種植密度和施肥水平對高油大豆品質性狀的影響

朱洪德,馮麗娟,于洪久,王春鳳

(1黑龍江八一農墾大學農學院,黑龍江大慶163319;2黑龍江墾豐種業有限公司,黑龍江哈爾濱150088;3黑龍江省農科院農村能源研究所,黑龍江哈爾濱150086)

大豆作為一種重要的糧油兼用型作物,在國民經濟及人們的生活中占有重要的地位,是植物油及植物蛋白的重要來源。大豆的油脂及蛋白質含量是由不同品種本身的遺傳物質決定的,同時還受生態條件(諸如地理經緯度、海拔高度、光照強度、水分、溫度、肥料等)影響[1-9]。為了提高大豆的品質,在選擇優質品種的同時,還可以通過改善其生態條件來提高其品質。本試驗以不同種植密度和大豆生產中最常用的3種肥料,在大田生產條件下研究其對高油大豆品質性狀的影響,以期為高油大豆的高產優質栽培提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗設計

試驗于2005年在黑龍江八一農墾大學農業科研所進行,包括兩組試驗,試驗地前茬為玉米。供試土壤:試驗Ⅰ為草甸黑鈣土,耕層0—20 cm有機質含量為 53.1g/kg,全氮 2.91 g/kg,速效氮 231.83 mg/kg,速效磷 126.27 mg/kg,速效鉀 230.67 mg/kg;試驗Ⅱ為白漿土,耕層0—20 cm有機質含量為19.4 g/kg,堿解氮 122.5 mg/kg,有效磷21.76mg/kg,速效鉀110.0 mg/kg,pH為5.96。

供試材料為黑龍江八一農墾大學農業科研所大豆育種室培育的8個高油大豆品種。各品種的油脂、蛋白質含量分別為:農大 15751(P1)22.4%、38.7%;農大15404(P2)22.1%、40.0%;農大 25898(P3)22.2%、39.5%;農大 25910(P4)22.1%、39.2%;農大15067(P5)22.0%、41.5%;農大15064(P6)21.5%、42.1%;農大 96065(P7)21.6%、41.9%;農大96069(P8)22.1%、42.0%。分別來自兩種類型即高油×高油和低油×高油的4個組合。具體設計如下:

試驗Ⅰ:種植密度對高油大豆品質性狀的影響,采用種植密度與品種二因素裂區試驗,主區為種植密度,設高(50×104株/hm2)、中(43×104株/hm2)、低(36×104株/hm2)3水平,分別以M1、M2、M3 表示 ;副區為品種 P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8,共24個處理,3次重復,隨機區組排列。3行區,行長10 m,壟距45 cm,小區面積為13.5 m2,總施肥量為210 kg/hm2,按N∶P2O5∶K2O=1∶2∶0.5 混合 ,5 月5日播種,10月1日收獲,小區實收測產,田間管理同常規生產田。

試驗Ⅱ:施肥水平對高油大豆品質性狀的影響,采用施肥水平與品種二因素裂區試驗,主區為施肥水平,以生產上大豆田常用的3種肥料(尿素、磷酸二銨、氯化鉀)作為參試肥料,設高(300 kg/hm2)、中(210 kg/hm2)、低(90 kg/hm2)3 水平,按N∶P2O5∶K2O=1∶2∶0.5 混合 ,分別以 F1、F2、F3 表示 ;副區為品種,共24個處理,3次重復,隨機區組排列。三行區,行長 10 m,壟距45 cm,小區面積 13.5 m2,密度45×104株/hm2,5月5日播種,10月1日收獲,小區實收測產,田間管理同常規生產田。

1.2 測定項目及方法

子粒中油脂及蛋白質含量測定采用FOSS公司生產的Infratec1255型近紅外整粒谷物快速測定儀。脂肪酸由農業部谷物及制品質量監督檢驗測試中心(哈爾濱)采用B-815/820型Buchi油脂/脂肪酸分析儀測定。

試驗數據統計利用DPS v3.01和Excel進行處理分析,采用Duncan法進行均值的多重比較。

2 結果與分析

2.1 種植密度對高油大豆品質性狀的影響

在高、中、低三種種植密度下,隨著種植密度的增加,蛋白質含量升高,油脂含量降低(圖1)。方差分析表明,不同種植密度間和不同品種間高油大豆的蛋白質和油脂含量均達到顯著差異,各種脂肪酸除棕櫚酸含量未達到顯著差異水平,其他4種脂肪酸含量均達到極顯著差異(表1、表2),且種植密度與品種之間交互作用也達顯著水平。說明種植密度對高油大豆蛋白質、油脂及脂肪酸含量影響較大,適當的增加種植密度,可提高高油大豆蛋白質含量。

