种植密度和施肥水平对高油大豆品质性状的影响

朱洪德,冯丽娟,于洪久,王春凤

(1黑龙江八一农垦大学农学院,黑龙江大庆163319;2黑龙江垦丰种业有限公司,黑龙江哈尔滨150088;3黑龙江省农科院农村能源研究所,黑龙江哈尔滨150086)

大豆作为一种重要的粮油兼用型作物,在国民经济及人们的生活中占有重要的地位,是植物油及植物蛋白的重要来源。大豆的油脂及蛋白质含量是由不同品种本身的遗传物质决定的,同时还受生态条件(诸如地理经纬度、海拔高度、光照强度、水分、温度、肥料等)影响[1-9]。为了提高大豆的品质,在选择优质品种的同时,还可以通过改善其生态条件来提高其品质。本试验以不同种植密度和大豆生产中最常用的3种肥料,在大田生产条件下研究其对高油大豆品质性状的影响,以期为高油大豆的高产优质栽培提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验设计

试验于2005年在黑龙江八一农垦大学农业科研所进行,包括两组试验,试验地前茬为玉米。供试土壤:试验Ⅰ为草甸黑钙土,耕层0—20 cm有机质含量为 53.1g/kg,全氮 2.91 g/kg,速效氮 231.83 mg/kg,速效磷 126.27 mg/kg,速效钾 230.67 mg/kg;试验Ⅱ为白浆土,耕层0—20 cm有机质含量为19.4 g/kg,碱解氮 122.5 mg/kg,有效磷21.76mg/kg,速效钾110.0 mg/kg,pH为5.96。

供试材料为黑龙江八一农垦大学农业科研所大豆育种室培育的8个高油大豆品种。各品种的油脂、蛋白质含量分别为:农大 15751(P1)22.4%、38.7%;农大15404(P2)22.1%、40.0%;农大 25898(P3)22.2%、39.5%;农大 25910(P4)22.1%、39.2%;农大15067(P5)22.0%、41.5%;农大15064(P6)21.5%、42.1%;农大 96065(P7)21.6%、41.9%;农大96069(P8)22.1%、42.0%。分别来自两种类型即高油×高油和低油×高油的4个组合。具体设计如下:

试验Ⅰ:种植密度对高油大豆品质性状的影响,采用种植密度与品种二因素裂区试验,主区为种植密度,设高(50×104株/hm2)、中(43×104株/hm2)、低(36×104株/hm2)3水平,分别以M1、M2、M3 表示 ;副区为品种 P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8,共24个处理,3次重复,随机区组排列。3行区,行长10 m,垄距45 cm,小区面积为13.5 m2,总施肥量为210 kg/hm2,按N∶P2O5∶K2O=1∶2∶0.5 混合 ,5 月5日播种,10月1日收获,小区实收测产,田间管理同常规生产田。

试验Ⅱ:施肥水平对高油大豆品质性状的影响,采用施肥水平与品种二因素裂区试验,主区为施肥水平,以生产上大豆田常用的3种肥料(尿素、磷酸二铵、氯化钾)作为参试肥料,设高(300 kg/hm2)、中(210 kg/hm2)、低(90 kg/hm2)3 水平,按N∶P2O5∶K2O=1∶2∶0.5 混合 ,分别以 F1、F2、F3 表示 ;副区为品种,共24个处理,3次重复,随机区组排列。三行区,行长 10 m,垄距45 cm,小区面积 13.5 m2,密度45×104株/hm2,5月5日播种,10月1日收获,小区实收测产,田间管理同常规生产田。

1.2 测定项目及方法

子粒中油脂及蛋白质含量测定采用FOSS公司生产的Infratec1255型近红外整粒谷物快速测定仪。脂肪酸由农业部谷物及制品质量监督检验测试中心(哈尔滨)采用B-815/820型Buchi油脂/脂肪酸分析仪测定。

试验数据统计利用DPS v3.01和Excel进行处理分析,采用Duncan法进行均值的多重比较。

2 结果与分析

2.1 种植密度对高油大豆品质性状的影响

在高、中、低三种种植密度下,随着种植密度的增加,蛋白质含量升高,油脂含量降低(图1)。方差分析表明,不同种植密度间和不同品种间高油大豆的蛋白质和油脂含量均达到显著差异,各种脂肪酸除棕榈酸含量未达到显著差异水平,其他4种脂肪酸含量均达到极显著差异(表1、表2),且种植密度与品种之间交互作用也达显著水平。说明种植密度对高油大豆蛋白质、油脂及脂肪酸含量影响较大,适当的增加种植密度,可提高高油大豆蛋白质含量。

