商品有機(jī)肥和無機(jī)肥配施對大豆氮素積累及利用效率的影響*

宋北光，郭　婷，謝曉偉，胡燕燕，李遠(yuǎn)明，姜佰文

（ 1.黑龍江北大荒農(nóng)業(yè)股份有限公司852分公司農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，黑龍江　雙鴨山　155620；2.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，哈爾濱　150030；3.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)/國家大豆工程技術(shù)研究中心，哈爾濱　150030）

?

商品有機(jī)肥和無機(jī)肥配施對大豆氮素積累及利用效率的影響*

宋北光1，郭婷2，謝曉偉2，胡燕燕2，李遠(yuǎn)明3，姜佰文2*

（ 1.黑龍江北大荒農(nóng)業(yè)股份有限公司852分公司農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，黑龍江雙鴨山155620；2.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，哈爾濱150030；3.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)/國家大豆工程技術(shù)研究中心，哈爾濱150030）

摘要：文中采用6種施肥處理，有機(jī)無機(jī)肥配施采用3個比例。通過田間試驗(yàn)，結(jié)合室內(nèi)分析測定，研究了黑龍江地區(qū)商品有機(jī)肥與無機(jī)肥配合施用對大豆氮含量和氮素積累量的影響。結(jié)果表明，大豆植株的氮素積累量在整個生育期呈現(xiàn)不斷增加的趨勢，商品有機(jī)肥與無機(jī)肥配合施用表現(xiàn)出較高的氮素積累量，但有機(jī)無機(jī)肥配合施用處理間差異不明顯。商品有機(jī)肥與無機(jī)肥配合施用處理的NNTTEE均高于化肥處理，分別提高了17.72%，23.14%和16.06%。商品有機(jī)肥與無機(jī)肥配施的各處理的氮肥農(nóng)學(xué)利用率、氮肥生理利用率也均高于純化肥處理。

關(guān)鍵詞：大豆；有機(jī)無機(jī)肥配施；氮素積累；氮肥利用效率

氮素是大豆生長發(fā)育和產(chǎn)量形成的主要元素，隨著大豆產(chǎn)量的提高，對氮素的吸收量也在增加［1］。大豆自身積累高濃度的蛋白質(zhì)，根瘤固氮對結(jié)實(shí)器官營養(yǎng)作用非常明顯［2］。但靠根瘤固氮僅能滿足大豆需氮的50%左右［3］，要維持其正常生長必須給以足夠的氮肥［4］。趙麗琴等研究表明［5］，有機(jī)無機(jī)肥配施促進(jìn)了作物對氮磷鉀養(yǎng)分的吸收，有機(jī)無機(jī)肥配施對氮磷鉀的吸收明顯高于單施無機(jī)肥。張福鎖等研究也表明［6］，施用氮肥能明顯改善大豆的氮素營養(yǎng)，提高氮素含量。近年來，有關(guān)有機(jī)無機(jī)肥配施研究主要集中在大豆的產(chǎn)量和品質(zhì)效益及肥料利用率方面。但對有機(jī)無機(jī)配施對大豆氮素積累及其利用效率的研究較少。文中通過對有機(jī)無機(jī)肥配施對大豆各時期氮素積累量、氮肥利用效率進(jìn)行研究。進(jìn)而探討有機(jī)肥和無機(jī)肥配合施用的作用機(jī)制，為今后農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有機(jī)無機(jī)肥配施的推廣施用提供可靠的理論支持。

1　材料與方法

1.1試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于東北農(nóng)業(yè)大學(xué)香坊農(nóng)場試驗(yàn)基地，供試土壤為黑土，基礎(chǔ)肥力為有機(jī)質(zhì)32.7 g/kg，全氮1.45 g/kg，全磷0.59 g/kg，堿解氮127 mg/kg，速效鉀226 mg/kg，速效磷50.2 mg/kg，pH 7.08。

供試肥料：尿素（N 46%），重過磷酸鈣（P2O546%），硫酸鉀（K2O 50%），商品有機(jī)肥（N 2.5%、P2O51.5%、K2O 2.2%，哈爾濱瑞豐生物技術(shù)有限責(zé)任公司），緩釋尿素（N 37%）。

1.2試驗(yàn)設(shè)計

供試品種為東農(nóng)54，共設(shè)6個處理，采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，3次重復(fù)，小區(qū)行長10 m，行距70 cm，5行區(qū)，小區(qū)面積35 m2，四周設(shè)保護(hù)行。

