氮肥對黑豆產量及其構成因子的影響探究

摘 要 為了探明氮肥對黑豆產量及其構成因子的影響，揭示黑豆高產最適宜的氮肥施用量，以黑豆品種“連枷條”為材料，設置4個不同的施氮水平，對開花期至成熟期黑豆植株的株高、莖粗、分枝數、主莖結莢數、分枝結莢數、百粒質量及產量進行研究。結果表明，從開花至成熟，不同施氮水平黑豆植株的株高、莖粗、分枝數、主莖結莢數、分枝結莢數、百粒質量和產量差異均顯著，N2處理黑豆的產量最高，為1 760.0 kg·hm-2。綜合分析表明，陜北旱區黑豆最適宜的氮肥施用量為667 m2施純氮12 kg。

關鍵詞 黑豆;氮肥;產量;產量構成因子

中圖分類號：S565.1 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2020.02.072

黑豆，即種皮為黑色的大豆，具有極高的營養價值和藥用價值，蛋白質、維生素、微量元素、氨基酸和膳食纖維含量豐富，且其芽、葉、皮、花均可入藥，用于治療多種疾病[1]。黑豆適應性極強，對種植環境要求不高，干旱、貧瘠的土地亦可種植，因此在我國的華北、西北等地均有種植[2]。然而，我國在黑豆研究方面基礎薄弱，起步略晚，技術落后，導致我國黑豆產業發展緩慢[3-4]。氮素作為作物生長的必需元素，直接影響作物產量的形成，因此，研究氮肥對作物產量及其構成因子的影響極具價值。王中利[5]研究發現，施氮量的增加可以延長黑豆的生育期，氮肥追施量對黑豆株高、分枝數、生育期和產量影響顯著。丁洪等[6]研究表明，施氮可以增加大豆的單株結莢數和單莢粒數，從而使大豆增產。肖能遑和李志玉[7]的研究結果表明，苗期施氮可以增加大豆植株的花莢數、單株莢數、單莢粒數以及百粒質量。前人對黑豆的研究更多的是關注其生理活性方面，忽略了構成產量最基本的因子，本試驗通過研究黑豆開花至成熟期不同氮肥施用量植株的株高、莖粗、分枝數、主莖結莢數、分枝結莢數、百粒質量及產量，以明確黑豆對氮肥的響應機制，揭示陜北旱區黑豆高產最適宜的氮肥施用量。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與試驗地概況

試驗選用“連枷條”黑豆品種，于2016年在陜西省榆林市神木縣趙家溝旱作農業示范園種植。

1.2 試驗設計

試驗共5個處理，設有4個施氮（尿素）水平，每667 m2分別為0 kg（N0）、6 kg（N1）、12 kg（N2）、

18 kg（N3），另設一不施肥不覆膜栽培為對照，3次重復。小區面積設為30 m2，株距為0.30 m，行距為0.50 m。

1.3 試驗方法

黑豆開花后每隔10 d于各小區取樣（6棵植株），分別測定株高、莖粗、分枝數、主莖結莢數、分枝結莢數，并于成熟后收獲測產。

1.4 數據處理

數據統計采用Microsoft Excel 2003，分析采用SPSS StatisticsV22.0。

2 結果與分析

2.1 氮肥對黑豆株高的影響

由表1可知，從開花至成熟，不同施氮水平黑豆植株的株高均為逐漸增高趨勢，開花初期增長較快，后期增長變緩，于開花后60 d到達高峰值并逐漸趨于穩定。不同施氮水平間比較，黑豆植株的株高在同一測定時期差異顯著，所有覆膜處理黑豆的株高均顯著高于對照處理，開花后20 d和60 d，N2處理黑豆植株的株高顯著高于其他各處理，其余測定時期，N2處理黑豆植株的株高除與N1、N3處理差異不顯著外，均顯著高于其他各處理。

2.2 氮肥對黑豆莖粗的影響

由表2可知，從開花至成熟，不同施氮水平黑豆植株的莖粗均為逐漸增大趨勢，于開花后60 d到達莖粗峰值并逐漸趨于穩定。不同施氮水平間比較，黑豆植株的莖粗在同一個測定時期差異顯著，開花后40 d和50 d，所有覆膜處理黑豆的莖粗均顯著高于對照處理CK;開花后60 d，N2處理黑豆植株的莖粗顯著高于其他各處理，其余測定時期，N2處理黑豆植株的莖粗除與N1、N3處理差異不顯著外，均顯著高于其他各處理。

2.3 氮肥對黑豆分枝數的影響

由表3可知，從開花至成熟，不同施氮水平黑豆植株的分枝數均為先增加后趨于穩定趨勢，CK和N0處理于開花后30 d達到分枝數峰值，N1處理于開花后50 d達到分枝數峰值，N2和N3處理于開花后40 d達到分枝數峰值。不同施氮水平間比較，黑豆植株的分枝數在同一個測定時期差異顯著，除開花后50 d外，N2處理黑豆植株的分枝數在各測定時期均與N0、N1和N3處理差異不顯著，但顯著高于對照處理CK，各測定時期N2處理黑豆植株的分枝數均顯著高于對照處理CK。

