不同施氮水平对芸豆产量的影响

乔秀平

（原平农业学校，山西原平034100）

芸豆（kidney bean）学名菜豆（Phaseolus vulgaris L.），其豆荚不仅营养丰富而且具有药用价值，是我国重要的蔬菜品种[1-2]。豆类是喜肥作物，合理科学地施肥对促进豆类作物生长发育及产量品质的提高早已经被国内外众多研究结果和生产实践所证明[3-5]。在众多的矿质肥料种类中，尤以氮肥对于促进各种作物生长发育、增产增收效果最为明显[6]。氮素是构成生命的要素之一，是植物生长必不可少的营养元素。在一定范围内，随着施氮量的增加，作物产量也会相应提高。李俊良等[7]研究了大白菜产量与施氮量之间的关系，结果表明，当施氮量低于310 kg/hm2时，产量随施氮量的增加而增加，每千克N可使大白菜增产63 kg，产投比为6.3，施氮可以带来显著的经济效益。但作物产量及生育状况并不总是随着施氮量的增加而增加，当施肥量达到一定范围时，进一步增施氮肥对于促进增产的效果将逐渐降低。尹新华等[8]研究结果表明，高粱在生育前期和中期，氮素水平低时，植株吸氮少，光合面积不足，后期叶面积指数下降快；氮素水平高时，各个生育时期叶面积指数均较高，后期下降比较平稳，叶片衰老缓慢，有利于延长叶片功能期。虽然关于施氮对作物生产产量的研究取得了一定的进展，但到目前为止，不同施氮水平和芸豆产量形成因素及构成因素关系的研究报道较少。

本试验应用生长分析法和发育研究法，以英国红芸豆为材料，在黄土高原大田生产条件下，系统研究不同施氮水平对芸豆产量的影响规律，旨在为芸豆生产种植提供一定的理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验于2010年5月在山西原平农校试验基地进行。试验地土壤类型为石灰性褐土，土壤基础肥力为：有机质26.5 g/kg，速效氮47.2 mg/kg，有效磷35.1 mg/kg，有效钾 133.6 mg/kg，pH 值 8.1。

1.2 试验材料

供试品种为英国红芸豆。

1.3 试验设计

试验共设5个氮肥水平，尿素施用量分别为0，105，210，315，420 kg/hm2，重复 5 次，采用随机区组设计[9]。小区面积为17.85 m2（5.1 m×3.5 m），行距50 cm，穴距30 cm。每穴播种4粒，公顷留苗密度199 995株，保苗株数3株/穴，保护行宽度为1 m。

1.4 测定项目及方法

生育期记载从播种至收获，定期记载生育时期，均按群体中50%植株达到标准的首日进行记录，采用生长分析法进行生长性状测定。同时，采用发育研究法进行测产和考种，成熟时及时收获，风干后脱粒。每处理调查30个植株的株高、单株分枝数、荚色、单株荚数、单株无效荚数、粒色、粒形、单株籽粒数、单株粒质量、百克粒数、百粒质量和单株产量，并折合成公顷产量；叶面积、叶面积指数、光合势和净同化率的测定参照文献[10]进行计算。

1.5 数据分析

使用DPS统计分析软件和Excel软件进行数据整理、方差分析、回归分析和绘图。基于小区数据进行产量和产量构成因素的通径分析。

2 结果与分析

2.1 施氮量对红芸豆产量及产量构成因素的影响

2.1.1 施氮量与产量的关系 以籽粒产量（y，kg/hm2）与氮肥施用量（x，kg/hm2）进行曲线拟合，施氮量与产量的数量关系符合方程y＝-0.001 6x2＋2.398 7x＋1 263.7，R2＝0.970 3。当 d x/d y＝0 时，xopt＝2.398 7/（2×0.001 6）＝740.40 kg/hm2，y 有极大值存在，即ymax＝2 151.61 kg/hm2时，公顷产量为2 151.61 kg。

在本试验条件下，随着氮肥施用量的增加，芸豆产量呈上升趋势，尿素施用量达到740 kg/hm2时，产量达最高（2 152 kg/hm2），且随着施氮水平的增加，产量的增加减缓（图1）。

2.1.2 施氮量对产量及产量构成因素的影响 芸豆产量构成因素主要包括单位面积荚数、每荚粒数和百粒质量。试验结果（表1）表明，随着氮肥施用量的增加，单位面积荚数、每荚粒数都呈上升趋势，并且呈明显的线性相关关系。

表1 不同氮肥施用量对英国红芸豆的产量及产量构成因素的影响

2.2 施氮量对红芸豆产量形成因素的影响

2.2.1 施氮量对叶面积指数（LAI）的影响 在同一生育期下，芸豆叶面积指数随着施氮量的增加而增加，出苗后70 d左右时叶面积指数达到最大，然后又随发育时间延长逐渐降低（图2）。

2.2.2 施氮量对光合势（LAD）的影响 与LAI相似，光合势也是随氮肥施用量的增加而升高，氮肥施用量越高，总光合势越大（图3）。

2.3 施氮量对红芸豆生物产量的影响

由图4可知，随着氮肥施用量的增加，红芸豆生物产量呈上升趋势，且在本试验范围内二者呈正相关。

2.4 施氮量对红芸豆干物质生产的影响

2.4.1 施氮量对红芸豆单株生物量的影响 由图5可知，芸豆单株生物量和出苗后天数显著相关。出苗到分枝期（苗后27～31 d），单株生物量呈指数增长，增长速率较慢；分枝期到鼓粒期（苗后66～73 d），单株生物量呈直线增长，增长速率较快；接近成熟时，单株生物量增长速率趋缓。在不同氮肥水平下，单株生物量的变化趋势基本一致，但施氮量为420 kg/hm2时，后期增长速率明显高于其他处理。

2.4.2 施氮量对植株各部位干物质积累动态的影响 由图6～10可知，开花前（苗后31 d内）干物质积累在茎秆和叶片上。花后茎秆和叶片的干物质所占比例下降，荚和粒的干物质积累大量增加。随着氮肥施用量的增加，无论茎秆和叶片，还是豆荚和籽粒的干物质积累量都明显增加。

3 结论与讨论

本试验表明，随着施氮量的增加，芸豆产量呈上升趋势，尿素用量达740 kg/hm2时，产量达最高（2 152 kg/hm2）。超过此界限后，再增加施氮量，产量可能会下降。说明作物养分的施用不是越多越好（特别是氮肥），施用超过一定数量，当土壤溶液过高时，反而会造成盐害，引起产量降低[11]。在整个生育期内，各阶段光合势和总光合势均随施氮量的增加而升高。单位面积荚数、每荚粒数和百粒质量对产量的作用都是正向的，从大到小依次为单位面积荚数＞每荚粒数＞百粒质量。说明要想获得高产稳产，首先要保证一定的荚数，其次要提高每荚的有效粒数，尽量减少秕粒的产生[12]。百粒质量主要受遗传性状决定，外界因素影响变化较小。经济产量的形成离不开光合产物的积累和转化，只有高水平的生物产量才能产生较高的经济产量[13]。红芸豆在不同氮肥施用水平下单株的生长曲线符合S型曲线变化。随着氮肥施用量的增加，无论茎秆和叶片，还是豆荚和籽粒的干物质累积量都明显增加。说明氮肥水平升高后，整个植株的营养水平都处于较高的状态，各部位的干物质积累都较高[14-15]。

本试验通过研究不同氮肥施用水平对英国红芸豆产量的影响规律，为芸豆生产种植提供了具体的理论依据。但不同播期、不同肥料种类、施肥方式对英国红芸豆的影响尚需进一步研究。

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