






摘要: 【目的】通過長期定位實(shí)驗(yàn),探究長期不同氮磷鉀肥配施對大豆產(chǎn)量、品質(zhì)及土壤理化性狀的影響,為黑龍江省黑土區(qū)大豆產(chǎn)量、品質(zhì)提升和土壤質(zhì)量維持提供技術(shù)支撐。【方法】田間試驗(yàn)始于1990 年,以‘東生17’大豆為試驗(yàn)材料,設(shè)置了不施肥 (CK)、磷鉀肥 (PK)、氮鉀肥 (NK)、氮磷肥 (NP) 及氮磷鉀平衡施肥 (NPK)5 個處理,系統(tǒng)分析不同氮磷鉀肥配施下大豆產(chǎn)量及其礦物質(zhì) (磷、鉀、鈣和鐵元素) 和異黃酮含量,以及土壤理化性狀的變化特征。【結(jié)果】與CK 處理相比,PK、NK、NP 及NPK 處理均可提升大豆產(chǎn)量,增幅為5.1%~18.6%;大豆籽粒中鈣、鐵、鉀元素和異黃酮含量均增加,增幅表現(xiàn)為NPKgt;NPgt;NKgt;PK,而籽粒中的磷元素含量對各施肥處理的響應(yīng)并不顯著。與不施肥及各缺素處理相比,NPK 處理下鈣、鐵、鉀和異黃酮含量分別增加了6.6%~12.6%、19.9%~54.6%、8.8%~16.3% 和14.1%~58.0%。NPK處理下土壤有機(jī)質(zhì)與全氮含量與其他處理差異較小,而堿解氮、全磷、全鉀、有效磷及速效鉀含量多有顯著提升,其中有效磷漲幅最高,達(dá)到80.0%;與NPK 相比,NK 處理土壤有效磷含量及NP 處理土壤全鉀和速效鉀含量分別顯著降低了44.4%、19.7% 和29.2%。4 個施肥處理中,PK 處理的增產(chǎn)率和增產(chǎn)值均處于最低水平,且未能有效提升大豆的產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益。氮肥的農(nóng)學(xué)效率達(dá)到14.7 kg/kg,遠(yuǎn)高于磷、鉀肥的1.1 kg/kg 和1.3 kg/kg。氮磷鉀肥配施處理大豆的經(jīng)濟(jì)效益顯著提升。【結(jié)論】東北黑土區(qū)大豆生產(chǎn)中氮肥施用是必不可少,通過氮磷鉀平衡施肥不僅可以顯著提升大豆產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益,還可以提升大豆品質(zhì)、培肥土壤。
關(guān)鍵詞: 氮磷鉀平衡施肥;大豆;礦質(zhì)元素;異黃酮;土壤肥力;產(chǎn)量
大豆含有豐富的蛋白質(zhì)、脂肪、維生素及多種微量元素,對維護(hù)人體健康發(fā)揮著至關(guān)重要的作用[1]。作為我國重要的經(jīng)濟(jì)和糧食作物,大豆已在很多地區(qū)廣泛種植[2]。東北黑土區(qū)的土壤基礎(chǔ)肥力較高,富含有機(jī)質(zhì)、礦物質(zhì)和微量元素[3],為大豆生長提供了良好的土壤環(huán)境。氮、磷、鉀又是大豆生長所必需的三大營養(yǎng)元素,而黑土中這些養(yǎng)分的供給狀況直接關(guān)系到大豆的生長和產(chǎn)量。
大豆與根瘤菌的共生關(guān)系,是一種自然的氮素供給機(jī)制,但單純依賴這種方式并不能滿足大豆高產(chǎn)的需求。實(shí)際種植經(jīng)驗(yàn)表明,大豆所需的氮素,僅有1/3 到1/2 由根瘤菌固氮提供[4]。因此,大豆生產(chǎn)中仍需要施用適量氮肥[5]。鄒獅等[6]研究表明,施氮量通過影響大豆根瘤數(shù)量和固氮酶活性,間接影響大豆產(chǎn)量和蛋白質(zhì)含量,在始花期 (R1 期) 施氮對大豆固氮和籽粒蛋白質(zhì)含量的增加作用顯著。磷肥和鉀肥在大豆的生長發(fā)育過程中也起著關(guān)鍵作用。適量施用鉀肥,可有效提高大豆的抗逆性以及對病蟲害的抵抗力,從而增加產(chǎn)量[7]。受傳統(tǒng)觀念的影響,農(nóng)民在種植大豆時過度施用磷肥,導(dǎo)致土壤中磷積累過剩。研究證明,適當(dāng)?shù)牧追适┯茫梢孕》仍黾哟蠖沟闹髑o節(jié)數(shù)和有效分枝數(shù),但在土壤速效磷含量較為充足的情況下,隨著施磷量的增加,大豆產(chǎn)量會呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢[8?9]。蔣龍剛等[ 1 0 ]通過11 個不同氮磷鉀水平組合配施試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),施氮使大豆籽粒蛋白質(zhì)含量增加1.3%~3.4%,大豆單株有效莢數(shù)、單株粒數(shù)、產(chǎn)量在施用低量磷肥和鉀肥處理下均有顯著增長。然而,在實(shí)際生產(chǎn)中,農(nóng)民往往過于重視氮、磷肥的施用,忽視了鉀肥的投入,導(dǎo)致土壤中的氮、磷、鉀三要素比例失衡。氮磷鉀平衡施肥對大豆產(chǎn)量和土壤養(yǎng)分影響關(guān)注較多,而對大豆品質(zhì)影響鮮有報(bào)道。