2.4 氮肥對黑豆主莖結莢數的影響

由表4可知，從開花至成熟，不同施氮水平黑豆植株的主莖結莢數均為開花初為0，后逐漸增多趨勢，于開花后60 d到達主莖結莢數峰值。不同施氮水平間比較，黑豆植株的主莖結莢數在同一個測定時期差異顯著，除開花后10 d和20 d外，N2處理黑豆植株的主莖結莢數在各測定時期均顯著高于其他各處理，各測定時期N2處理黑豆植株的主莖結莢數均顯著高于對照處理CK。

2.5 氮肥對黑豆分枝結莢數的影響

由表5可知，從開花至成熟，不同施氮水平黑豆植株的分枝結莢數均為開花初為0，后逐漸增多趨勢，且開花初期增長較快，后期增長變緩，于開花后60 d到達分枝結莢數峰值。不同施氮水平間比較，黑豆植株的分枝結莢數在同一個測定時期差異顯著，除開花后10 d和

30 d外，N2處理黑豆植株的分枝結莢數在各測定時期均顯著高于其他各處理，各測定時期N2處理黑豆植株的分枝結莢數均顯著高于對照處理CK。

2.6 氮肥對黑豆產量的影響

由表6可知，黑豆的百粒質量、產量在不同施氮水平下差異顯著。各覆膜處理黑豆的百粒質量、產量均顯著高于對照處理CK，N3處理黑豆的百粒質量最大，為12.39 g，除與N2處理差異不顯著外，顯著高于其他各處理，N2處理黑豆的產量最高，為1 760.0 kg·hm-2，顯著高于其他各處理。

3 結論與討論

從開花至成熟，不同施氮水平黑豆植株的株高、莖粗、分枝數、主莖結莢數、分枝結莢數、百粒質量和產量差異顯著，其中，株高、莖粗和分枝數呈現同樣的變化趨勢，主莖結莢數和分枝結莢數呈現同樣的變化趨勢，均為開花初為0，后逐漸增多，于開花后60 d到達峰值。N2處理黑豆植株的株高、莖粗和分枝數在各測定時期均顯著高于對照處理CK，部分測定時期與N1和N3處理差異不顯著。N2處理的主莖結莢數除開花后20 d與N1處理差異不顯著外，在其余各測定時期均顯著高于其他處理。N2處理的分枝結莢數除開花后30 d與N1處理差異不顯著外，在其余各測定時期均顯著高于其他處理。各覆膜

處理黑豆的百粒質量、產量均顯著高于對照處理CK，N3處理黑豆的百粒質量最大，為12.39 g，N2處理黑豆的產量最高，為1 760.0 kg·hm-2，顯著高于其余各處理。

氮元素是核酸、葉綠素和蛋白質等的重要組成部分，氮素供應充分與否以及作物氮素營養的好壞，在很大程度上影響著作物的生長發育狀況[8]。氮素供應不足，作物植株矮小、細弱，產量低;氮營養過量，作物又會出現莖葉徒長、易倒伏等現象，影響作物產量。本研究中，N0和N1處理，施氮量少，黑豆植株的株高、莖粗、分枝數、主莖結莢數和分枝結莢數均較N2處理少，產量也因此低于N2處理;N3處理施氮量過大，其株高、莖粗和分枝數均與N2處理差異不大，但其主莖結莢數和分枝結莢數均少于N2處理，甚至少于N1處理。產量的形成直接取決于其產量構成因子，黑豆產量的形成由單位面積株數、每株結莢數、每莢粒數以及粒重4部分共同作用[5]。而農業生產上，單位面積株數受到栽培條件、品種等的限制，伸縮空間有限，每莢粒數和粒重又基本上取決于遺傳因子，一般較為穩定，因此，黑豆高產最主要的制約因素就是每株結莢數[9]。本研究中，N2處理黑豆植株的主莖結莢數和分枝結莢數在各測定時期均顯著高于其他處理，單株結莢數最大，因此獲得了最高產量。綜合分析表明，陜北旱區黑豆最適宜的氮肥施用量為純氮12 kg·667 m-2。

參考文獻

[1] 王寅，張坤，趙晉.黑豆的營養價值及在食品中的開發應用[J].中國食品添加劑，2007（6）：132-135.

[2] 臧學麗.發酵黑豆功能成分及應用研究[D].長春：吉林農業大學，2006.

[3] 趙濤，高小麗，張東旗，等.氮磷配比覆膜黑豆花后干物質積累與轉運特性[J].西北農業學報，2016，25（5）：723-729.

[4] 趙濤.氮磷配比對新墾地小粒黑豆生理特性的影響[D].楊凌：西北農林科技大學，2017.

[5] 王中利.播期、密度和追氮量對黑豆產量及品質性狀的影響[D].合肥：安徽農業大學，2007.

[6] 丁洪，郭慶元，李志玉，等.磷對大豆不同品種產量和品質的影響[J].中國油料作物學報，1998（2）：67-71.

[7] 肖能遑，李志玉.苗期施氮對大豆生長發育及產量的影響[J].中國油料，1982（4）：42-46.

[8] 孫曦.植物營養原理[M].北京：中國農業出版社，1997.

[9] 趙愛莉，叢文春，牛建光.大豆四個生育階段與主要產量構成因素關系的分析[J].大豆通報，1999（1）：13-14.

（責任編輯：趙中正）