不同施肥方法對蕓豆干物質(zhì)及氮磷鉀積累動(dòng)態(tài)的影響

高運(yùn)青，徐東旭，尚啟兵，任紅曉，王 芳，姜翠棉

（張家口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，河北 張家口 075000）

不同施肥方法對蕓豆干物質(zhì)及氮磷鉀積累動(dòng)態(tài)的影響

高運(yùn)青，徐東旭，尚啟兵，任紅曉，王 芳，姜翠棉

（張家口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，河北 張家口 075000）

為了實(shí)現(xiàn)蕓豆高產(chǎn)高效，在冀西北壩上蕓豆主產(chǎn)區(qū)，采用裂區(qū)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，主因素為施肥方法，設(shè)基肥（撒可富復(fù)合肥375 kg/hm2，播種前施入）和追肥（尿素75 kg/hm2，結(jié)合灌水施入）2種，副因素為灌水時(shí)期（初花期灌水、初花期和鼓粒期2次灌水、鼓粒期灌水），研究了不同施肥方法對蕓豆干物質(zhì)及氮磷鉀積累動(dòng)態(tài)的影響。結(jié)果表明：施用基肥較追肥更利于蕓豆各器官的生長和干物質(zhì)的積累；蕓豆對三大養(yǎng)分的需求量順序?yàn)榱祝锯洠镜?，其中，初花期到始熟期植株地上部的氮磷鉀積累量增加得最快，其次是苗期到初花期。早施肥、施基肥、施用含氮磷鉀的復(fù)合肥有助于氮磷鉀在地上部植株中的積累，有利于產(chǎn)量的提高。

蕓豆；施肥；干物質(zhì)；氮磷鉀積累動(dòng)態(tài)；產(chǎn)量

冀西北壩上地區(qū)屬寒溫帶半干旱大陸性季風(fēng)氣候，光照充足、晝夜溫差大，獨(dú)特的氣候條件非常適宜優(yōu)質(zhì)蕓豆生產(chǎn)。該地區(qū)蕓豆因顆粒大、色澤鮮、光澤好而聞名，年種植面積達(dá)到2萬hm2，年產(chǎn)量4萬t以上，已成為當(dāng)?shù)氐闹鲗?dǎo)農(nóng)產(chǎn)品，在農(nóng)民增收、食品加工和農(nóng)產(chǎn)品出口中占有重要地位。在干旱半干旱地區(qū)，天氣干旱和土壤瘠薄是限制作物生產(chǎn)的2個(gè)主要因素[1]，目前，人們對玉米、大豆、亞麻等作物的施肥研究較多[2～17]，而對蕓豆施肥的相關(guān)研究較少。作者立足于冀西北壩上蕓豆主產(chǎn)區(qū)，研究了不同施肥方法對蕓豆干物質(zhì)及氮磷鉀積累動(dòng)態(tài)的影響，旨為該地區(qū)蕓豆高產(chǎn)高效生產(chǎn)技術(shù)集成提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)在張家口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院張北試驗(yàn)基地進(jìn)行。試驗(yàn)區(qū)海拔1 400 m，年日照時(shí)數(shù)2 700 h，年降水量393.2 mm，年平均氣溫2.6℃，無霜期107 d，土壤類型為栗鈣土。

1.2 試驗(yàn)材料

參試蕓豆品種為英國紅（粒用型）。2015年5月16日播種，9月18日收獲。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 采用裂區(qū)試驗(yàn)設(shè)計(jì)（表1），其中，主因素為施肥方法，分基肥和追肥2種；副因素為灌水時(shí)期，分別為初花期灌水、初花期和鼓粒期2次灌水、鼓粒期灌水。其中，基肥為撒可富復(fù)合肥375kg/hm2，于播種前施入；追肥為尿素75 kg/hm2，結(jié)合灌水施入。試驗(yàn)采取大區(qū)對比，小區(qū)面積64 m2，取樣為3次重復(fù)，各小區(qū)之間用塑料薄膜隔離。其他管理同大田常規(guī)。

表1 不同處理的施肥方法和灌水時(shí)期Table 1 Treatments with different fertilizing methods and irrigation periods

