不同施肥方法对芸豆干物质及氮磷钾积累动态的影响

高运青，徐东旭，尚启兵，任红晓，王 芳，姜翠棉

（张家口市农业科学院，河北 张家口 075000）

不同施肥方法对芸豆干物质及氮磷钾积累动态的影响

高运青，徐东旭，尚启兵，任红晓，王 芳，姜翠棉

（张家口市农业科学院，河北 张家口 075000）

为了实现芸豆高产高效，在冀西北坝上芸豆主产区，采用裂区试验设计，主因素为施肥方法，设基肥（撒可富复合肥375 kg/hm2，播种前施入）和追肥（尿素75 kg/hm2，结合灌水施入）2种，副因素为灌水时期（初花期灌水、初花期和鼓粒期2次灌水、鼓粒期灌水），研究了不同施肥方法对芸豆干物质及氮磷钾积累动态的影响。结果表明：施用基肥较追肥更利于芸豆各器官的生长和干物质的积累；芸豆对三大养分的需求量顺序为磷＞钾＞氮，其中，初花期到始熟期植株地上部的氮磷钾积累量增加得最快，其次是苗期到初花期。早施肥、施基肥、施用含氮磷钾的复合肥有助于氮磷钾在地上部植株中的积累，有利于产量的提高。

芸豆；施肥；干物质；氮磷钾积累动态；产量

冀西北坝上地区属寒温带半干旱大陆性季风气候，光照充足、昼夜温差大，独特的气候条件非常适宜优质芸豆生产。该地区芸豆因颗粒大、色泽鲜、光泽好而闻名，年种植面积达到2万hm2，年产量4万t以上，已成为当地的主导农产品，在农民增收、食品加工和农产品出口中占有重要地位。在干旱半干旱地区，天气干旱和土壤瘠薄是限制作物生产的2个主要因素[1]，目前，人们对玉米、大豆、亚麻等作物的施肥研究较多[2～17]，而对芸豆施肥的相关研究较少。作者立足于冀西北坝上芸豆主产区，研究了不同施肥方法对芸豆干物质及氮磷钾积累动态的影响，旨为该地区芸豆高产高效生产技术集成提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验在张家口市农业科学院张北试验基地进行。试验区海拔1 400 m，年日照时数2 700 h，年降水量393.2 mm，年平均气温2.6℃，无霜期107 d，土壤类型为栗钙土。

1.2 试验材料

参试芸豆品种为英国红（粒用型）。2015年5月16日播种，9月18日收获。

1.3 试验设计

1.3.1 试验设计 采用裂区试验设计（表1），其中，主因素为施肥方法，分基肥和追肥2种；副因素为灌水时期，分别为初花期灌水、初花期和鼓粒期2次灌水、鼓粒期灌水。其中，基肥为撒可富复合肥375kg/hm2，于播种前施入；追肥为尿素75 kg/hm2，结合灌水施入。试验采取大区对比，小区面积64 m2，取样为3次重复，各小区之间用塑料薄膜隔离。其他管理同大田常规。

表1 不同处理的施肥方法和灌水时期Table 1 Treatments with different fertilizing methods and irrigation periods

1.3.2 测定项目与方法

1.3.2.1 干物质和养分积累量。选择T3和T6处理取样调查。分别于苗期、初花期、始熟期和成熟期，每小区选择有代表性的芸豆植株4株，将不同器官（根、叶片、茎、荚、籽粒）分开，分别称量鲜重；然后，将各器官的鲜样置于烘箱内105℃杀青30 min，再80℃烘干至恒重，晾凉后称量干重。将烘干后的植株地上部样品分别粉碎，测定全氮、全磷和全钾含量，其中，全氮含量测定采用凯氏定氮法[18]，全磷含量测定采用钼锑抗比色法[19]，全钾含量测定采用火焰光度计法[20]。

1.3.2.2 经济性状与产量。芸豆收获期，参照《普通菜豆种质资源描述规范和数据标准》[21]，调查株高、主茎分枝数、主茎节数、单株荚数、荚长、单荚粒数和百粒重；每小区取中间30 m2收获，测定产量。

2 结果与分析

2.1 不同施肥方法对芸豆干物质积累动态的影响

2.1.1 对根部干物质积累动态的影响 苗期至成熟期，2种施肥方法处理的芸豆根鲜重和根干重均呈逐渐升高趋势，且均于成熟期达到最大值，其中，基肥处理的指标值始终＞追肥处理（图1）。表明与追肥相比，施用基肥更有利于各生育期芸豆根系的生长，促进根鲜重和干重的提高。成熟期，基肥处理的根干重为1.0 g/株，较追肥处理（0.6 g/株）高53.8%。

