栽培措施对高蛋白大豆产量及品质的影响

２００９年９月２００９，３１（３）：３２７－３３３中国油料作物学报Ｃｈｉｎｅｓｅｊｏｕｒｎａｌｏｆｏｉｌｃｒｏｐｓｃｉｅｎｃｅｓ栽培措施对高蛋白大豆产量及品质的影响朱洪德，王春凤（黑龙江八一农垦大学农学院，黑龙江大庆１６３３１９）　　摘要：在密度、施肥水平、品种、播期四因素四水平正交试验中，高蛋白大豆的叶面积指数和光合势随着密度和施肥水平的升高呈上升趋势，随着播期的延迟而升高；叶绿素含量则随着密度的升高而降低，随着施肥水平的升高和播期的延迟而升高；影响产量的主要因素是播期和肥料，适当晚播能提高大豆产量；影响高蛋白大豆品质的主要因素是品种自身的遗传因素，其次是肥料。试验结果表明，农大３５３０７的叶面积指数、叶绿素和光合势最高，四个品种的产量差异不显著，农大３１９１和农大３５３０７的蛋白质含量较高。农大３５３１８在密度为２９．８５万株／ｈｍ２、肥料为７４．６３ｋｇ／ｈｍ２、５月１１日播种的情况下产量最高，达５５７２．１４ｋｇ／ｈｍ２；农大３１９１在密度为２９．８５万株／ｈｍ２、不施肥，５月６日播种的情况下蛋白质含量最高。说明高蛋白大豆品质主要受遗传因素影响，同时环境因素也很重要，产量受环境影响较大。关键词：高蛋白大豆；密度；施肥量；播期；产量；品质中图分类号：Ｓ５６５．１０１　　文献标识码：Ａ　　文章编号：１００７－９０８４（２００９）０３－０３２７－０７ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｅｆｆｅｃｔｏｎｙｉｅｌｄａｎｄｑｕａｌｉｔｙｏｆｈｉｇｈｐｒｏｔｅｉｎｓｏｙｂｅａｎＺＨＵＨｏｎｇ－ｄｅ，ＷＡＮＧＣｈｕｎ－ｆｅｎｇ（ＨｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇＡｕｇｕｓｔＦｉｒｓｔＬａｎｄＲｅｃｌａｍａｔｉｏｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｄａｑｉｎｇ１６３３１９，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｅｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｏｆｆｏｕｒｆａｃｔｏｒｓｉｎｃｌｕｄｉｎｇｄｅｎｓｉｔｙ，ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｌｅｖｅｌ，ｖａｒｉｅｔｙａｎｄｓｏｗｉｎｇｄａｔｅ，ｔｈｅｌｅａｆａｒｅａｉｎｄｅｘ（ＬＡＩ）ａｎｄｔｈｅＬｅａｆａｒｅａｄｕｒａｔｉｏｎ（ＬＡＤ）ｉｎｃｒｅａｓｅｄｗｉｔｈｈｉｇｈｅｒｄｅｎｓｉｔｙａｎｄｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｌｅｖｅｌａｎｄｌａｔｅｓｏｗｉｎｇｄａｔｅ．Ｔｈｅｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌｃｏｎｔｅｎｔｉｎｃｒｅａｓｅｄｗｉｔｈｈｉｇｈｅｒｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｌｅｖｅｌａｎｄｌａｔｅｒｓｏｗｉｎｇｄａｔｅ．Ｔｈｅｍａｉｎｆａｃｔｏｒｓｔｈａｔａｆｆｅｃｔｅｄｙｉｅｌｄｗｅｒｅｓｏｗｉｎｇｄａｔｅａｎｄｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ．Ｔｈｅｙｉｅｌｄｗａｓｈｉｇｈｗｈｅｎｔｈｅｓｏｗｉｎｇｄａｔｅｗａｓｌａｔｅ．