1.3.2 測定項(xiàng)目與方法

1.3.2.1 干物質(zhì)和養(yǎng)分積累量。選擇T3和T6處理取樣調(diào)查。分別于苗期、初花期、始熟期和成熟期，每小區(qū)選擇有代表性的蕓豆植株4株，將不同器官（根、葉片、莖、莢、籽粒）分開，分別稱量鮮重；然后，將各器官的鮮樣置于烘箱內(nèi)105℃殺青30 min，再80℃烘干至恒重，晾涼后稱量干重。將烘干后的植株地上部樣品分別粉碎，測定全氮、全磷和全鉀含量，其中，全氮含量測定采用凱氏定氮法[18]，全磷含量測定采用鉬銻抗比色法[19]，全鉀含量測定采用火焰光度計(jì)法[20]。

1.3.2.2 經(jīng)濟(jì)性狀與產(chǎn)量。蕓豆收獲期，參照《普通菜豆種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》[21]，調(diào)查株高、主莖分枝數(shù)、主莖節(jié)數(shù)、單株莢數(shù)、莢長、單莢粒數(shù)和百粒重；每小區(qū)取中間30 m2收獲，測定產(chǎn)量。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥方法對蕓豆干物質(zhì)積累動(dòng)態(tài)的影響

2.1.1 對根部干物質(zhì)積累動(dòng)態(tài)的影響 苗期至成熟期，2種施肥方法處理的蕓豆根鮮重和根干重均呈逐漸升高趨勢，且均于成熟期達(dá)到最大值，其中，基肥處理的指標(biāo)值始終＞追肥處理（圖1）。表明與追肥相比，施用基肥更有利于各生育期蕓豆根系的生長，促進(jìn)根鮮重和干重的提高。成熟期，基肥處理的根干重為1.0 g/株，較追肥處理（0.6 g/株）高53.8%。

圖1 不同施肥方法的蕓豆根部干物質(zhì)積累動(dòng)態(tài)Fig.1 Dry matter accumulation dynamic of root in different fertilizing methods

2.1.2 對莖部干物質(zhì)積累動(dòng)態(tài)的影響 苗期至成熟期，2種施肥方法處理的蕓豆莖鮮重和莖干重均呈先升高后降低的變化趨勢，且除追肥處理的莖鮮重最高值出現(xiàn)在初花期外，其他處理指標(biāo)最大值均出現(xiàn)在始熟期，其中，基肥處理的指標(biāo)值始終＞追肥處理（圖2）。表明與追肥相比，施用基肥在蕓豆生育前期更有利于莖的生長，促進(jìn)莖鮮重和干重的提高。始熟期，基肥處理的莖干重為4.6 g/株，是追肥處理（1.6 g/株）的2.86倍。

圖2 不同施肥方法的蕓豆莖部干物質(zhì)積累動(dòng)態(tài)Fig.2 Dry matter accumulation dynamic of stem in different fertilizing methods

2.1.3 對葉片干物質(zhì)積累動(dòng)態(tài)的影響 苗期至成熟期，2種施肥方法處理的蕓豆葉鮮重和葉干重均呈先升高后降低的變化趨勢，其中，基肥處理的指標(biāo)值始終＞追肥處理；最大值均出現(xiàn)在初花期，此后葉重均逐漸降低，其中，基肥處理降低得相對緩慢。表明與追肥相比，施用基肥在蕓豆生育前期更有利于葉片的生長，促進(jìn)葉鮮重和干重的提高，而在生育后期則又可以延緩葉片的衰老與脫落，從而間接地促進(jìn)葉片光合作用，增加干物質(zhì)的積累。初花期，基肥處理的葉干重為5.1 g/株，較追肥處理（4.4 g/株）高16.1%。

圖3 不同施肥方法的蕓豆葉片干物質(zhì)積累動(dòng)態(tài)Fig.3 Dry matter accumulation dynamic of leaf in different fertilizing methods

2.1.4 對豆莢和籽粒干物質(zhì)積累動(dòng)態(tài)的影響 始熟期和成熟期，基肥處理的蕓豆莢鮮重以及籽粒鮮重和干重均＞追肥處理，其中，始熟期指標(biāo)值分別提高了163.0%、101.2%和58.3%，成熟期指標(biāo)值分別提高了13.3%、24.8%和58.8%（表2）。表明與追肥相比，施用基肥更有利于莢和籽粒的生長發(fā)育，促進(jìn)其干物質(zhì)積累，為產(chǎn)量的形成與提高奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。