磷、鉀施用固定：P2O560 kg/hm2，K2O 45 kg/ hm2，氮、磷、鉀、有機(jī)肥等均作為基肥1次性施入。各處理施肥方案如下：

CK：不施用氮肥+PK；

N2M0：60 kg/hm2純氮：氮肥由有機(jī)肥+PK；

N1M1：30 kg/hm2純氮（無機(jī)肥）+300 kg/hm2商品有機(jī)肥+PK；

N2M1：45 kg/hm2純氮（無機(jī)肥）+300 kg/hm2商品有機(jī)肥+PK；

N3M1：60 kg/hm2純氮（無機(jī)肥）+300 kg/hm2商品有機(jī)肥+PK；

N3M0：60 kg/hm2純氮：氮肥由無機(jī)肥+PK。

1.3測定項(xiàng)目與方法

分別在苗期、初花期、盛花期、結(jié)莢期、鼓粒期和成熟期取樣。取回的樣品按不同器官，將根、莖、葉、莢果分開，105℃下殺青30 min后，置于75℃下烘干至恒重，將烘干樣品測重記錄后粉碎封存，待用。

1.4數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010和DPS 9.50進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2　結(jié)果與分析

2.1不同器官中氮素積累量的動態(tài)變化

植株體內(nèi)的養(yǎng)分含量，可能由于干物質(zhì)變化等引起的稀釋作用而導(dǎo)致難以真實(shí)的反應(yīng)養(yǎng)分的吸收情況，然而養(yǎng)分的積累量是植株干生物量與養(yǎng)分含量的乘積，能夠更真實(shí)的反映植株對養(yǎng)分的吸收和利用情況。

在大豆的不同器官中氮素的積累量是不同的，隨著大豆生育期的推進(jìn)，其變化趨勢也不相同，其中葉片與莖稈的變化規(guī)律比較相似，在生育前期，大豆氮素積累量隨著生育期的推進(jìn)不斷增加，在鼓粒期達(dá)到最大值；而后大豆葉片和莖稈中的氮素積累量隨大豆生殖生長期逐漸下降。

商品有機(jī)肥與無機(jī)肥配合施用，不同時期大豆葉片、莖稈的氮素積累量的動態(tài)變化如圖1、2。

圖1　大豆葉片中氮素積累量的動態(tài)變化

圖2　大豆莖稈中氮素積累量的動態(tài)變化

由圖1、2可知，在大豆整個生育期，葉片的氮素積累量大于莖稈的氮素積累量。葉片中，在盛花期前以N3M0最高，N3M1次之，二者差異不明顯；盛花期后，氮素積累量表現(xiàn)為N2M1最高，N3M1次之，在鼓粒期大豆葉片中的氮素積累量N2M1、N3M1、N3M0三者無明顯差異（P＞0.05），但三者均與其他處理到達(dá)顯著差異水平（P＜0.05）。

莖稈中，各生育時期表現(xiàn)均為N2M1最高，莖稈中的氮素積累量在鼓粒期達(dá)到整個生育期最大值，隨后進(jìn)入成熟期大豆莖稈中的氮素積累量銳減。

商品有機(jī)肥與無機(jī)肥配合施用不同時期大豆莢皮氮素積累量的動態(tài)變化如圖3，結(jié)莢期至鼓粒期，大豆莢果初步形成，大豆?fàn)I養(yǎng)生長中心轉(zhuǎn)移至莢果中，莢果中氮素積累量從結(jié)莢期的0.071～0.098 g/株，增長至鼓粒期的0.15～0.23 g/株，增長迅速。隨后隨著大豆?fàn)I養(yǎng)生長中心向大豆籽粒中轉(zhuǎn)移，大豆莢皮中的氮素積累量迅速下降到0.043～0.062 g/株。成熟期莢皮中的氮素積累量表現(xiàn)為N3M0＞N3M1＞N2M1＞N1M1＞N2M0＞CK，N3M0、N3M1、N2M1、N1M1、N2M0與CK達(dá)顯著差異水平（P＜0.05），5個施氮處理間差異不明顯。

圖3　大豆莢皮中氮素積累量的動態(tài)變化

商品有機(jī)肥與無機(jī)肥配合施用不同時期大豆籽粒氮素積累量的動態(tài)變化如圖4，在鼓粒期，各個處理大豆籽粒的氮素積累量都很小，差異均未達(dá)到顯著水平，可能是由于大豆籽粒剛形成，籽粒的干物質(zhì)量過低導(dǎo)致的。在成熟期，大豆籽粒中的氮素大量積累，各個處理氮素積累量表現(xiàn)為N2M1＞N3M1＞N1M1＞N3M0＞N2M0＞CK，N2M1的氮素積累量達(dá)1.18 g/株，與其他各處理均達(dá)顯著差異水平（P＜0.05），N3M0、N3M1、N1M1、N2M0處理間無顯著差異，但均與CK達(dá)顯著性差異（P＜0.05）。

