施肥水平和栽培密度对大豆产量及品质的影响

1401-sh46125 施肥水平和栽培密度对大豆产量及品质的影响 第一章 绪论

1.1 研究的目的和意义 大豆是我国最大的食用油籽消费品种，消费量正在快速增长，近两年我国大豆消费量达到年平均6450万t左右，其中进口高达年平均5500万t，占消费总量的85%，随着世界大豆生产的发展以及全球经济的影响，世界大豆生产及市场面临着整体面积减少，单产增加，总产持平，库存减少，需求增加，价格高涨，供需紧张的局面[1]。中国已成为全球最大的大豆进口国。大豆含有40%的蛋白质、20%的脂肪、10%的水分、5%的纤维和5%的灰分,是人们推崇的健康食品之一。大豆中亚油酸和亚麻酸的含量也比较高,同时还含有能促进人体激素分泌的维生素E和大豆磷脂。此外,大豆中铁、磷等多种元素的含量也比较丰富。大豆经加工制作出的多种豆制品,是高血压、动脉硬化、心脏病等心血管病人的有益食品。它的营养价值很高,是数百种天然食物中较受营养学家推崇的食物[2]。 近年来，由于玉米种植效益高，市场对新品种的研发和推广积极性很高，单产提高明显，而大豆由于效益较低，新品种研发推广力度很小，导致单产水平提高很慢，从而进一步影响大豆种植效益。以2009年为例，全球玉米单产达到5257.50kg/hm2，比2000年增加660.00kg/hm2，增幅达14.4%，大豆单产仅为1627.5kg/hm2，比2000年还低26.25kg/hm2，相当于1993年的单产水平，同时，也远低于当年世界大豆单产平均水平2542.50kg/hm2，美国等主要大豆主产国的单产平均水平为2925.00kg/hm2左右。因此，我国非转基因大豆增产仍有较大潜力[3]。 从大豆生长情况看，东北主产区气候条件总体有利于大豆生长，部分地区遇干旱天气导致单产减少。我国大豆生产成本明显增加，种植比较效益低。2011年大豆生产成本继续增加。据黑龙江省农业信息中心对1250个农户调查表明，由于2011年尿素、磷酸二铵、钾肥和复合肥等生产资料比2010年分别上涨3%、20%、12%和20%，人工上涨幅度达到30%左右，大豆种植成本增长幅度较大，影响大豆效益[4]。在东北主产区，大豆和玉米是主要的争地粮食作物。两者的比较效益直接影响农户的种植结构。但从长远看，随着经济的复苏和大豆新用途、新产品的开发，大豆需求量还将继续增加，供大于求的形势将会改变，大豆价格将逐步回升。虽然因品质、单产、间接生产成本等方面的原因，东北地区大豆难以与进口大豆竞争，但通过资金和政策扶持，改善大豆基础设施和生产条件，探索栽培措施、合理密植、充分发挥资源优势，提高大豆单产和品质，将大大提高国产大豆的市场竞争力。 随着人们生活水平的提高，对大豆的需求日益多样化，同时大豆也是植物油及植物蛋白的重要来源，大豆品质变得越来越重要[5]。黑龙江省是我国的粮食生产大省和主产区之一，大豆种植面积占耕地面积的30％以上，大豆产量占全省粮食产量的2／3左右，大豆产值占农业总产值的30％左右。新的形势要求大豆生产在保持数量稳定的情况）下，对大豆的品质提出了更高的要求。为了提高大豆的品质,在选择优质品种的同时,还可以通过改善其生态条件来提高其品质。我省大豆收获时品质差，百粒重及整齐度等商品品质低，极大地影响了我省大豆在国际上的竞争力。研究探讨提高我省大豆品质的关键生产技术，对进一步提高我省大豆生产水平、增强市场竞争力有重要的现实意义[6]。 黑龙江垦区具有得天独厚的地理优势,位于北纬45度寒冷地带,适宜大豆生长,肥料和栽培密度是影响大豆生长发育的重要影响因子，对大豆个体发育、群体调控、产量和品质形成起到关键作用。合理的栽培密度是取得大豆高产的必要条件，密度过稀达不到预期的株数，很难取得高产，而密度过大则容易造成个体发育不良而减产。[7] 肥料中以氮、磷、钾肥对大豆产量和品质的影响最为重要。并且大豆的根瘤菌可以固氮，对作物轮作至关重要，是用地养地不可缺少的作物。随着农村经济的发展和生产条件的改善，种植户在追求大豆产量时一味以增施氮肥为主要手段，然而在一定范围内增施氮肥能起到增产作用，超过一定的施氮量不仅会造成减产而且造成肥料浪费和环境污染。因而，我们通过在本地区选择高产、稳产、抗性强的垦丰23大豆品种，选择适宜的种植密度和合理施用肥料进行试验，具有协调大豆产量与品质和增加农民种豆经济效益的现实意义。 纵观本文的课题研究具有十分重要的理论价值与实践意义，大豆是重要的优质植物蛋白和植物油来源。因此在培育高产优质大豆新品种的同时,研究其高产优质的配套栽培技术尤为重要。适宜的配套栽培技术不但可以提高大豆的产量,而且会使优质品种保持较高的油份及蛋白含量。大豆生产是群体生产, 不同的群体密度对大豆个体的生长、发育和产量影响不同。建立合理的田间群体结构, 使个体与群体协调发展, 最大限度地提高大豆对环境资源的利用率和转换率, 是实现大豆高产的主要途径之一。东北地区已经选育出一批高产大豆品种，总结出多套成熟的先进栽培技术，也有一批高产典型，黑龙江省农垦的土地资源占有较大优势，通过技术创新，不断提高单产和品质，探索降低成本，提高生产效益之路。当前探索研究大豆品种的适量施肥和适宜密度的最佳组合，总结经验，只要加快推广，大豆单产和品质可以进一步提高，潜力巨大。逐渐推进高产大豆规模化种植、专业化生产、产业化经营，全面提高东北高产大豆的竞争力。