表2 不同施肥方法的蕓豆莢鮮重以及籽粒鮮重和干重 （g/株）Table 2 The fresh weight and dry weight of the pod and seed in different fertilizing methods

2.2 不同施肥方法對蕓豆地上養(yǎng)分積累動(dòng)態(tài)的影響

從不同施肥方法同一養(yǎng)分的積累量變化趨勢看，2種施肥方法處理的蕓豆地上部三大養(yǎng)分積累變化趨勢均基本一致，且均呈“S”型Logistic曲線，其中，P積累量變化呈逐漸升高趨勢，成熟期達(dá)到最高；而N和K積累量最大值均出現(xiàn)在始熟期（表4）。苗期至成熟期，基肥處理的三大養(yǎng)分積累量均＞追肥處理；從不同生育階段的N、P、K養(yǎng)分積累量差異看，均表現(xiàn)為初花期至始熟期增加得最快，其次是苗期到初花期。表明與追肥相比，施用基肥有助于N、P、K在蕓豆地上部植株中的積累，其中，初花期至始熟期增長速度最快，其次是苗期至初花期。

從同一施肥方法不同養(yǎng)分的積累量變化趨勢看，2種施肥方法處理的三大養(yǎng)分積累量順序均為P＞K＞N。表明蕓豆生育期對P需求量最大，其次是K，而對N的需求量相對最少。基肥處理的P積累量最大值為15.9 g/株（成熟期），較追肥處理（9.1 g/株）高74.7%；K和N的積累量分別為10.0和7.0 g/株（始熟期），分別較追肥處理（同期K、N積累量分別為3.8和2.8 g/株）高1.6倍和1.5倍。而追肥處理的K和N含量均在成熟期達(dá)到最高，分別為4.1和3.1 g/株。

圖4 不同施肥方法的蕓豆地上部N、P、K積累動(dòng)態(tài)Fig.4 NPK accumulation of above ground in different fertilizing methods

2.3 不同施肥方法對蕓豆經(jīng)濟(jì)性狀和產(chǎn)量的影響

相同灌水條件下，基肥處理的蕓豆經(jīng)濟(jì)性狀和產(chǎn)量均＞追肥處理（表3）。表明與追肥相比，施用基肥更有助于改善蕓豆的經(jīng)濟(jì)性狀，提高產(chǎn)量。基肥處理的蕓豆平均產(chǎn)量為1 993.7 kg/hm2，較追肥處理（1 445.0 kg/hm2）高38.0%。

基肥處理中，T2處理產(chǎn)量（2 082 kg/hm2）最高，分別較T1和T3處理增產(chǎn)12.85%和1.36%；經(jīng)濟(jì)性狀除單莢粒數(shù)＜T3處理外，其他性狀均表現(xiàn)最優(yōu)。這與初花期和鼓粒期2次灌水有關(guān)，初花期灌水可以減少落花落莢的發(fā)生，提高結(jié)莢率；而鼓粒期灌水可以促進(jìn)籽粒灌漿，達(dá)到增產(chǎn)的目的[22]。T3處理的產(chǎn)量＞T1處理，增產(chǎn)率為11.33%，其中，單株莢數(shù)、莢長、單莢粒數(shù)、百粒重分別提高了3.33%、8.96%、33.33%和3.07%，表明鼓粒期灌水的增產(chǎn)效果優(yōu)于初花期灌水，這與開花期到灌漿期（期間包括鼓粒期）的耗水量占生育期總耗水量的比例（51.1%）較大[22]有關(guān)。

追肥處理中，T5處理產(chǎn)量（1 554 kg/hm2）最高，分別較T4和T6處理增產(chǎn)4.44%和20.19%；T4處理的產(chǎn)量＞T6處理，增產(chǎn)率為15.08%，其中，株高、單株莢數(shù)、百粒重分別提高了 6.09%、20.00%和11.20%，表明開花期追肥的增產(chǎn)效果優(yōu)于鼓粒期追肥，這與前期追肥有利于蕓豆快速生長，較早地為產(chǎn)量形成奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)有關(guān)。

表3 不同施肥方法的蕓豆經(jīng)濟(jì)性狀和產(chǎn)量Table 3 Yield and economic traits of common bean in different fertilizing methods

