大豆專用肥的制備及應用性能探討

張衛衛，吳安昌，程婷婷，陳 軍，周傳勝

(1.安徽輝隆集團五禾生態肥業有限公司 安徽蚌埠 233002；2.安徽省水溶肥料工程技術研究中心 安徽蚌埠 233002)

大豆具有重要的經濟價值，它是人類食品中淀粉、蛋白質、油和蔬菜的重要來源之一[1]。大豆與土壤中的根瘤菌共生形成根瘤，可固定空氣中的氮氣滿足自身需求，但如果土壤中根瘤菌的數量不足或菌種不良，農戶需施用化學氮肥來提高大豆產量，這樣將導致出現土壤板結、養分流失等環境問題[2-4]。

針對上述問題，一般通過接種已培養的根瘤菌菌種，然后與肥料顆粒進行包膜處理，這樣對提高大豆產量具有一定的促進作用[5-6]。但因這種包膜處理很容易出現根瘤菌的脫落，而根瘤菌在無機養分中不易存活，導致根瘤菌接種不充分，再加上一些肥料中缺少適量的鈣、鎂中量元素和硼元素等[7]，達不到在安徽地區種植的大豆對養分的需求，最終導致減產。

針對腐殖酸具有改良土壤、提高肥效以及改善農產品品質等作用，同時具有與鉬元素協同提高大豆根瘤菌固氮效率的特點[8-10]，制備了一種養分均衡、增產增效的含有根瘤菌的大豆專用肥。

1 試驗部分

1.1 主要原料和儀器

1.1.1 主要原料

改性腐殖酸鈉由腐殖酸鈉、EM復合菌株、水溶性淀粉、米糠、麥麩和適量水發酵改性得到，其中發酵各組分質量分數為腐殖酸鈉55.0%、EM復合菌株0.5%、水溶性淀粉10.0%、米糠5.0%、麥麩5.0%和水24.5%，于55 ℃密封發酵培養15 d，每隔3 d攪拌一次，發酵結束后，在75 ℃下進行恒溫烘干處理，并研磨成粒徑為18 μm(800目)的粉末。

改性風化煤的改性制作同改性腐殖酸鈉。

EM菌為堆肥專用濃縮EM菌粉；根瘤菌菌種在中國農業微生物菌種保藏管理中心的ACCC編號為15176，根瘤菌屬名Bradyrhizobium。

氨基酸螯合鋅、氨基酸螯合錳、氨基酸螯合鐵和氨基酸螯合鉬為市售產品，均采購于浙江省臨海市涌泉鎮化工肥料廠，產品級別為農用肥料級，其中含鋅、錳、鐵、鉬的質量分數依次為13%、10%、10%、15%。

普通復合肥的N-P2O5-K2O為20-15-15，總有效養分質量分數為50%。

1.1.2 主要儀器

恒溫恒濕培養箱：HWS-100G型，上海印溪儀器有限公司。

恒溫烘箱：DZF-6020A型，上海力辰儀器科技有限公司。

1.2 制備含根瘤菌的大豆專用肥

1.2.1 7%改性腐殖酸鈉包膜尿素

以粒徑2～3 mm的尿素顆粒為核芯肥，在核芯肥外噴淋一層黏結劑(由羥丙基纖維素和海藻酸鈉以質量比2∶1混合配制成的質量分數為2%的水溶液，下同)，然后噴撒一層改性腐殖酸鈉，固化后重復上述步驟，直至改性腐殖酸鈉的質量分數為7%。

1.2.2 55%氨基酸螯合鈣鎂包膜尿素

以粒徑1～2 mm的尿素顆粒為核芯肥，在核芯肥外噴淋一層上述黏結劑，然后將氨基酸螯合鈣-氨基酸螯合鎂(1+1)混合粉末均勻噴撒在核芯肥上，固化后重復上述步驟，直至氨基酸螯合物的質量分數為55%。

1.2.3 根瘤菌組合物顆粒

將市購ACCC編號為15176的根瘤菌進行液體發酵，培養得到大豆根瘤菌發酵液，每毫升約含根瘤菌數5.5×108個，霧化均勻噴灑在改性風化煤上(發酵液與改性風化煤的質量比為1∶9)，然后在不超過30 ℃的室溫條件下自然風干；將所得根瘤菌劑混合物與氨基酸螯合鋅、氨基酸螯合錳、氨基酸螯合鐵、硼砂和氨基酸螯合鉬按質量比為1∶9∶6∶1∶1∶1混合均勻，于25 ℃造粒得到根瘤菌組合物顆粒。

1.2.4 大豆專用肥

將上述所得7%改性腐殖酸鈉包膜尿素、55%氨基酸螯合鈣鎂包膜尿素和根瘤菌組合物顆粒與普通尿素、聚磷酸銨、硫酸鉀、三聚磷酸鉀按5.5∶15.0∶20.0∶19.5∶12.0∶8.0∶20.0進行混合，攪拌混勻，即得含根瘤菌的大豆專用肥，其N-P2O5-K2O為20-15-15，總有效養分質量分數為50%。