Ｔｈｅｈｉｇｈ－ｐｒｏｔｅｉｎｓｏｙｂｅａｎｑｕａｎｔｉｔｙｗａｓｐｒｉｍａｒｉｌｙｇｅｎｅｔｉｃｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ，ａｎｄｉｔｃｏｕｌｄｂｅｍｏｄｉｆｉｅｄｂｙｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｌｅｖｅｌｓ．Ｉｎｔｈｉｓｒｅｓｅａｒｃｈ，Ｎｏｎｇｄａ３５３０７ｈａｄｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔＬＡＩ，ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌｃｏｎｔｅｎｔａｎｄＬＡＤ．Ｔｈｅｒｅｗａｓｎｏｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｙｉｅｌｄｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅａｍｏｎｇｆｏｕｒｖａｔｉａｔｉｅｓ．Ｎｏｎｇｄａ３１９１ａｎｄＮｏｎｇｄａ３５３０７ｈａｄｈｉｇｈｅｒｐｒｏｔｅｉｎｃｏｎｔｅｎｔ．Ｎｏｎｇｄａ３５３１８ｒｅａｃｈｅｄｉｔｓｈｉｇｈｅｓｔｙｉｅｌｄｏｆ５５７２．１４ｋｇ／ｈｍ２ｗｉｔｈｔｈｅｄｅｎｓｉｔｙｏｆ２９．８５×１０４ｐｌａｎｔｓ／ｈｍ２，ｔｈｅｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｌｅｖｅｌｏｆ７４．６３ｋｇ／ｈｍ２ａｎｄｓｏｗｉｎｇｏｎＭａｙ１１ｔｈ；ｗｈｉｌｅＮｏｎｇｄａ３１９１ｒｅａｃｈｅｄｉｔｓｈｉｇｈｅｓｔｐｒｏｔｅｉｎｃｏｎｔｅｎｔａｔ２９．８５×１０４ｐｌａｎｔｓ／ｈｍ２，ｗｉｔｈｏｕｔｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒａｎｄｓｏｗｉｎｇｏｎＭａｙ６ｔｈ．Ｉｔｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｑｕａｌｉｔｙｗａｓｍａｉｎｌｙｇｅｎｅｔｉｃａｌｌｙｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ，ａｎｄｃｏｕｌｄｂｅｆｕｒｔｈｅｒａｆｆｅｃｔｅｄａｔｃｅｒｔａｉｎｌｅｖｅｌｂｙｔｈｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｙｉｅｌｄｃｏｕｌｄｂｅａｆｆｅｃｔｅｄｂｙｔｈｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｈｉｇｈｐｒｏｔｅｉｎｓｏｙｂｅａｎ；Ｄｅｎｓｉｔｙ；Ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｌｅｖｅｌ；Ｓｏｗｉｎｇｄａｔｅ；Ｙｉｅｌｄ；Ｑｕａｌｉｔｙ收稿日期：２００９０４１３基金项目：国家８６３计划项目（２００３ＡＡ２０７１７０、２００４ＡＡ２０７１６０）；国家科技支撑计划（２００６ＢＡＤ０１Ａ０４）；国家９４８项目（２００８－Ｚ２４）；黑龙江省发展高新技术产业专项资金项目（ＦＷ０６Ｂ９０２）作者简介：朱洪德（１９６２－），男，博士，研究员，硕士生导师，主要从事大豆遗传育种研究。Ｅ－ｍａｉｌ：[e-mail]　　针对大豆的品质，前人已在播期［１］、收获期［２］、土壤和肥料［３］、重迎茬［４，５］、除草剂［６］、间作［７］等各方面进行了广泛的研究。