图1 不同施肥方法的芸豆根部干物质积累动态Fig.1 Dry matter accumulation dynamic of root in different fertilizing methods

2.1.2 对茎部干物质积累动态的影响 苗期至成熟期，2种施肥方法处理的芸豆茎鲜重和茎干重均呈先升高后降低的变化趋势，且除追肥处理的茎鲜重最高值出现在初花期外，其他处理指标最大值均出现在始熟期，其中，基肥处理的指标值始终＞追肥处理（图2）。表明与追肥相比，施用基肥在芸豆生育前期更有利于茎的生长，促进茎鲜重和干重的提高。始熟期，基肥处理的茎干重为4.6 g/株，是追肥处理（1.6 g/株）的2.86倍。

图2 不同施肥方法的芸豆茎部干物质积累动态Fig.2 Dry matter accumulation dynamic of stem in different fertilizing methods

2.1.3 对叶片干物质积累动态的影响 苗期至成熟期，2种施肥方法处理的芸豆叶鲜重和叶干重均呈先升高后降低的变化趋势，其中，基肥处理的指标值始终＞追肥处理；最大值均出现在初花期，此后叶重均逐渐降低，其中，基肥处理降低得相对缓慢。表明与追肥相比，施用基肥在芸豆生育前期更有利于叶片的生长，促进叶鲜重和干重的提高，而在生育后期则又可以延缓叶片的衰老与脱落，从而间接地促进叶片光合作用，增加干物质的积累。初花期，基肥处理的叶干重为5.1 g/株，较追肥处理（4.4 g/株）高16.1%。

图3 不同施肥方法的芸豆叶片干物质积累动态Fig.3 Dry matter accumulation dynamic of leaf in different fertilizing methods

2.1.4 对豆荚和籽粒干物质积累动态的影响 始熟期和成熟期，基肥处理的芸豆荚鲜重以及籽粒鲜重和干重均＞追肥处理，其中，始熟期指标值分别提高了163.0%、101.2%和58.3%，成熟期指标值分别提高了13.3%、24.8%和58.8%（表2）。表明与追肥相比，施用基肥更有利于荚和籽粒的生长发育，促进其干物质积累，为产量的形成与提高奠定了物质基础。

表2 不同施肥方法的芸豆荚鲜重以及籽粒鲜重和干重 （g/株）Table 2 The fresh weight and dry weight of the pod and seed in different fertilizing methods

2.2 不同施肥方法对芸豆地上养分积累动态的影响

从不同施肥方法同一养分的积累量变化趋势看，2种施肥方法处理的芸豆地上部三大养分积累变化趋势均基本一致，且均呈“S”型Logistic曲线，其中，P积累量变化呈逐渐升高趋势，成熟期达到最高；而N和K积累量最大值均出现在始熟期（表4）。苗期至成熟期，基肥处理的三大养分积累量均＞追肥处理；从不同生育阶段的N、P、K养分积累量差异看，均表现为初花期至始熟期增加得最快，其次是苗期到初花期。表明与追肥相比，施用基肥有助于N、P、K在芸豆地上部植株中的积累，其中，初花期至始熟期增长速度最快，其次是苗期至初花期。

从同一施肥方法不同养分的积累量变化趋势看，2种施肥方法处理的三大养分积累量顺序均为P＞K＞N。表明芸豆生育期对P需求量最大，其次是K，而对N的需求量相对最少。基肥处理的P积累量最大值为15.9 g/株（成熟期），较追肥处理（9.1 g/株）高74.7%；K和N的积累量分别为10.0和7.0 g/株（始熟期），分别较追肥处理（同期K、N积累量分别为3.8和2.8 g/株）高1.6倍和1.5倍。而追肥处理的K和N含量均在成熟期达到最高，分别为4.1和3.1 g/株。

图4 不同施肥方法的芸豆地上部N、P、K积累动态Fig.4 NPK accumulation of above ground in different fertilizing methods

2.3 不同施肥方法对芸豆经济性状和产量的影响

相同灌水条件下，基肥处理的芸豆经济性状和产量均＞追肥处理（表3）。表明与追肥相比，施用基肥更有助于改善芸豆的经济性状，提高产量。基肥处理的芸豆平均产量为1 993.7 kg/hm2，较追肥处理（1 445.0 kg/hm2）高38.0%。

基肥处理中，T2处理产量（2 082 kg/hm2）最高，分别较T1和T3处理增产12.85%和1.36%；经济性状除单荚粒数＜T3处理外，其他性状均表现最优。这与初花期和鼓粒期2次灌水有关，初花期灌水可以减少落花落荚的发生，提高结荚率；而鼓粒期灌水可以促进籽粒灌浆，达到增产的目的[22]。T3处理的产量＞T1处理，增产率为11.33%，其中，单株荚数、荚长、单荚粒数、百粒重分别提高了3.33%、8.96%、33.33%和3.07%，表明鼓粒期灌水的增产效果优于初花期灌水，这与开花期到灌浆期（期间包括鼓粒期）的耗水量占生育期总耗水量的比例（51.1%）较大[22]有关。

