氮肥对黑豆产量及其构成因子的影响探究
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摘 要 为了探明氮肥对黑豆产量及其构成因子的影响，揭示黑豆高产最适宜的氮肥施用量，以黑豆品种“连枷条”为材料，设置4个不同的施氮水平，对开花期至成熟期黑豆植株的株高、茎粗、分枝数、主茎结荚数、分枝结荚数、百粒质量及产量进行研究。结果表明，从开花至成熟，不同施氮水平黑豆植株的株高、茎粗、分枝数、主茎结荚数、分枝结荚数、百粒质量和产量差异均显著，N2处理黑豆的产量最高，为1 760.0 kg·hm-2。综合分析表明，陕北旱区黑豆最适宜的氮肥施用量为667 m2施纯氮12 kg。
关键词 黑豆;氮肥;产量;产量构成因子
中图分类号：S565.1 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2020.02.072
黑豆，即种皮为黑色的大豆，具有极高的营养价值和药用价值，蛋白质、维生素、微量元素、氨基酸和膳食纤维含量丰富，且其芽、叶、皮、花均可入药，用于治疗多种疾病[1]。黑豆适应性极强，对种植环境要求不高，干旱、贫瘠的土地亦可种植，因此在我国的华北、西北等地均有种植[2]。然而，我國在黑豆研究方面基础薄弱，起步略晚，技术落后，导致我国黑豆产业发展缓慢[3-4]。氮素作为作物生长的必需元素，直接影响作物产量的形成，因此，研究氮肥对作物产量及其构成因子的影响极具价值。王中利[5]研究发现，施氮量的增加可以延长黑豆的生育期，氮肥追施量对黑豆株高、分枝数、生育期和产量影响显著。丁洪等[6]研究表明，施氮可以增加大豆的单株结荚数和单荚粒数，从而使大豆增产。肖能遑和李志玉[7]的研究结果表明，苗期施氮可以增加大豆植株的花荚数、单株荚数、单荚粒数以及百粒质量。前人对黑豆的研究更多的是关注其生理活性方面，忽略了构成产量最基本的因子，本试验通过研究黑豆开花至成熟期不同氮肥施用量植株的株高、茎粗、分枝数、主茎结荚数、分枝结荚数、百粒质量及产量，以明确黑豆对氮肥的响应机制，揭示陕北旱区黑豆高产最适宜的氮肥施用量。
1 材料与方法
1.1 试验材料与试验地概况
试验选用“连枷条”黑豆品种，于2016年在陕西省榆林市神木县赵家沟旱作农业示范园种植。
1.2 试验设计
试验共5个处理，设有4个施氮（尿素）水平，每667 m2分别为0 kg（N0）、6 kg（N1）、12 kg（N2）、
18 kg（N3），另设一不施肥不覆膜栽培为对照，3次重复。小区面积设为30 m2，株距为0.30 m，行距为0.50 m。
1.3 试验方法
黑豆开花后每隔10 d于各小区取样（6棵植株），分别测定株高、茎粗、分枝数、主茎结荚数、分枝结荚数，并于成熟后收获测产。
1.4 数据处理
数据统计采用Microsoft Excel 2003，分析采用SPSS StatisticsV22.0。
2 结果与分析
2.1 氮肥对黑豆株高的影响
由表1可知，从开花至成熟，不同施氮水平黑豆植株的株高均为逐渐增高趋势，开花初期增长较快，后期增长变缓，于开花后60 d到达高峰值并逐渐趋于稳定。不同施氮水平间比较，黑豆植株的株高在同一测定时期差异显著，所有覆膜处理黑豆的株高均显著高于对照处理，开花后20 d和60 d，N2处理黑豆植株的株高显著高于其他各处理，其余测定时期，N2处理黑豆植株的株高除与N1、N3处理差异不显著外，均显著高于其他各处理。
2.2 氮肥对黑豆茎粗的影响
由表2可知，从开花至成熟，不同施氮水平黑豆植株的茎粗均为逐渐增大趋势，于开花后60 d到达茎粗峰值并逐渐趋于稳定。不同施氮水平间比较，黑豆植株的茎粗在同一个测定时期差异显著，开花后40 d和50 d，所有覆膜处理黑豆的茎粗均显著高于对照处理CK;开花后60 d，N2处理黑豆植株的茎粗显著高于其他各处理，其余测定时期，N2处理黑豆植株的茎粗除与N1、N3处理差异不显著外，均显著高于其他各处理。
2.3 氮肥对黑豆分枝数的影响
由表3可知，从开花至成熟，不同施氮水平黑豆植株的分枝数均为先增加后趋于稳定趋势，CK和N0处理于开花后30 d达到分枝数峰值，N1处理于开花后50 d达到分枝数峰值，N2和N3处理于开花后40 d达到分枝数峰值。不同施氮水平间比较，黑豆植株的分枝数在同一个测定时期差异显著，除开花后50 d外，N2处理黑豆植株的分枝数在各测定时期均与N0、N1和N3处理差异不显著，但显著高于对照处理CK，各测定时期N2处理黑豆植株的分枝数均显著高于对照处理CK。
2.4 氮肥对黑豆主茎结荚数的影响
