英国红芸豆水肥高效利用研究

孔庆全 ，赵存虎 ，贺小勇 ，席先梅 ，陈文晋 ，田晓燕 ，邱廷艳

（1.内蒙古农牧业科学院植物保护研究所，内蒙古呼和浩特 010031；2.喀喇沁旗植保植检站，内蒙古锦山 024400）

我国是全球人均水资源最贫乏的国家之一，年内降水分布不均匀，年季降水量变化较大，主要灌区水利用系数与发达国家相比差距较大。水分不但是作物生长所必需的条件之一，也是化肥溶解和有机肥料矿化的必要条件[1-2]，我国农业生产中，灌溉水利用率低，水资源浪费严重，因此，研究作物的耗水特性，有利于认识作物的需水规律，为高产高效的节水栽培技术提供理论依据[3]。在干旱、半干旱地区水分和养分是农业可持续发展中的两个主要限制因素[4]，水分、养分与作物的生长息息相关[5-6]，作物耗水量的大小和变化规律，主要取决于作物特性、气象条件、土壤的性质及农业技术措施等[7]。

1 材料和方法

1.1 试验材料

本试验所用的材料为英国红芸豆。

1.2 试验方法

本试验采用裂区试验设计，主因素为基肥和追肥，副因素为芸豆不同生育期浇水，分为：开花期灌水，开花期和鼓粒期两次灌水，鼓粒期灌水（表1）。其中追肥处理中施肥与浇水同时进行，追肥数量每个处理总量一样。其中，基肥施用量为25.0 kg/667m2，追肥施用量为5.0 kg/667m2，初花期和鼓粒期两次浇水的处理每次追尿素2.5 kg/667m2。

表1 试验处理

1.3 调查项目与方法

1.3.1 生育期调查 调查英国红芸豆的出苗期、分枝期、开花初期、开花盛期、成熟期和收获期，并记录每小区灌水次数和灌水量。

1.3.2 不同生育期干物质积累动态变化的调查 主因素基肥和追肥处理中分别选择鼓粒期灌水处理取样调查。取样时期为：苗期、开花期、始熟期、成熟期。取样部位为：根、叶片、茎秆、荚、籽粒。苗期取样可结合间苗进行，以后各期可根据植株长势每小区取3株。所取根、叶片、茎秆、荚果及籽粒各部位单独称量鲜重及烘干后的重量。

1.3.3 不同生长期土壤水分变化 播种前和收获后及生长关键期（苗期、开花期、灌浆期、收获期）取土样（深度1 m），每10 cm一层，取样后称重，然后烘干再称重，算出土壤含水量，最后计算出各时期的耗水量，每个大区分5个点取样，只取主因素施基肥的3个处理。

土壤含水率/%=（鲜土质量-干土质量）/干土质量×100

土壤贮水量/mm=1000×土壤容重/g/m3×土层深度/m×（时段末土壤含水率-时段初土壤含水率）（其中，土壤容重=1.32 g/m3）

耗水量/mm=土壤贮水量/mm+时段内灌水量/m+时段内降雨量/mm+时段内地下水补给量/mm-时段内的排水量（地表排水与下层排水之和/mm）

1.3.4 产量及经济性状调查 每个小区随机取样10株，调查株高、始荚高、主茎分枝数、主茎节数、荚长、单荚粒数、单株粒数、百粒重，同时取样测小区/30 cm2产量。

2 结果分析

2.1 生育期调查

不同生育期灌水时的英国红芸豆物候期调查情况可知，两种因素水平下对芸豆的物候期没有影响。各处理下英国红芸豆播种期均为5月9日，出苗期均为5月21日，分枝期均为6月1日，开花初期为6月22日，开花盛期为6月28日，成熟期均为8月5日。

2.2 不同生育阶段干物质积累动态变化

在英国红芸豆各生育期，干物质积累对芸豆产量形成有直接影响，英国红芸豆干物质的形成与积累主要来自地上部绿色叶片制造的光合产物。图1所示主因素为基肥，鼓粒期浇水对植株各部位鲜重积累量的影响，根、茎、荚和籽粒的鲜重均在始熟期达到最大值，叶的鲜重则在开花期达到最大值，叶片的鲜重比根、茎等部位提早一个时期达到最大值，表明叶片作为光合作用的主要部位，为后期籽粒形成及灌浆提供基础。开花期至始熟期是营养生长和生殖生长的旺盛期，枝叶增加多，荚果发育，始熟期植株总鲜重占全生育期总鲜重的51.64%。始熟期至成熟期植株鲜重积累量下降。

由图2可知主因素为追肥，鼓粒期浇水对植株各部位鲜重积累量的影响，主因素为追肥鼓粒期浇水时的各部位鲜重基本变化趋势与主因素为基肥鼓粒期浇水的一致，只是植株各部位鲜重的总和较基肥的低17.00%。

主因素为基肥，鼓粒期浇水对植株各部位干物质积累量的影响见图3，根、叶和荚的干重均在始熟期达到最大值，茎和籽粒则在成熟期达到最大值。开花期至始熟期是营养生长和生殖生长的旺盛期，枝叶增加较快且荚果发育，开花期的植株总干重占全生育期总干重的6.34%；始熟期干重积累量占全生育期总干重的48.80%。始熟期至成熟期时植株总干重、叶、荚干重呈下降趋势，这与生长后期落叶、落荚有关，而根、茎、籽粒的变化不明显。

