施磷对不同大豆品种产量和品质的影响

阚 冲， 刘鸿雁， 石贵阳， 陈 竹

(贵州大学 农学院， 贵州 贵阳 550025)

磷是植物生长发育必需的大量元素之一，同时也是植物的重要组成成分，对植物的生长发育和新陈代谢起重要作用[1]。大豆是需磷量较大的作物，施磷可提高大豆产量[2-3]。关于施磷对大豆品质及微量元素吸收的报道较少，且研究结果不尽一致。KUTAMA等[4-6]研究认为，施磷肥能提高大豆中蛋白质含量，同时抑制大豆中粗脂肪的积累。蔡伯岩等[1，7]研究表明，施磷使农作物中蛋白质含量下降，粗脂肪含量增加。关于大豆矿质元素的研究，前人报道较少，而矿质元素对人体健康起着重要的调节作用[8]。由于生活品质提高，主要粮食作物中微量元素的生物强化被认为是最有前景的途径[9]。大豆富含钙、铁、锌等矿质元素，兼具营养与保健功能，其豆制品是人体摄取营养元素和矿质元素的重要食物之一[10]。目前，关于施磷对不同大豆品种的品质及微量元素吸收影响的研究较少。鉴于此，选用黔豆11号、南春豆31及黔豆10号等14个南方大豆品种为材料，研究施磷对大豆产量和品质的影响，旨在为大豆营养价值的提高提供科学依据，同时促进西南地区大豆产业的发展。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2017年在贵州省大方县开展。大方县位于贵州省西北部，地处黔西北高原(云贵高原)向黔中山原丘陵过渡斜坡地带，属中山地貌类型，县境大部分海拔在1 400～1 900 m，年平均气温13.1℃，最高气温30.5℃，最低气温-3.6℃，最冷月(12月)平均气温为3.5℃，最热月(7月)平均气温为19.9℃，属典型的夏凉山区。阴雨天气多，日照少，雨季明显，雨量充沛，年平均降水量为1 061.9 mm，县境内土壤属中亚热带常绿阔叶林黄壤带，由于地形复杂，土壤地域差异较大，肥力水平悬殊明显。试验地土壤养分：pH 8.01，有机碳15.2 g/kg，全磷0.52 g/kg，有效磷17.94 mg/kg，全氮0.93 g/kg，全钾24.91 g/kg，有效钾419 mg/kg，水溶性钙0.12 g/kg，水溶性镁0.02 g/kg，铁28.2 mg/kg，锰177.87 mg/kg，铜1.98 mg/kg，锌3.31 mg/kg。

1.2 材料

供试材料为西南地区生产上栽培面积较大的14个大豆品种，分别为黔豆11号、南春豆31、黔豆10号、黔豆7号、安豆7号、安豆9号、黔豆8号、安豆5号、川豆16、川豆13、滇豆4号、滇豆7号、南豆8号和黔豆6号，均由贵州省安顺市农业科学院提供。

1.3 方法

1.3.1 试验设计 试验采用随机区组设计，播种前，在施氮肥50 kg/hm2、钾肥40 kg/hm2作为底肥基础上，设计2个施肥处理，即施磷处理，纯磷35 kg/hm2，记作P35；不施磷处理，记作P0。3次重复，小区面积6 m2。采取穴播方式种植，种植密度为2.4×105株/hm2。4月上旬播种，出苗后统计田间出苗情况。9月上旬收获，分别对各处理大豆籽粒取样，于70℃烘箱烘至恒重，粉碎过筛装入自封袋编号保存以待进一步分析。

1.3.2 测定项目 大豆籽粒氮、磷、钾的测定：将烘干样品粉碎过40目筛，供室内分析测定备用。采用H2SO4-H2O2法消煮样品，半微量凯氏定氮法测定氮含量，钼黄比色法测定磷含量，火焰光度法测定钾含量。粗蛋白含量测定用浓 H2SO4-H2O2法消煮，半微量凯氏定氮法测定大豆氮含量(N%)，蛋白质含量(%)=N%×6.25。大豆中矿质元素(Fe、Mn、Cu、Zn、Ca、Mg)含量采用原子吸收分光光度法。

1.4 数据统计与分析

试验数据利用 Microsoft Office Excel 2013整理，用Origin作图。差异显著性检验(ANOVA)采用 SPSS 22.0 进行，多重比较采用 Duncan法进行分析。

