氮磷钾肥配施对大豆产量及性状的影响

张慧敏, 常鸿杰, 王二伟, 耿若飞, 贾真真, 王春英

(平顶山市农业科学院, 河南 平顶山 467000)

大豆是一种重要的粮油作物，选育高产、优质大豆品种一直是育种家所追求的目标。合理施用氮磷钾肥是有效提高大豆产量和品质的措施之一[1～2]。平豆2号为平顶山市农业科学院2007年选育的大豆品种，因其高产、优质、高抗病性等优点，至今仍有较大种植面积。以平豆2号作为试验材料， 根据大豆需肥规律，通过试验探索平豆2号产量与肥料投入比例，即经济效益最大时氮、磷、钾肥施用量，为平豆2号推广应用及合理施肥提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2019年在平顶山市农业研究中心试验田进行，试验地肥力中等、沙壤土，前茬小麦，以平豆2号作为试验材料，完全随机区组排列，三次重复，小区长4 m，宽2.8 m，小区面积11.2 m2，行距0.4 m，株距0.12 m。成熟后，分区收获，单收单打计产，并从每个小区中随机连续取10株，进行室内考种。

1.2 试验设计

试验共设置氮、磷、钾3个因素，5种水平(0～4)，0水平为不施肥，2水平为正常施肥量，1水平为2水平施肥量的一半(半量施肥)，3水平为2水平施肥量的1.5倍(1.5倍量施肥)，4水平为2水平施肥量的2倍(2倍量施肥)，共11个处理，试验方案及施肥量见表1。

1.3 土壤养分评定

以土壤养分丰缺指标[3]为土壤养分评定标准：相对产量(缺素区平均产量/正常施肥产量)比值小于50%的土壤为“极缺”，50%～70%为“缺乏”，70%～90%为“中等”，大于90%为“丰富”。

1.4 数据统计与分析

数据采用excel2016进行统计分析。

表1 试验设计

2 结果与分析

2.1 试验区土壤基础肥力

2.1.1 不施肥结果分析 以正常施肥处理(T9)作为对照，计算各处理与处理9产量的百分比，以此推测土壤养分指标(图1)。T1(N0P0K0)/T9(N2P2K2)为80.2%，说明土壤为中等肥力。

2.1.2 单一施肥结果分析 T2(N2P0K0)/T9(N2P2K2)为83.06%，T3(N0P2K0)/T9(N2P2K2)为79.89%，T4(N0P0K2)/T9(N2P2K2)为88.84%，单一施肥处理结果可知，T4>T3>T2,说明不同元素对大豆产量产生的效益不同，钾肥>氮肥>磷肥。

2.1.3 两种元素互作施肥结果分析 T5(N2P2K0)/T9(N2P2K2)为83.81%，T6(N2P0K2)/T9(N2P2K2)为92.46%，T7(N0P2K2)/T9(N2P2K2)为86.02%，由此结果可知，土壤供磷能力>供氮能力>供钾能力。

2.1.4 三种元素复合施肥结果分析 T8(N1P1K1)/T9(N2P2K2)为86.88%，T10(N3P3K3)/T9(N2P2K2)为94.42%，T11(N4P4K4)/T9(N2P2K2)为76.82%，说明肥料微过量对产量影响不大，大幅度过量施肥会严重影响大豆产量及效益。

图1 不同处理与处理9(正常施肥)的产量百分比

2.2 不同处理经济学性状分析

2.2.1 不同处理对株高的影响 与T1相比，其余10个处理的株高均有所增高，增幅为3.2～12.4 cm，有极显著差异，T11株高最高，这可能与肥料施用过多造成营养生长过剩有关。

2.2.2 不同处理对有效分枝的影响 对有效分枝而言，施肥并没有增加有效分枝，反而有所减少，只有T2(N2P0K0)有效分枝增加，这可能说明有效分枝主要与大豆品种特性及施氮量有关。

2.2.3 不同处理对株荚数的影响 除T4与T1相比有所降低，未达显著水平，其余处理较对照均增高，且达到及显著水平，T5、T6、T7之间无显著差异，说明任何两种肥料互作都不能达到显著提高株荚数的目的，T9处理株荚数最高，差异显著。

2.2.4 不同处理对株粒数的影响 株粒数作为产量三要素中的一环，与大豆产量密切相关。T4与T1相比株粒数显著降低，T11与T1相比无显著性下降，T8与对照相同，其余处理均高于对照且达显著水平，T9处理提高幅度最大，株粒数比对照增加59粒，与其它处理呈极显著差异。

2.2.5 不同处理对百粒重的影响 处理T9与T1相比，百粒重增加较多，有极显著差异，T3百粒重有所降低，未达显著水平，其余处理之间百粒重也未达显著水平，说明不同施肥处理对百粒重有影响，但影响不显著，在种植密度相同的情况下，施肥主要通过株粒数对产量产生影响。

