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(qiáng)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(jìn)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(jī)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(jī)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(jìn)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(jìn)行，多重比較采用 Duncan法進(jìn)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(jī)制有關(guān)，具體原因還需進(jìn)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(jī)制進(jìn)行施肥，以增加大豆中蛋白質(zhì)和粗脂肪含量。