商品有机肥和无机肥配施对大豆氮素积累及利用效率的影响*

宋北光，郭　婷，谢晓伟，胡燕燕，李远明，姜佰文

（ 1.黑龙江北大荒农业股份有限公司852分公司农业技术推广中心，黑龙江　双鸭山　155620；2.东北农业大学资源与环境学院，哈尔滨　150030；3.东北农业大学/国家大豆工程技术研究中心，哈尔滨　150030）



商品有机肥和无机肥配施对大豆氮素积累及利用效率的影响*

宋北光1，郭婷2，谢晓伟2，胡燕燕2，李远明3，姜佰文2*

（ 1.黑龙江北大荒农业股份有限公司852分公司农业技术推广中心，黑龙江双鸭山155620；2.东北农业大学资源与环境学院，哈尔滨150030；3.东北农业大学/国家大豆工程技术研究中心，哈尔滨150030）

摘要：文中采用6种施肥处理，有机无机肥配施采用3个比例。通过田间试验，结合室内分析测定，研究了黑龙江地区商品有机肥与无机肥配合施用对大豆氮含量和氮素积累量的影响。结果表明，大豆植株的氮素积累量在整个生育期呈现不断增加的趋势，商品有机肥与无机肥配合施用表现出较高的氮素积累量，但有机无机肥配合施用处理间差异不明显。商品有机肥与无机肥配合施用处理的NNTTEE均高于化肥处理，分别提高了17.72%，23.14%和16.06%。商品有机肥与无机肥配施的各处理的氮肥农学利用率、氮肥生理利用率也均高于纯化肥处理。

关键词：大豆；有机无机肥配施；氮素积累；氮肥利用效率

氮素是大豆生长发育和产量形成的主要元素，随着大豆产量的提高，对氮素的吸收量也在增加［1］。大豆自身积累高浓度的蛋白质，根瘤固氮对结实器官营养作用非常明显［2］。但靠根瘤固氮仅能满足大豆需氮的50%左右［3］，要维持其正常生长必须给以足够的氮肥［4］。赵丽琴等研究表明［5］，有机无机肥配施促进了作物对氮磷钾养分的吸收，有机无机肥配施对氮磷钾的吸收明显高于单施无机肥。张福锁等研究也表明［6］，施用氮肥能明显改善大豆的氮素营养，提高氮素含量。近年来，有关有机无机肥配施研究主要集中在大豆的产量和品质效益及肥料利用率方面。但对有机无机配施对大豆氮素积累及其利用效率的研究较少。文中通过对有机无机肥配施对大豆各时期氮素积累量、氮肥利用效率进行研究。进而探讨有机肥和无机肥配合施用的作用机制，为今后农业生产中有机无机肥配施的推广施用提供可靠的理论支持。

1　材料与方法

1.1试验地概况

试验地位于东北农业大学香坊农场试验基地，供试土壤为黑土，基础肥力为有机质32.7 g/kg，全氮1.45 g/kg，全磷0.59 g/kg，碱解氮127 mg/kg，速效钾226 mg/kg，速效磷50.2 mg/kg，pH 7.08。

供试肥料：尿素（N 46%），重过磷酸钙（P2O546%），硫酸钾（K2O 50%），商品有机肥（N 2.5%、P2O51.5%、K2O 2.2%，哈尔滨瑞丰生物技术有限责任公司），缓释尿素（N 37%）。

1.2试验设计

供试品种为东农54，共设6个处理，采用随机区组设计，3次重复，小区行长10 m，行距70 cm，5行区，小区面积35 m2，四周设保护行。

磷、钾施用固定：P2O560 kg/hm2，K2O 45 kg/ hm2，氮、磷、钾、有机肥等均作为基肥1次性施入。各处理施肥方案如下：

CK：不施用氮肥+PK；

N2M0：60 kg/hm2纯氮：氮肥由有机肥+PK；

N1M1：30 kg/hm2纯氮（无机肥）+300 kg/hm2商品有机肥+PK；

N2M1：45 kg/hm2纯氮（无机肥）+300 kg/hm2商品有机肥+PK；

N3M1：60 kg/hm2纯氮（无机肥）+300 kg/hm2商品有机肥+PK；

N3M0：60 kg/hm2纯氮：氮肥由无机肥+PK。

1.3测定项目与方法

分别在苗期、初花期、盛花期、结荚期、鼓粒期和成熟期取样。取回的样品按不同器官，将根、茎、叶、荚果分开，105℃下杀青30 min后，置于75℃下烘干至恒重，将烘干样品测重记录后粉碎封存，待用。

1.4数据处理

采用Excel 2010和DPS 9.50进行数据分析。

2　结果与分析

2.1不同器官中氮素积累量的动态变化

植株体内的养分含量，可能由于干物质变化等引起的稀释作用而导致难以真实的反应养分的吸收情况，然而养分的积累量是植株干生物量与养分含量的乘积，能够更真实的反映植株对养分的吸收和利用情况。

