施肥水平和栽培密度对大豆产量及品质的影响.docx

1、施肥水平和栽培密度对大豆产量及品质的影响1401-sh46125 施肥水平和栽培密度对大豆产量及品质的影响第一章 绪论1.1 研究的目的和意义 大豆是我国最大的食用油籽消费品种，消费量正在快速增长，近两年我国大豆消费量达到年平均6450万t左右，其中进口高达年平均5500万t，占消费总量的85%，随着世界大豆生产的发展以及全球经济的影响，世界大豆生产及市场面临着整体面积减少，单产增加，总产持平，库存减少，需求增加，价格高涨，供需紧张的局面1。中国已成为全球最大的大豆进口国。大豆含有40%的蛋白质、20%的脂肪、10%的水分、5%的纤维和5%的灰分,是人们推崇的健康食品之一。大豆中亚油酸和亚麻酸

2、的含量也比较高,同时还含有能促进人体激素分泌的维生素E和大豆磷脂。此外,大豆中铁、磷等多种元素的含量也比较丰富。大豆经加工制作出的多种豆制品,是高血压、动脉硬化、心脏病等心血管病人的有益食品。它的营养价值很高,是数百种天然食物中较受营养学家推崇的食物2。近年来，由于玉米种植效益高，市场对新品种的研发和推广积极性很高，单产提高明显，而大豆由于效益较低，新品种研发推广力度很小，导致单产水平提高很慢，从而进一步影响大豆种植效益。以2009年为例，全球玉米单产达到5257.50kg/hm2，比2000年增加660.00kg/hm2，增幅达14.4%，大豆单产仅为1627.5kg/hm2，比2000年还

3、低26.25kg/hm2，相当于1993年的单产水平，同时，也远低于当年世界大豆单产平均水平2542.50kg/hm2，美国等主要大豆主产国的单产平均水平为2925.00kg/hm2左右。因此，我国非转基因大豆增产仍有较大潜力3。从大豆生长情况看，东北主产区气候条件总体有利于大豆生长，部分地区遇干旱天气导致单产减少。我国大豆生产成本明显增加，种植比较效益低。2011年大豆生产成本继续增加。据黑龙江省农业信息中心对1250个农户调查表明，由于2011年尿素、磷酸二铵、钾肥和复合肥等生产资料比2010年分别上涨3%、20%、12%和20%，人工上涨幅度达到30%左右，大豆种植成本增长幅度较大，影响

4、大豆效益4。在东北主产区，大豆和玉米是主要的争地粮食作物。两者的比较效益直接影响农户的种植结构。但从长远看，随着经济的复苏和大豆新用途、新产品的开发，大豆需求量还将继续增加，供大于求的形势将会改变，大豆价格将逐步回升。虽然因品质、单产、间接生产成本等方面的原因，东北地区大豆难以与进口大豆竞争，但通过资金和政策扶持，改善大豆基础设施和生产条件，探索栽培措施、合理密植、充分发挥资源优势，提高大豆单产和品质，将大大提高国产大豆的市场竞争力。 随着人们生活水平的提高，对大豆的需求日益多样化，同时大豆也是植物油及植物蛋白的重要来源，大豆品质变得越来越重要5。黑龙江省是我国的粮食生产大省和主产区之一，大豆

5、种植面积占耕地面积的30以上，大豆产量占全省粮食产量的23左右，大豆产值占农业总产值的30左右。新的形势要求大豆生产在保持数量稳定的情况）下，对大豆的品质提出了更高的要求。为了提高大豆的品质,在选择优质品种的同时,还可以通过改善其生态条件来提高其品质。我省大豆收获时品质差，百粒重及整齐度等商品品质低，极大地影响了我省大豆在国际上的竞争力。研究探讨提高我省大豆品质的关键生产技术，对进一步提高我省大豆生产水平、增强市场竞争力有重要的现实意义6。黑龙江垦区具有得天独厚的地理优势,位于北纬45度寒冷地带,适宜大豆生长,肥料和栽培密度是影响大豆生长发育的重要影响因子，对大豆个体发育、群体调控、产量和品质

