不同肥料配比对蚕豆养分吸收分配规律和肥料利用率的影响

韩 梅

(青海省农林科学院土壤肥料研究所, 青海 西宁 810016)

不同肥料配比对蚕豆养分吸收分配规律和肥料利用率的影响

韩 梅

(青海省农林科学院土壤肥料研究所, 青海 西宁 810016)

通过小区试验研究氮、磷、钾、硼、钼肥配合施用对蚕豆产量、养分吸收量和肥料利用效率等指标的影响。试验表明, 氮、磷、钾、硼、钼肥配合施用对蚕豆子粒产量、地上生物量均有明显影响, 按肥料增产率由高到低的次序依次是N>P>K>Mo>B。氮、磷、钾、硼、钼肥配施比例为1∶0.99∶0.86∶0.0043∶0.0023，能够促进蚕豆地上部养分的累积N为358.55 kg·hm-2、P为42.07 kg·hm-2、K为206.34 kg·hm-2，氮、磷、钾肥的农学利用率分别为11.19、15.70 kg·kg-1和7.5 kg·kg-1；肥料表观利用率分别为19.35%、18.49%和20.25%；生理利用率分别为57.82、84.91 kg·kg-1和14.63 kg·kg-1。氮、磷、钾、硼、钼肥合理配施下，生产100 kg蚕豆所需N为4.9 kg，P2O5为1.1 kg，K2O 4.9 kg，氮磷钾比例约为1∶0.22∶1.00。

蚕豆；肥料配施；养分利用效率；地上生物量；子粒产量

青海省总耕地面积68.74万hm2，占全省国土面积的0.95%。其中东部农业区约占本省耕地面积的80%[1-3]。青海省农村施肥结构和施肥方法极不合理，在施肥结构上主要表现为重施化肥、轻施有机肥，重施氮肥、轻施磷肥、少施或不施钾肥(2005年时氮∶磷∶钾的比例为1∶0.52∶0.09)，重施大量元素、轻施中(微)量元素的“三重三轻”的现象较为突出；在施肥方法上表施和撒施的现象较为普遍。肥料利用率低，浪费严重[4-6]。此外，国内外从农学角度应用肥料表观利用率(也称肥料养分回收利用率、肥料吸收利用率)、肥料偏生产力、肥料农学利用率、肥料生理利用率等重要参数分析和评价了在不同作物上的肥料利用效率，目前国内应用以上指标进行评价的主要有小麦、玉米、冬油菜、水稻，这些肥料利用效率定量评价指标对于准确分析不同作物对肥料的响应程度和指导施肥具有重要意义。因此，2013—2015年，在青海省蚕豆生产较为集中的互助县开展肥料养分效应研究，探讨氮、磷、钾、硼、钼肥对蚕豆产量和肥料利用效率等方面的影响，掌握其养分吸收和累积规律，以期为同类地区蚕豆生产和养分管理提供技术支持。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验安排在青海省互助县西山乡东山村。试验地海拔2 580 m，年平均气温为3.4℃，年平均日照时数2 521 h，年降水量约400 mm。属于温带大陆性气候，干旱少雨。

1.2 供试土壤理化性质

互助县西山乡东山村供试土壤为山地淡栗钙土，有机质含量16.45 g·kg-1，全氮1.12 g·kg-1，全磷1.70 g·kg-1，全钾14.28 g·kg-1，碱解氮52 mg·kg-1，速效磷13.5 mg·kg-1，速效钾38.7 mg·kg-1。

1.3 试验方案

试验设7个施肥处理，即不施肥、NPKBMo、不施氮(PKBMo)、不施磷(NKBMo)、不施钾(NPBMo)、不施硼(NPKMo)和不施钼(NPKB)。共7个处理，4次重复，随机区组排列。各处理氮、磷、钾、硼、钼肥施用量分别为：N 105 kg·hm-2，P2O5103.5 kg·hm-2，K2O 90 kg·hm-2，B 0.45 kg·hm-2，Mo 0.24 kg·hm-2，肥料在播种前作为基肥一次性施入土壤[7-9]。田间密度为21万株·hm-2，行距30 cm，株距15 cm,小区面积3.6 m×5 m=18 m2。