近年來,大豆及豆制品在全球范圍內(nèi)日益受到關(guān)注,大豆種植地域廣闊,且容易受到品種、種植條件、地域、土壤和水質(zhì)等因素影響[11?12]。過去在大豆研究中主要關(guān)注其有機(jī)營養(yǎng)成分[13?14],對大豆中礦物質(zhì)營養(yǎng)成分的研究較為有限。因此研究不同施肥方式下大豆中微量元素及異黃酮含量,將有助于進(jìn)一步提升大豆品質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn),相較于單一肥料的施用,氮磷鉀肥的配施能夠更好地實(shí)現(xiàn)養(yǎng)分的均衡供應(yīng)[15],這種施肥方式既為土壤提供了適宜的肥料,又在保持土壤質(zhì)量和可持續(xù)利用的基礎(chǔ)上,確保了作物的持續(xù)、穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)[16]。因此,如何通過肥料配施提升大豆品質(zhì)已成為研究焦點(diǎn)。本研究針對黑龍江省黑土區(qū)大豆施肥現(xiàn)狀,在不同氮磷鉀配施條件下,通過對大豆籽粒中礦物質(zhì)元素、異黃酮含量、大豆產(chǎn)量以及土壤理化性狀指標(biāo)進(jìn)行分析,旨在揭示長期定位試驗(yàn)中氮磷鉀配施對大豆產(chǎn)量及品質(zhì)的影響機(jī)制,以期為提高黑龍江省黑土區(qū)大豆產(chǎn)量和品質(zhì)提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。
1 材料與方法
1.1 研究區(qū)概況
試驗(yàn)依托始于1990 年設(shè)立的長期不同施肥定位試驗(yàn),試驗(yàn)地位于黑龍江省海倫市中國科學(xué)院海倫農(nóng)業(yè)生態(tài)實(shí)驗(yàn)站 (47°26′N,126°38′E),該地年均降雨量為500~600 mm,年均氣溫1.5℃,有效積溫2400℃~2500℃,無霜期120~130 天。土壤類型為第四紀(jì)黃土狀亞黏土發(fā)育而成的中厚黑土,0—20 cm耕層土壤有機(jī)質(zhì)含量為48.2 g/kg,全氮2.2 g/kg,全磷0.7 g/kg,全鉀23.4 g/kg,堿解氮239.7 mg/kg,速效磷18.0 mg/kg,速效鉀 177.4 mg/kg[17]。
1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
田間試驗(yàn)設(shè)置5 個處理,分別為CK (不施肥)、PK (磷鉀肥)、NK (氮鉀肥)、NP (氮磷肥) 以及NPK(氮磷鉀平衡施肥)。供試大豆品種為‘東生17’。試驗(yàn)小區(qū)隨機(jī)排列,每個處理重復(fù)3 次,每小區(qū)面積為63 m2。采用人工點(diǎn)播種植,播種株數(shù)30 萬株/hm2,于每年5 月初播種,9 月下旬收獲。
供試氮肥為尿素 (含N 46%),磷肥為重過磷酸鈣 (含P2O5 46%) 及磷酸二銨 (含P2O5 46%,含氮18%),鉀肥為硫酸鉀 (含K2O 50%),按每公頃施肥量折算成小區(qū)用量,全部作為基肥一次性施入,后期不再追肥,施肥深度為8~10 cm,各處理氮磷鉀施肥量見表1。田間管理方式按當(dāng)?shù)爻R?guī)管理方式進(jìn)行。
1.3 樣品采集與測定
于2023 年9 月大豆收獲期,每個小區(qū)去除兩條邊壟,取2 m2 樣品進(jìn)行測產(chǎn),選擇顆粒飽滿、無蟲蛀的大豆,將表面的雜質(zhì)和灰塵清洗去除。用小型高速粉碎機(jī)將大豆籽粒研磨,直至其呈粉末狀。研磨后的大豆粉過0.15 mm 篩,密封保存于低溫冰箱內(nèi),用以養(yǎng)分含量測定。10 月份采集0—20 cm 土層土壤樣品,采用五點(diǎn)法取樣,風(fēng)干后保存?zhèn)溆茫⑦M(jìn)行土壤理化性狀的測定。
利用高效液相色譜法測定異黃酮含量;大豆中鈣、鐵、磷、鉀元素含量測定參考GB 5009.268—2016 食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)—食品中多元素的測定方法。土壤有機(jī)碳和全氮含量采用元素分析儀 (Elementarvario MACRO cube,德國) 測定;堿解氮含量采用堿解擴(kuò)散法測定;有效磷和全磷含量均采用鉬銻抗比色法測定;速效鉀含量采用醋酸銨浸提—火焰光度計(jì)法測定;全鉀含量采用NaOH 堿熔―火焰光度法[18]測定。
1.4 計(jì)算與數(shù)據(jù)分析
氮肥農(nóng)學(xué)效率 (kg/kg)=[ 氮磷鉀小區(qū)產(chǎn)量?磷鉀小區(qū)產(chǎn)量]/施氮量
磷肥 (鉀肥) 農(nóng)學(xué)效率 (kg/kg)=[NPK 處理小區(qū)產(chǎn)量?NK 處理 (NP 處理) 區(qū)產(chǎn)量]/施磷 (鉀) 量
