施磷對不同大豆品種產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

闞 沖， 劉鴻雁， 石貴陽， 陳 竹

(貴州大學(xué) 農(nóng)學(xué)院， 貴州 貴陽 550025)

磷是植物生長發(fā)育必需的大量元素之一，同時也是植物的重要組成成分，對植物的生長發(fā)育和新陳代謝起重要作用[1]。大豆是需磷量較大的作物，施磷可提高大豆產(chǎn)量[2-3]。關(guān)于施磷對大豆品質(zhì)及微量元素吸收的報道較少，且研究結(jié)果不盡一致。KUTAMA等[4-6]研究認(rèn)為，施磷肥能提高大豆中蛋白質(zhì)含量，同時抑制大豆中粗脂肪的積累。蔡伯巖等[1，7]研究表明，施磷使農(nóng)作物中蛋白質(zhì)含量下降，粗脂肪含量增加。關(guān)于大豆礦質(zhì)元素的研究，前人報道較少，而礦質(zhì)元素對人體健康起著重要的調(diào)節(jié)作用[8]。由于生活品質(zhì)提高，主要糧食作物中微量元素的生物強化被認(rèn)為是最有前景的途徑[9]。大豆富含鈣、鐵、鋅等礦質(zhì)元素，兼具營養(yǎng)與保健功能，其豆制品是人體攝取營養(yǎng)元素和礦質(zhì)元素的重要食物之一[10]。目前，關(guān)于施磷對不同大豆品種的品質(zhì)及微量元素吸收影響的研究較少。鑒于此，選用黔豆11號、南春豆31及黔豆10號等14個南方大豆品種為材料，研究施磷對大豆產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，旨在為大豆?fàn)I養(yǎng)價值的提高提供科學(xué)依據(jù)，同時促進西南地區(qū)大豆產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2017年在貴州省大方縣開展。大方縣位于貴州省西北部，地處黔西北高原(云貴高原)向黔中山原丘陵過渡斜坡地帶，屬中山地貌類型，縣境大部分海拔在1 400～1 900 m，年平均氣溫13.1℃，最高氣溫30.5℃，最低氣溫-3.6℃，最冷月(12月)平均氣溫為3.5℃，最熱月(7月)平均氣溫為19.9℃，屬典型的夏涼山區(qū)。陰雨天氣多，日照少，雨季明顯，雨量充沛，年平均降水量為1 061.9 mm，縣境內(nèi)土壤屬中亞熱帶常綠闊葉林黃壤帶，由于地形復(fù)雜，土壤地域差異較大，肥力水平懸殊明顯。試驗地土壤養(yǎng)分：pH 8.01，有機碳15.2 g/kg，全磷0.52 g/kg，有效磷17.94 mg/kg，全氮0.93 g/kg，全鉀24.91 g/kg，有效鉀419 mg/kg，水溶性鈣0.12 g/kg，水溶性鎂0.02 g/kg，鐵28.2 mg/kg，錳177.87 mg/kg，銅1.98 mg/kg，鋅3.31 mg/kg。

1.2 材料

供試材料為西南地區(qū)生產(chǎn)上栽培面積較大的14個大豆品種，分別為黔豆11號、南春豆31、黔豆10號、黔豆7號、安豆7號、安豆9號、黔豆8號、安豆5號、川豆16、川豆13、滇豆4號、滇豆7號、南豆8號和黔豆6號，均由貴州省安順市農(nóng)業(yè)科學(xué)院提供。

1.3 方法

1.3.1 試驗設(shè)計 試驗采用隨機區(qū)組設(shè)計，播種前，在施氮肥50 kg/hm2、鉀肥40 kg/hm2作為底肥基礎(chǔ)上，設(shè)計2個施肥處理，即施磷處理，純磷35 kg/hm2，記作P35；不施磷處理，記作P0。3次重復(fù)，小區(qū)面積6 m2。采取穴播方式種植，種植密度為2.4×105株/hm2。4月上旬播種，出苗后統(tǒng)計田間出苗情況。9月上旬收獲，分別對各處理大豆籽粒取樣，于70℃烘箱烘至恒重，粉碎過篩裝入自封袋編號保存以待進一步分析。

1.3.2 測定項目 大豆籽粒氮、磷、鉀的測定：將烘干樣品粉碎過40目篩，供室內(nèi)分析測定備用。采用H2SO4-H2O2法消煮樣品，半微量凱氏定氮法測定氮含量，鉬黃比色法測定磷含量，火焰光度法測定鉀含量。粗蛋白含量測定用濃 H2SO4-H2O2法消煮，半微量凱氏定氮法測定大豆氮含量(N%)，蛋白質(zhì)含量(%)=N%×6.25。大豆中礦質(zhì)元素(Fe、Mn、Cu、Zn、Ca、Mg)含量采用原子吸收分光光度法。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