1.4 样品采集与测定

采集蚕豆苗期、分枝期、现蕾期、开花期、结荚期和成熟期植株样。蚕豆成熟后，各小区随机取样5株，分成子粒、茎秆和角壳，剪碎混匀后60℃烘干，分别磨细、过0.5 mm筛，供分析测定用。子粒产量以各小区实收风干重计量，茎秆及角壳产量由取样植株茎秆、角壳与子粒的比例计算得出。

土壤养分含量采用常规农化分析方法测定，植株全氮采用蒸馏—滴定法测定，植株全磷采用高氯酸—浓硫酸消煮—钼锑抗比色法测定；植株全钾采用火焰光度法测定[10]。

1.5 肥料利用率计算公式及统计方法

植株氮积累量(kg·hm-2)=相应部位干物质重量×养分含量；

肥料农学利用率(kg·kg-1)=(施肥区子粒产量-不施肥区子粒产量)÷肥料施用量；

肥料偏生产力(kg·kg-1)=施肥区子粒产量÷肥料施用量；

肥料表观利用率(%)=(收获期施肥区地上部总吸收量-收获期不施肥区地上部总吸收量)÷肥料施用量×100%；

肥料生理利用率(kg·kg-1)=(施肥区子粒产量-不施肥区子粒产量)÷(收获期施肥区地上部总吸收量-收获期不施肥区地上部总吸收量)；

收获指数(kg·kg-1)=子粒产量÷地上部总生物量；

肥料利用率(%)=(施肥区产量-不施肥区产量)×100÷不施肥区产量[11-13]。

试验数据采用Excel 2003进行数据整理，用DPS软件进行统计分析。

2 结果分析

2.1 氮、磷、钾、硼、钼肥的合理配施对蚕豆产量的影响

通过对青海13号蚕豆收获期产量和地上生物量的分析，结果表明氮、磷、钾、硼、钼肥配合施用对子粒产量、地上生物量和收获指数均有明显影响(表1)。与不施肥(CK)相比，各施肥处理产量均有增加，增产率在43.82%～88.34%之间，其中NPKBMo处理增产率最高，为88.34%，产量为6 875.23 kg·hm-2；不施肥处理产量最低，仅为3 650.46 kg·hm-2。最优组合为(N 105 kg·hm-2，P2O5103.5 kg·hm-2、K2O 90 kg·hm-2，B 0.45 kg·hm-2，Mo 0.24 kg·hm-2)。NPKBMo处理与缺氮、缺磷、缺钾的处理(PKBMo、NKBMo、NPBMo)间差异显著(P<0.5)，说明氮、磷、钾三种养分都是影响蚕豆生长的重要营养元素，缺氮、缺磷、缺钾对蚕豆的产量影响较大，增产率分别为44.52%、32.17%、18.46%，说明对蚕豆产量影响最明显的是氮肥和磷肥，其次是钾肥。通过对NPKBMo、NPKMo、NPKB三个处理的比较，硼、钼肥对蚕豆的产量也有一定的影响，增产率分别为11.09%、11.64%。氮、磷、钾、硼、钼肥配合施肥对蚕豆产量提高有不同的效应，按肥料增产率由高到低的次序依次是N>P>K>Mo>B,减磷、氮、钾肥处理对产量影响较大，减硼、钼肥处理对产量影响较小。

2.2 氮、磷、钾、硼、钼肥施用对蚕豆养分累积量的影响[14]

氮、磷、钾、硼、钼肥配合施用显著促进了收获期青海13号蚕豆不同部位的N素累积量，其中子粒中N素累积量最多，其次为叶片，茎秆中最少。与不施肥处理相比，施肥后青海13号蚕豆地上部不同器官中的N素累积量均有增加，其中NPKBMo处理增加最高，N素累积量比对照高出90.83%(表2)。

表1 施肥对青海13号地上生物量及产量的影响

表2 施肥对青海13号蚕豆N素累积量和分配比例的影响

氮、磷、钾、硼、钼肥配合施用显著促进了收获期青海13号蚕豆不同部位的P素累积量，P素累积量子粒中含量最多，依次是子粒>叶片>角壳>茎秆。与不施肥处理相比，施肥后青海13号蚕豆地上部不同器官中的P素累积量均有增加，其中NPKBMo处理增加为最高，P素累积量比对照高出92.89%(表3)。

