西方东北地区大豆肥力研究:什么限制了高产和蛋白质?
根据2019/20年7次教学期间进行的调查，代表东北西部13.7万英亩灌溉大豆生产的40%的与会者报告称，在大豆繁殖阶段(最常见的比例为25-50磅N /ac)，化学了一定水平的氮肥。采用这种做法的主要原因是由于生物固氮和土壤残留氮往往不能满足高产大豆(> ~70 bu/ac)对氮的需求。
Mortzinis et al. (2017)研究人员从16所赠地大学的207个环境(站年)中收集数据，发现氮(0-2 bu/ac产量增加)对大豆的影响很小。此外，作者还提出，对N的响应变异可能取决于大豆品种、土壤特性、天气条件和/或农艺措施的差异(Mortzinis等人，2017）.然而，内布拉斯加州东部的一些研究(Cafaro La Menza等人，2018年，Wortmann et al. 2012)及堪萨斯州(韦斯利等，2014年)，研究人员量化了氮肥对产量的响应，足以证明与氮肥施用相关的额外费用是合理的。在一项研究中，应用在R3条件下，27 lb/ac N的产量平均增加1.1。Bu /ac跨越44个地点，> 60 Bu /ac产量，施用氮/氮54磅无增产效果。
东北西部大豆对晚季氮的响应
2017年，在三个西南县(帕金斯、蔡斯和林肯)进行了农场研究研究在R3(初荚)大豆上施用80磅氮/碳对产量和籽粒蛋白质无增加作用．此外，发现氮肥利用率低(约13%)，唯一显著的差异是作物残茬的氮/氮增加了5-14磅。研究方案在2018在生育后期(r5种子初期)生育期少施化肥(50磅N/ac)，但观察到相似的结果。所有研究的叶片组织分析都测试了低镁(Mg)，而N和所有其他常量和微量元素在大豆生长季节的大部分时间都保持在充足的范围内。
大豆中的生物制剂和堆肥-为什么不试试?
当来自东北(东北东部)Rulo的Jimmy Frederick种植了每公顷138亩的大豆为了赢得2017年的州和国家旱地大豆产量竞赛，许多农民想要学习他的方法。弗雷德里克先生没有施用任何合成氮肥，他的整个生育计划都是基于生物产品。在我们2018年东北西部的生育研究中，提前种植15英寸的大豆受益于种植前施用5吨/公顷的堆肥，产量高达107蒲式耳/公顷(在一个地点工作一年的结果)。这样的结果引发了重复研究的需要，并进一步研究其他可能提高大豆产量的生育方法。
2019年大豆肥力研究
2019年初，我们联系了公立大学和私营公司，为研究方案提供意见，该研究方案将比较东北西部大豆的多种生育方案。对12种生育方案进行了比较，包括:仅接种剂，高氮对照(400磅N/ac)，牛粪和鸡粪同时撒播和垄沟施用，两种水平的Mg肥料，以及根据我们当地肥料供应商推荐的种子和叶面处理(表1)的四种方案。GH2499X(黄金收获2.4成熟度)复制了三次，每个地块宽20英尺(8行)，长60英尺。该研究仅在一个地点(美国东北的格兰特)进行，在每个试验地收集以下数据:每两周收集一次土壤和组织样品、产量、谷物品质(蛋白质和油脂)和产量构成成分(植株/英亩、节/株、分枝/株、荚果/株、种子重量)。
| 泰爱泰党 | 生育治疗 | 应用程序时间 | 应用程序的方法 | 使用的产品和费率 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 控制——变质剂 | 种植 | 种子处理 | 变质剂,Verdesian@ 2 x率 |
| 2 | 控制-高N | 播前种植 | 广播 种子处理 |
尿素(46-0-0)@ 869磅/ac(400磅N/ac) 接种剂-佛得西亚@ 2倍速率 |
| 3. | 鸡粪 广播 |
播前 种植 |
广播 种子处理 |
Beju鸡粪(粒状)@ 12吨/吨 接种剂-佛得西亚@ 2倍速率 |
| 4 | 牛粪 广播 |
播前 种植 |