1.2 国内外研究动态 自二十世纪六十年代以来，世界大豆生产迅速发展。播种面积是衡量大豆种植业重要地位的主要因素。从世界范围来看，大豆种植的集中度非常高，主要集中在北美洲的美国、南美洲的巴西和阿根廷、亚洲的中国和印度等少数几个国家。以上五个主产国大豆种植面积占全世界的85%-90%，总产量占全世界的85%-90%，单产高出世界平均水平5%-10%。 1.2.1施肥量对大豆产量的影响 有关氮、磷、钾肥对大豆产量影响的研究与报道很多。对氮、磷、钾肥的施用量的确定说法不一，各地区有所不同，而且不同品种也得出不同结论。目前，我国大豆生产上普遍存在着氮、磷、钾肥用量大，施肥时期不合理等问题，一方面影响了大豆产量的提高和品质的改善，另一方面，浪费了肥料，降低了肥料利用率，污染了环境，控制氮、磷、钾肥用量，提高氮、磷、钾肥利用率是当前大豆生产上亟待解决的问题，尤其以氮肥最为主要，化学氮肥施入土壤后，由于施肥、灌水方式不当而被作物吸收利用的只占其施入量的30%~35%。大部分氮肥经各种途径损失于环境之中，导致土壤和地下水污染及河流和湖泊水质的富营养化，这不仅破坏了水生生物的正常生长条件，引起鱼类的死亡，同时也严重危害着人类的健康（尹娟，2005）。氮肥利用率低不仅造成资源浪费，增加生产成本，同时也加重了环境的面源污染。如何在不降低单产的前提下，减少氮肥用量，提高氮肥利用率，是近10年来国内外研究的热点问题。李永孝研究指出,氮、磷、钾肥对大豆子粒蛋白质和油脂含量影响明显,都有一个适值,过高或过低都使品质下降[8],曹小娣认为适期播种有利于提高品质和增加产量, 大豆优化施肥, 即适量少施氮, 增施磷钾锌硼肥可提高大豆产量和油分含量[9]。王继月研究了优质杂交冬油菜新品种湘杂油763 在6 种不同密度和5 种不同施肥水平下, 籽粒产量和N、P2O5 、K2O、S、B 吸收量的变化。结果表明, 无论密度高低籽粒产量均随着施肥量的增加而增加, 但是高密度条件下的增加幅度小于低密度条件; 施肥量较低时籽粒产量随着密度的增加而增加, 高施肥量高密度条件下反而下降[10]，朱洪德待认为合理的氮、磷、钾营养水平及其配比,能够协调土壤营养供应,促进大豆对养分的吸收和根瘤固氮,从而有利于大豆品质的改善[11]。 1.2.2 施肥水平对大豆品质的影响 关于氮磷钾营养配施对大豆产量和品质的影响，沈润平1指出，氮磷钾不同营养水平及配比与单株分枝数，单株荚数及单株粒重的关系最为密切，合理施肥主要是增加单株分枝数，单株荚数和粒数，从而提高产量，但施肥水平过高或配比不合理，增产效果差甚至减产；同时还指出，氮磷钾配施处理蛋白质含量提高 2.25%～2.41%，脂肪含量也略有增加，且提高籽粒中磷钾含量，平均提高11.9%和 47.8%。苗兴芬等人以高油品种东农46为试验材料，研究表明氮磷钾施用量分别为50㎏/hm2，85 ㎏/hm2，25㎏/hm2时，既保证蛋白质的产量，又可提高油分含量，充分发挥高油品种的品种特性。王志新2认为，氮肥对蛋白质含量的影响较大，磷钾肥对脂肪含量的影响较大；氮、磷、钾肥总量的增加，有助于蛋白质含量的提高，从偏低时期到较高时，使脂肪含量增加但两者均有一个适量施肥，含量最佳的情况3。对此国外也早有研究，Shusker 和Graham[63]认为提高大豆含油量，氮、磷、钾的结合是必要的。