1.3 肥效試驗

1.3.1 試驗地點

試驗設在安徽省蚌埠市五河縣東劉集鎮周莊村和安徽省淮南市壽縣龍頭村，土壤類型分別為砂姜黑土和白黃土，土壤理化性狀為：有機質16.00 g/kg、全氮1.11 g/kg、速效磷15.9 mg/kg、速效鉀108.0 mg/kg、pH 7.2和有機質19.29 g/kg、全氮1.25 g/kg、速效磷19.6 mg/kg、速效鉀106.0 mg/kg、pH 7.5。

1.3.2 試驗時間

夏大豆分別于2016年和2017年麥子收割后播種。

1.3.3 供試大豆品種及處理方式

供試的大豆品種：周莊村為皖豆15，龍頭村為豫豆22。

在試驗田中，試驗組隨機選取，共設置3組，每個試驗組重復3次，每個試驗組面積為100 m2，供試肥料為上述含根瘤菌的大豆專用肥，并以同等養分普通復合肥進行平行對照，其中每畝(1畝=667 m2，下同)施肥25～35 kg，以不施肥為空白對照。

1.3.4 施肥方法

在大豆播種時，利用播種施肥一體機一次性每畝施用25～35 kg含有根瘤菌的大豆專用肥，根據當地施肥水平和產量水平，酌情增減用量。

1.3.5 根瘤菌的數量、質量及大豆產量統計方法

經過2年的田間試驗，排除天氣因素的影響，采集試驗組田間數據，在大豆發芽后45 d左右，隨機整株拔起30棵大豆，對植株根部的根瘤菌數量和質量進行統計，重復3次，計算平均值。每個試驗組的大豆成熟后，分別統計大豆產量。

1.3.6 經濟效益分析

大豆和肥料價格按當地市場價計算，其中大豆價格為4元/kg，普通復合肥價格為2 550元/t，含根瘤菌的大豆專用肥價格為3 500元/t。

產值=大豆產量×大豆價格；

毛利潤=大豆產量×大豆價格-施肥量×肥料價格(施肥量按照平均30 kg/畝折算)；

效益1=對照組或試驗組毛利潤-空白組毛利潤；

效益2=試驗組毛利潤-對照組毛利潤。

2 試驗結果與討論

2.1 對大豆根瘤菌數量和質量的影響

2016年、2017年在周莊村和龍頭村進行的大豆根瘤菌數量和質量試驗結果見圖1和圖2。

從圖1可看出：施用含根瘤菌的大豆專用肥組所得大豆的根瘤菌數量與不施肥空白組的相比，2016年周莊村、龍頭村的統計數分別提高425%、300%，2017年周莊村、龍頭村的統計數分別提高285%、222%；與施用普通復合肥組的相比，2016年周莊村、龍頭村的統計數分別提高133%、100%，2017年周莊村、龍頭村的統計數分別提高92%、70%。從圖2可看出：施用含根瘤菌的大豆專用肥組所得大豆的根瘤菌質量與不施肥空白組的相比，2016年周莊村、龍頭村的統計數分別提高500%、370%，2017年周莊村、龍頭村的統計數分別提高300%、230%；與施用普通復合肥組的相比，2016年周莊村、龍頭村的統計數分別提高140%、113%，2017年周莊村、龍頭村的統計數分別提高97%、75%。

2.2 對大豆產量的影響

2016年、2017年在周莊村和龍頭村進行的大豆產量試驗結果見圖3。

從圖3可看出：施用含根瘤菌的大豆專用肥組所種植大豆的產量與不施肥空白組的相比，2016年周莊村、龍頭村的產量分別提高76%、77%，2017年周莊村、龍頭村的產量分別提高67%、54%；與施用普通復合肥組的相比，2016年周莊村、龍頭村的產量分別提高22%、26%，2017年周莊村、龍頭村的產量分別提高20%、17%。

2.3 對大豆效益的影響

不同處理組對大豆效益的影響見表1。

表1 不同處理組對大豆效益的影響 元/畝

由表1可以看出：施用含根瘤菌的大豆專用肥種植大豆所得效益與施用普通復合肥組的相比，2016年周莊村、龍頭村增加的效益分別為144.02元/畝、139.86元/畝，2017年周莊村、龍頭村增加的效益分別為179.54元/畝、148.22元/畝；與不施肥空白組的相比，2016年周莊村、龍頭村增加的效益分別為304.76 元/畝、302.52 元/畝，2017年周莊村、龍頭村增加的效益分別為334.72 元/畝、308.00 元/畝。

3 結語

2年的田間試驗結果表明，與施用相同氮磷鉀比例的普通復合肥以及不施肥處理相比，施用含根瘤菌的大豆專用肥對大豆根瘤菌數量、質量以及大豆產量具有明顯的促進作用。含根瘤菌的大豆專用肥配方中添加的腐殖酸鈉不僅能刺激大豆根系的生長，而且對大豆根瘤菌固氮效果具有促進作用，可提高固氮效率。含根瘤菌的大豆專用肥能提升大豆根系根瘤菌接種成功率，從而提高大豆產量，使種植大豆的經濟效益增加。