6、形成起到关键作用。合理的栽培密度是取得大豆高产的必要条件，密度过稀达不到预期的株数，很难取得高产，而密度过大则容易造成个体发育不良而减产。7 肥料中以氮、磷、钾肥对大豆产量和品质的影响最为重要。并且大豆的根瘤菌可以固氮，对作物轮作至关重要，是用地养地不可缺少的作物。随着农村经济的发展和生产条件的改善，种植户在追求大豆产量时一味以增施氮肥为主要手段，然而在一定范围内增施氮肥能起到增产作用，超过一定的施氮量不仅会造成减产而且造成肥料浪费和环境污染。因而，我们通过在本地区选择高产、稳产、抗性强的垦丰23大豆品种，选择适宜的种植密度和合理施用肥料进行试验，具有协调大豆产量与品质和增加农民种豆经济效益的

7、现实意义。纵观本文的课题研究具有十分重要的理论价值与实践意义，大豆是重要的优质植物蛋白和植物油来源。因此在培育高产优质大豆新品种的同时,研究其高产优质的配套栽培技术尤为重要。适宜的配套栽培技术不但可以提高大豆的产量,而且会使优质品种保持较高的油份及蛋白含量。大豆生产是群体生产, 不同的群体密度对大豆个体的生长、发育和产量影响不同。建立合理的田间群体结构, 使个体与群体协调发展, 最大限度地提高大豆对环境资源的利用率和转换率, 是实现大豆高产的主要途径之一。东北地区已经选育出一批高产大豆品种，总结出多套成熟的先进栽培技术，也有一批高产典型，黑龙江省农垦的土地资源占有较大优势，通过技术创新，不断提

8、高单产和品质，探索降低成本，提高生产效益之路。当前探索研究大豆品种的适量施肥和适宜密度的最佳组合，总结经验，只要加快推广，大豆单产和品质可以进一步提高，潜力巨大。逐渐推进高产大豆规模化种植、专业化生产、产业化经营，全面提高东北高产大豆的竞争力。1.2 国内外研究动态 自二十世纪六十年代以来，世界大豆生产迅速发展。播种面积是衡量大豆种植业重要地位的主要因素。从世界范围来看，大豆种植的集中度非常高，主要集中在北美洲的美国、南美洲的巴西和阿根廷、亚洲的中国和印度等少数几个国家。以上五个主产国大豆种植面积占全世界的85%-90%，总产量占全世界的85%-90%，单产高出世界平均水平5%-10%。1.2

9、.1施肥量对大豆产量的影响有关氮、磷、钾肥对大豆产量影响的研究与报道很多。对氮、磷、钾肥的施用量的确定说法不一，各地区有所不同，而且不同品种也得出不同结论。目前，我国大豆生产上普遍存在着氮、磷、钾肥用量大，施肥时期不合理等问题，一方面影响了大豆产量的提高和品质的改善，另一方面，浪费了肥料，降低了肥料利用率，污染了环境，控制氮、磷、钾肥用量，提高氮、磷、钾肥利用率是当前大豆生产上亟待解决的问题，尤其以氮肥最为主要，化学氮肥施入土壤后，由于施肥、灌水方式不当而被作物吸收利用的只占其施入量的30%35%。大部分氮肥经各种途径损失于环境之中，导致土壤和地下水污染及河流和湖泊水质的富营养化，这不仅破坏了

10、水生生物的正常生长条件，引起鱼类的死亡，同时也严重危害着人类的健康（尹娟，2005）。氮肥利用率低不仅造成资源浪费，增加生产成本，同时也加重了环境的面源污染。如何在不降低单产的前提下，减少氮肥用量，提高氮肥利用率，是近10年来国内外研究的热点问题。李永孝研究指出,氮、磷、钾肥对大豆子粒蛋白质和油脂含量影响明显,都有一个适值,过高或过低都使品质下降8,曹小娣认为适期播种有利于提高品质和增加产量, 大豆优化施肥, 即适量少施氮, 增施磷钾锌硼肥可提高大豆产量和油分含量9。王继月研究了优质杂交冬油菜新品种湘杂油763 在6 种不同密度和5 种不同施肥水平下, 籽粒产量和N、P2O5 、K2O、S、B

