由于在酰胺态氮肥处理下，大豆的氮代谢酶活性较高，增加了大豆营养物质的生成量和转运量。4结论在酰胺态氮肥处理下，大豆NR、GS、GOGAT活性及大豆有效荚数、每株粒数、百粒质量、产量随氮肥施用量的增加呈先升高后降低的变化趋势；在硝态氮肥处理下，上述指标随氮肥施用量的增加呈逐渐升高的变化趋势。在相同施氮量处理下，酰胺态氮肥处理的大豆产量和氮代谢关键酶活性均高于硝态氮处理，且施氮量为 70 kg/hm2时大豆产量最高、品质最佳。因此，酰胺态氮肥较适合在大豆种植中使用，而且在利辛县较适宜的施氮量为70 kg/hm2。参考文献：1 田艺心，高凤菊，朱冠雄，等.不同施肥方式对夏大豆农艺性状、产量及肥料农学效率的影响J.中国农学通报，2023（11）：50-56.2 王通宇，方淑梅，王庆燕，等.叶面喷施不同化控复配剂对大豆产量与品质的影响 J.大豆科学，2023（1）：70-76.3 冉新月，吴树，黄兴军，等.株行配置对南疆复播大豆籽粒灌浆特性及产量的影响 J.山东农业科学，2022（12）：57-62.4 蒋龙刚，史建硕，郭丽，等.不同氮磷钾水平对夏大豆产量与品质的影响J.大豆科学，2023（2）：220-227.5 郭松，周子军，刘东瑶，等.氮肥形态对不同持绿性玉米品种产量及叶片光合氮素的影响 J.玉米科学，2022（6）：131-137.6 马道承，庞艳萍，田湘，等.植物不同氮素形态配比施肥及其分子机制研究进展 J.西部林业科学，2022（5）：164-170.7 浦军，黄吉美，王朝武，等.氮肥种类及用量对旱地玉米肥料利用率和产量的影响 J.新农业，2021（23）：13-14.8 王学奎，李合生，刘武定，等.钙螯合剂对小麦幼苗氮代谢和干物重的影响 J.植物营养与肥料学报，2000（1）：42-47.9 齐欣，司玉坤，赵亚南，等.不同氮肥在不同土壤中对小麦氮素利用及产量的影响 J.中国农业科技导报，2021（7）：172-181.10 周箬涵，郁继华，杨兵丽，等.不同氮素形态及配比对娃娃菜产量、品质及其养分吸收的影响J.华北农学报，2015（3）：216-222.11 唐国俊，高迟銮，蒋士东，等.氮素形态及配比对烤烟的氮素利用率及品质的影响 J.湖南农业科学，2014（16）：21-23.12 牛振明，张国斌，刘赵帆，等.氮素形态及配比对甘蓝养分吸收、产量以及品质的影响 J.草业学报，2013（6）：68-76.13 李志恒，皇甫丽云，许世豪，等.不同氮素形态比对马铃薯氮素利用与产量的影响 J.现代园艺，2023（3）：1-2.14 赵政鑫，王晓云，田雅洁，等.未来气候条件下秸秆还田和氮肥种类对夏玉米产量及土壤氨挥发的影响 J.中国农业科学，2023（1）：104-117.15 王君婵，王慧，李曼，等.不同品质类型小麦籽粒产量与品质对氮肥运筹和叶面肥的响应 J.扬州大学学报（农业与生命科学版），2021（6）：23-28.表3不同氮肥类型和施氮量下大豆品质处理CKN1N2N3N4N5N6蛋白质含量/%40.28 d41.33 c42.90 a42.17 b41.04 c41.08 c41.38 c脂肪含量/%20.20 a20.30 a20.02 a19.74 b20.56 a18.15 c19.91 b蛋白质+脂肪含量/%60.48 c61.63 b62.92 a61.91 b61.60 b59.23 d61.29 b张家运.不同氮肥类型及施氮量对大豆产量和品质的影响101