2 结果与分析

2.1 不同处理大豆的产量

由图1可知，与不施磷处理相比，施磷处理14个大豆品种产量均有提升，各品种的增幅为9%～60%。除安豆7号增产效果不明显外，其余13个大豆品种产量均表现为显著增产(P<0.05)。南豆8号增幅最高，黔豆11号、黔豆10号、安豆9号、南豆8号和黔豆6号增幅均大于40%。

2.2 不同处理大豆中氮磷钾的含量

由表1可知施磷与不施磷14个大豆品种氮磷钾含量的变化。

2.1.1 氮 与不施磷相比，施磷处理黔豆8号氮含量显著增加，增幅为0.27百分点；黔豆6号、川豆16、川豆13、滇豆7号及南豆8号氮含量均显著下降，降幅为0.3～0.76百分点；其余8个品种无显著变化。

2.1.2 磷 与不施磷相比，施磷处理安豆5号磷含量显著下降，降幅为0.05百分点；川豆16、川豆13、滇豆4号及滇豆7号磷含量均显著增加，增幅为0.08～0.20百分点；其余9个品种均无显著变化。

2.1.3 钾 与不施磷相比，施磷处理黔豆10号、安豆7号、黔豆8号钾含量显著下降，降幅为0.04～0.13百分点；黔豆11号、黔豆7号、黔豆6号、安豆9号、川豆16、川豆13及滇豆7号钾含量均显著增加，增幅为0.05～0.73百分点。其余4个品种均无显著变化。

表1 不同处理各大豆品种的氮磷钾含量

2.3 不同施磷处理大豆矿质元素的含量

由表2可知施磷与不施磷14个大豆品种矿质元素含量的变化。

2.3.1 铁 与不施磷相比，施磷处理南豆8号铁含量增加9.12 mg/kg；黔豆11号、南春豆31、黔豆10号、黔豆7号、安豆9号及安豆5号铁含量显著降低，降幅为3.35～19.13 mg/kg；其余8个品种铁含量无显著变化。

2.3.2 锰 与不施磷相比，施磷处理黔豆11号、南春豆31、黔豆7号、川豆16、滇豆4号、滇豆7号、黔豆6号、南豆8号锰含量显著增加，增幅为0.15～0.85 mg/kg；安豆7号和安豆5号锰含量显著降低，降幅在0.23～0.28 mg/kg；其余4个品种无显著变化。

2.3.3 铜 与不施磷相比，施磷处理黔豆7号、黔豆8号、黔豆6号、南豆8号铜含量显著增加，增幅为0.29～2.55 mg/kg；川豆13和滇豆7号铜含量显著降低，降幅为0.57～1.94 mg/kg；其余8个品种无显著变化。

2.3.4 锌 与不施磷相比，施磷处理黔豆7号、安豆9号、黔豆8号、黔豆6号锌含量显著增加，增幅为1.05～16.67 mg/kg；黔豆11号、黔豆10号、安豆7号、安豆5号、川豆13中锌含量显著降低，降幅为1.96～3.58 mg/kg；其余5个品种锌含量变化不显著。

2.3.5 钙 与不施磷相比，施磷处理安豆7号、黔豆8号、南豆8号、黔豆6号钙含量显著增加，增幅为0.18～5.09 mg/kg；黔豆11号、安豆5号、滇豆7号中钙含量显著降低，降幅为0.36～0.83 mg/kg；其余7个品种均无显著变化。

2.3.6 镁 与不施磷相比，施磷处理南春豆31、黔豆7号、安豆7号、黔豆6号镁含量显著增加，增幅为0.12～0.85 mg/kg；黔豆11、黔豆10号、川豆13、滇豆4号、南豆8号镁含量显著降低，降幅为1.88～4.25 mg/kg；其余5个品种均无显著变化。

