蔣龍剛，任燕利，史建碩，郭 麗，王麗英，李若楠，王 平

（1河北省農林科學院農業(yè)資源環(huán)境研究所，石家莊 050051；2河北省肥料技術創(chuàng)新中心，石家莊 050051；3河北省農業(yè)技術推廣總站，石家莊 050000）

0 引言

大豆是重要的油料經濟作物，是人類植物蛋白質和脂肪的主要來源，在人們的日常飲食當中具有非常重要的位置，由于中國是世界上人口最多的國家，因此對大豆的需求量巨大[1]。中國原本是大豆的原產地，大豆種質資源豐富，同時栽培歷史也是相當悠久[2]。然而，中國大豆產業(yè)近10年來的發(fā)展卻不容樂觀，供需矛盾日益嚴重。相關數據表明，2007年中國大豆進口量首次突破3000萬t，達到了3082萬t；2011年大豆進口量達到了5480萬t，再一次創(chuàng)下歷史新高；2019年中國大豆種植面積為933萬hm2，總產量僅為1800萬t，而大豆需求量超過了9800萬t，進口量高達8000萬t，依賴國際進口的程度愈加嚴重[2-3]。因此，提高中國大豆產量與品質顯得尤為重要，而選育適宜當地環(huán)境生長的品種是高產的前提[4]。前人對大豆不同品種的研究多集中在對農藝性狀、抗逆性及產量上，如李玥等[1]篩選出13個大豆品種在甘肅省大豆主要生產區(qū)5個試驗點進行田間試驗，結果表明不同大豆品種的豐產性、穩(wěn)產性以及適應環(huán)境能力皆存在顯著差異。張旭麗等[5]在山西大同種植13個不同大豆品種，結果也同樣表明不同大豆品種在產量、農藝性狀及適應當地環(huán)境能力方面存在著差異。而在大豆不同品種養(yǎng)分吸收利用研究上，張興梅等[6]采用盆栽試驗方法進行大豆品種試驗，表明不同大豆品種對氮、磷、鉀養(yǎng)分吸收利用能力及籽粒產量上存在差異。當前，對大豆不同品種產量與養(yǎng)分吸收利用效率之間差異的研究較少且并不全面，同時不同品種適宜的種植地區(qū)不同，在同一地區(qū)不同品種產量也有較大差異，篩選適宜的大豆品種成為提高產量與品質的有效手段。河北省大豆的品種較多，而尚未有關于篩選適宜大豆品種及高、低產品種大豆養(yǎng)分利用效率之間差異的研究。為篩選適合黃淮海流域夏大豆種植的高產、優(yōu)質、多抗、耐密植大豆新品種，根據黃淮海大豆優(yōu)質高產廣適新品種培育項目方案，特開展黃淮海地區(qū)大豆品種養(yǎng)分吸收差異性比較試驗，以期為提高黃淮海地區(qū)大豆養(yǎng)分管理提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試大豆品種共25個（河北省23個，其他省2個），其中河北省農林科學院提供17個、邯鄲市農業(yè)科學院提供4個、石家莊市農林科學研究院提供4個。品種名稱詳見表1。

表1 供試品種名稱

1.2 試驗設計

試驗于2019年6—9月在河北省石家莊市藁城區(qū)朱家莊(114°86′E，37°98′N)進行。2019年6月25日先播種河北省農林科學院提供的17個品種，由于地濕，剩余品種于6月27日進行播種。每個品種試驗面積為400 m2，行距為0.5 m，播種量按當地實際生產播種量(75 kg/hm2)播種，每個品種播4行，底施復合肥(15-15-15)300 kg/hm2。供試土壤為褐土，耕層土壤有機質為23.46 g/kg、全氮為1.35 g/kg、速效氮為154.97 mg/kg、有效磷為26.40 mg/kg、速效鉀為145.00 mg/kg、pH 7.6。按照當地田間管理，收獲期分別對試驗小區(qū)進行田間測產，籽粒產量后折算成公頃產量。

1.3 數據處理

數據采用Microsoft Excel軟件進行處理，SAS(v8.2，SAS Institute Inc.)做方差分析（LSD法），顯著性檢驗水平為P≤0.05。

2 結果與分析

2.1 不同品種大豆各器官干物質量與收獲指數

不同品種大豆之間相同器官與全株干物質積累量差異較大（表2）。不同品種大豆的全株干重介于27.74～79.41 g/株，單株根系干重介于1.11～3.51 g/株，莖干重介于6.71～24.76 g/株，葉干重介于4.08～17.29 g/株，豆莢干重介于3.34～14.10 g/株，豆籽粒干重介于7.31～31.25 g/株，平均值為17.80 g/株，其中豆籽粒干重高于平均值的品種有11個，分別為‘冀豆24’‘、邯豆12’‘、延豆6號’、‘齊黃34’、‘石豆4號’、‘石豆7號’、‘石豆15號’、‘邯豆617’、‘邯豆14號’、‘邯豆15’、‘邯豆6號’。同時，不同品種大豆生長性狀差異也較大，冠根比介于14.32～27.74。收獲指數HI介于24.7%～41.2%，平均值為35.0%，其中高于平均值的品種有14個。收獲指數與豆籽粒干重均高于平均值的品種共有8個，分別為‘冀豆 24’、‘邯豆 12’、‘齊黃 34’、‘石豆 4 號’、‘邯豆617’、‘邯豆14號’、‘邯豆16’、‘邯豆6號’。