產(chǎn)值 (元/hm2)=作物產(chǎn)量×作物價格
增產(chǎn)值 (元/hm2)=施肥小區(qū)產(chǎn)值?對照小區(qū)產(chǎn)值
增產(chǎn)率 (%)= (施肥小區(qū)產(chǎn)量?對照小區(qū)產(chǎn)量)/對照小區(qū)產(chǎn)量×100
凈增產(chǎn)值 (元/hm2)=施肥小區(qū)增產(chǎn)值?小區(qū)化肥成本[19]
采用Excel 和SPSS 26.0 軟件處理試驗(yàn)數(shù)據(jù),采用單因素和LSD 法進(jìn)行方差分析和多重比較,采用Origin 2021 軟件作圖。
2 結(jié)果與分析
2.1 氮磷鉀肥配施對大豆產(chǎn)量的影響
由表2 可知,大豆產(chǎn)量受施肥影響較大,氮磷鉀平衡施肥 (NPK) 能顯著提高大豆產(chǎn)量。與不施肥處理(CK) 相比,各施肥處理下大豆產(chǎn)量均有所提高,增產(chǎn)幅度為5.1%~18.6%。其中,NPK 處理下的產(chǎn)量最高,分別高出NP (氮磷肥)、NK (氮鉀肥)和PK (磷鉀肥) 處理1.5%、2.2% 和13.0%。NP和NK 處理差異不顯著。
對各處理大豆的經(jīng)濟(jì)效益與氮、磷、鉀肥的農(nóng)學(xué)效率 (圖1) 進(jìn)行分析得出,磷肥和鉀肥的農(nóng)學(xué)效率較低,僅有1.1 和1.3 kg/kg,氮肥的農(nóng)學(xué)效率最高,為14.7 kg/kg。與CK 相比,NK、NP 和NPK 處理均表現(xiàn)為增收,并且各處理間的凈增產(chǎn)值基本接近。其中NK 處理的凈增產(chǎn)值最高,為1352.0 元/hm2;而PK 處理凈增產(chǎn)值最低,為?37.0 元/hm2,并且此處理下的增產(chǎn)率與增產(chǎn)值均為最低。綜上,施氮肥處理下的增產(chǎn)效益最明顯,因此氮肥對提升大豆產(chǎn)量與經(jīng)濟(jì)效益的貢獻(xiàn)最大。
2.2 氮磷鉀肥配施對大豆品質(zhì)的影響
2.2.1 不同氮磷鉀肥配施對大豆礦物質(zhì)元素的影響 由圖2 可知,施肥對大豆籽粒中磷元素含量的影響不顯著,而顯著影響籽粒中鉀素含量。與CK 相比,各施肥處理下籽粒中鉀素含量均有顯著提升,其中NPK 處理下籽粒中鉀素含量最高。NPK 處理下籽粒鉀含量較不施肥及各缺素處理增加8.8%~16.3%。同時PK、NK 以及NP 處理下籽粒中鉀含量雖較CK 提升了4.6%~6.8%,但3 個缺素處理間并無顯著差異。
不同施肥處理下大豆籽粒中鈣、鐵含量變化趨勢基本一致,與CK 處理相比,NK、NP、NPK 處理下的鈣和鐵含量分別顯著提升了5.5% 和29.5%、5.7% 和28.8%、12.6% 和54.6%;PK 處理下的鈣、鐵含量有所增加但并不顯著。與PK、NK、NP 處理相比,NPK 處理下鈣和鐵含量分別顯著增加了9.2%和45.8%、6.7% 和25.2%、6.6% 和19.9%。所以,缺氮肥和磷肥對大豆籽粒中鉀元素、鈣元素和鐵元素含量的影響較大。
2.2.2 不同氮磷鉀肥配施對大豆異黃酮含量的影響 如圖3 所示,大豆中的異黃酮含量受施肥影響顯著,其中NPK 處理下總異黃酮含量最高,為384mg/kg。與CK 相比,PK、NK、NP 和NPK 處理下的總異黃酮含量分別顯著提高了16.1%、32.0%、38.5% 和58.0%。NPK 處理下大豆總異黃酮含量顯著高于各缺素處理,分別比PK、NK、NP 處理增加了36.1%、19.8% 和14.1%。
2.3 氮磷鉀肥配施對土壤化學(xué)性狀的影響
由表3 可知,與CK 相比,PK 處理下的pH 無顯著差異,NK、NP 與NPK 處理下的pH 均顯著下降,其中NPK 處理下的pH 最低,為5.96;各施肥處理下土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、全磷、全鉀、有效磷及速效鉀含量均以NPK 處理下達(dá)到最高。NPK 處理土壤有機(jī)質(zhì)與全氮含量與其他處理差異較小。與NPK 處理相比,缺素處理堿解氮、全磷、全鉀、有效磷及速效鉀含量多顯著降低。
2.4 大豆產(chǎn)量、礦質(zhì)元素、異黃酮含量與土壤化學(xué)性狀的相關(guān)性分析
大豆產(chǎn)量與土壤的pH 值極顯著負(fù)相關(guān),與土壤有機(jī)質(zhì)含量、全氮含量、堿解氮含量呈極顯著正相關(guān),與土壤速效鉀含量顯著正相關(guān) (表4);除土壤pH 值外,大豆鉀、鐵、鈣以及異黃酮含量與其他土壤化學(xué)性狀多呈顯著正相關(guān)。
3 討論
3.1 氮磷鉀配施與大豆品質(zhì)的關(guān)系