11、 吸收量的变化。结果表明, 无论密度高低籽粒产量均随着施肥量的增加而增加, 但是高密度条件下的增加幅度小于低密度条件; 施肥量较低时籽粒产量随着密度的增加而增加, 高施肥量高密度条件下反而下降10，朱洪德待认为合理的氮、磷、钾营养水平及其配比,能够协调土壤营养供应,促进大豆对养分的吸收和根瘤固氮,从而有利于大豆品质的改善11。1.2.2 施肥水平对大豆品质的影响关于氮磷钾营养配施对大豆产量和品质的影响，沈润平指出，氮磷钾不同营养水平及配比与单株分枝数，单株荚数及单株粒重的关系最为密切，合理施肥主要是增加单株分枝数，单株荚数和粒数，从而提高产量，但施肥水平过高或配比不合理，增产效果差甚至减产；同

12、时还指出，氮磷钾配施处理蛋白质含量提高 2.25%2.41%，脂肪含量也略有增加，且提高籽粒中磷钾含量，平均提高11.9%和 47.8%。苗兴芬等人以高油品种东农46为试验材料，研究表明氮磷钾施用量分别为50/hm2，85 /hm2，25/hm2时，既保证蛋白质的产量，又可提高油分含量，充分发挥高油品种的品种特性。王志新认为，氮肥对蛋白质含量的影响较大，磷钾肥对脂肪含量的影响较大；氮、磷、钾肥总量的增加，有助于蛋白质含量的提高，从偏低时期到较高时，使脂肪含量增加但两者均有一个适量施肥，含量最佳的情况。对此国外也早有研究，Shusker 和Graham63认为提高大豆含油量，氮、磷、钾的结合是必

13、要的。1.2.3栽培密度对大豆产量的影响中国的人均耕地面积只占世界的40%多，勤劳的中国人民用占世界7%的耕地养活占世界22%的人口，为我国粮食安全和社会稳定做出了巨大贡献。大豆是我国重要的粮食作物，随着我国人口的不断增长，保证大豆的高产稳产则显得尤为关键，追求大豆持续增产也成为我们永远关注的主题。国外学者对大豆密度与产量的关系作了系统研究，意大利是世界大豆单产最高的国家，平均单产为 3759.2kg/hm2，采取平播密植，行距 4550cm，密度 40万株/hm2左右12。美国库帕13教授提出平作密植的高产栽培技术是：行距 17cm，密度是 56.2 万株/hm2。日本北海道大豆高产栽培技术

14、是：行距 60cm、株距 20cm、保苗 16.619.5 万株/hm214。由此看来，要提高大豆单产，需要一定的密度作保证。各国各地因品种、气候、土壤等生态条件的不同，种植密度也有很大差异。提高大豆产量和品质是我们不断探索的方向,宁海龙等认为15种植密度对大豆油脂和蛋白质含量的影响程度因品种而异,朱洪德等人16研究了不同种植密度和施肥水平对高油大豆品质性状的影响。结果表明,高油大豆的油脂含量随着种植密度的降低和施肥水平的升高而升高,蛋白质含量则相反；王志新等17研究结果表明: 播种密度和施肥水平对高油大豆品种产量影响显著，随密度的增加和常规施肥量提高，高油大豆产量呈先上升后下降的变化趋势;

15、不同密度和施肥水平对高油大豆油分含量影响达极显著水平，随着密度的增加油分含量下降明显，随着施肥量的增加油分含量先上升后下降; 密度和施肥量互作对产量及油分含量影响显著。与李思同等18的研究结果相同。最佳播种密度为A2( 25 万株hm 2 ) ，产量达2 92800 kghm 2 ; 最佳的施肥水平为B4( 磷酸二铵120 kghm2，尿素40 kghm2，氯化钾30 kghm2) ，大豆产量达2 908 57 kghm 2。石绍河等19研究不同肥料施肥量和种植密度对大豆新品种绥农30 产量的影响，建立了产量与种植密度和肥料之间的数学模型。结果表明：绥农30 高产栽培的施肥方案为密度33.28

16、 万株/hm2，磷酸二铵、尿素、硫酸钾施用量分别为165.90. 75.93、90.93 kg/hm2。密度管理是影响大豆产量的重要栽培措施之一。，密植可以增加有效株数和叶面积指数，提高光能利用率，进而增加大豆群体产量。诸多研究表明，优良的品种、合理的密度和适当的肥力对大豆产量起着决定性的作用。该试验着重研究种植密度和施肥量对不同分枝类型大豆产量的影响，旨在为大豆高产栽培提供理论依据。1.2.4栽培密度对大豆品质的影响大豆子粒中蛋白质和脂肪含量一般约占40%和20%左右,是大豆最重要的组成部分,其含量是衡量大豆品质的重要指标。对大豆子粒的蛋白质和脂肪积累,国内外学者做了大量的研究，基本上明确了

