阶段性养分亏缺对大豆茎部性状及产量的影响

杜吉到，王玉阳，2

（1.黑龙江八一农垦大学农学院，大庆 163319；2.宝泉岭管局农业科研所）

大豆植株的茎秆是大豆植株上的重要的输导器官，同时它还影响着植株株型的变化。茎部性状不仅影响冠层结构，而且关系到大豆物质运输、分配、贮藏以及抗倒伏性等方面[1-2]。大豆茎部生长习性有两个显著类型，不确定生长型和确定生长型[3]。茎的生长发育具有一定的规律性[4]，大豆茎的形态特点与产量高低有很大的关系，株高与产量的相关系数r=0.830 4，茎粗与产量的相关系数r=0.516 1。对亚有限品种来说，株高与茎粗的比值在80～120 产量稳定。单株平均节间长度达5 cm，是倒伏的临界长度[5-7]。在生产上影响大豆茎秆生长的主要因素是施肥，其中B的亏缺是影响产量的一个限制因素，而Ca 可以加强由于B 的亏缺所产生的不良影响。灌水和通风透光条件也对茎秆的生长产生影响。在高产栽培学条件下，必须选用秆强不倒，抗不良条件强的品种，在管理上要合理的施肥和灌水，促进茎秆的正常生长，达到低产变高产，高产变更高产的目的[8-10]。研究已证实不同施氮量对大豆的株高、茎粗、节数有显著的影响[11]，随着施氮量的增加，茎粗、节数减少，节间长度、株高、单株荚数、单株粒数、单株粒重增加[12]，随着营养液磷浓度的增加，大豆植株干重也相应增加。陈锦坤认为NP 配比可以调节大豆叶面积及干物质积累[13]。一些研究认为，施用锰、钼、锌、硼及硫肥可提高大豆产量[14-17]。刘鹏等研究表明，氮磷钾与硼钼配施促进了大豆株高的增长，提高了大豆产量[18]。

在大豆不同生育时期对其进行养分调控，会对其株高、节间长度、茎粗、茎重、茎节充实度等茎部性状产生影响。大豆的株高、主茎节数、茎粗和分枝数等是株型和繁茂性的性状，这几个性状与产量的相关在方向上是一致的[19]。因此在大豆不同时期对其进行养分调控，探讨阶段性养分亏缺对大豆茎部性状及产量的影响，进而为大豆生产的营养调控提供理论依据是非常必要的。

1 试验材料与方法

试验于2009 年在黑龙江省大庆市林甸县宏伟

乡黑龙江八一农垦大学大豆试验基地进行。

1.1 供试材料

供试品种为垦农4 号大豆。采用荷格伦特（Hoagland）营养液培养。

1.2 试验设计

试验采用砂培的方式，自然光照。砂培容器为直径0.3 m、高0.28 m 的塑料桶，底部打直径约1 cm孔，装入经过筛、冲洗后的江砂20 kg。设置10 组处理（见表1），4 次重复，每盆保苗6 株，营养亏缺的方法是在相应处理的生育时期浇清水，其余处理每隔一天浇500 mL 荷格伦特营养液。为防止砂培中盐分的累积，各处理生育时期处理完毕后，进行清水洗盐。

表1 阶段性养分亏缺处理Table 1 Nutrient deficiency at different growth stages treatment

1.3 试验测定项目及方法

成熟后进行收获、考种、测产。分别用直尺和电子天平测定各处理植株的株高，各节间长度，茎粗以及茎重。

节间密度=茎节重/节间长度

用Excel 进行数据处理及图表的绘制，用DPS v7.05 进行统计。

2 结果与分析

2.1 阶段性养分亏缺对大豆株高的影响

株高是大豆植株的重要性状之一，株高与结荚习性和抗倒伏性关系比较密切。如图1 所示，不同处理间株高存在差异。显著性分析表明，P2 的株高显著低于其他处理，说明大豆植株在V3～R1 期营养亏缺，严重的影响植株生长，降低株高。其他各处理虽然能影响株高，但未达显著水平。相关分析表明，株高与产量呈正相关关系（r=0.324 9）。

图1 阶段性养分亏缺对大豆株高影响Fig.1 Impact of nutrient deficiency on soybean plant height at different growth stages

2.2 阶段性养分亏缺对大豆节间长度的影响

缩短茎节间长度，增加干物质能有效控制大豆由于密植后徒长，起到抗倒伏作用。减少大豆中、下部节位的节间长度，有效地控制中、下部节间的伸长，有利于形成合理的冠层分布[20]。营养亏缺对大豆节间长度的影响如图2 所示，不同处理大豆植株节间长度的变化规律基本相同，在P1～3 节逐渐降低，4～10 逐渐升高，达到最大值后又逐渐下降的变化规律。P2 节长在10～15 节位明显的低于其他处理，下降幅度为7.26%～27.53%，说明大豆植株在V3～R1 期营养亏缺，可能影响了植株中、上部节间的分化、发育。其他处理大豆植株中、上部节间长度的变化差别不大。相关分析表明，节长在1～3、5～9 节位与产量呈负相关关系（r=-2 563～-5 490），在4、10～16 节位与产量呈正相关关系（r=0.057 9～6 688*），并且在第15 节位达到了显著水平。