氮、磷、鉀在大豆生長發(fā)育過程中起著至關(guān)重要的作用。適宜的氮磷鉀肥配施是確保大豆健康生長和營養(yǎng)價值提升的關(guān)鍵。氮素作為大豆蛋白質(zhì)合成的關(guān)鍵元素,缺氮會直接導(dǎo)致大豆生長受限,葉片變黃,光合和營養(yǎng)積累受損,從而顯著降低大豆的礦物質(zhì)元素含量和異黃酮含量[20?21]。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),氮磷鉀肥平衡施用對提升大豆礦質(zhì)元素含量與異黃酮含量具有顯著作用。然而長期缺失氮、磷、鉀中某一養(yǎng)分時,大豆的礦質(zhì)元素含量和異黃酮含量均會受到不同程度的影響,氮磷鉀平衡施肥處理比長期不施氮肥處理大豆中的總異黃酮含量提升了36.1%,鐵元素提升了45.8%。宋永林等[22]和付長峰等[23]研究結(jié)果同樣證明,在作物產(chǎn)量和養(yǎng)分利用率方面,氮磷鉀三者配施處理均優(yōu)于其中二者配施處理。氮磷鉀合理配施能顯著提升大豆植株在生育中后期氮、磷積累量,同時增強(qiáng)整個生育期鉀素積累量,從而促進(jìn)大豆對養(yǎng)分的吸收。因此,確保充足的氮素供應(yīng)對于維持大豆品質(zhì)至關(guān)重要。
然而,在磷、鉀肥施用方面,雖然磷素和鉀素對于促進(jìn)大豆能量轉(zhuǎn)換、根系發(fā)育以及礦質(zhì)元素吸收具有積極作用,但在一定程度上減少磷、鉀肥的施用量,并不一定對大豆的品質(zhì)造成嚴(yán)重影響,這可能是因?yàn)榇蠖股L過程中對于磷、鉀養(yǎng)分的需求有一定的彈性范圍,即在一定范圍內(nèi)磷、鉀供應(yīng)減少,大豆可以通過自身的生理調(diào)節(jié)得到一定程度的補(bǔ)償[24?26]。在本試驗(yàn)中,長期不施用磷肥或鉀肥處理(NK、NP) 的大豆礦質(zhì)元素含量的降低幅度小于不施氮肥處理(PK)。但受到試驗(yàn)設(shè)置和條件的限制,目前尚未確定磷、鉀肥具體減少多少比例不會顯著影響大豆品質(zhì),其適宜用量還有待進(jìn)一步研究。
因此,在東北黑土區(qū)的實(shí)際種植過程中,應(yīng)根據(jù)大豆的生長需求和土壤條件,合理調(diào)整氮磷鉀的配比,特別是可以適當(dāng)減少磷、鉀肥施用量,在保持大豆基本品質(zhì)的同時降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本,提高經(jīng)濟(jì)效益。實(shí)現(xiàn)氮磷鉀的合理配施,顯著提高大豆籽粒中的營養(yǎng)物質(zhì)含量,從而增加大豆作為食物來源的營養(yǎng)價值,為人體健康和營養(yǎng)做出更大的貢獻(xiàn)。
3.2 氮磷鉀配施與大豆產(chǎn)量和土壤化學(xué)性狀的關(guān)系
土壤?作物生態(tài)系統(tǒng)為一個有機(jī)整體,其中,土壤養(yǎng)分含量為土壤基本肥力的關(guān)鍵要素,其水平高低直接體現(xiàn)了土壤質(zhì)量及再生產(chǎn)能力。施肥能改變土壤養(yǎng)分含量,通過提升基礎(chǔ)肥力促進(jìn)產(chǎn)量持續(xù)提升,從而對作物產(chǎn)量產(chǎn)生直接影響[27]。
劉國輝等[28]研究指出,相較于不施肥處理,不同施肥措施均能提高土壤有機(jī)質(zhì)、全磷、全氮、速效磷的含量。并且在氮磷鉀平衡施肥的條件下作物產(chǎn)量達(dá)到最大值。與本研究結(jié)果一致,在氮磷鉀平衡施肥 (NPK) 下大豆產(chǎn)量達(dá)到最大值,顯著高于各缺素處理,產(chǎn)量較不施肥對照增加了18.6%,增產(chǎn)效果最明顯;并且氮磷鉀平衡施肥 (NPK) 對土壤化學(xué)性狀有一定的增強(qiáng)效果,其中土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、全磷、有效磷、全鉀及速效鉀含量均得到了提升,氮磷鉀肥的協(xié)同施用有助于改善土壤的理化性質(zhì),提高土壤有機(jī)質(zhì)含量和養(yǎng)分循環(huán),保持土壤生產(chǎn)潛力,成為維持作物產(chǎn)量的重要措施之一[29]。在大豆生長過程中,肥料中的養(yǎng)分逐步釋放,能有效激活土壤中可供利用的礦物質(zhì)元素,使其與大豆吸收的養(yǎng)分保持同步更為均衡,從而有利于大豆的生長發(fā)育,實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的目標(biāo)[30?31]。在土壤化學(xué)性狀中僅pH 出現(xiàn)下降,主要是由于化肥的施用通過化學(xué)反應(yīng)增加了 H+ 輸入量,同時作物生產(chǎn)會移除大量的鹽基離子,因而在土壤中產(chǎn)生大量的H+[32?33],致使土壤 pH 降低[34]。