17、大豆子粒的蛋白质和脂肪含量既受品种的基因型制约,也受气候条件、栽培措施的影响。大豆作为高蛋白、高脂肪含量作物,其品质受到越来越多的重视。很多学者曾先后对中国部分省、市或地区的大豆蛋白和脂肪含量进行过研究。研究认为,虽然大豆的品质主要受遗传因素的影响,但也有不少人认为大豆品质也受多种生态因子如温度、纬度、海拔、日照、降水等的影响。农艺措施对大豆品质的影响曾有学者进行了研究。在生产上,应该因品种来合理密植,才能兼顾产量和品质。谢志涛、谢甫娣等人研究了不同种植密度和施肥水平对大豆子粒品质的影响,结果表明,种植密度对大豆籽粒脂肪、蛋白质含量具有显著的影响,相关性分析显示,种植密度与籽粒脂肪含量存在着负

18、相关性,与籽粒中蛋白质含量呈正相关。罗瑞林,刘克礼等人对大豆籽粒中蛋白质和脂肪积累的研究发现,大豆在不同密度和施氮量处理下,子粒中干物质、蛋白质和脂肪积累呈动态变化。结果表明:不同处理下,大豆子粒中干物质积累呈“S”型曲线变化;在不同密度处理下,蛋白质含量随灌浆期的推移而逐渐增加,并呈“w”型曲线变化;在不同施氮量处理下,蛋白质含量则是随子粒的形成呈不规则消长变化。脂肪含量随着子粒的形成呈“S”型曲线变化。不同密度、施氮量处理下,子粒中的干物质、蛋白质和脂肪含量均表现为:中密度低密度高密度;中施氮量高施氮量低施氮量。1.3 研究内容与创新点1.3.1 研究内容1.研究不同种植密度对垦丰23大豆

19、品质及产量的影响。研究：密度过稀虽有利于个体的生长发育, 个体产量较高, 但因群体数量过低而影响到群体产量的提高; 密度过高, 群体间生态条件恶化, 严重影响到个体的生长发育, 不利于个体产量及群体产量的形成。因此, 适期早播, 合理密植是大豆获得高产的重要措施20。2.研究不同施肥水平对垦丰23大豆品质及产量的影响。大豆品种的产量水平和油份含量是由其遗传基础决定的21, 还与栽培措施和生态环境密切相关 ,环境条件发生变化,从而影响产量和油份的形成。合理的栽培措施可有效提高产量、改善品质。所以大豆的化学品质及产量既受遗传控制，也受地理经纬度22、海拔高度23-25、光照强度26、水分27-28

20、、温度29、肥料30-33、除草剂34等环境条件影响。当下，密度和施肥量研究已引起人们广泛关注。研究工作主要集中在确定最佳密度和施肥量方面，但是,不同密度和施肥水平下品质的变化及其与产量关系方面的研究目前试验较少, 对垦丰23大豆品种的施肥量做不出精确判断, 阻碍了建立与优质品种相配套的最佳栽培技术，经济效益得不到增长。针对以上问题，研究不同施肥水平及密度对垦丰23大豆品种的产量及品质的影响, 旨在为垦丰23的精准合理施肥与高产优质栽培提供科学依据。1.3.2 创新点目前,我国大豆总产量占世界总产量的比重越来越少,大豆产业已经面临着巨大的危机.除品种自身因素外,施肥和密度等栽培措施对大豆产量有

21、重要的影响。科学合理施肥#确立适宜种植密度是当前我国大豆获得高产优质必不可少的栽培措施。本试验采用的垦丰23号是2009年经黑龙江省农作物品种审定委员会审定推广的大豆品种，表现为中熟、高产、耐旱、适应性广等特点，研究不同施肥水平和密度对垦丰23号大豆产量的影响，并求得不同施肥水平和密度在大豆产量形成中的主次关系，因素间的交互作用，为垦丰23号大豆的高产优质栽培提供理论依据。研究和比较分析不同栽培措施对大豆产量的影响，探讨种植密度和肥料措施与产量的关系，建立推广保优的耕作栽培方式，实现黑龙江省垦区大豆产量和品质的双提高。第二章 材料与方法2.1不同施肥水平对垦丰23大豆产量及品质的影响研究2.1