广播 种子处理 |
Beju牛粪(粒状)@ 12吨/吨 接种剂-佛得西亚@ 2倍速率 |
| 5 | 鸡粪 在皱纹 |
种植 | 种子处理 杀虫剂的盒子 |
接种剂-佛得西亚@ 2倍速率 Beju鸡粪(粉)@ 25lba /ac |
| 6 | 牛粪 在皱纹 |
种植 | 种子处理 杀虫剂的盒子 |
接种剂-佛得西亚@ 2倍速率 Beju牛粪(粉状)@ 25磅/加仑 |
| 7 | 毫克 高速率 |
播前 种植 |
广播 种子处理 |
MgSO4 @ 750磅/ac(270磅Mg/ac) 接种剂-佛得西亚@ 2倍速率 |
| 8 | 毫克 低利率 |
播前 种植 |
广播 种子处理 |
MgSO4 @ 388磅/ac(140磅Mg/ac) 接种剂-佛得西亚@ 2倍速率 |
| 9 | 极光 起动器+叶面 |
种植 种植 V3 V6 R2 R5 |
种子处理 种子处理 叶面 叶面 叶面 叶面 |
接种剂-佛得西亚@ 2倍速率 喧嚣@ 1加仑/ ac 增高@ 8 oz/ac(无产品标签)+意识到@ 2盎司/交流 增高@ 8 oz/ac(无产品标签)+实现@ 2 oz/ac 了解@ 4 oz/ac +N-cline@ 1加仑/ac + Evito @ 2 oz/ac 硼+钼(无产品标签)@ 1 qt/ac |
| 10 | Nutrien 1 起动器只 |
播前 种植 |
广播 种子处理 |
Micro Starter @ 0.3 gal/ac(无产品标签) 接种剂-佛得西亚@ 2倍速率 |
| 11 | Nutrien 2 起动器+叶面 |
播前 种植 R2 |
广播 种子处理 叶面 |
Micro Starter @ 0.3 gal/ac(无产品标签) 接种剂-佛得西亚@ 2倍速率 NutriSyncD @ 10 oz/ac |
| 12 | Kugler 叶的产品 |
种植 V2 V3 R2 R5 |
种子处理 叶面 叶面 叶面 叶面 |
接种剂-佛得西亚@ 2倍速率 KS178c@ 1加仑/ac +LS624@ 1加仑/ac +FA20@ 1加仑/ ac KS2075@ 1.5 gal/ac + LS624 @ 0.5 gal/ac + FA20 @ 1 pt/ac KS2075 @ 2 gal/ac + FA20 @ 1 pt/ac KS2075 @ 1 gal/ac + LS624 @ 1 gal/ac + FA20 @ 1 pt/ac |
关键的外卖
育性处理对大豆无影响
在本研究中，肥力处理对大豆产量、籽粒蛋白质、种子含油量或任何其他产量构成成分没有影响(表2)。此外，在七个不同生育期的任何土壤和组织分析中，肥力处理之间没有观察到差异。唯一显著的差异是施用牛粪和鸡粪的土壤中硫(S)含量较高。
| 泰爱泰党 | 治疗的名字 | 土壤pH值 | 收益率(bu / ac) | 谷物蛋白质(%) | 谷物油(%) | 植物/交流 | 节点/工厂 | 分公司/工厂 | 豆荚/ /工厂 | 种子/豆荚 | 种子重量(克) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 控制——变质剂 | 6．4 | 77 | 35．7 | 21．1 | 111078 | 15 | 3．1 | 41 | 2．5 | 149 |
| 2 | 控制-高N | ６．６ | 74 | 35．7 | 21 | 83345 | 15 | 3．8 | 62 | 2．5 | 162 |
| 3. | 鸡粪喷洒 | 6．8 | 78 | 34.9 | 20.8 | 96122 | 15 | 3．2 | 46 | 2．5 | 168 |
| 4 | 牛粪-播撒 | 6．4 | 73 | 35．5 | 20.9 | 102511 | 15 | 3．5 | 50 | 2．5 | 154 |