圖4　大豆籽粒中氮素積累量的動態(tài)變化

2.2大豆植株氮素積累量的動態(tài)變化

氮素直接或間接參與大豆主要生理過程，氮素積累、運(yùn)轉(zhuǎn)在蛋白質(zhì)、貯藏蛋白形成和積累過程中起至關(guān)重要的作用，是大豆生長過程中的一個重要生理過程。商品有機(jī)肥與無機(jī)肥配合施用不同時期大豆植株氮素積累量的動態(tài)變化如圖5。

圖5　不同生育期大豆植株氮素積累量的動態(tài)變化

試驗(yàn)結(jié)果表明，整個生育期，大豆植株的氮素積累量呈現(xiàn)不斷增加的趨勢，結(jié)莢期以前，各處理氮素積累速度比較緩慢，并且各個處理間差異不明顯；從結(jié)莢期開始大豆植株氮素積累量迅速增加，為大豆的生殖生長提供較好的營養(yǎng)元素基礎(chǔ)。

結(jié)莢期大豆氮素積累量表現(xiàn)為N3M1＞N3M0＞N2M1＞N1M1＞N2M0＞CK，但是各個處理間均未達(dá)到顯著性差異水平。在鼓粒期，各處理氮素積累規(guī)律表現(xiàn)與結(jié)莢期相同，N2M1、N3M1、N3M0、N1M1處理間差異不明顯，但與N2M0、CK達(dá)到顯著差異水平（P＜0.05）。在成熟期，大豆氮素積累量表現(xiàn)為N2M1＞N1M1＞N3M1＞N3M0＞N2M0＞CK，商品有機(jī)肥與無機(jī)肥配合施用表現(xiàn)出較高的氮素積累量，但有機(jī)無機(jī)肥配合施用處理間差異不明顯。試驗(yàn)結(jié)果表明：有機(jī)肥和無機(jī)肥的交互作用有利于大豆植株的氮素積累。

商品有機(jī)肥與無機(jī)肥配合施用不同時期大豆植株的氮素積累量與產(chǎn)量相關(guān)性的研究結(jié)果見表1。

表1　不同生育期大豆植株氮素積累量與產(chǎn)量的相關(guān)性

試驗(yàn)表明，在苗期、初花期，大豆植株的氮素積累量與產(chǎn)量間表現(xiàn)為沒有明顯的線性正相關(guān)r=0.438 5，r=0.663 1；在盛花期，氮素積累量與產(chǎn)量相關(guān)系數(shù)r=0.840 5*，表現(xiàn)出顯著正相關(guān)；在結(jié)莢期，大豆植株的氮素積累量與產(chǎn)量間的相關(guān)系數(shù)r=0.602 2，未能表現(xiàn)出明顯差異，這可能是大豆結(jié)莢期的落莢現(xiàn)象導(dǎo)致了大豆此時期的干物重相對減少有關(guān)；在鼓粒期、成熟期，氮素積累量與產(chǎn)量均呈現(xiàn)出了極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為r=0.916 4**、r=0.959 5**，說明植株的氮素積累量和產(chǎn)量密切相關(guān)，通過有效地措施努力地提高大豆的氮素積累量，最終有利于實(shí)現(xiàn)大豆高產(chǎn)。

2.3大豆氮肥利用效率的研究

氮肥生理利用率是指作物體內(nèi)所吸收的肥料氮素在作物體內(nèi)的利用率，反應(yīng)作物對肥料中氮素的利用情況。氮肥農(nóng)學(xué)利用率則是指作物氮素吸收利用率與生理利用率的乘積。氮素轉(zhuǎn)運(yùn)率在一定程度上反映的是植物營養(yǎng)器官的氮素向生殖器官轉(zhuǎn)移、運(yùn)輸?shù)哪芰?，?個數(shù)值的大小受肥料結(jié)構(gòu)以及施肥方法等因素的影響。試驗(yàn)對商品有機(jī)肥與無機(jī)肥配合施用處理的氮肥利用效率進(jìn)行了研究（見表2），結(jié)果表明，3個商品有機(jī)肥與無機(jī)肥配合施用處理的NTE都高于化肥處理和不施肥處理，分別較化肥處理提高了17.72%、23.14%和16.06%，較不施肥處理提高了4.63%、9.46%和3.16%。商品有機(jī)肥與無機(jī)肥配施的各處理以及純有機(jī)肥處理的氮肥農(nóng)學(xué)利用率、氮肥生理利用率也均高于純化肥處理。

