不同氮肥处理对大豆合农85 根瘤的影响

张茂明 顾 鑫 杨晓贺 姚亮亮 高雪冬 邱 磊 刘 伟 丁俊杰

（黑龙江省农业科学院佳木斯分院，佳木斯 154007）

大豆在整个生长过程中需要较多的氮肥，所需氮素有3 种来源，自身固氮、土壤氮和肥料氮，三者之间既相辅相成，又相互制约，共同为大豆提供生长发育所需的氮素营养[1]。大豆生育期需要的氮肥50%以上是大豆根瘤菌提供的，其余的由土壤和肥料提供，大豆根瘤菌在大豆生长中起着非常重要的作用。而大豆籽粒中的氮素，根瘤菌提供80%左右，土壤和肥料中的氮素大部分供给大豆根、茎、叶的生长[2]。从整个生育期来看，大豆全株氮素积累随着生育期的推进而增加，而过量和不适时期地施用氮肥反而会抑制大豆固氮作用，进而影响大豆的产量[3-6]。本研究以合农85 为试验材料，在大豆播种期、始花期、盛粒期进行不同的氮肥处理，研究不同氮肥处理对大豆根瘤的影响规律，为大豆氮肥的有效应用提供理论依据，以期为生产提供指导。

1 材料与方法

1.1 试验材料参试大豆品种为合农85，该品种由黑龙江省农业科学院佳木斯分院育成并提供。2017年、2018 年分别由黑龙江省和国家农作物品种审定委员会审定推广。该品种在黑龙江省第二积温带和第三积温带上限、吉林省东部山区、内蒙古兴安盟中南部地区和新疆的昌吉和伊犁地区均可种植，出苗至成熟生育日数118d 左右，需≥10℃活动积温2400℃左右。自推广以来，以其高产、高油、多抗、广适应性等特点深受广大种植户的欢迎，累计推广面积已达20 万hm2以上。

1.2 试验设计试验于2019 年在黑龙江省农业科学院佳木斯分院11 号试验地进行，前作为玉米。试验所用肥料为尿素（N 含量46%）、过磷酸钙（P2O5含量18%）和硫酸钾（K2O 含量50%）。各处理间氮肥、磷肥、钾肥施用总量相同，即每667m2施氮肥4kg、磷肥5kg、钾肥3kg。除氮肥外，磷肥和钾肥均作为种肥一次性施入。对照的氮肥作种肥一次性施入，其他处理氮肥在不同时期按不同比例分期施入，具体见表1。试验采用随机区组设计，共设9 个处理（其中处理9 为对照），每个处理6 行区，行长5m，垄距67cm，3 次重复，重复内随机排列。机械开沟，人工单行双粒点播，出苗后间苗、定苗。

表1 试验处理 （kg/667m2）

1.3 取样与测定在大豆的始花期（R1）、盛花期（R2）、盛荚期（R4）、盛粒期（R6）施肥处理7d 后，每个小区统一选取有代表性的植株5 株，分别取植株根部，用清水冲洗泥沙，冲洗时用纱布过滤，计算根瘤数目，然后称量鲜重。

1.4 数据处理用Excel 2013 软件对数据进行处理和作图，利用DPS 7.05 数据处理软件进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不同氮肥处理对大豆根瘤数的影响从图1可以看出，在大豆始花期（R1）处理3、处理4、处理5、处理6 的根瘤数多于对照处理9（CK），处理1、处理2、处理7、处理8 的根瘤数相对较少，说明在大豆播种时施用适量的基肥或种肥氮对根瘤的形成有较明显的促进作用，因为根瘤的生长需要外界提供一定数量的氮素营养，当氮素提供不足时会抑制根瘤的形成和发育，最适施用量为处理5 与处理6，即播种时每667m2施入纯氮2kg，其次为处理3、处理4。而前期施用氮素过多对根瘤形成和生长抑制作用明显，因此处理9（CK）、处理7、处理8 的根瘤数量明显较低，但却高于种肥不施氮的处理1、处理2。

图1 不同氮素处理下大豆根瘤数量变化趋势图

在盛花期（R2）各处理根瘤数与始花期相比均呈上升趋势。始花期追施加喷施氮肥的处理4 根瘤数在这一时期超过始花期追施未喷施氮肥的处理3。始花期喷施氮肥较多、盛粒期未喷施氮肥的处理5 根瘤数在这一时期超过处理6，并一直保持到生育后期。始花期追施氮肥较多的处理1、处理2 与处理9（CK）根瘤数变化趋势相似，这可能是与根际追肥大豆吸收速度较慢有关。

盛荚期（R4）各处理根瘤数继续增加，均达到最大值，除处理4 与处理8 根瘤数目相同外，其他处理间根瘤数目都有差异。但种肥高施氮处理7、处理8 的根瘤数目在盛花期（R2）至盛荚期（R4）上升较快。