表2 不同施磷处理各大豆品种的矿质营养含量

2.4 大豆蛋白质和粗脂肪的含量

由图2可知，14个大豆品种施磷处理蛋白质含量在34.41%～34.09%，平均含量为37.35%；不施磷处理蛋白质含量为36.67%～43.83%，平均含量为38.93%。与不施磷相比，施磷处理黔豆8号蛋白质含量显著增加，增幅为1.69百分点，川豆16、川豆13、滇豆7号、南豆8号、黔豆6号蛋白质含量均显著下降，降幅为1.89～6.29百分点；其余8个品种中蛋白质含量无显著变化。与不施磷相比，施磷处理南豆8号中粗脂肪含量显著增加，增幅为9.9百分点；南春31、黔豆10号、黔豆6号、滇豆7号、滇豆4号中粗脂肪含量显著下降，降幅为2.3～6.0百分点，其中，南春豆31下降幅度最高。

3 结论与讨论

磷是作物生长所必须的营养元素，在其发育过程中起着重要作用，缺磷会直接影响作物生长发育和产量形成[11-12]，大豆作为油料作物和富含蛋白质作物，对磷有特殊需求。施磷可以增加大豆的产量[1]，但施磷对不同大豆品种的增产效果不同。研究表明，不同作物及同一作物的不同品种对土壤低磷胁迫的适应能力和对磷肥的利用率均存在遗传差异[13-16]。该研究表明，施磷对14个大豆品种产量有增产作用，但增产幅度不同，较不施磷处理各大豆品种增产9%～60%，除安豆7号增产效果不明显，其余13个大豆品种产量均表现为显著增产，其中，黔豆11号、黔豆10号、安豆9号、南豆8号及黔豆6号5个大豆品种增产效果最为明显，增产率均大于40%，说明黔豆11号、黔豆10号、安豆9号、南豆8号和黔豆6号5个大豆品种对磷素的利用率较高。

不同大豆品种由于自身遗传特性的差异，施肥对各大豆品种氮、磷、钾的影响不同。研究表明，施磷处理不同大豆品种中氮磷钾含量存在显著差异，其中，黔豆8号氮含量较不施磷处理增加0.27百分点，黔豆6号、川豆16、川豆13、滇豆7号及南豆8号氮含量均显著下降，降幅为0.30～0.76百分点；川豆16、川豆13、滇豆7号、滇豆4号大豆磷含量增幅为0.08～0.20百分点，安豆5号磷含量显著下降0.05百分点；黔豆11号、黔豆7号、黔豆6号、安豆9号、川豆16、川豆13、滇豆7号钾含量增幅为0.05～0.73百分点，黔豆10号、安豆7号钾含量下降0.04～0.13百分点。宁海龙等[17-18]研究表明，磷肥对于大豆中磷元素的影响是正效应，而氮和钾元素的影响有正有负；吴明才等[19]研究也表明，施磷对大豆籽粒中磷含量有显著增加效果，与该研究结果有相似之处，与其研究结果不同的是安豆5号中磷含量显著下降，可能是该大豆品种本身的遗传特性以及其生长环境所导致。

张国正等[20-21]研究得出，施磷可增加大豆中Fe、Mn、Cu、Zn、Ca、Mg含量，与该研究中黔豆8号、黔豆6号结果相似，黔豆8号和黔豆6号Cu、Mn、Zn、Ca、Mg含量与不施磷相比显著增加。其余品种大豆中微量元素含量变化不一致，可能与不同大豆品种本身的遗传特性和吸收微量元素的吸收机制有关，具体原因还需进一步研究。

蔡伯岩等[22-23]研究表明，大豆籽粒中蛋白质和脂肪含量受施磷水平影响较大，施磷有利于提高大豆籽粒中蛋白质和粗脂肪含量。曹立为等[24]研究也表明，施磷能增加大豆品种黑农48籽粒蛋白质和粗脂肪含量。研究得出，施磷处理南豆8号的粗脂肪含量较未施磷的显著增加9.9百分点，黔豆8号蛋白质含量显著增加1.69百分点；但川豆16、川豆13、滇豆7号、南豆8号及黔豆6号蛋白质含量均显著下降，降幅为1.89～6.29百分点，南春豆31、黔豆10号、黔豆6号、滇豆7号及滇豆4号蛋白质含量显著下降，降幅为2.3～6.0百分点，与蔡伯岩等[23-25]等研究结果相反，可能与大豆品种自身的遗传特性有关，说明施磷对不同大豆品种中蛋白质和粗脂肪含量影响不同，因此，栽培上应针对不同大豆品种吸肥机制进行施肥，以增加大豆中蛋白质和粗脂肪含量。