但针对高蛋白品种的研究甚少，而且大多数研究只局限于实验室或小面积试验，并没有在农民当中推广；或者高蛋白水平只能维持一或两代，不能稳定遗传。环境因素中，种植密度对单株叶面积的影响是很明显的，丁秀琦［８］试验表明，单株叶面积有随密度增加而减小的趋势；Ｗｉｇｇｏｍｓ［９］指出：在一定面积上，大豆植株分布越均匀，产量就越高；宁海龙［１０］等研究脂肪含量随栽培密度增加而提高；蛋白质含量在密度达１２．２５万株／ｈｍ２时最高，而在密度高于１２．２５万株／ｈｍ２时，蛋白质含量随栽培密度增加而降低。研究表明［１１］，不同施肥种类和施肥水平对大豆的影响是不同的，但无论哪种肥料都有一个最佳的施用量，而且是与其它肥料搭配中起综合作用。沈润平［１２］指出，施肥水平过高或配比不合理，增产效果差或减产；同时还指出，氮磷钾配施处理可使蛋白质含量提高２．２５％～２．４１％，脂肪含量则略有增加。试验表明只有适期播种才能获得最佳的产量［１３］。大豆是黑龙江省的主要油料作物，也是大豆主产区农民的重要经济来源之一。近些年来，随着人们生活水平的提高，人们对大豆的品质提出了更高的要求，期望得到品质优良的大豆品种。在一定的基因型条件下，通过适宜的栽培措施，可以使品种的优良特性得到最大的发挥。因此，在培育优良品种的同时，研究其高产高效的配套栽培技术至关重要［１４］。本研究通过对密度、施肥量、品种和播期四因素试验，探索基因型与环境因子对高蛋白大豆农艺性状和品质的影响，明确最佳处理水平，为高蛋白大豆优质高产栽培及技术配套提供理论依据。１　材料和方法１．１　试验材料试验于２００７年在黑龙江八一农垦大学农业科研所进行，供试土壤为白浆土，耕层０～２０ｃｍ。耕层土壤有机质含量为１．９４％，碱解氮１２２．５ｍｇ／ｋｇ，有效磷２１．７６ｍｇ／ｋｇ，速效钾１１０．０ｍｇ／ｋｇ，ｐＨ为５．９６。以生产上常用的３种肥料（美国二铵、大庆尿素、俄罗斯氯化钾）作为参试肥料，Ｎ∶Ｐ２Ｏ５∶Ｋ２Ｏ＝１∶２∶０．５。采用Ｌ１６（４５）正交设计，取４个因素，分别是密度（Ａ）、施肥量（Ｂ）、品种（Ｃ）、播期（Ｄ），每个因素设４个水平，共１６个处理，处理组合及因素水平见表１，每个处理３次重复，小区随机区组排列，５行区，５ｍ行长，垄距０．６７ｍ，小区面积为１６．７５ｍ２。分为四个播期，播期间间隔５ｄ，播种时施规定的肥量。生育期内田间管理同常规生产田，１０月１０日小区中间３行实收测产。表１　试验设计Ｔａｂｌｅ１　Ｔｒｉａｌｄｅｓｉｇｎ处理Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ密度Ｄｅｎｓｉｔｙ／（×１０４ｐｌａｎｔ／ｈｍ２）施肥水平Ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｌｅｖｅｌ／（ｋｇ／ｈｍ２）品种Ｖａｒｉｅｔｙ播期Ｓｏｗｉｎｇｄａｔｅ／（ｍ．ｄ）１４４．７８２２３．８８农大３５３１８Ｎｏｎｇｄａ３５３１８５．６２４４．７８１４９．２５农大３１９１Ｎｏｎｇｄａ３１９１５．１１３４４．７８７４．６３农大３５３０７Ｎｏｎｇｄａ３５３０７５．１６４４４．７８０农大３５３３９Ｎｏｎｇｄａ３５３３９５．２１５３７．３１２２３．８８农大３１９１Ｎｏｎｇｄａ３１９１５．１６６３７．３１１４９．２５农大３５３１８Ｎｏｎｇｄａ３５３１８５．２１７３７．３１７４．６３农大３５３３９Ｎｏｎｇｄａ３５３３９５．６８３７．３１０农大３５３０７Ｎｏｎｇｄａ３５３０７５．１１９２９．８５２２３．８８农大３５３０７Ｎｏｎｇｄａ３５３０７５．２１１０２９．８５１４９．２５农大３５３３９Ｎｏｎｇｄａ３５３３９５．１６１１２９．８５７４．６３农大３５３１８Ｎｏｎｇｄａ３５３１８５．