2.3 不同处理产量及效益分析

由表3可知：与对照相比，除T3、T11减产减效外，其余各处理均比对照有一定幅度的增产增收。T9(N2P2K2)比对照增产24.7%，收益提高17.2%，无论是产量还是收益均处于第一位，是笔者试验中最佳施肥组合；T11(N4P4K4)比对照减产4.2%，效益降低19.2%，居于试验最后一位，说明过量施肥对产量和效益有害无益；T3(N0P2K0)居于第10位，比对照减产0.38%，差异不显著，效益降低2.47%，说明土壤中P肥含量较高，在施肥过程中应注意平衡施肥；T10(N3P3K3)产量居于第二位，效益居于第4位，说明多施肥料对产量提高影响不大，造成肥料的浪费和污染；T6(N2P0K2)产量第3，增产15.3%，效益第2，增幅为12.4%，由产量和经济效益方面分析，平豆2号最佳施肥组合为T9(N2P2K2)，最差施肥组合为T11(N4P4K4)。

表2 不同处理经济学性状分析

表3 不同处理产量及收益分析

3 结论与讨论

大豆产量与氮磷钾肥的平衡吸收有密切联系，科学平衡施肥可促进大豆正常生长发育，进而提高大豆产量[4]。在大豆生长期，氮肥是一种非常重要的元素，同时大豆对磷肥的需求也比其它农作物高很多，磷可以促进根瘤菌的生长，提高大豆的固氮能力[5]，同氮、磷一样，钾肥也是大豆生长必不可少的元素。

试验通过单一施肥试验证实不同肥料对大豆产量产生的效应不同: 钾肥>氮肥>磷肥，这与魏丹[6]等的研究结果相同，魏丹在研究平衡施肥对黑龙江大豆的产量影响时得出，缺钾对产量减产影响较大，缺氮对产量的影响与地区有关，缺磷对产量减产影响较小；但王政[7]等在山东青岛进行大豆肥料时发现，氮肥对产量影响最大，其次为钾肥，最后为磷肥，与笔者研究结果不符。通过缺素肥料试验得出，当年土壤的供磷能力>供氮能力>供钾能力，氮磷钾肥之间对大豆产量的影响存在正互作关系，但互作效应不同：氮钾>氮磷>磷钾，这与陈怀珠[8]等的研究既相似又不同，陈怀珠等人在研究华南春大豆氮磷钾肥配施效应时发现，氮磷钾肥之间存在正互作，但互作效应氮磷、磷钾高过氮钾。这些不同之处可能受到一下几方面的影响，第一，大豆生长受遗传和环境的双重影响，不同大豆品种需肥量不同；第二，不同地区土壤性质、土壤基础肥力不同；第三，不同地区施肥方式、施肥习惯不同，有的一次性施入，有的可能基肥和追肥相结合；第四，与不同地区的气候有关，大豆为高温短日照作物，温度、降水量等都会对结果产生影响。

在试验中，施肥能显著提高平豆2号的株高，T9(N2P2K2)水平下株粒数、株荚数及百粒重均显著增加，但施肥量过大时，T11(N4P4K4)株高增加12.4 cm，增高极显著，但有效分枝、株粒数减少，瘪粒增多，说明在一定的范围内提高施肥量对大豆经济学性状及产量有促进作用，但过高的施肥量特别是氮肥量过大，引起大豆营养生长过旺，生殖生长受阻，从而造成减产，同时后期的日照时间和光强已经不利于大豆生殖生长，瘪粒会大量增加，紫斑率也会有所提高，这会对大豆的品相和品质产生不利影响。

在笔者实验中，T9(N2P2K2)水平下株粒数、株荚数及百粒重均显著增加，产量和效益也均为第一位，产量增幅24.7%，效益增幅17.2%，为平豆2号最佳施肥配方。T11(N4P4K4)水平下有效分枝、株粒数等显著减少，产量水平低于对照T1(CK)，降幅为4.2%，达显著水平，效益与对照相比下降19.21%，是最不适宜的施肥方案。过高的施肥量不仅不利于大豆产量和品质的提升，甚至对大豆的产量和品质产生负面影响，这与孙振宁等[9]、王囡囡[10]研究结果一致。这可能是因为过高的施肥量，特别是氮肥，第一，会导致大豆贪青晚熟，营养生长过剩，结籽率下降，瘪粒增多；第二，同时过高的水肥也会导致病虫害发生严重以及症青等出现，对大豆产量及品质产生不利影响；第三，造成肥料过剩，对环境产生不利影响。平衡施肥需因地制宜，同时应加强中微量元素的研究，下一步将调整氮磷钾肥比例继续探索适宜大豆的施肥模式，以期为农业生产提供可靠的理论依据和数据支撑。