圖1 不同密度對高油大豆蛋白質和脂肪含量的影響Fig.1 Effects of the different planting densities on protein and oil contents of high-oil soybean

表1 種植密度間蛋白質、油脂及脂肪酸含量的多重比較(%)Table 1 Multiple comparison of protein,oil and fatty acid contents under the different planting densities

表2 品種間蛋白質、油脂及脂肪酸含量的多重比較(%)Table 2 Multiple comparison of protein,oil and fatty acid contents of the different cultivars

2.2 施肥水平對高油大豆品質性狀的影響

在高、中、低3種施肥水平下,高油大豆蛋白質、油脂及脂肪酸含量均有明顯的變化。隨著施肥水平的增加,蛋白質含量下降,油脂含量升高(圖2)。方差分析表明,不同施肥水平和不同品種間高油大豆的蛋白質和油脂含量均達到極顯著差異水平,各種脂肪酸含量差異也達到顯著或極顯著差異,其中棕櫚酸、硬脂酸和油酸隨著施肥水平的升高而升高,亞油酸和亞麻酸則隨著施肥水平的升高而降低(表3、表4),且施肥水平與品種間的交互作用也達到顯著水平。說明隨著施肥水平的增加,可以不同程度的提高高油大豆油脂含量,改變各種脂肪酸比例,但降低了蛋白質含量,可能是由于蛋白質與油脂呈負相關的緣故。

圖2 不同施肥水平對高油大豆蛋白質和油脂含量的影響Fig.2 Effects of the different fertilizer levels on protein and oil contents of high-oil soybean

表3 施肥水平間蛋白質、油脂及脂肪酸含量的多重比較(%)Table 3 Multiple comparison of protein,oil and fatty acid contents under the different fertilizer levels

表4 品種間蛋白質、油脂及脂肪酸含量的多重比較(%)Table 4 Multiple comparison of protein,oil and fatty acid contents of the different cultivars

3 結論與討論

種植密度對大豆油脂和蛋白質含量的影響程度因品種而異[10]。本研究表明,在36×104～50×104株/hm2的密度范圍內,高油大豆的油脂含量隨密度的升高而降低,而蛋白質含量則略有升高,這與平春枝[9]等人的研究結果一致。因此,可以采用窄行密植栽培模式,縮小行距,增加株距,從而增加了單株營養面積,提高了油脂含量。在高油大豆育種的后代選擇中,早世代種植密度適合稀植,有利于單株油脂含量潛力的發揮,從而增加了高油單株的入選比例,增加了選育出高油大豆優良品種的機會。不同品種間以農大15751(P1)油脂含量最高,蛋白質含量以農大15064(P6)較高。各種脂肪酸含量受密度影響較大,不同密度間除棕櫚酸含量差異不顯著外,其他4種脂肪酸含量均達到極顯著差異,隨著密度的升高,各種脂肪酸總體的變化趨勢不明顯,但硬脂酸與油酸以及亞油酸與亞麻酸的變化趨勢是一致的。采用窄行密植栽培模式,通過降低種植密度來降低亞麻酸含量,有利于進行低亞麻酸育種。

合理的氮、磷、鉀營養水平及其配比,能夠協調土壤營養供應,促進大豆對養分的吸收和根瘤固氮,從而有利于大豆品質的改善[11-14]。李永孝[15]研究指出,氮、磷、鉀肥對大豆子粒蛋白質和油脂含量影響明顯,都有一個適值,過高或過低都使品質下降。本研究表明,施肥水平在90～300 kg/hm2的范圍內,高油大豆的油脂含量隨施肥水平的增加而增加,蛋白質含量則相反。說明適當增加施肥量,可以提高大豆的油脂含量,有利于提高高油大豆的產量和品質。不同品種間顯著差異,其中農大15751(P1)油脂含量最高,農大15064(P6)蛋白質含量較高,說明遺傳因素也是主要影響因子。各種脂肪酸含量受施肥水平影響較大,隨著施肥水平的升高,棕櫚酸、硬脂酸和油酸含量升高,亞油酸和亞麻酸含量降低,這可能是由于油酸與亞油酸、亞麻酸呈顯著負相關,而亞油酸與亞麻酸呈顯著正相關的緣故[16]。因此,在高油大豆生產中,采用窄行密植栽培模式,增加施肥水平(混合肥),可以達到既高油又高產的目的。

[1] 胡明祥,于德洋,孟祥勛,等.不同生態區域環境對中國大豆品質的影響[J].大豆科學,1990,9(1):41-48.Hu M X,Yu D Y,Meng X X et al.The effect of different ecogeo-graphic environment on the seed quality of soybean in China[J].Soyb.Sci.,1990,9(1):41-48.