長期缺素處理下的土壤有機(jī)質(zhì)含量雖然有所提高,但與起始值相比并無明顯變化,這主要?dú)w因于化肥主要提供無機(jī)元素,而非有機(jī)質(zhì)的直接來源[35]。同時,化肥的施用也會影響土壤微生物群落,進(jìn)而影響有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化和積累。化肥用量過大或施用方式不合理都可能導(dǎo)致土壤微生物活動受到抑制,進(jìn)而影響有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化和利用[36?37]。
同時長期不施磷肥土壤中的全磷含量雖然無明顯變化,但有效磷已低于作物生長時需磷量的閾值25.0 mg/kg[38],表明長期不施磷肥,土壤中的有效磷含量已經(jīng)不能滿足作物的正常生長發(fā)育需要,補(bǔ)充磷肥對于維持土壤磷素水平及作物生長發(fā)育至關(guān)重要。而對于鉀肥,盡管長期不施鉀肥會導(dǎo)致土壤中的全鉀和速效鉀含量有所下降,但由于黑土本身鉀含量豐富,始終高于作物在生長發(fā)育時需鉀量的閾值133.0 mg/kg[38],因此仍能滿足作物的生長需求。
其次,在不同的施氮肥處理下,土壤中全氮與堿解氮含量之所以會增長,主要是因?yàn)榈手苯友a(bǔ)充了土壤中缺失的氮素,并且這些氮素被植物吸收,剩余的氮素被土壤吸附或固定[39],成為土壤有機(jī)質(zhì)的一部分,從而增加了全氮的含量。同時,氮肥在微生物作用下轉(zhuǎn)化為植物可吸收的無機(jī)氮,如銨態(tài)氮和硝態(tài)氮,提升土壤堿解氮水平[40?41]。此外,氮肥還能改善土壤的物理結(jié)構(gòu),增強(qiáng)其通氣性和保水性,為微生物活動創(chuàng)造良好的環(huán)境,從而進(jìn)一步提高土壤中的氮素含量[42]。
綜上所述,長期不施氮肥對大豆產(chǎn)量、品質(zhì)及土壤的化學(xué)性狀均會產(chǎn)生不同程度的負(fù)面影響。因此,可以通過合理施用氮磷鉀肥,提高土壤肥力,促進(jìn)大豆的生長和增產(chǎn)。同時在大豆生長周期結(jié)束后,土壤中的殘留養(yǎng)分可以作為下一季作物生長的養(yǎng)分基礎(chǔ)。在未來的研究中,可以進(jìn)一步探討不同土壤類型、不同氣候條件下肥料施用的最佳方案,以及如何通過科學(xué)的管理措施提高土壤的養(yǎng)分利用效率,為大豆的可持續(xù)生產(chǎn)提供有力支持。
4 結(jié)論
氮肥對東北大豆生產(chǎn)的效果遠(yuǎn)大于磷肥和鉀肥,因此,大豆生產(chǎn)需要施用氮肥。平衡施用氮磷鉀肥對提升大豆產(chǎn)量、品質(zhì)和改善土壤肥力具有積極作用。根據(jù)產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)效益與土壤養(yǎng)分狀況綜合考慮,建議可在NPK 處理 (N 20.25 kg/hm2、P2O551.75 kg/hm2、K2O 30 kg/hm2) 的基礎(chǔ)上適當(dāng)減少磷、鉀化肥的施用量,在降低整體化肥投入的同時既能保障作物生長發(fā)育獲得高產(chǎn)又可以提高經(jīng)濟(jì)效益。
參 考 文 獻(xiàn):
[ 1 ]鮑潔, 張小允, 許世衛(wèi). 我國大豆消費(fèi)影響因素分析及趨勢預(yù)測[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué), 2023, 51(8): 240?248.
Bao J, Zhang X Y, Xu S W. Agricultural economy and management influence factors analysis and trend forecast of China s soybean consumption[J]. Jiangsu Agricultural Sciences, 2023, 51(8): 240?248.
[ 2 ]傅晨野, 李多, 滕思遠(yuǎn), 等. 化肥配施復(fù)合微生物肥對大豆養(yǎng)分積累及產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J]. 大豆科學(xué), 2024, 43(1): 54?63.
Fu C Y, Li D, Teng S Y, et al. Effects of chemical fertilizer combinedwith compound microbial fertilizer on nutrient accumulation, yield,and quality of soybean[J]. Soybean Science, 2024, 43(1): 54?63.
[ 3 ]劉馳, 劉希瑤, 劉澎. 松遼平原典型黑土區(qū)有機(jī)質(zhì)的變化及影響因素分析[J]. 地質(zhì)與資源, 2020, 29(6): 550?555.