氮、磷、钾、硼、钼肥配合施用显著促进了青海13号蚕豆收获期不同部位的K素累积量。与不施肥处理相比，施肥后青海13号蚕豆地上部不同器官中的K素累积量均有增加，其中NPKBMo处理增加为最高,K素累积量比对照高出82.55%(表4)。

2.3 氮、磷、钾、硼、钼肥配施对蚕豆肥料利用效率的影响

通过计算(表5)，本试验蚕豆氮、磷、钾肥的农学利用率分别为11.19、15.70 kg·kg-1和7.5 kg·kg-1。 由此可知， 蚕豆施用每千克磷肥具有较高的增产量，氮肥次之,钾肥相对较低。肥料偏生产力反映的是蚕豆吸收肥料养分和土壤养分后所产生的边际效应[15]。从总体来看，氮肥偏生产力随氮肥用量水平的提高明显降低，随磷肥用量水平的提高明显提高，受钾肥用量水平的影响作用相对较小，其变化趋势与氮肥农学利用率基本一致。磷肥偏生产力随磷肥用量水平的提高而明显降低，随氮、钾肥用量水平的提高有一定程度的提高[16-17]。钾肥偏生产力同样随钾肥用量水平的提高而降低，随氮、磷肥用量水平的提高相应提高。在考虑土壤基础地力和施肥效应的情况下，每千克氮、磷、钾肥可生产的蚕豆产量都较高，其中钾肥的偏生产力为76.39 kg·kg-1，氮肥次之，磷肥较低。

表3 施肥对青海13号蚕豆P素累积量和分配比例的影响

表4 施肥对青海13号蚕豆K素累积量和分配比例的影响

表5 氮、磷、钾、硼、钼配肥对青海13号蚕豆氮、磷、钾肥料利用效率的影响

肥料表观利用率是用来描述蚕豆对养分吸收利用特性的主要指标[18-19]。氮、磷、钾肥表观利用率在很大程度上受肥料用量水平的影响。比较氮、磷、钾肥的肥料表观利用率，钾肥表观利用率最高，达20.25%，氮肥表观利用率19.35%，磷肥表观利用率最低，仅为18.49%。

从试验整体结果来看，氮肥表观利用率随氮肥用量水平的提高明显降低，随磷、钾肥用量水平的提高逐步提高。磷肥表观利用率受磷肥用量的影响作用相对较小，反而随氮、钾肥用量水平的提高有先增加后下降趋势出现。钾肥表观利用率同样随钾肥用量水平的提高而降低，随氮、磷肥用量的提高有先增后降趋势出现[20-21]。

2.4 氮、磷、钾、硼、钼肥施用对蚕豆氮、磷、钾肥料收获指数的影响

由表6可得出，氮和磷的收获指数均明显高于钾收获指数，说明蚕豆地上部吸收的氮素和磷素绝大部分转移到了子粒中，而转运到子粒中的钾素相对较少，其量只占氮素和磷素的1/3左右。即子粒中累积量的氮素和磷素分别占地上部总累积量的81.69%、88.89%，而钾素累积量仅为37.99%，说明收获期蚕豆体内大部分钾素储存在茎秆、角壳和叶片中。

表6 施肥对青海13号蚕豆氮、磷、钾肥料收获指数的影响

2.5 氮、磷、钾、硼、钼肥施用对蚕豆100 kg子粒吸肥量的影响

对于生产100 kg蚕豆子粒所需养分的数量，因受土壤条件、品种因素及栽培措施等多方面因素的影响，所需养分结果有所差异。通过表7可看出，生产100 kg蚕豆所需氮素为3.0～4.9 kg，P2O5为0.8～1.1 kg，K2O为3.0～4.9 kg；氮磷钾比例约为1∶(0.22～0.27)∶(0.89～1.00)。

表7 施肥对青海13号蚕豆100 kg子粒吸肥量的影响

3 结 论

1) 氮、磷、钾、硼、钼肥配合施用对子粒产量、地上生物量均有明显影响。氮、磷、钾、硼、钼肥配合施肥对蚕豆产量提高有不同的效应，按肥料增产率由高到低的次序依次是N>P> K>Mo>B。

