階段性養(yǎng)分虧缺對(duì)大豆莖部性狀及產(chǎn)量的影響

杜吉到，王玉陽(yáng)，2

（1.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)農(nóng)學(xué)院，大慶 163319；2.寶泉嶺管局農(nóng)業(yè)科研所）

大豆植株的莖稈是大豆植株上的重要的輸導(dǎo)器官，同時(shí)它還影響著植株株型的變化。莖部性狀不僅影響冠層結(jié)構(gòu)，而且關(guān)系到大豆物質(zhì)運(yùn)輸、分配、貯藏以及抗倒伏性等方面[1-2]。大豆莖部生長(zhǎng)習(xí)性有兩個(gè)顯著類(lèi)型，不確定生長(zhǎng)型和確定生長(zhǎng)型[3]。莖的生長(zhǎng)發(fā)育具有一定的規(guī)律性[4]，大豆莖的形態(tài)特點(diǎn)與產(chǎn)量高低有很大的關(guān)系，株高與產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)r=0.830 4，莖粗與產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)r=0.516 1。對(duì)亞有限品種來(lái)說(shuō)，株高與莖粗的比值在80～120 產(chǎn)量穩(wěn)定。單株平均節(jié)間長(zhǎng)度達(dá)5 cm，是倒伏的臨界長(zhǎng)度[5-7]。在生產(chǎn)上影響大豆莖稈生長(zhǎng)的主要因素是施肥，其中B的虧缺是影響產(chǎn)量的一個(gè)限制因素，而Ca 可以加強(qiáng)由于B 的虧缺所產(chǎn)生的不良影響。灌水和通風(fēng)透光條件也對(duì)莖稈的生長(zhǎng)產(chǎn)生影響。在高產(chǎn)栽培學(xué)條件下，必須選用稈強(qiáng)不倒，抗不良條件強(qiáng)的品種，在管理上要合理的施肥和灌水，促進(jìn)莖稈的正常生長(zhǎng)，達(dá)到低產(chǎn)變高產(chǎn)，高產(chǎn)變更高產(chǎn)的目的[8-10]。研究已證實(shí)不同施氮量對(duì)大豆的株高、莖粗、節(jié)數(shù)有顯著的影響[11]，隨著施氮量的增加，莖粗、節(jié)數(shù)減少，節(jié)間長(zhǎng)度、株高、單株莢數(shù)、單株粒數(shù)、單株粒重增加[12]，隨著營(yíng)養(yǎng)液磷濃度的增加，大豆植株干重也相應(yīng)增加。陳錦坤認(rèn)為NP 配比可以調(diào)節(jié)大豆葉面積及干物質(zhì)積累[13]。一些研究認(rèn)為，施用錳、鉬、鋅、硼及硫肥可提高大豆產(chǎn)量[14-17]。劉鵬等研究表明，氮磷鉀與硼鉬配施促進(jìn)了大豆株高的增長(zhǎng)，提高了大豆產(chǎn)量[18]。

在大豆不同生育時(shí)期對(duì)其進(jìn)行養(yǎng)分調(diào)控，會(huì)對(duì)其株高、節(jié)間長(zhǎng)度、莖粗、莖重、莖節(jié)充實(shí)度等莖部性狀產(chǎn)生影響。大豆的株高、主莖節(jié)數(shù)、莖粗和分枝數(shù)等是株型和繁茂性的性狀，這幾個(gè)性狀與產(chǎn)量的相關(guān)在方向上是一致的[19]。因此在大豆不同時(shí)期對(duì)其進(jìn)行養(yǎng)分調(diào)控，探討階段性養(yǎng)分虧缺對(duì)大豆莖部性狀及產(chǎn)量的影響，進(jìn)而為大豆生產(chǎn)的營(yíng)養(yǎng)調(diào)控提供理論依據(jù)是非常必要的。

1 試驗(yàn)材料與方法

試驗(yàn)于2009 年在黑龍江省大慶市林甸縣宏偉

鄉(xiāng)黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)大豆試驗(yàn)基地進(jìn)行。

1.1 供試材料

供試品種為墾農(nóng)4 號(hào)大豆。采用荷格倫特（Hoagland）營(yíng)養(yǎng)液培養(yǎng)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用砂培的方式，自然光照。砂培容器為直徑0.3 m、高0.28 m 的塑料桶，底部打直徑約1 cm孔，裝入經(jīng)過(guò)篩、沖洗后的江砂20 kg。設(shè)置10 組處理（見(jiàn)表1），4 次重復(fù)，每盆保苗6 株，營(yíng)養(yǎng)虧缺的方法是在相應(yīng)處理的生育時(shí)期澆清水，其余處理每隔一天澆500 mL 荷格倫特營(yíng)養(yǎng)液。為防止砂培中鹽分的累積，各處理生育時(shí)期處理完畢后，進(jìn)行清水洗鹽。

表1 階段性養(yǎng)分虧缺處理Table 1 Nutrient deficiency at different growth stages treatment