Liu C, Liu X Y, Liu P. Analysis on the changes of organic matters and their influencing factors of typical black soil areas in Songliao Plain[J]. Geology and Resources, 2020, 29(6): 550?555.
[ 4 ]田艷洪, 劉元英, 張文釗, 等. 不同時期施用氨肥對大豆根瘤固氮酶 活性及產(chǎn)量的影響[J]. 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2008, (5): 15?19.
Tian Y H, Liu Y Y, Zhang W Z, et al. The effect of nitrogen fertilizer application at diferent stages on nitrogenase activity and yield of soybean nodules[J]. Journal of Northeast Aqricultural University,2008, (5): 15?19.
[ 5 ]覃瀟敏, 潘浩男, 肖靖秀, 等. 施磷水平對玉米大豆間作系統(tǒng)氮素吸收與分配的影響[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào), 2021, 27(7): 1173?1184.
Qin X M, Pan H N, Xiao J X, et al. Effects of phosphorus application rate on N uptake and distribution in maize and soybean intercropping system[J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizers, 2021, 27(7):1173?1184.
[ 6 ]鄒獅, 嚴(yán)君, 韓曉增, 等. 氮肥對大豆結(jié)瘤固氮、籽粒產(chǎn)量和蛋白質(zhì)含量的影響[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào), 2022, 28(8): 1457?1465.
Zou S, Yan J, Han X Z, et al. Effects of nitrogen application on nodulation, nitrogen fixation, yield and protein content of soybean[J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizers, 2022, 28(8): 1457?1465.
[ 7 ]李玉影. 大豆需鉀特性及鉀肥效應(yīng).[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào),1998, 4(4): 414?418.
Li Y Y. Characteristics of potassium requirement by soybean and the effect of potash fertilization[J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizers, 1998, 4(4): 414?418.
[ 8 ]李冰, 劉雅, 蔡光容, 等. 磷肥對大豆農(nóng)藝性狀、光合特性及產(chǎn)量的影響[J]. 黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué), 2019, (10): 22?27.
Li B, Liu Y, Cai G R, et al. Effects of phosphate fertilizer on agronomic characters, photosynthetic characteristics and yield of soybean[J]. Heilongjiang Agricultural Sciences, 2019, (10): 22?27.
[ 9 ]趙婧, 于德彬, 孟凡鋼, 等. 磷供應(yīng)水平對大豆不同生育期磷鐵比及光合效率的調(diào)節(jié)[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào), 2021, 27(4): 665?674.
Zhao J, Yu D B, Meng F G, et al. Regulatory effect of phosphorus rate on the photosynthetic efficiency and P/Fe ratio in soybean[J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizers, 2021, 27(4): 665?674.
[10]蔣龍剛, 史建碩, 郭麗, 等. 不同氮磷鉀水平對夏大豆產(chǎn)量與品質(zhì)的影響[J]. 大豆科學(xué), 2023, 42(2): 220?227.
Jiang L G, Shi J S, Guo L, et al. Effects of different N, P, K levels on yield and quality of summer soybean[J]. Soybean Science, 2023,42(2): 220?227.
[11]孫安妮, 賀明慧, 李玥, 等. 干旱脅迫和復(fù)水對大豆開花期光合特性及葉綠素?zé)晒獾挠绊慬J/OL]. 分子植物育種: 1?9. [2024-10-07].
http://kns.cnki.net/kcms/detail/46.1068.S.20240201.0917.002.html. Sun A N, He M H, Li Y, et al. Effects of drought stress and rehydration on photosynthetic characteristics and chlorophyll fluorescence of soybean at flowering stage [J/OL]. Molecular Plant Breeding: 1?9. [2024-10-07]. http://kns.cnki.net/kcms/detail/46. 1068.S.20240201.0917.002.html.
[12]王晨, 褚琳, 楊喆, 等. 東北地區(qū)大豆單產(chǎn)空間分異特征及其影響因素分析[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào), 2023, 39(21): 108?119.
Wang C, Chu L, Yang Z, et al. Spatial heterogeneity and determinants of soybean yield in Northeast China[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2023, 39(21):108?119.
[13]余新金, 熊倩, 甘蓓, 等. 有機(jī)與非有機(jī)大豆的營養(yǎng)成分分析及近紅外鑒別[J]. 食品安全質(zhì)量檢測學(xué)報(bào), 2023, 14(7): 139?147.
Yu X J, Xiong Q, Gan B, et al. Nutrients analysis and near infrared identification of organic and non-organic soybeans[J]. Journal of Food Safety and Quality Testing, 2023, 14(7): 139?147.
[14]Kumawat N, Tiwari S C, Bangar K S, et al. Influence of different sources of plant nutrients on soil fertility, nutrient uptake and productivity of soybean under vertisols[J]. Legume Research, 2021,44(5): 556?561.
[15]董偉萍, 饒德民, 孟凡鋼, 等. 氮磷鉀缺失對不同基因型大豆生理 及產(chǎn)量的影響[ J / O L ] . 分子植物育種, 1 ? 1 1 . [ 2 0 2 4 - 1 0 - 0 7 ] .
http://kns.cnki.net/kcms/detail/46.1068.S.20231207.1528.016.html. Dong W P, Rao D M, Meng F G, et al. Effects of nitrogen,phosphorus, and potassium deficiency on the physiology and yield of different genotypes of soybean [J/OL]. Molecular Plant Breeding,1?11. [2024-10-07]. http://kns.cnki.net/kcms/detail/46.1068.S.20231207.1528.016.html.