2) 氮、磷、钾、硼、钼肥合理配施，能够促进蚕豆地上部养分的累积，增加N、P、K养分的含量。蚕豆不同部位的N、P、K素累积量不同，N、P在子粒中分配比例高，K素在茎秆和角壳中分配比例高。N、P、K三因子的生理利用率是:P>N>K，原因可能与养分因子在蚕豆生物体构成上存在的生理差异有关，如氮、磷素主要参与蛋白质核酸、核蛋白等的形成，较多累积于子实，钾素主要参与植物机械组织的形成，需较多累积于茎杆等部位[22-24]。

3) 氮、磷、钾、硼、钼肥合理配施下，肥料农学利用率分别为11.19、15.70 kg·kg-1和7.5 kg·kg-1；肥料表观利用率分别为19.35%、18.49%和20.25%；肥料生理利用率分别为57.82、84.91 kg·kg-1和14.63 kg·kg-1。氮、磷、钾、硼、钼配肥后偏生产力较高，农学利用率反而降低。以钾素为例，其偏生产力高达76.39 kg·kg-1，农学利用率为7.5 kg·kg-1。说明地力状况对蚕豆产量影响较大。肥料生理利用率反映的是蚕豆对所吸收的肥料养分在体内的利用效率，在磷钾肥基础上增施氮肥，氮肥生理利用率呈下降趋势，在氮、磷肥基础上增施钾肥，蚕豆氮肥生理利用率出现先增后降趋势，而磷肥用量水平对氮肥生理利用率的影响作用相对较小。磷肥生理利用率则随磷肥用量的增加而下降，随氮、钾肥用量水平的提高有先增加后降低趋势出现。钾肥生理利用率的变化趋势则表现为随氮、磷、钾肥用量的增加先增加后降低。说明适量施用氮、磷、钾肥能促进蚕豆对肥料的生理利用效率，过量施用反而会起负作用。试验中磷肥生理利用率高达84.91 kg·kg-1，而磷肥表观利用率仅为18.49%，说明在青海省蚕豆生产中磷肥利用率偏低，但吸收每千克磷转化为蚕豆子粒产量的能力却是最强的。因此蚕豆生产中既要重视地力培肥，又要重视平衡施肥,才能达到高产。

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Effectofdifferentfertilizerapplicationontheyieldandfertilizeruptakeandutilizationofbroadbean

HAN Mei

(InstituteofSoilandFertilizer,QinghaiAcademyofAgricultureandForestrySciences,Xining,Qinghai810016,China)

A field experiment was conducted to investigate effect of nitrogen, phosphorous, potassium, boron and molybdenum fertilizer on the yield, nutrient uptake and utilization of broad bean. The results showed that nitrogen, phosphorous, potassium, boron and molybdenum fertilizer had significant influence on yield and biomass and the yield increase percentage ranked N>P>K>Mo>B. Under N∶P∶K∶Mo∶B=1∶0.99∶0.86∶0.0043∶0.0023, the accumulation amount of N, P and K in shoot was 358.55, 42.07 kg·hm-2and 206.34 kg·hm-2, respectively. Agronomic use efficiency of N, P and K was 11.19, 15.70 kg·kg-1and 7.5 kg·kg-1, respectively. Fertilizer use rate of N, P and K was 19.35%, 18.49% and 19.35%, respectively. Physiological use efficiency of N, P and K was 57.82, 84.91 kg·kg-1and 14.63 kg·kg-1, respectively. The nutrient requirement for the broad bean grain of one hundred kilogram was 4.9 kg N, 1.1 kg P2O5, 4.9 kg K2O, and N∶P∶K ratio was about 1∶0.22∶1.00.

broad bean; fertilizer application; fertilizer use efficiency; aboveground biomass; grain yield

1000-7601(2017)03-0232-06doi:10.7606/j.issn.1000-7601.2017.03.36

2016-04-12

：2017-03-20

：青海省蚕豆产业技术转化研发平台；公益性行业(农业)科研专项经费项目(201103005)

韩 梅(1974—)，女，青海湟中人，副研究员，主要从事耕作与绿肥等方面的研究与推广工作。E-mail:hanmei20061234@sina.com。

S147.34

： A