| 5 | 鸡粪-犁沟 | 6．5 | 74 | 35．5 | 21 | 117903 | 15 | 3．3 | 50 | 2．3 | 154 |
| 6 | 牛粪-在犁沟中 | 7．2 | 76 | 35.3 | 21.4 | 114345 | 15 | 3．2 | 45 | 2．3 | 160 |
| 7 | Mg -高速率 | 6．4 | 78 | 35.3 | 20.9 | 124582 | 15 | 3．1 | 47 | 2．4 | 151 |
| 8 | Mg -低速率 | 6．4 | 78 | 35．7 | 20.7 | 112965 | 15 | 3．3 | 51 | 2．5 | 150 |
| 9 | 极光- Starter + leaf | 6．8 | 74 | 34．5 | 20.6 | 116044 | 15 | 3. | 44 | 2．3 | 153 |
| 10 | 营养1 -初学者 | 6．2 | 77 | 36 | 20.9 | 121097 | 14 | 3．4 | 47 | 2．4 | 155 |
| 11 | 营养品2 -发酵剂+叶面 | 6．1 | 76 | 36 | 21 | 111804 | 15 | 2．9 | 43 | 2．4 | 162 |
| 12 | Kugler -叶面产品 | 6．8 | 76 | 35．5 | 21 | 116450 | 15 | 3. | 44 | 2．4 | 155 |
| 所有处理的平均值 | ６．６ | 75.9 | 35.4 | 20.9 | 111057 | 15 | 3．2 | 47 | 2．4 | 155 | |
| 差异5%显著性 | 1．1 | 12 | 1．4 | 0.94 | 22863 | 1．5 | 0．9 | 11 | ０．２ | 7 | |
| 变异系数 | 10．4 | 11 | 2．5 | 2.83 | 13 | ６．６ | 16．7 | 15 | 4．8 | 18 |
施氮对大豆的产量不是限制因素(73-77个单位范围)。
高氮处理(400 lbs N/ac)在季节结束时，土壤表层24英寸的土壤中残留了53 lbs N/ac，比接种根瘤菌的大豆残留了23 lbs N/ac(数据未显示)。在土壤中残留大量氮且产量与其他处理相似的情况下，我们可以得出结论，在本研究中，氮供应不是产量限制因素(表2)。
大豆将弥补林分损失。
虽然在研究小区中观察到了不同的收获群体(64,000至147,000株/ac)，但由于单个大豆植株上的节、枝和荚数量较少，在较高群体中并未观察到产量的增加(图3)。这些发现与我们的研究结果一致2018年研究成果还有许多其他的结果内布拉斯加州进行的农场研究试验．
土壤pH值是限制大豆产量和籽粒蛋白质含量的主要因素
尽管研究区地势相对平坦，土壤类型均匀，土壤有机质(OM)和阳离子交换能力相似，但土壤pH值在不同地块之间差异显著(5.6 - 8.2)。表3的相关分析表明，大豆产量和籽粒蛋白质的显著变化率可以用土壤pH值的变化来解释。例如，当土壤pH值> 7.5时，产量降低了10个百分点，籽粒蛋白质减少了1.5%(图2)。
| 参数 | 土壤pH值 | 收益率 | 谷物蛋白质(%) | 谷物油(%) | 植物/交流 | 节点/工厂 | 分公司/工厂 | 豆荚/工厂 | 种子/豆荚 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 收益率 | -0.55 * | ||||||||
| 谷物蛋白质 | -0.67 * | 0.35 * | |||||||
| 谷物油 | ０．０５ | 0.09 | -0.06 | ||||||