图2 阶段性养分亏缺对大豆节间长度影响Fig.2 Impact of nutrient deficiency on soybean nodosity length at different growth stages

2.3 阶段性养分亏缺对大豆茎粗的影响

图3 阶段性养分亏缺对大豆茎粗影响Fig.3 Iimpact of nutrient deficiency on soybean stem diameter at different growth stages

在一定范围内，单株产量随茎粗的增加而极显著增加[21]。如图3 可以看出，各处理节间茎粗均表现为第1 节较粗，第2 节后有所降低。P3、P4、P5、P6、P7、P8、P9 各处理节间茎粗在1～14 节位比CK 高出0.01～0.11 cm，由此说明R1～R7 时期阶段性养分亏缺，对大豆植株节间茎粗影响不大。P1 节间茎粗在1～13 节略低于其他处理，而P2 明显的低于其他处理，下降幅度为4.29%～24.12%，说明大豆植株在V3～R1 期营养亏缺，限制了大豆植株后期的生长发育，降低了大豆植株中、下部节间的茎粗。相关分析表明，各节间茎粗与产量呈正相关关系（r=0.197 8～0.730 9*），并且在第1 和第16 节位达到了显著水平。

2.4 阶段性养分亏缺对大豆茎重的影响

如图4 可以看出，不同处理大豆植株节间茎重的变化规律相似，在1～3 节逐渐降低，4～7 节逐渐升高，达到最大值后又逐渐下降的变化规律。P1、P3、P8和P9 处理茎重在3～14 节位低于CK，说明在生育前期及后期营养不足会减少植株各节茎重。P4 处理在1～6 节位高于CK，7～15 节位低于CK，说明R2 期营养亏缺会限制中、上部的生长发育，降低各节茎重。P2 处理在1～13 节位明显低于其他处理，与对照相比下降17.17%～61.18%，说明大豆在V3～R1 时期对营养元素的需求较敏感，若缺乏营养元素可降低植株茎重。相关分析表明，各节间茎重与产量呈正相关关系（r=0.127 9～0.992 1**），并且在4～6、8～12 节位达到了显著水平，在16 节位达到了极显著水平。

图4 阶段性养分亏缺对大豆茎影响Fig.4 Impact of nutrient deficiency on soybean stem at different growth stages

2.5 阶段性养分亏缺对大豆节间密度的影响

养分亏缺对大豆节间密度的影响如图5 所示，各处理的节间密度都呈现出逐渐降低的变化趋势P2节间密度在1～13 节位明显低于其他处理，下降幅度处于14.25%～31.59%，说明在V3～R1 期是植株生长发育的关键时期，此时期养分亏缺可降低节间密度，影响茎秆的发育，进而增加植株的倒伏度。其他时期养分亏缺，对大豆节间密度影响不大。相关分析表明，各节间密度与产量呈正相关关系（r=0.234 3～0.763 0*），并且在5，7～12 节位达到了显著水平。

图5 阶段性养分亏缺对大豆节间密度的影响Fig.5 Impact of nutrient deficiency on soybean nodosity density at different growth stages

2.6 阶段性养分亏缺对大豆产量的影响

由表2 可以看出，P2 处理大豆产量低于对照10.05%，显著低于P7 处理19.62%，说明V3～R1 期营养亏缺，降低了大豆植株的产量。其他处理间产量差别未达显著水平，说明在其他时期利用砂子中残留的养分或是后期的养分补充，即可满足大豆的生长。从P7 处理的结果可以看出，在大豆进行鼓粒的R5期，过高的盐离子浓度可能对其鼓粒不利，降低盐离子浓度，供应充足的水分更有利于大豆的鼓粒期及产量的提高。因此R5 期是大豆水分需求的关键期，此期充足的水分对产量的形成具有重要影响。

表2 营养亏缺对大豆产量的影响Table 2 Impact of nutrient deficiency on soybean yield at different growth stages

3 结论

（1）不同生育时期营养亏缺对大豆茎部性状及产量均有影响。V3～R1 期营养亏缺对大豆茎部性状及产量影响较大，限制了大豆植株的生长发育，降低了大豆植株中、上部节间长度及中、下部节间的茎粗、茎重和节间密度，产量也低于其他各期处理。

（2）V3～R1 期是大豆植株由营养生长转向营养生长与生殖生长并进期，需要养分较多，养分的亏缺对其影响较大，而其他各阶段的养分亏缺均可通过前期或后期的养分残留或补充得到恢复。V3～R1 期是大豆株型及产量调控的关键时间，此期充足的养分供应是提高大豆产量的前提条件。

（3）R5 期是大豆的鼓粒时期，此期养分的阶段性亏缺未对产量形成产生负面影响，充足的水分供应反而提高了大豆的产量。R5 期是大豆水分需求的关键时期，此期充足的水分是提高大豆产量的重要保证。

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