[16]滕云, 張忠學(xué), 魏永霞, 等. 不同氮磷鉀配比對東北半干旱區(qū)大豆產(chǎn)量及土壤水分的影響[J]. 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2005, 36(3): 273?279.
Teng Y, Zhang Z X, Wei Y X, et al. Effect of soybean yield and soil water in semiarid district of northeast under the different ratios of N,P and K[J]. Journal of Northeast Agricultural University, 2005, 36(3):273?279.
[17]喬云發(fā), 苗淑杰, 韓曉增. 長期施肥條件下黑土有機(jī)碳和氮的動態(tài)變化[J]. 土壤通報(bào), 2008, 39(3): 545?548.
Qiao Y F, Miao S J, Han X Z. Dynamics of soil organic carbon and nitrogen in black soil under a long-term application of fertilizers[J].Chinese Journal of Soil Science, 2008, 39(3): 545?548.
[18]鮑士旦. 土壤農(nóng)化分析(第3版)[M]. 北京: 中國農(nóng)業(yè)出版社, 2000.
Bao S D. Soil and agro-chemistry analysis (3rd edition)[M]. Beijing: China Agriculture Press, 2000.
[19]呂繼龍, 何萍, 魏丹, 等. 大豆養(yǎng)分專家系統(tǒng)在我國大豆主產(chǎn)區(qū)的應(yīng)用與評價[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào), 2021, 27(2): 243?252.
Lü J L, He P, Wei D, et al. Application and assessment of Nutrient Expert (NE) system in main soybean production areas of China[J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizers, 2021, 27(2): 243?252.
[20]蔣志敏, 王威, 儲成才. 植物氮高效利用研究進(jìn)展和展望[J]. 生命科學(xué), 2018, 30(10): 1060?1071.
Jiang Z M, Wang W, Chu C C. Towards understanding of nitrogen use efficiency in plants[J]. Chinese Bulletin of Life Sciences, 2018,30(10): 1060?1071.
[21]鄒獅, 嚴(yán)君, 高瑞敏, 等. 高油大豆結(jié)瘤固氮和籽粒產(chǎn)質(zhì)量對氮肥的響應(yīng)[J]. 中國油料作物學(xué)報(bào), 2023, 45(4): 836?844.
Zou S, Yan J, Gao R M, et al. Response of nodulation and nitrogen fixation and grain yield and quality of high oil soybean to nitrogen fertilizer[J]. Chinese Journal of Oil Crop Sciences, 2023, 45(4): 836?844.
[22]宋永林, 姚造華, 袁鋒明, 等. 氮磷鉀化肥與不同有機(jī)物料配施對冬小麥生育性狀及產(chǎn)量的影響[J]. 北京農(nóng)業(yè)科學(xué), 2001, 19(5):15?17.
Song Y L, Yao Z H, Yuan F M, et al. Effects of combined application of nitrogen, phosphorus and potassium fertilizers and different organic materials on fertility traits and yield of winter wheat[J].Beijing Agricultural Sciences, 2001, 19(5): 15?17.
[23]付長峰, 孫超, 董彥明. 養(yǎng)分調(diào)控對大豆氮磷鉀吸收及產(chǎn)量的影響[J]. 黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué), 2011, (10): 33?35.
Fu C F, Sun C, Dong Y M. Effects of nutrient management on NPK uptake and yield of soybean[J]. Heilongjiang Agricultural Sciences,2011, (10): 33?35.
[24]Bello S K. An overview of the morphological, genetic and metabolic mechanisms regulating phosphorus efficiency via root traits in soybean[J]. Jouranl of Soil Science and Plant Nutrition, 2021, 21(2):1013?1029.
[25]陳華濤, 陳新, 袁星星, 等. 菜用大豆籽粒發(fā)育過程中Vc及礦物質(zhì)含量分析[J]. 南方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2012, 43(1): 22?25.
Chen H T, Chen X, Yuan X X, et al. Analysis on vitamin C and mineral content during seeds development process in vegetable soybean[J]. Journal of Southern Agriculture, 2012, 43(1): 22?25.
[26]Sardans J, Penuelas J. Potassium control of plant functions: Ecological and agricultural implications[J]. Plants, 2021, 10(2): 419.
[27]劉中良, 宇萬太, 周樺, 等. 長期施肥對土壤團(tuán)聚體分布和養(yǎng)分含量的影響[J]. 土壤, 2011, 43(5): 720?728.
Liu Z L, Yu W T, Zhou H, et al. Effects of long-term fertilization on aggregate size distribution and nutrient content[J]. Soils, 2011, 43(5):720?728.
[28]劉國輝, 鄒文秀, 王偉, 等. 黑土區(qū)中部玉米和大豆肥料利用率研究[J]. 土壤與作物, 2021, 10(3): 324?332.
Liu G H, Zou W X, Wang W, et al. Fertilizer use efficiency of maize and soybean in the center of black soil zone[J]. Soil and Crops, 2021,10(3): 324?332.