表2　不同處理的氮肥利用效率

3　結(jié)論

商品有機(jī)肥與無機(jī)肥配合施用不同時期大豆植株氮素積累量的動態(tài)變化結(jié)果表現(xiàn)為：整個生育期，呈現(xiàn)不斷增加的趨勢，結(jié)莢期以前，各處理氮素積累速度比較緩慢，從結(jié)莢期開始大豆植株氮素積累量迅速增加。在成熟期，大豆氮素積累量表現(xiàn)為N2M1＞N1M1＞N3M1＞N3M0＞N2M0＞CK，商品有機(jī)肥與無機(jī)肥配合施用表現(xiàn)出較高的氮素積累量，但有機(jī)無機(jī)肥配合施用處理間差異不明顯。氮肥利用效率試驗(yàn)研究表明，3個商品有機(jī)肥與無機(jī)肥配合施用處理的NTE均高于化肥處理，分別提高了17.72%、23.14%和16.06%。商品有機(jī)肥與無機(jī)肥配施的各處理以及純有機(jī)肥的氮肥農(nóng)學(xué)利用率、氮肥生理利用率也均高于純化肥處理。

［參考文獻(xiàn)］

［1］袁立海，張曉，舒權(quán)，等.氮肥增產(chǎn)效應(yīng)的研究［J］.大豆科學(xué)，1984（3）∶243-250.

［2］郭海龍，馬春梅，董守坤，等.春大豆生長中對不同氮源的吸收利用［J］.核農(nóng)學(xué)報，2008，22（3）∶338-342.

［3］HarperJE.Nitrogenfixation-limitationsandpotential［C］.Chicago，IL∶World Soybean Research Conference VI，August，1999.

［4］范茂攀，湯利，徐智，等.有機(jī)無機(jī)配施對生菜養(yǎng)分吸收和氮肥利用率的影響［J］.中國農(nóng)學(xué)通報，2013，29（1）∶89-93.

［5］趙麗琴，吉明光，鄭永貴，等.施肥對大豆吸收氮磷鉀的影響［J］.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)學(xué)報，2005，17（3）∶29-31.

［6］張福鎖，龔元石，李曉林.土壤與植物營養(yǎng)研究動態(tài)［M］.北京∶中國農(nóng)業(yè)出版社，1995∶319-349.

第一作者：宋北光，農(nóng)藝師，研究方向?yàn)樽魑镌耘嗪娃r(nóng)業(yè)技術(shù)推廣

**通訊作者：姜佰文，教授，研究方向?yàn)樽魑镳B(yǎng)分管理，E-mail：jbwneau@163.com

中圖分類號：S143.6

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1674-3547（2016）03-0005-07

收稿日期：2016-05-18；修回日期：2016-06-03

*基金項(xiàng)目：“十二五”國家科技支撐計劃“大豆高產(chǎn)高效關(guān)鍵技術(shù)研究與示范（2014BAD11B01）”

Effects of Commercial Manure and Chemical Fertilizer Integration on Nitrogen Accumulation and Use Efficiency in Soybean

Song Beiguang1，Guo Ting2，Xie Xiaowei2，Hu Yanyan2，Li Yuanming3，Jiang Baiwen2
（1.852 Branch，Heilongjiang Beidahuang Agriculture Co.，Ltd.，Shuangyashan 155620，Heilongjiang，China；2.College of Resources and Environment，Northeast Agricultural University，Harbin 150030，China；3.Northeast Agricultural University/National Engineering Research Center for Soybean，Harbin 150030，China）

Abstract：With a series of field experiments and chemical analysis，the research investigated the effects of six treatments with three different proportions of commercial manure and chemical fertilizers on soybean nitrogen accumulation and nitrogen efficiency.The results showed that nitrogen accumulation was an up-trend during the whole growing period，the integration of commercial manure and chemical fertilizers had a higher nutrient accumulation，but there were no significant differences between manure and chemical fertilziers.Nitrogen transportation efficiency in the three commercial manure mixed chemical fertilizers was 17.72%，23.14%and 16.06%higher than that of chemical fertilizers alone respectively.Agronomic nitrogen use efficiency and physiological nitrogen use efficiency were higher than chemical fertilizer alone respectively.

Key words：Soybean；Organic-inorganic mixed fertilizers；Nitrogen accumulation；Nitrogen transporta?tion efficiency