試驗數(shù)據(jù)利用 Microsoft Office Excel 2013整理，用Origin作圖。差異顯著性檢驗(ANOVA)采用 SPSS 22.0 進行，多重比較采用 Duncan法進行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理大豆的產(chǎn)量

由圖1可知，與不施磷處理相比，施磷處理14個大豆品種產(chǎn)量均有提升，各品種的增幅為9%～60%。除安豆7號增產(chǎn)效果不明顯外，其余13個大豆品種產(chǎn)量均表現(xiàn)為顯著增產(chǎn)(P<0.05)。南豆8號增幅最高，黔豆11號、黔豆10號、安豆9號、南豆8號和黔豆6號增幅均大于40%。

2.2 不同處理大豆中氮磷鉀的含量

由表1可知施磷與不施磷14個大豆品種氮磷鉀含量的變化。

2.1.1 氮 與不施磷相比，施磷處理黔豆8號氮含量顯著增加，增幅為0.27百分點；黔豆6號、川豆16、川豆13、滇豆7號及南豆8號氮含量均顯著下降，降幅為0.3～0.76百分點；其余8個品種無顯著變化。

2.1.2 磷 與不施磷相比，施磷處理安豆5號磷含量顯著下降，降幅為0.05百分點；川豆16、川豆13、滇豆4號及滇豆7號磷含量均顯著增加，增幅為0.08～0.20百分點；其余9個品種均無顯著變化。

2.1.3 鉀 與不施磷相比，施磷處理黔豆10號、安豆7號、黔豆8號鉀含量顯著下降，降幅為0.04～0.13百分點；黔豆11號、黔豆7號、黔豆6號、安豆9號、川豆16、川豆13及滇豆7號鉀含量均顯著增加，增幅為0.05～0.73百分點。其余4個品種均無顯著變化。

表1 不同處理各大豆品種的氮磷鉀含量

2.3 不同施磷處理大豆礦質(zhì)元素的含量

由表2可知施磷與不施磷14個大豆品種礦質(zhì)元素含量的變化。

2.3.1 鐵 與不施磷相比，施磷處理南豆8號鐵含量增加9.12 mg/kg；黔豆11號、南春豆31、黔豆10號、黔豆7號、安豆9號及安豆5號鐵含量顯著降低，降幅為3.35～19.13 mg/kg；其余8個品種鐵含量無顯著變化。

2.3.2 錳 與不施磷相比，施磷處理黔豆11號、南春豆31、黔豆7號、川豆16、滇豆4號、滇豆7號、黔豆6號、南豆8號錳含量顯著增加，增幅為0.15～0.85 mg/kg；安豆7號和安豆5號錳含量顯著降低，降幅在0.23～0.28 mg/kg；其余4個品種無顯著變化。

2.3.3 銅 與不施磷相比，施磷處理黔豆7號、黔豆8號、黔豆6號、南豆8號銅含量顯著增加，增幅為0.29～2.55 mg/kg；川豆13和滇豆7號銅含量顯著降低，降幅為0.57～1.94 mg/kg；其余8個品種無顯著變化。

2.3.4 鋅 與不施磷相比，施磷處理黔豆7號、安豆9號、黔豆8號、黔豆6號鋅含量顯著增加，增幅為1.05～16.67 mg/kg；黔豆11號、黔豆10號、安豆7號、安豆5號、川豆13中鋅含量顯著降低，降幅為1.96～3.58 mg/kg；其余5個品種鋅含量變化不顯著。

2.3.5 鈣 與不施磷相比，施磷處理安豆7號、黔豆8號、南豆8號、黔豆6號鈣含量顯著增加，增幅為0.18～5.09 mg/kg；黔豆11號、安豆5號、滇豆7號中鈣含量顯著降低，降幅為0.36～0.83 mg/kg；其余7個品種均無顯著變化。

2.3.6 鎂 與不施磷相比，施磷處理南春豆31、黔豆7號、安豆7號、黔豆6號鎂含量顯著增加，增幅為0.12～0.85 mg/kg；黔豆11、黔豆10號、川豆13、滇豆4號、南豆8號鎂含量顯著降低，降幅為1.88～4.25 mg/kg；其余5個品種均無顯著變化。

表2 不同施磷處理各大豆品種的礦質(zhì)營養(yǎng)含量

2.4 大豆蛋白質(zhì)和粗脂肪的含量

由圖2可知，14個大豆品種施磷處理蛋白質(zhì)含量在34.41%～34.09%，平均含量為37.35%；不施磷處理蛋白質(zhì)含量為36.67%～43.83%，平均含量為38.93%。與不施磷相比，施磷處理黔豆8號蛋白質(zhì)含量顯著增加，增幅為1.69百分點，川豆16、川豆13、滇豆7號、南豆8號、黔豆6號蛋白質(zhì)含量均顯著下降，降幅為1.89～6.29百分點；其余8個品種中蛋白質(zhì)含量無顯著變化。與不施磷相比，施磷處理南豆8號中粗脂肪含量顯著增加，增幅為9.9百分點；南春31、黔豆10號、黔豆6號、滇豆7號、滇豆4號中粗脂肪含量顯著下降，降幅為2.3～6.0百分點，其中，南春豆31下降幅度最高。