在大豆的不同器官中氮素的积累量是不同的，随着大豆生育期的推进，其变化趋势也不相同，其中叶片与茎秆的变化规律比较相似，在生育前期，大豆氮素积累量随着生育期的推进不断增加，在鼓粒期达到最大值；而后大豆叶片和茎秆中的氮素积累量随大豆生殖生长期逐渐下降。

商品有机肥与无机肥配合施用，不同时期大豆叶片、茎秆的氮素积累量的动态变化如图1、2。

图1　大豆叶片中氮素积累量的动态变化

图2　大豆茎秆中氮素积累量的动态变化

由图1、2可知，在大豆整个生育期，叶片的氮素积累量大于茎秆的氮素积累量。叶片中，在盛花期前以N3M0最高，N3M1次之，二者差异不明显；盛花期后，氮素积累量表现为N2M1最高，N3M1次之，在鼓粒期大豆叶片中的氮素积累量N2M1、N3M1、N3M0三者无明显差异（P＞0.05），但三者均与其他处理到达显著差异水平（P＜0.05）。

茎秆中，各生育时期表现均为N2M1最高，茎秆中的氮素积累量在鼓粒期达到整个生育期最大值，随后进入成熟期大豆茎秆中的氮素积累量锐减。

商品有机肥与无机肥配合施用不同时期大豆荚皮氮素积累量的动态变化如图3，结荚期至鼓粒期，大豆荚果初步形成，大豆营养生长中心转移至荚果中，荚果中氮素积累量从结荚期的0.071～0.098 g/株，增长至鼓粒期的0.15～0.23 g/株，增长迅速。随后随着大豆营养生长中心向大豆籽粒中转移，大豆荚皮中的氮素积累量迅速下降到0.043～0.062 g/株。成熟期荚皮中的氮素积累量表现为N3M0＞N3M1＞N2M1＞N1M1＞N2M0＞CK，N3M0、N3M1、N2M1、N1M1、N2M0与CK达显著差异水平（P＜0.05），5个施氮处理间差异不明显。

图3　大豆荚皮中氮素积累量的动态变化

商品有机肥与无机肥配合施用不同时期大豆籽粒氮素积累量的动态变化如图4，在鼓粒期，各个处理大豆籽粒的氮素积累量都很小，差异均未达到显著水平，可能是由于大豆籽粒刚形成，籽粒的干物质量过低导致的。在成熟期，大豆籽粒中的氮素大量积累，各个处理氮素积累量表现为N2M1＞N3M1＞N1M1＞N3M0＞N2M0＞CK，N2M1的氮素积累量达1.18 g/株，与其他各处理均达显著差异水平（P＜0.05），N3M0、N3M1、N1M1、N2M0处理间无显著差异，但均与CK达显著性差异（P＜0.05）。

图4　大豆籽粒中氮素积累量的动态变化

2.2大豆植株氮素积累量的动态变化

氮素直接或间接参与大豆主要生理过程，氮素积累、运转在蛋白质、贮藏蛋白形成和积累过程中起至关重要的作用，是大豆生长过程中的一个重要生理过程。商品有机肥与无机肥配合施用不同时期大豆植株氮素积累量的动态变化如图5。

图5　不同生育期大豆植株氮素积累量的动态变化

试验结果表明，整个生育期，大豆植株的氮素积累量呈现不断增加的趋势，结荚期以前，各处理氮素积累速度比较缓慢，并且各个处理间差异不明显；从结荚期开始大豆植株氮素积累量迅速增加，为大豆的生殖生长提供较好的营养元素基础。

结荚期大豆氮素积累量表现为N3M1＞N3M0＞N2M1＞N1M1＞N2M0＞CK，但是各个处理间均未达到显著性差异水平。在鼓粒期，各处理氮素积累规律表现与结荚期相同，N2M1、N3M1、N3M0、N1M1处理间差异不明显，但与N2M0、CK达到显著差异水平（P＜0.05）。在成熟期，大豆氮素积累量表现为N2M1＞N1M1＞N3M1＞N3M0＞N2M0＞CK，商品有机肥与无机肥配合施用表现出较高的氮素积累量，但有机无机肥配合施用处理间差异不明显。试验结果表明：有机肥和无机肥的交互作用有利于大豆植株的氮素积累。

商品有机肥与无机肥配合施用不同时期大豆植株的氮素积累量与产量相关性的研究结果见表1。

表1　不同生育期大豆植株氮素积累量与产量的相关性

试验表明，在苗期、初花期，大豆植株的氮素积累量与产量间表现为没有明显的线性正相关r=0.438 5，r=0.663 1；在盛花期，氮素积累量与产量相关系数r=0.840 5*，表现出显著正相关；在结荚期，大豆植株的氮素积累量与产量间的相关系数r=0.602 2，未能表现出明显差异，这可能是大豆结荚期的落荚现象导致了大豆此时期的干物重相对减少有关；在鼓粒期、成熟期，氮素积累量与产量均呈现出了极显著正相关，相关系数分别为r=0.916 4**、r=0.959 5**，说明植株的氮素积累量和产量密切相关，通过有效地措施努力地提高大豆的氮素积累量，最终有利于实现大豆高产。