[2] 孟祥勛,王曙明,李愛萍,等.不同年份及地點對大豆籽粒蛋白質和油脂的影響[J].吉林農業科學,1990,(4):17-20.Meng X X,Wang S M,Li A P et al.Protein and oil contents of soybean seeds as influenced by years and locations[J].J.Jilin Agric.Sci.,1990,(4):17-20.

[3] 劉丹,杜春英,于成龍.大豆在黑龍江省的生態適應性及種植格局[J].大豆科學,2008,27(3):80-83.Liu D,Du C Y,YuC L.Ecological adaptability evaluation and planting division of soybean in Heilongjiang province[J].Soyb.Sci.,2008,27(3):80-83.

[4] 李初英,孫祖東,陳懷珠,等.不同遮光脅迫對大豆產量性狀及產量的影響[J].大豆科學,2006,25(3):94-98.Li C Y,Sun Z D,Chen H Z et al.Study of the influence of shading stress to yield and yield characters of soybean[J].Soyb.Sci.,2006,25(3):94-98.

[5] 王志新.環境因素對大豆化學品質及產量影響研究.Ⅱ.遮光對大豆化學品質及產量的影響[J].大豆科學,2004,23(1):43-46.Wang Z X.Study of the influence on shading duration to yield and quality of soybean[J].Soyb.Sci.,2004,23(1):43-46.

[6] 胡國華,寧海龍,王寒冬,等.光照強度對大豆產量及品質的影響Ⅰ.全生育期光照強度變化對大豆油脂和蛋白質含量的影響[J].中國油料作物學報,2004,26(2):87-89.Hu G H,Ning H L,Wang H D et al.Effect of photo-intensity on quality and yield of soybeansⅠ.Effect of light-intensity on oil content and protein content of soybeans in the whole growth period[J].Chin.J.Oil Crop Sci.,2004,26(2):87-89.

[7] 汪越勝,蓋鈞鎰.中國大豆品種光溫綜合反應與短光照反應的關系[J].中國油料作物學報,2001,23(2):41-45.Wang Y S,Gai J Y.Study on major factor in the responses to photo temperature condition of soybeans from China[J].Chin.J.Oil Crop Sci.,2001,23(2):41-45.

[8] 苗保河,張為社,李戰國,等.栽培因子對高油大豆品種產量及其生理指標的影響[J].大豆科學,2004,23(4):71-74.Miao B H,Zhang W S,Li Z G et al.Effect of cultural factors on yield and physiological characters of oil soybean[J].Soyb.Sci.,2004,23(4):71-74.

[9] 楊慶凱.論大豆蛋白質含量與油分含量品質的變化及影響因素[J].大豆科學,2000,19(4):386-391.Yang Q K.On the soybean protein and oil content of the changes in the quality and influence factors[J].Soyb.Sci.,2000,19(4):386-391.

[10] 寧海龍,楊慶凱,李文霞,等.農藝措施對大豆籽粒蛋白質和油脂含量的影響[J].東北農業大學學報,2001,32(4):332-335.Ning H L,Yang Q K,Li W X et al.Effect of different agricultural measures on the protein and fatty content of soybean seed[J].J.Northeast Agric.Univ.,2001,32(4):332-335.

[11] 王志新.環境因素對大豆化學品質及產量影響研究 Ⅳ.常規肥料對大豆化學品質及產量影響[J].中國農學通報,2006,1(22):169-172.Wang Z X.The influence of fertilizer on the yield and quality of soybean[J].Chin.Agric.Sci.Bull.,2006,1(22):169-172.

[12] 任繼秋,李菊艷.氮肥對不同大豆品種產量及品質的影響[J].現代化農業,2005,(7):21-22.Ren J Q,Li J Y.Effect of nitrogenous fertilizer on yield and quality of different soybeans[J].Modern.Agric.,2005,(7):21-22.

[13] 苗興芬,陳慶山,申洪波,等.種肥對大豆籽粒蛋白質、油分含量形成的影響[J].大豆科學,2004,23(4):311-314.Miao X F,ChenQ S,ShenH B et al.Affection of seed fertilizeron protein and oil content of soybean seed[J].Soyb.Sci.,2004,23(4):311-314.

[14] 苗興芬,陳慶山,劉春艷,等.不同種肥對高油大豆籽粒蛋白質、油分含量的動態影響[J].大豆科學,2005,24(3):206-209.Miao X F,ChenQ S,Liu C Y et al.Dynamic effects on protein and oil content of soybean seeds in different seed fertilizers[J].Soyb.Sci.,2005,24(3):206-209.

[16] 莊無忌,韓華瓊,謝發明,等.栽培、野生、半野生大豆脂肪酸組成的初步分析研究[J].大豆科學,1984,3(3):223-230.Zhuang W J,Han H Q,Xie F M et al.Composition of fatty acid in cultivated,semi-cultivated andwild soybean[J].Soyb.Sci.,1984,3(3):223-230.