菜用大豆高雄9號(hào)養(yǎng)分平衡分析

成美玲，王冬群

(1.慈溪市周巷鎮(zhèn)人民政府，浙江 慈溪 315324；2.慈溪市農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)中心，浙江 慈溪 315300)

在大豆中開展肥料試驗(yàn)，已有較多的研究[1-8]。通過試驗(yàn)得到農(nóng)作物的養(yǎng)分吸收配比和累積量后，可以估算得到該農(nóng)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(nóng)作物吸收利用的量也會(huì)有較大差異。通常需要多次的田間試驗(yàn)來驗(yàn)證其科學(xué)性，并根據(jù)地塊的現(xiàn)狀進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚?，以便田間推廣應(yīng)用。我們?cè)谇捌谶M(jìn)行了多年田間試驗(yàn)，采用養(yǎng)分平衡法得到了菜用大豆最優(yōu)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(yàn)進(jìn)一步優(yōu)化了肥料使用量和種植密度[10]。菜用大豆高雄9號(hào)是中國臺(tái)灣選育的新品種，本試驗(yàn)擬對(duì)前期得到的肥料配比和施肥量、種植密度在田間進(jìn)行進(jìn)一步的對(duì)比與驗(yàn)證。

為驗(yàn)證優(yōu)化后的肥料配比和施肥量，以養(yǎng)分累積量、肥料利用率、肥料農(nóng)學(xué)效率等多個(gè)指標(biāo)對(duì)優(yōu)化后的施肥方案進(jìn)行分析，以期驗(yàn)證施肥方案以及對(duì)方案進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化調(diào)整。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)在慈溪市坎墩玉蘭果蔬農(nóng)場(chǎng)(121°15′40″E，30°15′25″N)進(jìn)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(shè)保護(hù)行。小區(qū)面積4 m×5 m=20 m2，每小區(qū)176 穴(株距40 cm，行距33 cm)，每穴3顆豆種，即26萬株·hm-2。

試驗(yàn)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(jī)質(zhì)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(hào)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

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

按菜用大豆優(yōu)化后的肥料配比，N、P2O5、K2O三者比例為33.1∶10.0∶23.1；農(nóng)民習(xí)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(jì)算(表1)。不施追肥。

表1 菜用大豆試驗(yàn)處理

1.3 樣品采集與測(cè)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(xiàn)場(chǎng)對(duì)每個(gè)小區(qū)的全部豆莢和莖葉稱重、記錄。部分豆莢、莖葉樣品帶回實(shí)驗(yàn)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(xì)后用硫酸-過氧化氫消煮，然后分別以擴(kuò)散法測(cè)定氮含量，紫外分光光度法測(cè)定磷含量，火焰光度計(jì)法測(cè)定鉀含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 地力分析

肥料的互作效應(yīng)分析結(jié)果(表2)表明，磷、鉀和氮、磷、鉀的互作效應(yīng)相對(duì)較高，N0PK、NPK分別比N0P0K0處理增產(chǎn)14.57%和27.33%；其次是氮、鉀和氮、磷的互作效應(yīng)，NP0K、NPK0增產(chǎn)率分別為10.18%和2.02%。相對(duì)產(chǎn)量<50%、50%～75%、>75%～95%和>95%分別表示肥力等級(jí)極低、低、中和高。通過對(duì)缺素區(qū)相對(duì)產(chǎn)量分析發(fā)現(xiàn)，N0P0K0豆莢產(chǎn)量占NPK產(chǎn)量的78.53%；N0PK、NP0K、NPK0豆莢產(chǎn)量分別占全肥區(qū)NPK產(chǎn)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(yàn)用地屬于基礎(chǔ)地力中等。

表2 不同處理對(duì)產(chǎn)量的影響

2.2 不同處理產(chǎn)量特點(diǎn)分析

在本試驗(yàn)中，N0PK、NPK0、NP0K處理產(chǎn)量都要低于全肥組NPK。莖葉產(chǎn)量也有類似現(xiàn)象，說明這個(gè)地塊的地力如果不施肥不能滿足菜用大豆高產(chǎn)的需要。優(yōu)化后的NPK產(chǎn)量是最高的，可見通過優(yōu)化NPK比例和施肥量，能達(dá)到減肥增效的效果。僅施磷處理N0PK0產(chǎn)量要明顯高于NP0K0、N0P0K處理，NP0K0、N0P0K處理產(chǎn)量要高于NPK0處理，少于N0PK、NP0K處理，但這幾個(gè)處理的產(chǎn)量都非常接近(表2)，說明這塊地的地力條件對(duì)菜用大豆高雄9號(hào)來說已能基本得到滿足。本試驗(yàn)中豆莢/莖葉比在1.35～2.04，遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(chǎn)量差異造成的。

