菜用大豆高雄9號養分平衡分析

成美玲，王冬群

(1.慈溪市周巷鎮人民政府，浙江 慈溪 315324；2.慈溪市農業監測中心，浙江 慈溪 315300)

在大豆中開展肥料試驗，已有較多的研究[1-8]。通過試驗得到農作物的養分吸收配比和累積量后，可以估算得到該農作物需要施用的肥料配比和用量。但是肥料施用到地里后，由于淋洗、土壤pH等原因，最終被農作物吸收利用的量也會有較大差異。通常需要多次的田間試驗來驗證其科學性，并根據地塊的現狀進行適當的修正，以便田間推廣應用。我們在前期進行了多年田間試驗，采用養分平衡法得到了菜用大豆最優的氮(N)、磷(P)、鉀(K)配比和施用量[9]，采用不同水平的肥料和種植密度試驗進一步優化了肥料使用量和種植密度[10]。菜用大豆高雄9號是中國臺灣選育的新品種，本試驗擬對前期得到的肥料配比和施肥量、種植密度在田間進行進一步的對比與驗證。

為驗證優化后的肥料配比和施肥量，以養分累積量、肥料利用率、肥料農學效率等多個指標對優化后的施肥方案進行分析，以期驗證施肥方案以及對方案進行進一步優化調整。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗在慈溪市坎墩玉蘭果蔬農場(121°15′40″E，30°15′25″N)進行。2021年4月19日播種施肥，不追施。采用穴施法，每4穴菜用大豆中間施一穴肥料，一次性穴施。地塊頭尾設保護行。小區面積4 m×5 m=20 m2，每小區176 穴(株距40 cm，行距33 cm)，每穴3顆豆種，即26萬株·hm-2。

試驗地0～20 cm土壤的pH為7.24，全氮含量為0.96 g·kg-1，水解性氮含量為79.1 mg·kg-1，有機質含量為13.8 g·kg-1，有效磷含量為80.2 mg·kg-1，速效鉀含量為224 mg·kg-1，水溶性鹽含量為1.2 g·kg-1，有效硼含量為0.70 mg·kg-1，交換性鎂含量為123.12 mg·kg-1。前茬為青菜。露地種植菜用大豆，品種為高雄9號。

1.2 試驗設計

氮肥為山東華魯恒升化工股份有限公司產尿素(N 46.0%)，磷肥為寧波市甬豐農業生產資料股份有限公司生產的高濃度磷肥(P2O540%)，鉀肥為德國鉀鹽公司生產的硫酸鉀(K2O 50%)。

按菜用大豆優化后的肥料配比，N、P2O5、K2O三者比例為33.1∶10.0∶23.1；農民習慣施肥按N、P2O5、K2O三者比例為15.0∶15.0∶15.0，各為90 kg·hm-2計算(表1)。不施追肥。

表1 菜用大豆試驗處理

1.3 樣品采集與測定

2021年7月8日在菜用大豆成熟期一次性采收菜用大豆豆莢與莖葉。在現場對每個小區的全部豆莢和莖葉稱重、記錄。部分豆莢、莖葉樣品帶回實驗室后，切碎、混勻分別稱取300 g，先用105 ℃殺青30 min，再用60 ℃烘干至恒重。干樣磨細后用硫酸-過氧化氫消煮，然后分別以擴散法測定氮含量，紫外分光光度法測定磷含量，火焰光度計法測定鉀含量。

2 結果與分析

2.1 地力分析

肥料的互作效應分析結果(表2)表明，磷、鉀和氮、磷、鉀的互作效應相對較高，N0PK、NPK分別比N0P0K0處理增產14.57%和27.33%；其次是氮、鉀和氮、磷的互作效應，NP0K、NPK0增產率分別為10.18%和2.02%。相對產量<50%、50%～75%、>75%～95%和>95%分別表示肥力等級極低、低、中和高。通過對缺素區相對產量分析發現，N0P0K0豆莢產量占NPK產量的78.53%；N0PK、NP0K、NPK0豆莢產量分別占全肥區NPK產量的89.98%、86.53%、80.12%，說明土壤全氮、有效磷、有效鉀含量均為中等水平，可見試驗用地屬于基礎地力中等。

表2 不同處理對產量的影響

2.2 不同處理產量特點分析

在本試驗中，N0PK、NPK0、NP0K處理產量都要低于全肥組NPK。莖葉產量也有類似現象，說明這個地塊的地力如果不施肥不能滿足菜用大豆高產的需要。優化后的NPK產量是最高的，可見通過優化NPK比例和施肥量，能達到減肥增效的效果。僅施磷處理N0PK0產量要明顯高于NP0K0、N0P0K處理，NP0K0、N0P0K處理產量要高于NPK0處理，少于N0PK、NP0K處理，但這幾個處理的產量都非常接近(表2)，說明這塊地的地力條件對菜用大豆高雄9號來說已能基本得到滿足。本試驗中豆莢/莖葉比在1.35～2.04，遠遠小于菜用大豆75-3豆莢/莖葉比2.33～2.78，可能是由于菜用大豆品種差異或產量差異造成的。