图1 不同密度对高油大豆蛋白质和脂肪含量的影响Fig.1 Effects of the different planting densities on protein and oil contents of high-oil soybean

表1 种植密度间蛋白质、油脂及脂肪酸含量的多重比较(%)Table 1 Multiple comparison of protein,oil and fatty acid contents under the different planting densities

表2 品种间蛋白质、油脂及脂肪酸含量的多重比较(%)Table 2 Multiple comparison of protein,oil and fatty acid contents of the different cultivars

2.2 施肥水平对高油大豆品质性状的影响

在高、中、低3种施肥水平下,高油大豆蛋白质、油脂及脂肪酸含量均有明显的变化。随着施肥水平的增加,蛋白质含量下降,油脂含量升高(图2)。方差分析表明,不同施肥水平和不同品种间高油大豆的蛋白质和油脂含量均达到极显著差异水平,各种脂肪酸含量差异也达到显著或极显著差异,其中棕榈酸、硬脂酸和油酸随着施肥水平的升高而升高,亚油酸和亚麻酸则随着施肥水平的升高而降低(表3、表4),且施肥水平与品种间的交互作用也达到显著水平。说明随着施肥水平的增加,可以不同程度的提高高油大豆油脂含量,改变各种脂肪酸比例,但降低了蛋白质含量,可能是由于蛋白质与油脂呈负相关的缘故。

图2 不同施肥水平对高油大豆蛋白质和油脂含量的影响Fig.2 Effects of the different fertilizer levels on protein and oil contents of high-oil soybean

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

表4 品种间蛋白质、油脂及脂肪酸含量的多重比较(%)Table 4 Multiple comparison of protein,oil and fatty acid contents of the different cultivars

3 结论与讨论

种植密度对大豆油脂和蛋白质含量的影响程度因品种而异[10]。本研究表明,在36×104～50×104株/hm2的密度范围内,高油大豆的油脂含量随密度的升高而降低,而蛋白质含量则略有升高,这与平春枝[9]等人的研究结果一致。因此,可以采用窄行密植栽培模式,缩小行距,增加株距,从而增加了单株营养面积,提高了油脂含量。在高油大豆育种的后代选择中,早世代种植密度适合稀植,有利于单株油脂含量潜力的发挥,从而增加了高油单株的入选比例,增加了选育出高油大豆优良品种的机会。不同品种间以农大15751(P1)油脂含量最高,蛋白质含量以农大15064(P6)较高。各种脂肪酸含量受密度影响较大,不同密度间除棕榈酸含量差异不显著外,其他4种脂肪酸含量均达到极显著差异,随着密度的升高,各种脂肪酸总体的变化趋势不明显,但硬脂酸与油酸以及亚油酸与亚麻酸的变化趋势是一致的。采用窄行密植栽培模式,通过降低种植密度来降低亚麻酸含量,有利于进行低亚麻酸育种。

合理的氮、磷、钾营养水平及其配比,能够协调土壤营养供应,促进大豆对养分的吸收和根瘤固氮,从而有利于大豆品质的改善[11-14]。李永孝[15]研究指出,氮、磷、钾肥对大豆子粒蛋白质和油脂含量影响明显,都有一个适值,过高或过低都使品质下降。本研究表明,施肥水平在90～300 kg/hm2的范围内,高油大豆的油脂含量随施肥水平的增加而增加,蛋白质含量则相反。说明适当增加施肥量,可以提高大豆的油脂含量,有利于提高高油大豆的产量和品质。不同品种间显著差异,其中农大15751(P1)油脂含量最高,农大15064(P6)蛋白质含量较高,说明遗传因素也是主要影响因子。各种脂肪酸含量受施肥水平影响较大,随着施肥水平的升高,棕榈酸、硬脂酸和油酸含量升高,亚油酸和亚麻酸含量降低,这可能是由于油酸与亚油酸、亚麻酸呈显著负相关,而亚油酸与亚麻酸呈显著正相关的缘故[16]。因此,在高油大豆生产中,采用窄行密植栽培模式,增加施肥水平(混合肥),可以达到既高油又高产的目的。

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