1.3 試驗(yàn)測(cè)定項(xiàng)目及方法

成熟后進(jìn)行收獲、考種、測(cè)產(chǎn)。分別用直尺和電子天平測(cè)定各處理植株的株高，各節(jié)間長(zhǎng)度，莖粗以及莖重。

節(jié)間密度=莖節(jié)重/節(jié)間長(zhǎng)度

用Excel 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及圖表的繪制，用DPS v7.05 進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

2 結(jié)果與分析

2.1 階段性養(yǎng)分虧缺對(duì)大豆株高的影響

株高是大豆植株的重要性狀之一，株高與結(jié)莢習(xí)性和抗倒伏性關(guān)系比較密切。如圖1 所示，不同處理間株高存在差異。顯著性分析表明，P2 的株高顯著低于其他處理，說(shuō)明大豆植株在V3～R1 期營(yíng)養(yǎng)虧缺，嚴(yán)重的影響植株生長(zhǎng)，降低株高。其他各處理雖然能影響株高，但未達(dá)顯著水平。相關(guān)分析表明，株高與產(chǎn)量呈正相關(guān)關(guān)系（r=0.324 9）。

圖1 階段性養(yǎng)分虧缺對(duì)大豆株高影響Fig.1 Impact of nutrient deficiency on soybean plant height at different growth stages

2.2 階段性養(yǎng)分虧缺對(duì)大豆節(jié)間長(zhǎng)度的影響

縮短莖節(jié)間長(zhǎng)度，增加干物質(zhì)能有效控制大豆由于密植后徒長(zhǎng)，起到抗倒伏作用。減少大豆中、下部節(jié)位的節(jié)間長(zhǎng)度，有效地控制中、下部節(jié)間的伸長(zhǎng)，有利于形成合理的冠層分布[20]。營(yíng)養(yǎng)虧缺對(duì)大豆節(jié)間長(zhǎng)度的影響如圖2 所示，不同處理大豆植株節(jié)間長(zhǎng)度的變化規(guī)律基本相同，在P1～3 節(jié)逐漸降低，4～10 逐漸升高，達(dá)到最大值后又逐漸下降的變化規(guī)律。P2 節(jié)長(zhǎng)在10～15 節(jié)位明顯的低于其他處理，下降幅度為7.26%～27.53%，說(shuō)明大豆植株在V3～R1 期營(yíng)養(yǎng)虧缺，可能影響了植株中、上部節(jié)間的分化、發(fā)育。其他處理大豆植株中、上部節(jié)間長(zhǎng)度的變化差別不大。相關(guān)分析表明，節(jié)長(zhǎng)在1～3、5～9 節(jié)位與產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系（r=-2 563～-5 490），在4、10～16 節(jié)位與產(chǎn)量呈正相關(guān)關(guān)系（r=0.057 9～6 688*），并且在第15 節(jié)位達(dá)到了顯著水平。

圖2 階段性養(yǎng)分虧缺對(duì)大豆節(jié)間長(zhǎng)度影響Fig.2 Impact of nutrient deficiency on soybean nodosity length at different growth stages

2.3 階段性養(yǎng)分虧缺對(duì)大豆莖粗的影響

圖3 階段性養(yǎng)分虧缺對(duì)大豆莖粗影響Fig.3 Iimpact of nutrient deficiency on soybean stem diameter at different growth stages

在一定范圍內(nèi)，單株產(chǎn)量隨莖粗的增加而極顯著增加[21]。如圖3 可以看出，各處理節(jié)間莖粗均表現(xiàn)為第1 節(jié)較粗，第2 節(jié)后有所降低。P3、P4、P5、P6、P7、P8、P9 各處理節(jié)間莖粗在1～14 節(jié)位比CK 高出0.01～0.11 cm，由此說(shuō)明R1～R7 時(shí)期階段性養(yǎng)分虧缺，對(duì)大豆植株節(jié)間莖粗影響不大。P1 節(jié)間莖粗在1～13 節(jié)略低于其他處理，而P2 明顯的低于其他處理，下降幅度為4.29%～24.12%，說(shuō)明大豆植株在V3～R1 期營(yíng)養(yǎng)虧缺，限制了大豆植株后期的生長(zhǎng)發(fā)育，降低了大豆植株中、下部節(jié)間的莖粗。相關(guān)分析表明，各節(jié)間莖粗與產(chǎn)量呈正相關(guān)關(guān)系（r=0.197 8～0.730 9*），并且在第1 和第16 節(jié)位達(dá)到了顯著水平。

