大豆專用肥的制備及應(yīng)用性能探討

張衛(wèi)衛(wèi)，吳安昌，程婷婷，陳 軍，周傳勝

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

大豆具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，它是人類食品中淀粉、蛋白質(zhì)、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?dú)鉂M足自身需求，但如果土壤中根瘤菌的數(shù)量不足或菌種不良，農(nóng)戶需施用化學(xué)氮肥來提高大豆產(chǎn)量，這樣將導(dǎo)致出現(xiàn)土壤板結(jié)、養(yǎng)分流失等環(huán)境問題[2-4]。

針對上述問題，一般通過接種已培養(yǎng)的根瘤菌菌種，然后與肥料顆粒進(jìn)行包膜處理，這樣對提高大豆產(chǎn)量具有一定的促進(jìn)作用[5-6]。但因這種包膜處理很容易出現(xiàn)根瘤菌的脫落，而根瘤菌在無機(jī)養(yǎng)分中不易存活，導(dǎo)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(dá)不到在安徽地區(qū)種植的大豆對養(yǎng)分的需求，最終導(dǎo)致減產(chǎn)。

針對腐殖酸具有改良土壤、提高肥效以及改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)等作用，同時(shí)具有與鉬元素協(xié)同提高大豆根瘤菌固氮效率的特點(diǎn)[8-10]，制備了一種養(yǎng)分均衡、增產(chǎn)增效的含有根瘤菌的大豆專用肥。

1 試驗(yàn)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(fù)合菌株、水溶性淀粉、米糠、麥麩和適量水發(fā)酵改性得到，其中發(fā)酵各組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為腐殖酸鈉55.0%、EM復(fù)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(fā)酵培養(yǎng)15 d，每隔3 d攪拌一次，發(fā)酵結(jié)束后，在75 ℃下進(jìn)行恒溫烘干處理，并研磨成粒徑為18 μm(800目)的粉末。

改性風(fēng)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(nóng)業(yè)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(chǎn)品，均采購于浙江省臨海市涌泉鎮(zhèn)化工肥料廠，產(chǎn)品級別為農(nóng)用肥料級，其中含鋅、錳、鐵、鉬的質(zhì)量分?jǐn)?shù)依次為13%、10%、10%、15%。

普通復(fù)合肥的N-P2O5-K2O為20-15-15，總有效養(yǎng)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%。

1.1.2 主要儀器

恒溫恒濕培養(yǎng)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(jié)劑(由羥丙基纖維素和海藻酸鈉以質(zhì)量比2∶1混合配制成的質(zhì)量分?jǐn)?shù)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(fù)上述步驟，直至改性腐殖酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)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(jié)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(fù)上述步驟，直至氨基酸螯合物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)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(jìn)行液體發(fā)酵，培養(yǎng)得到大豆根瘤菌發(fā)酵液，每毫升約含根瘤菌數(shù)5.5×108個(gè)，霧化均勻噴灑在改性風(fēng)化煤上(發(fā)酵液與改性風(fēng)化煤的質(zhì)量比為1∶9)，然后在不超過30 ℃的室溫條件下自然風(fēng)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(zhì)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(jìn)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(yǎng)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%。

1.3 肥效試驗(yàn)

1.3.1 試驗(yàn)地點(diǎn)

試驗(yàn)設(shè)在安徽省蚌埠市五河縣東劉集鎮(zhèn)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(jī)質(zhì)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(jī)質(zhì)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(yàn)時(shí)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(yàn)田中，試驗(yàn)組隨機(jī)選取，共設(shè)置3組，每個(gè)試驗(yàn)組重復(fù)3次，每個(gè)試驗(yàn)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(yǎng)分普通復(fù)合肥進(jìn)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(shí)，利用播種施肥一體機(jī)一次性每畝施用25～35 kg含有根瘤菌的大豆專用肥，根據(jù)當(dāng)?shù)厥┓仕胶彤a(chǎn)量水平，酌情增減用量。

1.3.5 根瘤菌的數(shù)量、質(zhì)量及大豆產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)方法

經(jīng)過2年的田間試驗(yàn)，排除天氣因素的影響，采集試驗(yàn)組田間數(shù)據(jù)，在大豆發(fā)芽后45 d左右，隨機(jī)整株拔起30棵大豆，對植株根部的根瘤菌數(shù)量和質(zhì)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，重復(fù)3次，計(jì)算平均值。每個(gè)試驗(yàn)組的大豆成熟后，分別統(tǒng)計(jì)大豆產(chǎn)量。

1.3.6 經(jīng)濟(jì)效益分析

大豆和肥料價(jià)格按當(dāng)?shù)厥袌鰞r(jià)計(jì)算，其中大豆價(jià)格為4元/kg，普通復(fù)合肥價(jià)格為2 550元/t，含根瘤菌的大豆專用肥價(jià)格為3 500元/t。

產(chǎn)值=大豆產(chǎn)量×大豆價(jià)格；

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

效益1=對照組或試驗(yàn)組毛利潤-空白組毛利潤；

效益2=試驗(yàn)組毛利潤-對照組毛利潤。

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 對大豆根瘤菌數(shù)量和質(zhì)量的影響

2016年、2017年在周莊村和龍頭村進(jìn)行的大豆根瘤菌數(shù)量和質(zhì)量試驗(yàn)結(jié)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(shù)量與不施肥空白組的相比，2016年周莊村、龍頭村的統(tǒng)計(jì)數(shù)分別提高425%、300%，2017年周莊村、龍頭村的統(tǒng)計(jì)數(shù)分別提高285%、222%；與施用普通復(fù)合肥組的相比，2016年周莊村、龍頭村的統(tǒng)計(jì)數(shù)分別提高133%、100%，2017年周莊村、龍頭村的統(tǒng)計(jì)數(shù)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(zhì)量與不施肥空白組的相比，2016年周莊村、龍頭村的統(tǒng)計(jì)數(shù)分別提高500%、370%，2017年周莊村、龍頭村的統(tǒng)計(jì)數(shù)分別提高300%、230%；與施用普通復(fù)合肥組的相比，2016年周莊村、龍頭村的統(tǒng)計(jì)數(shù)分別提高140%、113%，2017年周莊村、龍頭村的統(tǒng)計(jì)數(shù)分別提高97%、75%。

2.2 對大豆產(chǎn)量的影響

2016年、2017年在周莊村和龍頭村進(jìn)行的大豆產(chǎn)量試驗(yàn)結(jié)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(chǎn)量與不施肥空白組的相比，2016年周莊村、龍頭村的產(chǎn)量分別提高76%、77%，2017年周莊村、龍頭村的產(chǎn)量分別提高67%、54%；與施用普通復(fù)合肥組的相比，2016年周莊村、龍頭村的產(chǎn)量分別提高22%、26%，2017年周莊村、龍頭村的產(chǎn)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(fù)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(jié)語

2年的田間試驗(yàn)結(jié)果表明，與施用相同氮磷鉀比例的普通復(fù)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(shù)量、質(zhì)量以及大豆產(chǎn)量具有明顯的促進(jìn)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(jìn)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(chǎn)量，使種植大豆的經(jīng)濟(jì)效益增加。