1.2.3栽培密度对大豆产量的影响 中国的人均耕地面积只占世界的40%多，勤劳的中国人民用占世界7%的耕地养活占世界22%的人口，为我国粮食安全和社会稳定做出了巨大贡献。大豆是我

1 闫晓艳，刘凯，李立波. 窄行密植条件下大豆合理行距与密度的研究. 耕作与栽培，

2000，（1）：13～26 2 [25] 武丽石，吕桂兰，王文斌. 大豆新品种辽豆 9 号最佳种植密度及播期研究. 辽宁农业科学，1998，

（5）：42～43 3李小红. 湘春豆 17 号主要栽培因子与农艺性状关系的探讨. 湖南农业科学, 2000， （6）：10～11 国重要的粮食作物，随着我国人口的不断增长，保证大豆的高产稳产则显得尤为关键，追求大豆持续增产也成为我们永远关注的主题。 国外学者对大豆密度与产量的关系作了系统研究，意大利是世界大豆单产最高的国家，平均单产为 3759.2kg/hm2，采取平播密植，行距 45～50cm，密度 40万株/hm2左右[12]。美国库帕[13]教授提出平作密植的高产栽培技术是：行距 17cm，密度是 56.2 万株/hm2。日本北海道大豆高产栽培技术是：行距 60cm、株距 20cm、保苗 16.6～19.5 万株/hm2[14]。由此看来，要提高大豆单产，需要一定的密度作保证。各国各地因品种、气候、土壤等生态条件的不同，种植密度也有很大差异。 提高大豆产量和品质是我们不断探索的方向,宁海龙等认为[15]种植密度对大豆油脂和蛋白质含量的影响程度因品种而异,朱洪德等人[16]研究了不同种植密度和施肥水平对高油大豆品质性状的影响。结果表明,高油大豆的油脂含量随着种植密度的降低和施肥水平的升高而升高,蛋白质含量则相反；王志新等[17]研究结果表明: 播种密度和施肥水平对高油大豆品种产量影响显著，随密度的增加和常规施肥量提高，高油大豆产量呈先上升后下降的变化趋势; 不同密度和施肥水平对高油大豆油分含量影响达极显著水平，随着密度的增加油分含量下降明显，随着施肥量的增加油分含量先上升后下降; 密度和施肥量互作对产量及油分含量影响显著。与李思同等[18]的研究结果相同。最佳播种密度为A2( 25 万株·hm － 2 ) ，产量达2 928．00 kg·hm－ 2 ; 最佳的施肥水平为B4( 磷酸二铵120 kg·hm－2，尿素40 kg·hm－2，氯化钾30 kg·hm－2) ，大豆产量达2 908． 57 kg·hm － 2。石绍河等[19]研究不同肥料施肥量和种植密度对大豆新品种绥农30 产量的影响，建立了产量与种植密度和肥料之间的数学模型。结果表明：绥农30 高产栽培的施肥方案为密度33.28 万株/hm2，磷酸二铵、尿素、硫酸钾施用量分别为165.90. 75.93、90.93 kg/hm2。密度管理是影响大豆产量的重要栽培措施之一。，密植可以增加有效株数和叶面积指数，提高光能利用率，进而增加大豆群体产量。 诸多研究表明，优良的品种、合理的密度和适当的肥力对大豆产量起着决定性的作用。该试验着重研究种植密度和施肥量对不同分枝类型大豆产量的影响，旨在为大豆高产栽培提供理论依据。