2.4 階段性養(yǎng)分虧缺對(duì)大豆莖重的影響

如圖4 可以看出，不同處理大豆植株節(jié)間莖重的變化規(guī)律相似，在1～3 節(jié)逐漸降低，4～7 節(jié)逐漸升高，達(dá)到最大值后又逐漸下降的變化規(guī)律。P1、P3、P8和P9 處理莖重在3～14 節(jié)位低于CK，說(shuō)明在生育前期及后期營(yíng)養(yǎng)不足會(huì)減少植株各節(jié)莖重。P4 處理在1～6 節(jié)位高于CK，7～15 節(jié)位低于CK，說(shuō)明R2 期營(yíng)養(yǎng)虧缺會(huì)限制中、上部的生長(zhǎng)發(fā)育，降低各節(jié)莖重。P2 處理在1～13 節(jié)位明顯低于其他處理，與對(duì)照相比下降17.17%～61.18%，說(shuō)明大豆在V3～R1 時(shí)期對(duì)營(yíng)養(yǎng)元素的需求較敏感，若缺乏營(yíng)養(yǎng)元素可降低植株莖重。相關(guān)分析表明，各節(jié)間莖重與產(chǎn)量呈正相關(guān)關(guān)系（r=0.127 9～0.992 1**），并且在4～6、8～12 節(jié)位達(dá)到了顯著水平，在16 節(jié)位達(dá)到了極顯著水平。

圖4 階段性養(yǎng)分虧缺對(duì)大豆莖影響Fig.4 Impact of nutrient deficiency on soybean stem at different growth stages

2.5 階段性養(yǎng)分虧缺對(duì)大豆節(jié)間密度的影響

養(yǎng)分虧缺對(duì)大豆節(jié)間密度的影響如圖5 所示，各處理的節(jié)間密度都呈現(xiàn)出逐漸降低的變化趨勢(shì)P2節(jié)間密度在1～13 節(jié)位明顯低于其他處理，下降幅度處于14.25%～31.59%，說(shuō)明在V3～R1 期是植株生長(zhǎng)發(fā)育的關(guān)鍵時(shí)期，此時(shí)期養(yǎng)分虧缺可降低節(jié)間密度，影響莖稈的發(fā)育，進(jìn)而增加植株的倒伏度。其他時(shí)期養(yǎng)分虧缺，對(duì)大豆節(jié)間密度影響不大。相關(guān)分析表明，各節(jié)間密度與產(chǎn)量呈正相關(guān)關(guān)系（r=0.234 3～0.763 0*），并且在5，7～12 節(jié)位達(dá)到了顯著水平。

圖5 階段性養(yǎng)分虧缺對(duì)大豆節(jié)間密度的影響Fig.5 Impact of nutrient deficiency on soybean nodosity density at different growth stages

2.6 階段性養(yǎng)分虧缺對(duì)大豆產(chǎn)量的影響

由表2 可以看出，P2 處理大豆產(chǎn)量低于對(duì)照10.05%，顯著低于P7 處理19.62%，說(shuō)明V3～R1 期營(yíng)養(yǎng)虧缺，降低了大豆植株的產(chǎn)量。其他處理間產(chǎn)量差別未達(dá)顯著水平，說(shuō)明在其他時(shí)期利用砂子中殘留的養(yǎng)分或是后期的養(yǎng)分補(bǔ)充，即可滿足大豆的生長(zhǎng)。從P7 處理的結(jié)果可以看出，在大豆進(jìn)行鼓粒的R5期，過(guò)高的鹽離子濃度可能對(duì)其鼓粒不利，降低鹽離子濃度，供應(yīng)充足的水分更有利于大豆的鼓粒期及產(chǎn)量的提高。因此R5 期是大豆水分需求的關(guān)鍵期，此期充足的水分對(duì)產(chǎn)量的形成具有重要影響。

表2 營(yíng)養(yǎng)虧缺對(duì)大豆產(chǎn)量的影響Table 2 Impact of nutrient deficiency on soybean yield at different growth stages

3 結(jié)論

（1）不同生育時(shí)期營(yíng)養(yǎng)虧缺對(duì)大豆莖部性狀及產(chǎn)量均有影響。V3～R1 期營(yíng)養(yǎng)虧缺對(duì)大豆莖部性狀及產(chǎn)量影響較大，限制了大豆植株的生長(zhǎng)發(fā)育，降低了大豆植株中、上部節(jié)間長(zhǎng)度及中、下部節(jié)間的莖粗、莖重和節(jié)間密度，產(chǎn)量也低于其他各期處理。

（2）V3～R1 期是大豆植株由營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)轉(zhuǎn)向營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)與生殖生長(zhǎng)并進(jìn)期，需要養(yǎng)分較多，養(yǎng)分的虧缺對(duì)其影響較大，而其他各階段的養(yǎng)分虧缺均可通過(guò)前期或后期的養(yǎng)分殘留或補(bǔ)充得到恢復(fù)。V3～R1 期是大豆株型及產(chǎn)量調(diào)控的關(guān)鍵時(shí)間，此期充足的養(yǎng)分供應(yīng)是提高大豆產(chǎn)量的前提條件。

（3）R5 期是大豆的鼓粒時(shí)期，此期養(yǎng)分的階段性虧缺未對(duì)產(chǎn)量形成產(chǎn)生負(fù)面影響，充足的水分供應(yīng)反而提高了大豆的產(chǎn)量。R5 期是大豆水分需求的關(guān)鍵時(shí)期，此期充足的水分是提高大豆產(chǎn)量的重要保證。

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