摘要: 在小麦/玉米/大豆套作模式中，以有限结荚型大豆品种贡选1号、中豆32号为材料，研究了氮肥运筹对套作大豆根系形态与生理特性、光合产物的积累与转化、氮素分配和代谢、产量和品质形成的影响，并确立各指标之间的相关关系，明确了套作大豆氮素代谢规律... 展开 在小麦/玉米/大豆套作模式中，以有限结荚型大豆品种贡选1号、中豆32号为材料，研究了氮肥运筹对套作大豆根系形态与生理特性、光合产物的积累与转化、氮素分配和代谢、产量和品质形成的影响，并确立各指标之间的相关关系，明确了套作大豆氮素代谢规律。主要研究结果如下： 1.适宜的施氮量有利于根系生长。在V3～R5时期，根干重、根瘤数、一级侧根长、伤流量均以低氮(45、90 N kg·ha<'-1>)处理最优；在R7时期，高氮(180、225 N kg-ha<'-1>)处理能够延缓大豆根系衰老，根干重、伤流量与施氮量呈正相关。根冠比与施氮量在V3～R5时期呈二次曲线关系，在生育末期呈直线递增关系。伤流量冠比(y)与三节期后天数(x)呈极显著负指数函数关系y=ae<'-bx>。伤流液氮素内含物中NO<,3><'->高于NH<,4><'+>，并随着施氮量增加而增加。在套作大豆整个生育时期中根系活力呈单峰曲线，低氮处理的套作大豆根系活力明显增强，高氮处理促使根系活力的峰值推迟至R3出现，并在生育末期(R7)保持高根系活力(>116.00μg·g<'-1>h<'-1>FW)。 2.合理的氮肥运筹模式延缓叶片衰老。施用氮肥提高了生育末期叶片的干物质量、SPAD值、LAI和可溶性蛋白含量，降低了叶片中MDA含量，相同施氮量条件下增加追肥比例，可促进可溶性糖和蛋白的积累。适宜的基肥与追肥比例(分别为4：6，2：8)更有利于降低叶片MDA含量，增加叶绿素含量和干物质积累。适当加大始花期追氮比例延缓叶片衰老作用更为明显，从而增加叶片的光合产物。这种效应可能与施氮后调节了叶片生理活性物质有关。施氮量与基追比间的交互作用对套作大豆叶片衰老作用显著，以施氮量在80 Nkg·ha<-1>左右，基肥与始花期追肥比例在4：6～2：8组合的效果最好。 3.合理的氮肥运筹模式协调干物质的积累与转运。不同氮肥运筹模式下，干物质积累总量仍然遵循Logistic生长曲线，只是改变了最大生长速率及其出现天数；过高的施氮量(>80 Nkg·ha<'-1>)和氮肥的一次性施用(B1、B4)，影响正常的生理代谢，不利于干物质的积累。各营养器官的表观输出率以叶片最高，叶柄次之，茎秆最低；适宜的施氮量(40～80 N kg·ha<'-1>)，配合在始花期的追肥比例(4：6、2：8)，可以调节干物质的输出量，增加营养器官对大豆籽粒的贡献率。 4.合理氮肥运筹模式促进营养器官氮素积累与转运。氮素积累动态与干物质积累动态趋于一致，表现出不可逆的指数增长趋势。氮肥显著提高了大豆的含氮量，植株含氮总量与施氮量呈抛物线关系，以施氮量40～80 N kg·ha<'-1>最高。不同基追比处理下的植株氮素积累总量，以基追比4：6效果最好。不同营养器官中含氮量高低关系为，叶片>茎秆>叶柄，而荚中含氮量略高于叶片。叶片在R4时期含氮量最高，茎秆含氮量的峰值出现在R5时期，叶柄在整个生育时期变化趋势不大。 5.合理氮肥运筹模式提高了氮素利用效率。过量的氮肥抑制了植株对氮素的吸收，降低氮素利用效率。相同施氮量的情况下，增加始花期追肥比例，提高了大豆对氮素的吸收效率，增加了氮素农艺生产效率也显著高于氮肥全作基肥。结合施氮量，以80Nlg·ha<'-1>，基肥与追肥的比例为4：6～2：8范围，有利于促进氮素代谢，提高氮肥利用效率。 6.不同氮肥运筹模式对不同生育时期大豆叶片NR、GS和可溶性蛋白的调节作用不同。在V4～R1和R7时期，NR酶活力随施氮量的增加而增加；但在R4～R5时期，达到N2处理(80 Nkg·ha<'-1>)的NR酶活力有下降趋势。始荚期以后，N2处理的GS活性显著高于其他处理；增加施氮量有利于可溶性蛋白的积累。4个氮肥施用配比中，以B4处理(始花期全作追肥)最佳，并且氮肥配比与施氮量间的交互作用在整个生育时期均达到显著水平。 7.适宜氮肥运筹方式提高套作大豆产量。产量与施氮量呈抛物线关系，在施氮量<72.41Nkg·ha<'-1>时，产量随施氮量的增加而增加，施氮量超过72.41Nkg·ha<'-1>时，产量与施氮量呈负相关。基肥与始花期追肥比例在4：6～2：8，有利于增加有效分枝数，提高充实度，增加籽粒百粒重，但是不同基追比对大豆最终产量影响不大。套作大豆产量与充实度、粒茎比、饱粒数等产量构成因素达到显著或极显著正相关。 8.施氮量在80 Nkg·ha<'-1>能够显著增加蛋白质和粗脂肪含量。氮肥作基肥施用有利于提高大豆粗脂肪含量，而始花期追肥有利于籽粒蛋白质的积累。蛋白质与产量、粗脂肪与产量均呈显著正相关；但蛋白质与粗脂肪间相关关系不显著。 收起