22、.1试验预设目标1.播种密度和施肥水平对垦丰23大豆品种产量的影响，随密度的增加和常规施肥量提高，垦丰23大豆产量呈现的变化趋势； 2.1.2试验材料大豆品种为垦丰23，特征特性：亚有限结荚习性，株高80cm左右。尖叶，紫花，灰茸毛。三、四粒荚多，荚为褐色。百粒重18-20克。在适宜区，生育日数117天左右，需活动积温2350左右。秆强不倒，中抗灰斑病。蛋白质含量42.44%，脂肪含量20.09%。具有中熟、高产、稳产、耐旱、适应性广等特点。供试肥料：尿素（纯N 46%）、磷酸二铵（P2O546%，）、氯化钾（Kcl 60%）。2.1.3技术路线试验设置与数据分析流程2.1.4材料种植1.田间

23、设计试验于20122013年在黑龙江省八五一一农场园区试验地进行，前作为玉米，土壤为岗地白浆土。采用小区试验。本试验为单因素裂区试验设计，主处理为施肥水平A，施肥水平分为A1、A2、A3、A4四个水平，分别为每公顷施用化肥纯量168.75公斤、150公斤、131.25公斤、112.5公斤。每公顷保苗株数30万株。表1肥料-密度两因素裂区试验各因素水平主因素A（肥量）纯量（千克/公顷）纯量（g/m2）商品量万株/公顷株/m2万株/亩二铵46%（g/m2）尿素46%（g/m2）氯化钾60%（g/m2）A1168.7516.87517.4144.7955.87430302A21501515.4794

24、.2625.22230302A3131.2513.12513.5443.7294.56930302A4112.511.2511.6093.1973.91630302g/m2表示每平方米施用肥料克数2.小区设计：试验3次，小区为4行区, 行长5m,垄距65cm,小区面积为13m2（可根据当地实际情况自行设计），试验地净面积468平方米。3.田间排列：采用裂区试验排列（见表2）表2肥料-密度两因素裂区试验田间排列图区号 重复123456789101112A1A2A3A4A1A2A3A4A1A2A3A4A2A3A4A1A2A3A4A1A2A3A4A1A3A4A1A2A3A4A1A2A3A4A1A24

25、.土壤样品采集：于播种前取耕作层20cm深度的土样用于基础肥力测定，取样方法采用对角线取样法取5个点，用铅笔写明采集地点、时间，放在阴凉干燥通风处风干，风干后寄到农垦科学院作物所。5.播种：根据当地高产播期适时播种，需加大30%的播量，以利于苗期定苗。采用人工深开沟，撒肥后覆土，再进行人工单行双粒点播，出苗后间苗。6.施肥方法及用量：肥料配比为NPK=1：1.5：0.66，一般用尿素、磷酸二铵、氯化钾作为参试肥料,不同处理每平方米不同肥料用量详见表一，据此计算出每小区各种肥料用量。将肥料的1/2施于双苗眼的中央位置的种下4-7厘米处和10-14厘米处。均于播种时1次施入。2.1.5田间调查项目

26、1.播种期：播种当天的日期。2.出苗期：子叶出土后展开的幼苗数达2/3以上日期。3.开花期：开花株数达50%以上的日期。4.成熟期：荚完全成熟呈现本品种固有颜色、粒型、粒色，已不再变化，或摇动植株时有响声的植株达50%以上的日期。5.生育日数：从出苗期至成熟期的总日数。6.倒伏程度：分5级（同大豆区域试验方法相同）。7.病害调查：若发生较重的田间病害，按大豆区域试验方法标准进行相应调查。8。缺区调查：凡是小区缺苗断条超过30厘米以上时，则应测量其长度，并将每段测得数减去30厘米后相加，则为该小区缺区长度，缺区面积=缺区长度垄距。9.收获株数：收获前调查每小区实际收获株数。10.田间管理：生育期