3 結(jié)論與討論

蕓豆屬于小作物，對其研究內(nèi)容大多為育種方面，而有關(guān)栽培生理方面的研究甚少。前人對不同作物的干物質(zhì)積累動(dòng)態(tài)進(jìn)行了研究，結(jié)果顯示，大豆植株的干物重隨生育進(jìn)程呈逐漸增加趨勢[11]；胡麻植株的干物重隨生育進(jìn)程而逐漸增加，且最大增長速率出現(xiàn)在盛花期[13]。作者采用基肥和追肥2種施肥方法，灌水時(shí)期均設(shè)初花期灌水、初花期和鼓粒期2次灌水、鼓粒期灌水3個(gè)水平，研究了蕓豆不同器官的干物質(zhì)以及地上部N、P、K積累動(dòng)態(tài)的變化，結(jié)果顯示，根和籽粒的干物質(zhì)積累均隨生育進(jìn)程而逐漸增加，與前人的研究結(jié)果[11，13]相一致；莖和葉的干物質(zhì)積累則是隨生育進(jìn)程呈先升高后降低的變化趨勢。

本研究條件下，與追肥處理相比，基肥處理在蕓豆生育前期有利于根、莖、葉的生長，促進(jìn)植株地上部養(yǎng)分積累，且生育后期延緩葉片的衰老與脫落，從而間接地促進(jìn)葉片的光合作用，增加干物質(zhì)的積累量，提高莢和籽粒的鮮重與干重，最終提高產(chǎn)量。2種施肥方法處理的蕓豆地上部N、P、K積累動(dòng)態(tài)均呈“S”型Logistic曲線，蕓豆對三大養(yǎng)分的需求量順序均為P＞K＞N；從不同時(shí)期植株地上部的N、P、K積累量差異看，初花期到始熟期養(yǎng)分積累得最快，其次是苗期到初花期。因此，早施肥，施基肥、施三元復(fù)合肥有助于N、P、K在蕓豆地上部植株中的積累。與追肥相比，施用基肥的蕓豆平均增產(chǎn)38.0%；而追肥條件下，初花期追肥增產(chǎn)效果較好，較鼓粒期追肥增產(chǎn)15.1%。在蕓豆高產(chǎn)栽培中，首先推薦施用三元復(fù)合肥做基肥；若未施用基肥，則初花期追肥較鼓粒期追肥效果好，更有利于植株生長與產(chǎn)量的提高。

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Effects of Different Fertilizing Methods on Dry Matter and NPK Accumulation Dynamic of Common Bean

GAO Yun-qing，XU Dong-xu，SHANG Qi-bing，REN Hong-xiao，WANG Fang，JIANG Cui-mian

（Zhangjiakou Academy of Agricultural Sciences，Zhangjiakou 075000，China）

To provide theoretical basis for the common bean production，in the northwest of Hebei Province，where is the main production area of common bean，the effects on dry matter and NPK accumulation dynamic under different fertilizing methods was studied.Using split plot experiment design，the main factor is fertilizing method，containing base fertilizer(sakefu compound fertilizer 375 kg/hm2，fertilized before sowing) and dressing fertilizer(urea 75 kg/hm2，fertilized with irrigation).The deputy factor is the irrigation stage(irrigation at early flowering stage，irrigation at early flowering stage and grain filling stage with 2 times，irrigation at grain filling stage).The research results showed that base fertilizer was more beneficial to the growth of the common bean organs and dry matter accumulation than dressing fertilizer.The demand order for nutrients was P＞K＞N.The increasing of NPK accumulation in the plant from the initial flowering stage to the initial mature stage was the fastest，then the stage from the seedling to the initial flowering was followed.Therefore，early fertilization，base fertilizer，application of NPK compound fertilizer contributes to NPK accumulation in plants，it is beneficial to the improvement of production.

Common bean；Fertilizer；Dry matter；NPK accumulation dynamic；Yield

S529

：A

：1008-1631（2017）01-0015-04

2016-08-08

“十二五”國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2014BAD07B05-03）；河北省科技計(jì)劃項(xiàng)目 (16236505D-2)；張家口市科學(xué)技術(shù)研究與發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目 (1511065C)

高運(yùn)青（1981-），女，河北深澤人，副研究員，碩士，主要從事食用豆研究。E-mail：gaoyunqing2003@126.com。