盛粒期（R6）各处理根瘤数目明显减少，此时种肥加始花期追肥、始花期喷肥的处理5、处理6 与种肥施入量较高加始花期喷肥的处理7、处理8 根瘤数目依然保持较高水平，说明充足的基肥或种肥氮能够维持较大的根瘤数目持续时间，喷肥氮肥能够提高大豆对氮肥吸收速度，供植株体生长需要。氮肥的后移施用对大豆的根瘤数目有显著的影响作用，最佳的处理为处理5，其次为处理6，这两个处理在各生育期根瘤数目高于其他处理。

2.2 不同氮肥处理对大豆根瘤鲜重的影响各生育期不同氮肥处理合农85 根瘤鲜重数据见表2，根瘤鲜重的变化趋势基本上与根瘤数的变化趋势相同，始花期（R1）、盛花期（R2）、盛荚期（R4）与盛粒期（R6）4 个时期根瘤鲜重呈先上升后下降的变化趋势，峰值出现在盛荚期（R4），随后开始下降，到了盛粒期（R6）随着根系衰退，根瘤鲜重下降。从表中可以看出种肥施用2kg/667m2纯氮的处理5、处理6 根瘤鲜重较大，其次是种肥施用3kg/667m2加喷施氮肥的处理7、处理8，由此可见大豆播种时施入适量的氮肥，可以提高土壤速效氮含量，利于根瘤的生长发育；始花期喷施氮肥促进。种肥施用量较大的处理9 对根瘤的生长抑制作用明显，在盛花期（R2）、盛荚期（R4）、盛粒期（R6）根瘤鲜重极显著低于种肥与追肥按比例施入的处理3、处理4、处理5、处理6、处理7、处理8；但在始花期（R1）、盛花期（R2）、盛荚期（R4）根瘤鲜重分别高于不施种肥的处理1、处理2。

表2 不同氮素处理对大豆根瘤鲜重影响 （g/株）

始花期喷施氮肥的处理2 根瘤鲜重在始花期（R1）、盛花期（R2）、盛荚期（R4）、盛粒期（R6）均高于始花期不喷施氮肥的处理1，除盛花期（R2）阶段外，其他阶段差异均达到极显著水平；始花期喷施叶面氮肥的处理4 根瘤鲜重在盛花期（R2）、盛荚期（R4）均高于始花期不喷施氮肥的处理3。说明始花期喷施氮肥对增加大豆根瘤鲜重作用明显。盛粒期喷施氮肥的处理8 与盛粒期未喷施氮肥的处理7 相比，根瘤鲜重在盛花期（R2）、盛荚期（R4）差异不显著，但在盛粒期（R6）极显著降低；盛粒期喷施氮肥的处理6 和盛粒期未喷施氮肥的处理5 相比，根瘤鲜重在盛荚期（R4）差异不显著，而盛粒期（R6）极显著降低，说明盛粒期喷施氮肥对增加大豆根瘤鲜重作用不明显。

3 结论与讨论

本试验中，随着大豆生育进程，始花期（R1）、盛花期（R2）、盛荚期（R4）、盛粒期（R6）4 个时期合农85 根瘤数和鲜重呈先上升后下降的变化趋势，峰值出现在盛荚期（R4），随后开始下降，到了盛粒期（R6）随着根系衰退，根瘤数和鲜重下降。刘丽君等[4]利用盆栽的方式研究不同种肥氮对大豆根瘤数量和鲜重的影响，其表明相同种肥处理的不同品种根瘤数和鲜重峰值期均不同，同一品种不同种肥处理的根瘤数和鲜重峰值期亦不同。但峰值会分布在盛花期（R2）、始荚期（R3）或盛荚期（R4）。说明大豆根瘤数和鲜重及峰值的出现均受品种、施肥方式的影响。

本研究结果表明，氮肥的施用量、施用时期、施用方式对大豆的根瘤有影响作用，氮素的后移施肥对大豆的根瘤数、根瘤鲜重均有影响，适量的种肥氮对根瘤的形成和发育有较明显的促进作用，种肥施氮过多抑制作用明显，但这种抑制作用在盛荚期（R4）减弱，在盛粒期（R6）基本消失。王树起等[7]采用框栽试验研究了施氮肥对大豆根瘤和结瘤固氮的影响，适量施氮对根瘤生长有显著促进作用，当氮素供应不足时则会抑制根瘤的生长，当氮素供应过量时也会抑制根瘤形成。田艳洪等[8]研究表明大豆生长前期施用过多的氮肥，不仅抑制根瘤生长，降低固氮酶活性，且根系、根瘤过早衰退。本研究中，在控制氮肥总量的前提下，处理5（N：2-1-1-0）和处理6（N：2-1-0.5-0.5）可以获得最大根瘤数与鲜重，说明种肥氮与追施氮保持合理的比例为1∶1，即种肥氮和追施氮各2kg，追施氮肥的最佳时期和方式为始花期追施加喷施。

农民种植大豆过程中对氮肥仍然保持着重底肥轻追肥的思想和操作方式，随着科学技术进步、农业机械和无人机的广泛应用，大豆始花期追施氮肥操作更加简便易行，期望本研究能够为农业生产提供技术支持。