表2 不同品種大豆各器官干物質量與收獲指數

2.2 不同品種大豆各器官氮磷鉀養(yǎng)分含量

收獲期不同品種大豆各個器官養(yǎng)分吸收情況差異較大（表3）。不同品種大豆根系含氮量介于0.490%～0.787%，平均值為0.649%；含磷量介于0.060%～0.222%，平均值為0.114%；含鉀量介于0.295%～1.497%，平均值為0.661%。莖稈含氮量介于0.360%～1.091%，平均值為0.664%；含磷量介于0.064%～0.225%，平均值為0.138%；含鉀量介于0.655%～2.365%，平均值為1.579%。葉片含氮量介于1.107%～2.041%，平均值為1.532%；含磷量介于0.135%～0.257%，平均值為0.192%；含鉀量介于1.155%～2.636%，平均值為1.901%。豆莢含氮量介于0.672%～2.137%，平均值為1.319%；含磷量介于0.102%～0.315%，平均值為0.182%；含鉀量介于2.155%～3.346%，平均值為2.714%。大豆籽粒含氮量介于5.170%～6.361%，平均值為5.621%；含磷量介于0.533%～0.664%，平均值為0.591%；含鉀量為1.779%～2.111%，平均值為1.986%?？梢?，不同品種相同器官對同一營養(yǎng)元素吸收利用存在著較大的差異。而大豆籽粒中氮磷鉀含量均高于平均值的品種為‘冀豆23’、‘邯豆15’、‘滄豆13’、‘齊黃34’。

表3 不同大豆品種各器官的氮磷鉀 %

2.3 不同品種大豆產量、密度及大豆全株養(yǎng)分吸收量

不同品種大豆產量之間差異很大（表4）。不同品種大豆播種量均為75 kg/hm2，收獲時實際密度差異很大，實際密度介于7.0萬～18.1萬株/hm2，平均為11.7萬株/hm2。不同品種大豆產量介于881～4169 kg/hm2，平均為2272 kg/hm2。不同品種大豆全株吸氮量介于71.4～254.0 kg/hm2，平均為 150.8 kg/hm2；吸磷量介于9.2～28.4 kg/hm2，平均為17.6 kg/hm2；吸鉀量介于55.5～170.0 kg/hm2，平均為106.3 kg/hm2。大豆產量高于平均值的品種為‘冀豆12’‘、冀豆24’‘、邯豆13’‘、滄豆13’、‘齊黃34’、‘石豆7號’、‘石豆15號’、‘邯豆14號’、‘邯豆16’、‘邯豆6號’，其中‘冀豆24’產量最高，為4169kg/hm2。

表4 不同品種大豆產量、密度及大豆全株氮磷鉀養(yǎng)分吸收量

2.4 大豆籽粒養(yǎng)分吸收量與每生產100kg大豆養(yǎng)分吸收量

根據河北省大豆產量水平，將不同品種產量水平分為高產(＞3000 kg/hm2)、中產(2000～3000 kg/hm2)、低產(＜2000 kg/hm2)，分析不同產量水平下大豆籽粒養(yǎng)分吸收及生產100 kg大豆養(yǎng)分吸收量差異（圖1）。不同產量水平下，大豆籽粒中氮、磷、鉀養(yǎng)分吸收量均達到顯著水平，高產大豆籽粒氮平均吸收量較中產、低產大豆分別提高43.9%、126.0%；高產大豆籽粒磷平均吸收量分別提高39.4%、124.9%；高產大豆籽粒鉀平均吸收量分別提高41.2%、120.8%。低產大豆每生產100 kg大豆氮、磷、鉀養(yǎng)分需求量均顯著高于中產、高產大豆，其中低產大豆每生產100 kg大豆氮養(yǎng)分平均需求量比中產、高產大豆增加14.1%、10.9%；低產大豆每生產100 kg大豆磷養(yǎng)分平均需求量分別增加19.1%、20.5%；低產大豆每生產100 kg大豆鉀養(yǎng)分平均需求量分別增加27.9%、40.7%。而中產、高產大豆每生產100 kg大豆氮、磷、鉀養(yǎng)分需求量之間沒有顯著性差異，但高產大豆除氮平均需求量略高于中產大豆外，磷、鉀平均需求量均低于中產大豆。表明高產品種的養(yǎng)分吸收利用更高效。

