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养分管理不科学是限制我国大豆产量与品质提升的主要因素之一。针对此,采用田间对比试验,2019年设置农民习惯管理模式(FFP,农户施肥)、养分综合管理模式Ⅰ(INM,优化氮磷钾肥用量与缓控释肥比例)、养分综合管理模式Ⅱ(INM+BMg,增施硼镁肥)、养分综合管理模式Ⅲ(INM+FMP,增施钙镁磷肥)4个处理;2020年设置农民习惯管理模式(FFP)、养分综合管理模式Ⅰ(INM)、养分综合管理模式Ⅱ(INM+MgO,增施氧化镁肥)、养分综合管理模式Ⅲ(INM+BMg)4个处理,考察大豆养分吸收、物质积累、产量以及品质等变化特征,明确养分综合管理对大豆产量与品质的影响,以期为大豆高产优质提供理论依据。主要研究结果如下:
(1)养分综合管理提高大豆干物质积累量。大豆在R6时期干物质积累达到峰值,INM处理的干物质积累量较FFP平均增加31.85%(P<0.05),增施MgO和BMg肥较INM分别平均增加14.15%(P<0.05)与24.12%(P<0.05)。成熟期,INM处理较FFP干物质积累量两年平均增加10.10%,增施中微量肥料处理干物质较INM平均增幅为6.76%-23.39%,均达到显著差异,其中增施BMg肥更有利于大豆干物质的积累。同时,INM处理显著促进结荚期后物质由茎秆向籽粒的转运,增施MgO肥和BMg肥能进一步促进物质的转运,其中增施BMg肥对茎秆转运贡献率的促进作用最为显著,达到了39.24%。
(2)养分综合管理提高大豆植株养分含量,促进养分积累。优化氮磷钾肥有利于提高前期大豆茎秆与叶片养分含量,但对成熟期养分含量影响较小;增施中微量元素显著提高茎秆与籽粒含镁量,其他元素含量与INM处理差异不显著。INM处理显著促进大豆生长关键期茎秆、叶片与荚果氮、磷、钾、镁、硼与钙的积累;增施MgO肥与BMg肥进一步促进R2至R6期养分的积累,尤其是荚果中养分的积累增加,但成熟期茎秆与叶片中养分积累量与INM差异不显著。此外,与FFP处理相比,INM处理显著促进2019年大豆籽粒中大量元素以及镁和钙的积累,增施中微量元素显著促进籽粒磷和镁的积累,其它养分积累量与INM差异较小。
(3)养分综合管理有效保障大豆高产。两年试验中,INM处理较FFP产量平均增加了11.83%(P<0.05),增施MgO肥较FFP产量增加10.93%-12.49%;与INM相比,增施FMP和BMg肥产量分别增加1.53%-14.92%与2.92%-13.26%。优化施肥增产主要是提高了大豆单株粒数与百粒重。
(4)养分综合管理改善了大豆品质。INM处理大豆籽粒蛋白质与氨基酸含量较FFP分别平均增加0.51和0.64个百分点;与INM相比,增施FMP肥蛋白质与氨基酸含量分别平均增加1.51和1.11个百分点,增施BMg肥蛋白质含量平均增加0.65个百分点(2020年CF点除外);不同养分管理模式对大豆籽粒脂肪含量影响不显著。
综上所述,养分综合管理显著提高了大豆干物质积累,促进茎秆干物质向籽粒转运,同时提高植株养分积累,提高产量,改善品质。
(1)养分综合管理提高大豆干物质积累量。大豆在R6时期干物质积累达到峰值,INM处理的干物质积累量较FFP平均增加31.85%(P<0.05),增施MgO和BMg肥较INM分别平均增加14.15%(P<0.05)与24.12%(P<0.05)。成熟期,INM处理较FFP干物质积累量两年平均增加10.10%,增施中微量肥料处理干物质较INM平均增幅为6.76%-23.39%,均达到显著差异,其中增施BMg肥更有利于大豆干物质的积累。同时,INM处理显著促进结荚期后物质由茎秆向籽粒的转运,增施MgO肥和BMg肥能进一步促进物质的转运,其中增施BMg肥对茎秆转运贡献率的促进作用最为显著,达到了39.24%。
(2)养分综合管理提高大豆植株养分含量,促进养分积累。优化氮磷钾肥有利于提高前期大豆茎秆与叶片养分含量,但对成熟期养分含量影响较小;增施中微量元素显著提高茎秆与籽粒含镁量,其他元素含量与INM处理差异不显著。INM处理显著促进大豆生长关键期茎秆、叶片与荚果氮、磷、钾、镁、硼与钙的积累;增施MgO肥与BMg肥进一步促进R2至R6期养分的积累,尤其是荚果中养分的积累增加,但成熟期茎秆与叶片中养分积累量与INM差异不显著。此外,与FFP处理相比,INM处理显著促进2019年大豆籽粒中大量元素以及镁和钙的积累,增施中微量元素显著促进籽粒磷和镁的积累,其它养分积累量与INM差异较小。
(3)养分综合管理有效保障大豆高产。两年试验中,INM处理较FFP产量平均增加了11.83%(P<0.05),增施MgO肥较FFP产量增加10.93%-12.49%;与INM相比,增施FMP和BMg肥产量分别增加1.53%-14.92%与2.92%-13.26%。优化施肥增产主要是提高了大豆单株粒数与百粒重。
(4)养分综合管理改善了大豆品质。INM处理大豆籽粒蛋白质与氨基酸含量较FFP分别平均增加0.51和0.64个百分点;与INM相比,增施FMP肥蛋白质与氨基酸含量分别平均增加1.51和1.11个百分点,增施BMg肥蛋白质含量平均增加0.65个百分点(2020年CF点除外);不同养分管理模式对大豆籽粒脂肪含量影响不显著。
综上所述,养分综合管理显著提高了大豆干物质积累,促进茎秆干物质向籽粒转运,同时提高植株养分积累,提高产量,改善品质。