2.3 菜用大豆養分利用情況

盈虧量指肥料養分的投入量與作物養分吸收量的差值，盈虧率指(施入量/吸收量-1)×100%，用來衡量農田施肥水平及養分平衡。從表3來看，氮在各處理保持了不同程度的虧缺；P2O5除施肥量較大的MNX處理出現盈余外，其余處理都有不同程度的虧缺；K2O在所有處理中都出現了虧缺。主要原因是本次試驗的菜用大豆產量達到了較高水平，對N、P2O5、K2O需求較多。當N、P2O5、K2O施用量分別達到236.02、68.58、231.17 kg·hm-2，才可基本滿足養分平衡。豆莢中N、P2O5、K2O吸收量平均為116.17、34.41、92.96 kg·hm-2，莖葉中N、P2O5、K2O吸收量平均為80.55、23.58、107.18 kg·hm-2。可見豆莢對N、P2O5需求大于莖葉，對K2O需求小于莖葉。經計算可知本次試驗氮、磷、鉀肥料利用率分別為27.50%、21.91%和-4.55%。肥料農學效率指單位施肥量對作物籽粒產量增加的反映，本文中氮、磷、鉀肥料農學效率分別為10.23、45.56、29.09 kg·kg-1。

2.4 各處理氮磷鉀吸收量比例關系

吸收量指作物對肥料的累積量，施入量指施肥量。設菜用大豆對P2O5的吸收量為5.00，通過計算得到各處理N、P2O5、K2O吸收量的比例關系(表4)。可見總的N、P2O5、K2O吸收量的比例為：15.00～18.68、5.00、20.24～26.61，平均值為17.05、5.00、22.61。各處理并沒有因為N、P2O5、K2O施入量不同而吸收量比例出現明顯有規律的變化，三者保持了一個基本穩定的比例關系。這個特點為我們設計菜用大豆肥料配比提供了重要依據。豆莢中N、P2O5、K2O三者吸收量的比例為15.58～18.04、5.00、12.39～14.78，平均值為16.94、5.00、13.56，莖葉中N、P2O5、K2O三者吸收量的比例為14.80～20.27、5.00、20.24～26.61，平均值為17.05、5.00、22.61。

2.5 硼、鐵、鉬吸收累積

從表5可知，各處理菜用大豆對硼(B)、鐵(Fe)、鉬(Mo)養分累積分別達到了1 673.50～2 446.57 g·hm-2、37.52～88.57 kg·hm-2、887.82～2 207.09 g·hm-2，平均值分別為2 009.99 g·hm-2、63.75 kg·hm-2、1 266.69 g·hm-2。可見處理差異較大。可見豆莢對B、Fe、Mo養分累積分別達到了829.53～1 117.99 g·hm-2、6.74～12.72 kg·hm-2、430.20～995.11 g·hm-2，平均值為931.84 g·hm-2、9.58 kg·hm-2、613.37 g·hm-2。莖葉對B、Fe、Mo養分累積分別達到了813.60～1 368.98 g·hm-2、27.52～75.85 kg·hm-2、206.72～1 211.97 g·hm-2，平均值為1 078.16 g·hm-2、54.17 kg·hm-2、653.31 g·hm-2。可見整個生長季節需要Fe較多，尤其在莖葉中需要的Fe較多，豆莢中較少。而B、Mo吸收量相對較少，而豆莢和莖葉中的吸收量也差不多。

表5 B、Fe、Mo吸收累積情況

3 討論

本試驗優化后的方案在施肥量較少的情況下比農戶習慣施肥方案增產了14.55%。在土壤中NPK都處于中等肥力的情況，種植密度26 萬株·hm-2，N、P2O5、K2O分別施用149、45、104 kg·hm-2就可達到較高產量。但通過養分平衡，發現要達到15 215 kg·hm-2的目標產量，N、P2O5、K2O需分別施236.02、68.58、231.17 kg·hm-2，B、Fe、Mo需分別施2 009.99 g·hm-2、63.75 kg·hm-2、1 266.69 g·hm-2才能達到養分平衡。一般農戶在種植菜用大豆時很少施用B、Fe、Mo元素。從本次試驗發現，一個地塊如果長期種植菜用大豆，很可能會出現B、Fe、Mo缺乏癥，要適當補充B、Fe、Mo元素，特別是Fe元素。

在豆莢與莖葉中對各種元素的需求也不同。豆莢與莖葉中，N與P2O5比例關系非常接近，但是K2O在莖葉中的吸收比例要明顯高于豆莢。從吸收數量上看，豆莢對N與P2O5吸收量大，而莖葉對K2O吸收量大，提示我們如果是分次施肥的話，最好對N、P2O5、K2O比例有所變化。

當菜用大豆產量較低時，吸收的N、P2O5、K2O三者比例為33.1∶10.0∶23.1[9]，達到較高產量時，三者比例為33.93∶10.00∶34.52，發現2次試驗雖然產量發生變化，但是N、P2O5的比值變化很小，但產量較大時需要K的比例也大。這也提示我們要想獲得較高的產量，必須施足夠的鉀元素。33.93∶10.00∶34.52這個比例與住商肥料在菜用大豆推廣的16∶6∶21復合肥在磷鉀的比例關系上非常接近，同時因為菜用大豆本身具有固氮的能力，在實際種植過程可以適當少施氮肥。