有机无机肥配施对不同种植密度夏大豆产量、光合特性与氮素利用率的影响

摘要

本试验于2017年和2018年分别在山东农业大学水肥耦合研究试验旱棚和山东农业大学农学试验站进行。以夏大豆为试验对象，2017年对9个山东省种植面积较大的大豆品种进行以产量为主要依据的筛选试验，最终筛选出产量最高、性状优良的夏大豆品种齐黄34（QH34）。以此为基础2018年研究3种不同种植密度及有机无机肥配施对QH34产量、光合特性与氮肥利用率的影响，将有机无机肥合理配施和栽培密度结合，深入分析大豆花后氮素养分变化、氮素积累量、氮素分配比例及干物质量积累分配的动态变化，揭示夏大豆花后光合及叶绿素荧光性能的变化规律，探讨了有机无机肥配施与不同种植密度的最优栽培管理模式，通过合理密植和优化施肥，以期为充分发挥大豆花后氮肥利用率、潜在光合生产能力和提高作物产量提供科学依据，为黄淮海地区最优夏大豆栽培模式提供科学指导。主要研究结果如下： 1.种植密度与有机无机肥配施对大豆干物质分配及产量形成的影响 适宜的栽培密度和有机无机肥配施能够提高大豆地上部各器官干物质的积累、增强大豆花后干物质在荚果中的分配比例，促进荚果干物质积累。相同种植密度下U、M、UM处理均能够提高大豆产量，其中UM增产效果显著；UM-D2比U-D2和M-D2分别增产28.95％和26.77％。同种肥料施入条件下，合理密度范围内产量会随种植密度的增加而提高，具体表现为D3＞D2＞D1。有机无机肥配合施用较单纯施入化肥或者单纯施入有机肥可明显提高大豆单株有效荚数、百粒重及单株籽粒重。以UM-D3产量最高，UM-D1有效结荚数最多。 2.种植密度与有机无机肥配施对大豆光合荧光特性的影响 大豆花后各时期净光合速率（Pn）和叶片气孔导度（Gs）均呈现先升高后降低的趋势，鼓粒期达到最高值，成熟期叶片开始由绿转黄导致净光合速率快速下降，胞间CO2浓度（Ci）趋势相反。有机无机肥配施处理在大豆花后各时期可显著提高大豆叶片净光合速率（Pn）和叶片气孔导度（Gs），随花后生育时期的推进差异逐渐显著。相同种植密度条件下，UM-D2较U-D2和M-D2在花后各时期净光合速率（Pn）平均增加34.77％和24.52％，叶片气孔导度（Gs）增加31.07％和21.68％，胞间CO2浓度（Ci）降低6.30％和3.21％。在相同肥料处理下，UM-D1净光合速率最高，UM-D1与UM-D2无显著差异，与UM-D3差异显著。UM-D1的Pn在开花期、结荚期、鼓粒期较UM-D3平均增加8.29％，Gs平均增加6.55％。不同密度下有机无机肥配施能够提高大豆花后叶片的净光合速率、气孔导度，并有效降低胞间CO2浓度，对增加花后大豆叶片光合性能的稳定有积极影响。 相同种植密度条件下，大豆花后叶片吸收光能为基础的性能指数（PIABS）表现为UM＞U＞M＞N0，D2条件下UM处理较U和M于花后各时期平均增加68.48％和37.74％。有机无机肥配施处理中，D2较D1和D3于花后各时期平均增加83.38％和46.35％。有机无机肥配施的处理花后Vj和Wk值低于其他各处理，表明配施条件下可以明显改善大豆光系统Ⅱ（PSⅡ）供体侧和受体侧性能。不同处理花后叶片光系统Ⅱ（PSⅡ）照光2ms时有活性的反应中心的开放程度（Ψo）、最大光化学效率（φpo）以及反应中心吸收的光能用于电子传递的量子产额（φEo）均为UM＞M＞U＞N0，表明有机无机肥配施提升了花后叶片PSⅡ对光能的吸收和后续电子传递性能，提高叶片的光能利用效率。 3.种植密度与有机无机肥配施对大豆氮素利用率的影响 在大豆花后各生育期内，UM处理的叶片、茎秆及籽粒含氮量均显著高于N0处理。D2条件下，UM处理的荚果含氮量比U和M处理于花后各时期平均增加19.28％和10.55％，差异达显著水平。有机无机肥配施可以显著提高大豆地上部各器官（叶片、茎秆、荚果等）的氮素含量及氮素积累量，改善生育后期大豆籽粒中氮的分配比例，提高大豆植株氮肥利用率。 综上所述，本试验研究结果表明，在黄淮海地区以齐黄34夏大豆品种并施以有机无机肥配施的肥料施入类型在D3条件下产量及氮肥利用率最高。

目录

声明

符号说明

1引言

1.1研究目的及意义

1.2国内外研究现状

1.2.1种植密度对大豆产量、光合特性及氮素利用率的影响

1.2.2有机肥研究现状

1.2.3有机肥与无机肥配施对作物产量、光合特性与氮素利用效率的影响

2材料与方法

2.1试验地概况

2.2试验设计

2.3测定项目与方法

2.3.1植株干物质测定

2.3.2各时期植株农艺性状测定

2.3.3功能叶气体交换参数的测定

2.3.4快速荧光诱导动力学曲线测定

2.3.5植株各部位全氮含量的测定

2.3.6土壤全氮含量测定

2.3.7产量及产量构成因素测定

2.4数据处理

3结果与分析

3.1不同大豆品种产量及光合特性比较

3.1.1不同大豆品种产量及相关性状

3.1.2不同大豆品种叶片气体交换参数

3.1.3不同大豆品种叶片荧光特性

3.2有机无机肥配施对不同种植密度夏大豆产量、光合特性的影响

3.2.1产量及相关性状

3.2.2大豆群体干物质积累及分配变化

3.2.3有机无机肥配施对大豆农艺性状的影响

3.2.4有机无机肥配施对大豆功能叶气体交换参数的影响

3.2.5有机无机肥配施对大豆叶片光系统性能的影响

3.3有机无机肥配施对不同密度大豆氮素积累与利用率的影响

3.3.1有机肥无机肥配施对大豆各器官含氮量的影响

3.3.2有机肥无机肥配施对大豆氮素积累量的影响

3.3.3氮素在大豆地上部各器官的分配比例

3.3.4有机无机肥配施对作物氮素吸收利用的影响

3.3.5有机无机肥配施对土壤氮素含量的影响

4讨论

4.1有机无机肥配施对不同密度大豆生长发育及产量的影响

4.2有机无机肥配施对不同密度大豆光合作用及光系统性能的影响

4.3有机无机肥配施对不同密度大豆氮素吸收和积累的影响

5结论

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文