１１１２２９．８５０农大３１９１Ｎｏｎｇｄａ３１９１５．６１３２２．３９２２３．８８农大３５３３９Ｎｏｎｇｄａ３５３３９５．１１１４２２．３９１４９．２５农大３５３０７Ｎｏｎｇｄａ３５３０７５．６１５２２．３９７４．６３农大３１９１Ｎｏｎｇｄａ３１９１５．２１１６２２．３９０农大３５３１８Ｎｏｎｇｄａ３５３１８５．１６１．２　测定项目及方法于Ｒ１（始花期）、Ｒ２（盛花期）、Ｒ３（始荚期）、Ｒ４（结荚盛期）、Ｒ５（鼓粒初期）、Ｒ６（鼓粒盛期）各进行一次田间取样，用直尺量出各片叶（１５片）的叶宽（ｘ，即叶片上与主脉垂直方向上的最宽处），再将各片叶（１５片）用经典的方格法［１５］测得出叶面积（Ｙ），代入回归方程［１６］Ｙ＝ａ＋ｂ（ｘ）２，求得截距ａ和回归系数ｂ，从而建立测定相应叶面积的回归方程，将测得的植株各片叶的叶宽代入回归方程求得全株叶面积。叶面积指数＝单位土地面积上的总叶面积／单位土地面积。用ＳＰＡＤ－５０２叶绿素仪对植株进行活体叶绿素含量测定，每个小区选取１０株，测定相同部位的叶片，每叶片测３点，求平均值，以叶绿素含量的相对值（ＳＰＡＤ值）表示。蛋白质、脂肪含量采用ＦＯＳＳ公司生产的Ｉｎｆｒａｔｅｃ１２５５型近红外整粒谷物快速测定仪测定。试验数据统计利用ＤＰＳｖ３．０１和Ｅｘｃｅｌ进行处理分析，利用ＤＰＳ中正交设计及正交统计项直接进行分析，采用Ｄｕｎｃａｎ法进行均值的多重比较。８２３中国油料作物学报　２００９，３１（３）２　结果与分析２．１　密度、施肥量、品种和播期对高蛋白大豆光合生理指标的影响２．１．１　叶面积指数的变化　适宜的叶面积指数动态是大豆高产稳产的主要生理基础［１７］。由图１、２、３、４可知，不同处理下高蛋白大豆叶面积指数随着生育进程的推进而呈逐渐增加的趋势，Ｒ１～Ｒ３期增长较快，而后遇到干旱，植株下部叶片的变黄脱落，叶面积指数增长缓慢，到Ｒ５期再次增加。图１　不同密度下叶面积指数的动态变化图２　不同施肥水平下叶面积指数的动态变化Ｆｉｇ．１　Ｌｅａｆａｒｅａｉｎｄｅｘ（ＬＡＩ）ｄｙｎａｍｉｃｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｅｎｓｉｔｉｅｓＦｉｇ．２　ＬＡＩｄｙｎａｍｉｃｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｌｅｖｅｌｓ图３　不同品种叶面积指数的动态变化图４　不同播期下叶面积指数的动态变化Ｆｉｇ．３　ＬＡＩｄｙｎａｍｉｃｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｅｎｔｒｉｅｓＦｉｇ．４　ＬＡＩｄｙｎａｍｉｃｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｏｗｉｎｇｄａｔｅｓ　　由图１可见，在密度影响下，Ｒ３期之前各处理的平均叶面积指数为Ａ４＞Ａ１＞Ａ３＞Ａ２，且增长速度比较快，Ｒ３期以后Ａ１处理平均叶面积指数上升幅度变小，而Ａ２、Ａ３、Ａ４处理随着密度的降低逐渐趋于平缓，但Ｒ５期Ａ３的上升幅度最大。说明适当高的密度处理在叶面积指数达到峰值以后仍可以保持较大的光合叶面积，形成较多的光合产物，从而可增加干物质积累和生育后期籽粒的充实，减少荚果的脱落和秕粒的形成。由图２可见，在施肥水平影响下，各处理的平均叶面积指数变化趋势较为一致，即Ｂ１＞Ｂ２＞Ｂ３＞Ｂ４，说明高肥条件下叶面积指数最高。由图３可见，品种影响中Ｒ３期之前是农大３５３０７平均叶面积指数最高，农大３５３１８次之，Ｒ３期后农大３５３０７平均叶面积指数迅速下降直至最低，农大３５３１８一跃成为首位，其次为农大３