[29]徐明崗, 張旭博, 孫楠, 張文菊. 農(nóng)田土壤固碳與增產(chǎn)協(xié)同效應(yīng)研究進(jìn)展[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào), 2017, 23(6): 1441?1449.
Xu M G, Zhang X B, Sun N, Zhang W J. Advance in research of synergistic effects of soil carbon sequestration on crop yields improvement in croplands[J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizers, 2017, 23(6): 1441?1449.
[30]王理德, 王方琳, 郭春秀, 等. 土壤酶學(xué)硏究進(jìn)展[J]. 土壤, 2016,48(1): 12?21.
Wang L D, Wang F L, Guo C X, et al. Review: Progress of soil enzymology[J]. Soils, 2016, 48(1): 12?21.
[31]張德閃, 李洪波, 申建波. 集約化互作體系植物根系高效獲取土壤養(yǎng)分的策略與機(jī)制[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào), 2017, 23(6)1547?1555.
Zhang D S, Li H B, Shen J B. Strategies for root's foraging and acquiring soil nutrient in high efficiency under intensive cropping systems[J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizers, 2017, 23(6):1547?1555.
[32]Hao T X, Liu X J, Zhu Q C, et al. Quantifying drivers of soil acidification in three Chinese cropping systems[J]. Soil and Tillage Research, 2022, 215: 105230.
[33]Dong Y, Yang J L, Zhao X R, et al. Contribution of different proton sources to the acidification of red soil with maize cropping in subtropical China[J]. Geoderma, 2021, 392: 114995.
[34]徐影, 李彥生, 劉曉冰, 等. 長期施肥改變玉米大豆輪作/連作黑土農(nóng)田酸化速率和酸中和容量[J]. 土壤, 2024, 56(4): 750?759.
Xu Y, Li Y S, Liu X B, et al. Long-term fertilizer application alters acidification rate and acid-neutralizing capacity in corn and soybean rotational/continuous cropping systems of mollisol field[J]. Soils,2024, 56(4): 750?759.
[35]寧川川, 王建武, 蔡昆爭. 有機(jī)肥對土壤肥力和土壤環(huán)境質(zhì)量的影響研究進(jìn)展[J]. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào), 2016, 25(1): 175?181.
Ning C C, Wang J W, Cai K Z. The effects of organic fertilizers on soil fertility and soil environmental quality: A review[J]. Ecology and Environmental Sciences, 2016, 25(1): 175?181.
[36]余涵霞, 王家宜, 萬方浩, 等. 植物凋落物影響土壤有機(jī)質(zhì)分解的研究進(jìn)展[J]. 生物安全學(xué)報(bào), 2018, 27(2): 88?94.
Yu H X, Wang J Y, Wan F H, et al. Research progress on effects of plant litter on the decomposition of soil organic matter[J]. Journal of Biosafety, 2018, 27(2): 88?94.
[37]沈仁芳, 趙學(xué)強(qiáng). 土壤微生物在植物獲得養(yǎng)分中的作用[J]. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2015, 35(20): 6584?6591.
Shen R F, Zhao X Q. Role of soil microbes in the acquisition of nutrients by plants[J]. Acta Ecologica Sinica, 2015, 35(20): 6584?6591.
[38]Fernando S , Luciana M , Osler O, et al. Estimating nitrogen, phosphorus, potassium, and sulfur uptake and requirement in soybean[J]. European Journal of Agronomy, 2021, 127: 126289.
[39]武鵬, 王玉鳳, 張翼飛, 等. 不同氮素形態(tài)及配比對玉米生長、氮素利用及產(chǎn)量的影響[J]. 中國土壤與肥料, 2020, (2): 123?132.
Wu P, Wang Y F, Zhang Y F, et al. Effects of different nitrogen forms and ratios on growth, nitrogen utilization and yield of maize[J]. Soil and Fertilizer Sciences in China, 2020, (2): 123?132.
[40]魯艷紅, 聶軍, 廖育林, 等. 氮素抑制劑對雙季稻產(chǎn)量、氮素利用效率及土壤氮平衡的影響[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào), 2018, 24(1):95?104.
Lu Y H, Nie J, Liao Y L, et al. Effects of urease and nitrification inhibitor on yield, nitrogen efficiency and soil nitrogen balance under double-rice cropping system[J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizers, 2018, 24(1): 95?104.
[41]叢日環(huán), 張麗, 魯艷紅, 等. 添加不同外源氮對長期秸稈還田土壤中氮素轉(zhuǎn)化的影響[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào), 2019, 25(7): 1107?1114.
Cong R H, Zhang L, Lu Y H, et al. Effect of adding different exogenous nitrogen sources on nitrogen transformation in long-term straw incorporated soil[J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizers,2019, 25(7): 1107?1114.
[42]章夢, 王晨穎, 羅松, 等. 施用氮肥對農(nóng)田土壤有機(jī)氮組分影響的整合分析[J/OL]. 生態(tài)學(xué)報(bào): 1?11. [2024-10-25]. https://doi.org/10.20103/j.stxb.202401210182.
Zhang M, Wang Y C, Luo S, et al. Influences of nitrogen fertilization on soil organic nitrogen components inagroecosystems: A metaanalysis[ J/OL]. Acta Ecologica Sinica: 1?11. [2024-10-25]. https://doi.org/10.20103/j.stxb.202401210182.