圖1 不同產量水平大豆籽粒養(yǎng)分吸收量及生產100 kg大豆養(yǎng)分吸收量

3 討論

在大豆育種選種的過程中，高產優(yōu)質是最終的目標，但產量除受地力因素及環(huán)境影響較大外，還與大豆品種有著很大的關系[5]。大豆品種種類繁多，不同品種適宜的生長環(huán)境不同，即使在同一地區(qū)相同的施肥管理條件下產量與品質之間差異也較大。本研究的25個不同品種大豆產量之間差異較大，其中產量最高可達到為4169 kg/hm2（‘冀豆24’），產量最低為881 kg/hm2（‘冀豆30’），最大產量差為3288 kg/hm2。由此可見，篩選出一個優(yōu)質高產的品種對一個地區(qū)大豆產業(yè)發(fā)展意義重大。然而，相關研究表明，大豆產量還與種植密度相關，干物質積累量會隨著種植密度的增加而增加，適當增加種植密度有利于提高大豆干物質積累，從而提高大豆籽粒產量[7-9]。同時，大量研究表明[10-13]，種植密度在一定范圍內，大豆籽粒產量隨著種植密度的增大而增加，但超過一定密度范圍反而會引起籽粒產量下降。因此，本研究中收獲產量較低的某些大豆品種是否因其未達到適宜密度而導致產量降低還需要進一步研究。

大豆對氮素養(yǎng)分的需求量較高，而大豆根瘤固氮量只能滿足總氮需求量的50%～60%，若僅靠大豆自身固氮提供生長發(fā)育所需的養(yǎng)分，則根本無法達到高產水平，所以仍需要額外補充適當氮肥以滿足大豆生長需求[14-15]。陳劍等[16]研究表明，氮肥施用不足會使葉片早衰，降低凈光合效率，從而造成減產；而施用氮肥過量，則會使生育后期干物質過多積累在植株莖、葉中，影響干物質向籽粒中轉移分配利用，產量下降。開花至鼓粒期是大豆養(yǎng)分吸收和物質積累的高峰期[17]，期間根瘤固氮能力逐漸減弱[18]，此時施用氮肥可促進氮素向籽粒轉移利用，從而增加產量[19]。而適宜供磷能顯著提高大豆根系和地上部生物量，增加各器官干物質積累，從而促進大豆籽粒產量的形成[20]。同時，施入磷肥還能促進大豆對氮、鉀素的吸收，使大豆營養(yǎng)成分均衡，從而達到增產提質的作用[21]。本研究中施用的氮、磷、鉀肥用量是否適宜以及是否需要在開花至鼓粒期追施氮肥還需要進一步研究，從而形成一套適用黃淮海地區(qū)大豆施肥理論技術。

在相同的施肥、土壤以及管理模式條件下，本研究中的不同品種大豆養(yǎng)分吸收量間存在很大差異。大量研究表明，高產大豆具有很強的養(yǎng)分吸收利用及轉化能力[22-23]。本研究中大豆籽粒氮、磷、鉀吸收量最高依次為227.3 kg/hm（2‘冀豆24’）、24.0 kg/hm（2‘邯豆6號’）、86.3 kg/hm（2‘冀豆24’）‘；冀豆30’籽粒氮、磷、鉀吸收量均最低，依次為49.1、5.1、18.5 kg/hm2。同時，本研究還發(fā)現，產量較高的大豆品種每生產100 kg大豆氮磷鉀養(yǎng)分需求量反而低于產量較低的大豆品種。高產品種每生產100 kg籽粒氮、磷、鉀平均養(yǎng)分需求量依次為6.52、0.73、4.08 kg，而低產品種氮、磷、鉀平均養(yǎng)分需求量依次為7.23、0.88、5.74 kg，均高于高產品種的養(yǎng)分吸收量。這與不同品種之間養(yǎng)分吸收利用分配、遺傳特性以及其適宜生長的環(huán)境有密切關系[24-25]?？梢姡x用遺傳特性優(yōu)良且適宜當地生長環(huán)境的大豆品種對提高大豆產量及養(yǎng)分吸收利用具有非常重要的作用。而本研究中參試的25個品種均可以在當地正常成熟收獲，然而綜合產量、養(yǎng)分吸收利用等指標可知‘，冀豆24’為最優(yōu)，其次為‘邯豆6號’和‘石豆15號’，這3個品種可以在當地進行推廣種植。

4 結論

不同大豆品種的產量與養(yǎng)分吸收利用存在著明顯的差異，產量較高的品種養(yǎng)分吸收利用的能力也較強。因此，在大豆生產中選擇適用的高產優(yōu)質品種尤為重要，在增加大豆籽粒產量的同時，還可以提高養(yǎng)分吸收利用，達到減少肥料投入、節(jié)約資源的目的。綜合產量與養(yǎng)分吸收利用可知，‘冀豆24’、‘邯豆6號’和‘石豆15號’表現為最優(yōu)，可在當地大面積推廣種植。