| 植物/交流 | 0．24 | -0.15 | -0.1 | -0.04 | |||||
| 节点/工厂 | -0.03 | 0．12 | -0.01 | -0.15 | -0.3 | ||||
| 分支/工厂 | -0.26 | 0.07 | 0.29 | -0.28 | -0.36 * | 0.39 * | |||
| 豆荚/工厂 | 0．17 | -0.06 | -0.09 | -0.1 | -0.42 * | 0.56 * | 0.47 * | ||
| 种子/豆荚 | -0.22 | 0.28 | 0．14 | -0.08 | -0.21 | -0.01 | 0.21 | 0.07 | |
| 1000粒重(克) | -0.16 | 0.22 | 0．26 | -0.02 | -0.39 * | -0.04 | -0.09 | 0．08 | 0.03 |
*相关系数在5%水平显著。系数的符号表示关系的性质(正+或负-)，系数的大小(从0到1)表示线性关系的强度。
镁(Mg)摄取受阻
组织样品中的镁含量在生殖早期(R1-R3)处于充足范围的低端，而在生殖晚期(R3-R7;图3)。繁殖后期(R3-R4) Mg水平的下降与大豆组织中Ca浓度的急剧增加相一致，提出合理的抑制(即不太可能优惠)吸收钙/镁(图3)。随着土壤pH值增加了土壤中钙和镁的浓度的解决方案(图4)。然而,Ca在土壤溶液浓度Mg相比不成比例地增加,导致Ca: Mg饱和度(K:毫克)增加,特别是在土壤pH值> 6.7的情况下(图5)。我们假设，由于土壤向土壤溶液中补钙的比例不均衡，大豆对Mg的吸收可能会受到阻碍，尤其是在繁殖后期。
钼(Mo)含量在生殖后期较低
在种子灌浆期，大豆组织中的钼含量处于充足范围的低端(图6和7)。由于大豆的标准土壤和组织检测中没有钼，我们缺乏土壤水平和早期生殖组织分析的数据。钼在大豆固氮中起着重要的作用，提高钼在大豆生殖后期对植株的有效性可能有助于大豆保持较高的固氮率。在整个生长季节，所有其他微量营养素都在充足的范围内。
建议
本研究的结果验证了目前UNL对大豆的肥料建议，特别是避免常规施氮。对氮肥的需求不能通过土壤试验来预测;因此，在作出决定之前，建议进行季节组织取样，并检查根瘤的数量、扩散和活动。然而，大豆对氮的反应更可能发生在高产环境(> 80 bu/ac)和某些条件下，如土壤pH < 5.5，有机质< 1.5%或结瘤不良(Wortmann等人，2018年）.当涉及到堆肥、肥料和其他特殊产品(微量元素、叶面产品等)的应用时，需要进行更多的研究，以确定特定的环境条件和那些可能需要应用的大豆品种。
土壤pH值是影响大豆产量和籽粒蛋白质含量的主要因素。pH为> 7.5时，大豆产量和籽粒蛋白显著下降。，它在最佳pH范围(5.5-7.0)用于大豆养分吸收和生物固氮。在实地测绘各种土壤性质和区域/卫星图像方面的最新进展可以帮助农民识别土壤pH值高的区域，并将它们作为具体的区域。提高大豆管理当钙质土壤pH > 7.5,特别是如果石灰诱导萎黄病的症状之前观察,可能包括:小心使用除草剂,种植品种缺铁性宽容在30英寸行播种率更高,避免土壤硝酸盐含量高,并应用chelated-iron在皱纹。
在过去的几年里，我们的大豆研究和农场样本的组织分析一直显示镁的水平很低/临界。然而，土壤分析总是表明充足的Mg供应和Ca:Mg饱和比率的范围被认为是最适合大豆生产的。在灌溉水中施用大量的Mg。此外，我们观察到施用140和270磅Mg/ac并没有增加产量(或增加组织中的Mg水平);大约30每磅Mg/ac通过灌溉水施用．虽然大量钙似乎会阻碍Mg的吸收，但在东北西部施用Mg肥对大豆产量没有影响。
参考文献
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