由表4可知，从开花至成熟，不同施氮水平黑豆植株的主茎结荚数均为开花初为0，后逐渐增多趋势，于开花后60 d到达主茎结荚数峰值。不同施氮水平间比较，黑豆植株的主茎结荚数在同一个测定时期差异显著，除开花后10 d和20 d外，N2处理黑豆植株的主茎结荚数在各测定时期均显著高于其他各处理，各测定时期N2处理黑豆植株的主茎结荚数均显著高于对照处理CK。
2.5 氮肥对黑豆分枝结荚数的影响
由表5可知，从开花至成熟，不同施氮水平黑豆植株的分枝结荚数均为开花初为0，后逐渐增多趋势，且开花初期增长较快，后期增长变缓，于开花后60 d到达分枝结荚数峰值。不同施氮水平间比较，黑豆植株的分枝结荚数在同一个测定时期差异显著，除开花后10 d和
30 d外，N2处理黑豆植株的分枝结荚数在各测定时期均显著高于其他各处理，各测定时期N2处理黑豆植株的分枝结荚数均显著高于对照处理CK。
2.6 氮肥对黑豆产量的影响
由表6可知，黑豆的百粒质量、产量在不同施氮水平下差异显著。各覆膜处理黑豆的百粒质量、产量均显著高于对照处理CK，N3处理黑豆的百粒质量最大，为12.39 g，除与N2处理差异不显著外，显著高于其他各处理，N2处理黑豆的产量最高，为1 760.0 kg·hm-2，显著高于其他各处理。 3 结论与讨论
从开花至成熟，不同施氮水平黑豆植株的株高、茎粗、分枝数、主茎结荚数、分枝结荚数、百粒质量和产量差异显著，其中，株高、茎粗和分枝数呈现同样的变化趋势，主茎结荚数和分枝结荚数呈现同样的变化趋势，均为开花初为0，后逐渐增多，于开花后60 d到达峰值。N2处理黑豆植株的株高、茎粗和分枝数在各测定时期均显著高于对照处理CK，部分测定时期与N1和N3处理差异不显著。N2处理的主茎结荚数除开花后20 d与N1处理差异不显著外，在其余各测定时期均显著高于其他处理。N2处理的分枝结荚数除开花后30 d与N1处理差異不显著外，在其余各测定时期均显著高于其他处理。各覆膜
处理黑豆的百粒质量、产量均显著高于对照处理CK，N3处理黑豆的百粒质量最大，为12.39 g，N2处理黑豆的产量最高，为1 760.0 kg·hm-2，显著高于其余各处理。
氮元素是核酸、叶绿素和蛋白质等的重要组成部分，氮素供应充分与否以及作物氮素营养的好坏，在很大程度上影响着作物的生长发育状况[8]。氮素供应不足，作物植株矮小、细弱，产量低;氮营养过量，作物又会出现茎叶徒长、易倒伏等现象，影响作物产量。本研究中，N0和N1处理，施氮量少，黑豆植株的株高、茎粗、分枝数、主茎结荚数和分枝结荚数均较N2处理少，产量也因此低于N2处理;N3处理施氮量过大，其株高、茎粗和分枝数均与N2处理差异不大，但其主茎结荚数和分枝结荚数均少于N2处理，甚至少于N1处理。产量的形成直接取决于其产量构成因子，黑豆产量的形成由单位面积株数、每株结荚数、每荚粒数以及粒重4部分共同作用[5]。而农业生产上，单位面积株数受到栽培条件、品种等的限制，伸缩空间有限，每荚粒数和粒重又基本上取决于遗传因子，一般较为稳定，因此，黑豆高产最主要的制约因素就是每株结荚数[9]。本研究中，N2处理黑豆植株的主茎结荚数和分枝结荚数在各测定时期均显著高于其他处理，单株结荚数最大，因此获得了最高产量。综合分析表明，陕北旱区黑豆最适宜的氮肥施用量为纯氮12 kg·667 m-2。
参考文献
[1] 王寅，张坤，赵晋.黑豆的营养价值及在食品中的开发应用[J].中国食品添加剂，2007（6）：132-135.
[2] 臧学丽.发酵黑豆功能成分及应用研究[D].长春：吉林农业大学，2006.
[3] 赵涛，高小丽，张东旗，等.氮磷配比覆膜黑豆花后干物质积累与转运特性[J].西北农业学报，2016，25（5）：723-729.
[4] 赵涛.氮磷配比对新垦地小粒黑豆生理特性的影响[D].杨凌：西北农林科技大学，2017.
[5] 王中利.播期、密度和追氮量对黑豆产量及品质性状的影响[D].合肥：安徽农业大学，2007.
[6] 丁洪，郭庆元，李志玉，等.磷对大豆不同品种产量和品质的影响[J].中国油料作物学报，1998（2）：67-71.
[7] 肖能遑，李志玉.苗期施氮对大豆生长发育及产量的影响[J].中国油料，1982（4）：42-46.
[8] 孙曦.植物营养原理[M].北京：中国农业出版社，1997.
[9] 赵爱莉，丛文春，牛建光.大豆四个生育阶段与主要产量构成因素关系的分析[J].大豆通报，1999（1）：13-14.
（责任编辑：赵中正）
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