追肥处理中，T5处理产量（1 554 kg/hm2）最高，分别较T4和T6处理增产4.44%和20.19%；T4处理的产量＞T6处理，增产率为15.08%，其中，株高、单株荚数、百粒重分别提高了 6.09%、20.00%和11.20%，表明开花期追肥的增产效果优于鼓粒期追肥，这与前期追肥有利于芸豆快速生长，较早地为产量形成奠定了物质基础有关。

表3 不同施肥方法的芸豆经济性状和产量Table 3 Yield and economic traits of common bean in different fertilizing methods

3 结论与讨论

芸豆属于小作物，对其研究内容大多为育种方面，而有关栽培生理方面的研究甚少。前人对不同作物的干物质积累动态进行了研究，结果显示，大豆植株的干物重随生育进程呈逐渐增加趋势[11]；胡麻植株的干物重随生育进程而逐渐增加，且最大增长速率出现在盛花期[13]。作者采用基肥和追肥2种施肥方法，灌水时期均设初花期灌水、初花期和鼓粒期2次灌水、鼓粒期灌水3个水平，研究了芸豆不同器官的干物质以及地上部N、P、K积累动态的变化，结果显示，根和籽粒的干物质积累均随生育进程而逐渐增加，与前人的研究结果[11，13]相一致；茎和叶的干物质积累则是随生育进程呈先升高后降低的变化趋势。

本研究条件下，与追肥处理相比，基肥处理在芸豆生育前期有利于根、茎、叶的生长，促进植株地上部养分积累，且生育后期延缓叶片的衰老与脱落，从而间接地促进叶片的光合作用，增加干物质的积累量，提高荚和籽粒的鲜重与干重，最终提高产量。2种施肥方法处理的芸豆地上部N、P、K积累动态均呈“S”型Logistic曲线，芸豆对三大养分的需求量顺序均为P＞K＞N；从不同时期植株地上部的N、P、K积累量差异看，初花期到始熟期养分积累得最快，其次是苗期到初花期。因此，早施肥，施基肥、施三元复合肥有助于N、P、K在芸豆地上部植株中的积累。与追肥相比，施用基肥的芸豆平均增产38.0%；而追肥条件下，初花期追肥增产效果较好，较鼓粒期追肥增产15.1%。在芸豆高产栽培中，首先推荐施用三元复合肥做基肥；若未施用基肥，则初花期追肥较鼓粒期追肥效果好，更有利于植株生长与产量的提高。

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［20］GB NY/T 2420—2013，植株全钾含量的测定 火焰光度计法［S］.

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Effects of Different Fertilizing Methods on Dry Matter and NPK Accumulation Dynamic of Common Bean

GAO Yun-qing，XU Dong-xu，SHANG Qi-bing，REN Hong-xiao，WANG Fang，JIANG Cui-mian

（Zhangjiakou Academy of Agricultural Sciences，Zhangjiakou 075000，China）

To provide theoretical basis for the common bean production，in the northwest of Hebei Province，where is the main production area of common bean，the effects on dry matter and NPK accumulation dynamic under different fertilizing methods was studied.Using split plot experiment design，the main factor is fertilizing method，containing base fertilizer(sakefu compound fertilizer 375 kg/hm2，fertilized before sowing) and dressing fertilizer(urea 75 kg/hm2，fertilized with irrigation).The deputy factor is the irrigation stage(irrigation at early flowering stage，irrigation at early flowering stage and grain filling stage with 2 times，irrigation at grain filling stage).The research results showed that base fertilizer was more beneficial to the growth of the common bean organs and dry matter accumulation than dressing fertilizer.The demand order for nutrients was P＞K＞N.The increasing of NPK accumulation in the plant from the initial flowering stage to the initial mature stage was the fastest，then the stage from the seedling to the initial flowering was followed.Therefore，early fertilization，base fertilizer，application of NPK compound fertilizer contributes to NPK accumulation in plants，it is beneficial to the improvement of production.

Common bean；Fertilizer；Dry matter；NPK accumulation dynamic；Yield

S529

：A

：1008-1631（2017）01-0015-04

2016-08-08

“十二五”国家科技支撑计划项目（2014BAD07B05-03）；河北省科技计划项目 (16236505D-2)；张家口市科学技术研究与发展计划项目 (1511065C)

高运青（1981-），女，河北深泽人，副研究员，硕士，主要从事食用豆研究。E-mail：gaoyunqing2003@126.com。