控釋復(fù)合肥對高蛋白大豆農(nóng)藝性狀·產(chǎn)量及效益的影響

田藝心 曹鵬鵬 高鳳菊 高祺 華方靜 王春雨 朱冠雄 王士齡

摘要 ?以國家黃淮海區(qū)域?qū)φ掌贩N冀豆12為供試材料，研究了控釋復(fù)合肥對高蛋白大豆農(nóng)藝性狀、干物質(zhì)積累、產(chǎn)量及效益的影響。結(jié)果表明，與常規(guī)復(fù)合肥（CK）相比，不同用量控釋復(fù)合肥施用后植株各性狀均得到改善。相比CK，300 和375 kg/hm2控釋肥處理下，植株株高、根長和有效莢數(shù)顯著增加；植株總干重增加幅度分別為24.84%、26.28%，豆莢干重增幅最大，分別為30.96%、32.63%；產(chǎn)量增幅分別為20.40%、18.65%，主要體現(xiàn)在單株莢數(shù)和粒數(shù)上；經(jīng)濟(jì)效益分別增收3 325.83、2 777.36元/hm2。表明控釋復(fù)合肥在大豆上的施用可行有效。鑒于300 和375 kg/hm2處理間無顯著差異，考慮到降低肥料成本，300 kg/hm2控釋肥處理可作為相似生態(tài)條件下大豆生產(chǎn)中的推薦施肥方式。

關(guān)鍵詞 ?控釋復(fù)合肥；高蛋白大豆；農(nóng)藝性狀；干物質(zhì)積累；產(chǎn)量；效益

中圖分類號 ?S 565.1 ??文獻(xiàn)標(biāo)識碼 ?A ??文章編號 ?0517-6611（2023）05-0155-04

doi： 10.3969/j.issn.0517-6611.2023.05.035

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

Effects of Controlled Release Compound Fertilizer on Agronomic Characters， Yield and Benefit of High Protein Soybean

TIAN Yi-xin，CAO Peng-peng， GAO Feng-ju et al

（Dezhou Academy of Agricultural Sciences， Dezhou，Shandong ?253015）

Abstract ?The effects of controlled-release compound fertilizer on agronomic traits， dry matter accumulation， yield and benefit of high-protein soybean were studied with Jidou 12， a national Huang-Huai-Hai regional control variety. The results showed that compared with the conventional compound fertilizer （CK）， the plant properties were improved with different dosage of controlled-release compound fertilizer. Compared with CK， 300 and 375 kg/hm2 controlled-release fertilizers significantly increased plant height， root length and effective pod number， the increase rate of plant dry weight was 24.84% and 26.28% respectively， and the increase rate of pod dry weight was 30.96% and 32.63% respectively. The yield increased by 20.40% and 18.65% respectively， which was mainly reflected in the number of pods per plant and the number of seeds per plant， and the economic benefit increased by 3 325.83 and 2 777.36 yuan/hm2 respectively. The results showed that the application of controlled-release compound fertilizer on soybean was feasible and effective. Considering no significant difference between 300 and 375 kg/hm2 treatments and reducing fertilizer cost， 300 kg/hm2 controlled-release fertilizer treatment could be used as the recommended fertilization method in soybean production under similar ecological conditions.

Key words ?Controlled release compound fertilizer;High protein soybean;Agronomic characters;Dry matter accumulation;Yield;Benefit