27、间田间管理与常规生产田相同。2.1.6 项目测定与指标评价：大豆成熟后，在每小区分别随机取样10 株,室内考种, 考种项目: 株高、主茎节数、分枝数、百粒重以及主茎和分枝粒重。产量测定收获时去除边行和小区两头, 取群体中间部位进行实收测产,测产面积为10 m2, 将其折算成每公顷产量。用近红外品质分析仪测定籽粒的蛋白质和脂肪含量。1.株高：从地面量至植株顶端的高度，以厘米表示，室内考种时从茎基部子叶痕处量至生长点。2.底荚高：从地面量至最低荚尖端的距离。以厘米表示。室内考种时从茎基部子叶痕处量至最低荚尖端的距离。3.主茎节数：从子叶痕算起，数主茎节数。4.单株荚数：全株所有荚数。5.单株有效荚

28、数：全株所有结粒的荚数。6.三四粒荚数：指单株含三粒荚及以上的荚数。7.单株粒数：大豆除了未成形的极细粒与薄片不计外的全部粒数。8.单株粒重(克)：大豆每株的籽粒重（电子天平）。 9.百粒重：随机取100粒完全粒（不包括病粒），称其重量，以克表示。做两次重复，取平均值，重复误差不得超过0.2克。10.小区实收测产：收获前调查小区收获株数并按小区收获、脱粒、计产。 11.品质检测：测产完成后每小区保留250克样品寄到农垦科学院作物所进行品质分析。12.气象资料：5-10月份（旬为单位）的日照、温度及降雨。2.1.7 测定项目与方法1.土壤肥力测定:在前作收后耕作施肥前,采用“s”形取样法在耕作层

29、用土钻取土,风干后磨细、过筛,测定有机质含量、全氮、全磷、全钾、速效氮、速效磷、速效钾。2.生育期记载与取样方法（1）生育期记载:大豆营养生长期(V):出苗期vE、子叶期vc、二节期V2、三节期V3、五节期V5。生殖生长期(R):初花期R1、盛花期R2、初荚期R3、盛荚期R4、初粒期R5、满粒期R6、成熟期R7。以全田达10%为各个物候期的始期、50%为盛期、80%为末期。（2）取样方法:取具有相同节数的植株为代表,在该物候期的盛期，随机布点,分行取样。3.农艺性状指标:大豆基本农艺性状调查,测定各生育期株高,叶面积、茎粗、主茎节数、子叶节高度、分枝数。4.生理指标（1）叶色值测定:在各个生育

30、时期使用sPAD仪测定植株功能叶的叶色值。（2）叶面积指数测定:在各生育时期用冠层分析仪测定植株群体的叶面积指数。（3）绿叶面积的测定:在各生育时期,各处理连取5株采用打空称重法测定绿叶面积。5.产量及产量构成:植株成熟后,各处理连取10株调查株高、分枝数、结荚数、荚粒数、百粒重和产量。6.干物质测定:分别于苗期、分枝期、开花期、结荚期和鼓粒期,在各处理小区内随机选5株整株取样进行叶面积、干物重等的测定。将茎、叶、荚和籽粒分别测量后装袋,105C杀青后于85的烘箱内烘干至恒重,取出后冷却至室温称重,所得各器官的干物质再用于糖、淀粉及全氮含量的测定,考察干物质积累、分配情况。7品质分析1.氮的测

31、定:采用凯氏定氮法。取干样粉碎测定茎、叶、荚及籽粒中全氮含量。材料:大豆各生育期地上部茎、叶、荚及籽粒的干粉。2.可溶性糖含量的测定:采用蕙酮比色法。3.脂肪含量:采用索氏(soxhlet)提取法测定。 2.1.8数据分析与处理试验数据采用Microsoft-excel 2003进行试验数据汇总,用DPS和SPSS13.0进行分析。文中的相关计算方法如下:干物质输出率=(始荚期营养器官干物质积累量完熟期营养器官干物质积累量)=100/完荚期营养器官干物质积累量干物质转化率=(始荚期营养器官干物质积累量完熟期营养器官干物质积累量)x100/完熟期荚干物质积累量2.2不同栽培密度对大豆产量及品质的影响研究2.2.1试验预设目标不同栽培密度对垦丰23大豆品质的影响，旨在探明随着密度的增加和施肥量的增加品质表现情况；2.2.2试验材料大豆品种为垦丰