2.3 菜用大豆養(yǎng)分利用情況

盈虧量指肥料養(yǎng)分的投入量與作物養(yǎng)分吸收量的差值，盈虧率指(施入量/吸收量-1)×100%，用來衡量農(nóng)田施肥水平及養(yǎng)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(xiàn)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(xiàn)了虧缺。主要原因是本次試驗(yàn)的菜用大豆產(chǎn)量達(dá)到了較高水平，對(duì)N、P2O5、K2O需求較多。當(dāng)N、P2O5、K2O施用量分別達(dá)到236.02、68.58、231.17 kg·hm-2，才可基本滿足養(yǎng)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(duì)N、P2O5需求大于莖葉，對(duì)K2O需求小于莖葉。經(jīng)計(jì)算可知本次試驗(yàn)氮、磷、鉀肥料利用率分別為27.50%、21.91%和-4.55%。肥料農(nóng)學(xué)效率指單位施肥量對(duì)作物籽粒產(chǎn)量增加的反映，本文中氮、磷、鉀肥料農(nóng)學(xué)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(guān)系

吸收量指作物對(duì)肥料的累積量，施入量指施肥量。設(shè)菜用大豆對(duì)P2O5的吸收量為5.00，通過計(jì)算得到各處理N、P2O5、K2O吸收量的比例關(guān)系(表4)?？梢娍偟腘、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?yàn)镹、P2O5、K2O施入量不同而吸收量比例出現(xiàn)明顯有規(guī)律的變化，三者保持了一個(gè)基本穩(wěn)定的比例關(guān)系。這個(gè)特點(diǎn)為我們?cè)O(shè)計(jì)菜用大豆肥料配比提供了重要依據(jù)。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(duì)硼(B)、鐵(Fe)、鉬(Mo)養(yǎng)分累積分別達(dá)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?？梢娞幚聿町愝^大?？梢姸骨v對(duì)B、Fe、Mo養(yǎng)分累積分別達(dá)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(duì)B、Fe、Mo養(yǎng)分累積分別達(dá)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(gè)生長季節(jié)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(duì)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(yàn)優(yōu)化后的方案在施肥量較少的情況下比農(nóng)戶習(xí)慣施肥方案增產(chǎn)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(dá)到較高產(chǎn)量。但通過養(yǎng)分平衡，發(fā)現(xiàn)要達(dá)到15 215 kg·hm-2的目標(biāo)產(chǎn)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(dá)到養(yǎng)分平衡。一般農(nóng)戶在種植菜用大豆時(shí)很少施用B、Fe、Mo元素。從本次試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，一個(gè)地塊如果長期種植菜用大豆，很可能會(huì)出現(xiàn)B、Fe、Mo缺乏癥，要適當(dāng)補(bǔ)充B、Fe、Mo元素，特別是Fe元素。

在豆莢與莖葉中對(duì)各種元素的需求也不同。豆莢與莖葉中，N與P2O5比例關(guān)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(shù)量上看，豆莢對(duì)N與P2O5吸收量大，而莖葉對(duì)K2O吸收量大，提示我們?nèi)绻欠执问┓实脑?，最好?duì)N、P2O5、K2O比例有所變化。

當(dāng)菜用大豆產(chǎn)量較低時(shí)，吸收的N、P2O5、K2O三者比例為33.1∶10.0∶23.1[9]，達(dá)到較高產(chǎn)量時(shí)，三者比例為33.93∶10.00∶34.52，發(fā)現(xiàn)2次試驗(yàn)雖然產(chǎn)量發(fā)生變化，但是N、P2O5的比值變化很小，但產(chǎn)量較大時(shí)需要K的比例也大。這也提示我們要想獲得較高的產(chǎn)量，必須施足夠的鉀元素。33.93∶10.00∶34.52這個(gè)比例與住商肥料在菜用大豆推廣的16∶6∶21復(fù)合肥在磷鉀的比例關(guān)系上非常接近，同時(shí)因?yàn)椴擞么蠖贡旧砭哂泄痰哪芰?，在?shí)際種植過程可以適當(dāng)少施氮肥。