2.3大豆氮肥利用效率的研究

氮肥生理利用率是指作物体内所吸收的肥料氮素在作物体内的利用率，反应作物对肥料中氮素的利用情况。氮肥农学利用率则是指作物氮素吸收利用率与生理利用率的乘积。氮素转运率在一定程度上反映的是植物营养器官的氮素向生殖器官转移、运输的能力，其3个数值的大小受肥料结构以及施肥方法等因素的影响。试验对商品有机肥与无机肥配合施用处理的氮肥利用效率进行了研究（见表2），结果表明，3个商品有机肥与无机肥配合施用处理的NTE都高于化肥处理和不施肥处理，分别较化肥处理提高了17.72%、23.14%和16.06%，较不施肥处理提高了4.63%、9.46%和3.16%。商品有机肥与无机肥配施的各处理以及纯有机肥处理的氮肥农学利用率、氮肥生理利用率也均高于纯化肥处理。

表2　不同处理的氮肥利用效率

3　结论

商品有机肥与无机肥配合施用不同时期大豆植株氮素积累量的动态变化结果表现为：整个生育期，呈现不断增加的趋势，结荚期以前，各处理氮素积累速度比较缓慢，从结荚期开始大豆植株氮素积累量迅速增加。在成熟期，大豆氮素积累量表现为N2M1＞N1M1＞N3M1＞N3M0＞N2M0＞CK，商品有机肥与无机肥配合施用表现出较高的氮素积累量，但有机无机肥配合施用处理间差异不明显。氮肥利用效率试验研究表明，3个商品有机肥与无机肥配合施用处理的NTE均高于化肥处理，分别提高了17.72%、23.14%和16.06%。商品有机肥与无机肥配施的各处理以及纯有机肥的氮肥农学利用率、氮肥生理利用率也均高于纯化肥处理。

［参考文献］

［1］袁立海，张晓，舒权，等.氮肥增产效应的研究［J］.大豆科学，1984（3）∶243-250.

［2］郭海龙，马春梅，董守坤，等.春大豆生长中对不同氮源的吸收利用［J］.核农学报，2008，22（3）∶338-342.

［3］HarperJE.Nitrogenfixation-limitationsandpotential［C］.Chicago，IL∶World Soybean Research Conference VI，August，1999.

［4］范茂攀，汤利，徐智，等.有机无机配施对生菜养分吸收和氮肥利用率的影响［J］.中国农学通报，2013，29（1）∶89-93.

［5］赵丽琴，吉明光，郑永贵，等.施肥对大豆吸收氮磷钾的影响［J］.黑龙江八一农垦大学学报，2005，17（3）∶29-31.

［6］张福锁，龚元石，李晓林.土壤与植物营养研究动态［M］.北京∶中国农业出版社，1995∶319-349.

第一作者：宋北光，农艺师，研究方向为作物栽培和农业技术推广

**通讯作者：姜佰文，教授，研究方向为作物养分管理，E-mail：jbwneau@163.com

中图分类号：S143.6

文献标志码：A

文章编号：1674-3547（2016）03-0005-07

收稿日期：2016-05-18；修回日期：2016-06-03

*基金项目：“十二五”国家科技支撑计划“大豆高产高效关键技术研究与示范（2014BAD11B01）”

Effects of Commercial Manure and Chemical Fertilizer Integration on Nitrogen Accumulation and Use Efficiency in Soybean

Song Beiguang1，Guo Ting2，Xie Xiaowei2，Hu Yanyan2，Li Yuanming3，Jiang Baiwen2
（1.852 Branch，Heilongjiang Beidahuang Agriculture Co.，Ltd.，Shuangyashan 155620，Heilongjiang，China；2.College of Resources and Environment，Northeast Agricultural University，Harbin 150030，China；3.Northeast Agricultural University/National Engineering Research Center for Soybean，Harbin 150030，China）

Abstract：With a series of field experiments and chemical analysis，the research investigated the effects of six treatments with three different proportions of commercial manure and chemical fertilizers on soybean nitrogen accumulation and nitrogen efficiency.The results showed that nitrogen accumulation was an up-trend during the whole growing period，the integration of commercial manure and chemical fertilizers had a higher nutrient accumulation，but there were no significant differences between manure and chemical fertilziers.Nitrogen transportation efficiency in the three commercial manure mixed chemical fertilizers was 17.72%，23.14%and 16.06%higher than that of chemical fertilizers alone respectively.Agronomic nitrogen use efficiency and physiological nitrogen use efficiency were higher than chemical fertilizer alone respectively.

Key words：Soybean；Organic-inorganic mixed fertilizers；Nitrogen accumulation；Nitrogen transporta⁃tion efficiency