由图4可知所示主因素为追肥，鼓粒期浇水对植株各部位干物质积累量的影响，主因素为追肥鼓粒期浇水时，根、茎、叶及植株总干重变化趋势与主因素基肥鼓粒期浇水时的基本一致，而荚和籽粒始熟期至成熟期呈缓慢上升趋势，与施肥较晚有关。植株各部位干重总和较基肥的低13.90%。

总之，无论是主因素为基肥还是追肥，各部位鲜重和干重总和的变化趋势基本相同，苗期到开花期植株从小到大生长量有限，总量增加缓慢；开花至始熟期营养生长和生殖生长并进，生长总量快速增长，始熟期达到最大，所以这个时期是英国红芸豆的需水需肥的关键期。从始熟期后总的鲜重和干重均呈现缓慢下降趋势。

2.3 不同生育期耗水量

根据生育期间所取土样的平均含水量计算的芸豆在不同灌溉条件下不同时期的耗水量见图5。3种不同灌溉处理下，英国红芸豆在不同时期的耗水规律相近，均为苗期至开花期需水量较少，开花期至鼓粒期耗水量呈快速上升趋势，鼓粒期英国红芸豆的耗水量达到最大，鼓粒期后耗水量逐渐下降，其中开花期和鼓粒期分别进行1次灌溉的处理下成熟期耗水量高于其他处理。

2.4 经济性状调查

从表2可见，基肥各处理的单株有效分枝、单株荚数、单株粒重等主要经济性状均高于追肥各处理；不同浇水时期比较单株荚数和单株粒重，开花期和鼓粒期两次浇水的高于开花期或鼓粒期浇一次水的各处理。

表2 不同处理下英国红芸豆经济性状变化

2.5 产量结果分析

主因素为基肥的各小区产量均高于主因素为追肥的各小区产量，平均高18.29%。开花期和鼓粒期两次浇水灌溉处理的产量高于其他两种灌溉处理时的产量，开花期浇水的产量高于鼓粒期浇水的产量（表 3）。

表3 不同处理下英国红芸豆产量变化

3 结论与讨论

英国红芸豆在不同的生育阶段，其生理特点和物质积累状况不同，需水量、需水强度和需肥量不同[10]，但各部位鲜重和干重总和的变化趋势基本相同，无论主因素是基肥还是追肥，苗期到开花期植株从小到大生长总量增加缓慢；开花期至始熟期营养生长和生殖生长并进，生长总量快速增长，始熟期达到最大，这个时期也是芸豆需水需肥的关键期。从始熟期后总的鲜重和干重成缓慢下降趋势。

作物需水量受灌溉方式、气象因素、生理特性和农业措施等综合影响[11]。三种不同灌溉处理下，英国红芸豆各生育期的需水规律相近，均呈现“低—高—低”的趋势，随着生育期进程推移，需水强度逐渐增大，苗期至开花期耗水量较少，开花期至鼓粒期耗水量呈快速上升趋势，鼓粒期时达到最大，鼓粒期至成熟期又逐渐下降。

主因素为基肥的平均产量均大于主因素为追肥的平均产量；不同灌溉处理下的产量大小依次为：开花期和鼓粒期两次浇水灌溉处理的产量＞开花期浇水灌溉处理的产量＞鼓粒期浇水灌溉处理的产量。

参考文献：

［1］北京农业大学.农业化学（总论）第二版［M］.北京：农业出版社，1994.

［2］冯虎元，安黎哲，王勋陵.环境条件对植物稳定碳同位素组成的影响［J］.植物学通报，2000，17（4）：312-318.

［3］王芝棠，刘燕方，韩宝蕴，等.春大豆高产栽培技术研究［J］.天津农业科学，1992（4）：9-13.

［4］王树起，韩晓增，乔云发，等.施氮对大豆根瘤生长和结瘤固氮的影响［J］.华北农学报，2009，24（2）：176-179.

［5］李明珍，牛继兰，刘冯玉.英国红芸豆高产栽培技术［J］.山西农业科学，2010，38（2）：94-95.

［6］马 晓，王兰菊，陈刚.6-BA处理对豇豆贮藏效果的影响［J］.河南农业科学，2009，38（8）：117-119.

［7］马瑞瑞，高小丽，崔雯雯，等.芸豆连作田土壤酶活性和养分含量研究［J］.华北农学报，2013，28（5）：157-162.

［8］乔秀平.不同施氮水平对芸豆产量的影响［J］.山西农业科学，2014，42（7）：694-696.

［9］徐 耀，潘淑珑.日光温室豇豆秋延后高效栽培技术［J］.河南农业科学，1996，25（7）：30.

［10］阳园燕，郭安红.土壤—植物—大气连续体（SPAC）系统中植物根系吸水模型研究进展［J］.气象科技，2014（5）：4-6.

［11］李亚贞.不同种植与灌溉方式对夏玉米生育及水分利用效率的影响［D］.洛阳：河南科技大学，2010.