3 結(jié)論與討論

磷是作物生長所必須的營養(yǎng)元素，在其發(fā)育過程中起著重要作用，缺磷會直接影響作物生長發(fā)育和產(chǎn)量形成[11-12]，大豆作為油料作物和富含蛋白質(zhì)作物，對磷有特殊需求。施磷可以增加大豆的產(chǎn)量[1]，但施磷對不同大豆品種的增產(chǎn)效果不同。研究表明，不同作物及同一作物的不同品種對土壤低磷脅迫的適應(yīng)能力和對磷肥的利用率均存在遺傳差異[13-16]。該研究表明，施磷對14個大豆品種產(chǎn)量有增產(chǎn)作用，但增產(chǎn)幅度不同，較不施磷處理各大豆品種增產(chǎn)9%～60%，除安豆7號增產(chǎn)效果不明顯，其余13個大豆品種產(chǎn)量均表現(xiàn)為顯著增產(chǎn)，其中，黔豆11號、黔豆10號、安豆9號、南豆8號及黔豆6號5個大豆品種增產(chǎn)效果最為明顯，增產(chǎn)率均大于40%，說明黔豆11號、黔豆10號、安豆9號、南豆8號和黔豆6號5個大豆品種對磷素的利用率較高。

不同大豆品種由于自身遺傳特性的差異，施肥對各大豆品種氮、磷、鉀的影響不同。研究表明，施磷處理不同大豆品種中氮磷鉀含量存在顯著差異，其中，黔豆8號氮含量較不施磷處理增加0.27百分點，黔豆6號、川豆16、川豆13、滇豆7號及南豆8號氮含量均顯著下降，降幅為0.30～0.76百分點；川豆16、川豆13、滇豆7號、滇豆4號大豆磷含量增幅為0.08～0.20百分點，安豆5號磷含量顯著下降0.05百分點；黔豆11號、黔豆7號、黔豆6號、安豆9號、川豆16、川豆13、滇豆7號鉀含量增幅為0.05～0.73百分點，黔豆10號、安豆7號鉀含量下降0.04～0.13百分點。寧海龍等[17-18]研究表明，磷肥對于大豆中磷元素的影響是正效應(yīng)，而氮和鉀元素的影響有正有負(fù)；吳明才等[19]研究也表明，施磷對大豆籽粒中磷含量有顯著增加效果，與該研究結(jié)果有相似之處，與其研究結(jié)果不同的是安豆5號中磷含量顯著下降，可能是該大豆品種本身的遺傳特性以及其生長環(huán)境所導(dǎo)致。

張國正等[20-21]研究得出，施磷可增加大豆中Fe、Mn、Cu、Zn、Ca、Mg含量，與該研究中黔豆8號、黔豆6號結(jié)果相似，黔豆8號和黔豆6號Cu、Mn、Zn、Ca、Mg含量與不施磷相比顯著增加。其余品種大豆中微量元素含量變化不一致，可能與不同大豆品種本身的遺傳特性和吸收微量元素的吸收機制有關(guān)，具體原因還需進一步研究。

蔡伯巖等[22-23]研究表明，大豆籽粒中蛋白質(zhì)和脂肪含量受施磷水平影響較大，施磷有利于提高大豆籽粒中蛋白質(zhì)和粗脂肪含量。曹立為等[24]研究也表明，施磷能增加大豆品種黑農(nóng)48籽粒蛋白質(zhì)和粗脂肪含量。研究得出，施磷處理南豆8號的粗脂肪含量較未施磷的顯著增加9.9百分點，黔豆8號蛋白質(zhì)含量顯著增加1.69百分點；但川豆16、川豆13、滇豆7號、南豆8號及黔豆6號蛋白質(zhì)含量均顯著下降，降幅為1.89～6.29百分點，南春豆31、黔豆10號、黔豆6號、滇豆7號及滇豆4號蛋白質(zhì)含量顯著下降，降幅為2.3～6.0百分點，與蔡伯巖等[23-25]等研究結(jié)果相反，可能與大豆品種自身的遺傳特性有關(guān)，說明施磷對不同大豆品種中蛋白質(zhì)和粗脂肪含量影響不同，因此，栽培上應(yīng)針對不同大豆品種吸肥機制進行施肥，以增加大豆中蛋白質(zhì)和粗脂肪含量。