緩控釋肥料（slow release fertilizers，SRFs）是指肥料養(yǎng)分釋放緩慢，釋放期較長，在作物的整個(gè)生長期均可以滿足作物生長需要的肥料［1］，其中緩釋肥的高級形式為控釋肥（controlled availability fertilizers，CAFS），是指通過各種機(jī)制措施預(yù)先設(shè)定肥料在作物生長季節(jié)的釋放模式，使其養(yǎng)分釋放規(guī)律與作物養(yǎng)分吸收基本同步，從而達(dá)到提高肥效目的的一類肥料［2］。由于緩控釋肥具有肥效高、用量少、肥效長期、穩(wěn)定、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，近年來發(fā)展迅速，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)［3］，截至2020年，我國緩控釋肥氮肥的總生產(chǎn)量已達(dá)3 000萬t左右，總推廣面積達(dá)5 000萬t左右，已逐漸成為我國肥料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主導(dǎo)方向。研究表明，緩控釋肥不僅可以促進(jìn)小麥［4-5］、水稻［6-7］、玉米［8-9］等糧食作物增產(chǎn)增收， 還可改善蔬菜［10］、茶葉［11］、花生［12］、馬鈴薯［13］等經(jīng)濟(jì)作物的品質(zhì)和養(yǎng)分，在眾多作物中均已取得了良好的效果。然而，截至目前，緩控釋肥在大豆等豆科作物中的報(bào)道較少，尤其是控釋復(fù)合肥在大豆上的相關(guān)研究鮮見報(bào)道。為此，筆者以常規(guī)復(fù)合肥為對照，研究了控釋復(fù)合肥對高蛋白大豆農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量、效益的影響，以探討其應(yīng)用的可行性，旨在為控釋復(fù)合肥在大豆生產(chǎn)上科學(xué)合理的施用提供理論指導(dǎo)和技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試大豆品種為冀豆12（國審豆2003017），中早熟夏大豆品種，由品種油83-14×?xí)x大7826配組選育而成，蛋白質(zhì)含量46.16%以上，屬高蛋白大豆品種，適宜在河北省、山東省中北部、山西中南部、陜西北部及新疆、寧夏、甘肅等地區(qū)種植，是國家黃淮海夏大豆區(qū)域試驗(yàn)對照品種。控釋復(fù)合肥（N ∶P2O5 ∶K2O=10 ∶15 ∶12）和常規(guī)復(fù)合肥（N ∶P2O5 ∶K2O=10 ∶15 ∶12）均由山東茂施生態(tài)肥料有限公司提供。

1.2 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于山東省禹城市房寺鎮(zhèn)農(nóng)場（116°26′E，36°44′N），該區(qū)地勢平坦，屬暖溫帶大陸季風(fēng)氣候，全年平均日照2 475.4 h，年降水量554.7 mm，年均氣溫13.8 ℃，最熱月平均氣溫25.9 ℃，光熱水資源充足，適宜大豆、玉米、小麥等作物生長。試驗(yàn)地土壤類型為潮土，耕層土壤有機(jī)質(zhì)15.24 g/kg，堿解氮28.92 mg/kg，有效磷36.87 mg/kg，速效鉀115.63 mg/kg，pH 6.23。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)5個(gè)處理，分別為CK常規(guī)復(fù)合肥（對照，375 kg/hm2），T1控釋復(fù)合肥（150 kg/hm2），T2控釋復(fù)合肥（225 kg/hm2），T3控釋復(fù)合肥（300 kg/hm2），T4控釋復(fù)合肥（375 kg/hm2）。所有肥料作為底肥均一次性條溝施入。各處理隨機(jī)區(qū)組排列，3次重復(fù)，共15個(gè)小區(qū)。小區(qū)行長5 m，壟距50 cm，株距10 cm，6行區(qū)。2021年6月15日播種，人工起壟穴播，大豆出苗后定苗19.5萬株/hm2。試驗(yàn)田栽培管理措施均按照高產(chǎn)試驗(yàn)田統(tǒng)一進(jìn)行管理。

1.4 測定項(xiàng)目與方法

1.4.1 ???植株農(nóng)藝性狀及干物質(zhì)積累測定。成熟期，分別于各小區(qū)連續(xù)選取10株大豆植株，調(diào)查大豆株高、根長、單株有效分枝、單株豆莢數(shù)、主莖節(jié)數(shù)等農(nóng)藝性狀。然后按照根、莖、豆莢等器官分樣（成熟期植株葉子和葉柄脫落，忽略不計(jì)），將樣品在105 ℃殺青30 min，85 ℃烘干至恒重。取出樣品，稱量各器官干物質(zhì)重，并計(jì)算植株總干物質(zhì)重。

1.4.2 ???大豆產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因子測定。大豆成熟期，各小區(qū)連續(xù)選取10株植株，調(diào)查單株有效結(jié)莢數(shù)、單莢粒數(shù)，并計(jì)算百粒重。各小區(qū)選取中間4行大豆植株計(jì)產(chǎn)（10 m2），實(shí)收后籽粒晾干稱量，并折算成1 hm2產(chǎn)量。

1.4.3 ???大豆經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算。按2021年大豆年均價(jià)格5.3元/kg，控釋復(fù)合肥3.5元/kg，常規(guī)復(fù)合肥2.8元/kg，其他成本費(fèi)用統(tǒng)一按5 625元/hm2（包括滅茬1 050元/hm2、播種375元/hm2、肥料750元/hm2、種子600元/hm2、澆水225元/hm2、除草225元/hm2、殺蟲1 000元/hm2、化控500元/hm2、收獲900元/hm2），計(jì)算大豆經(jīng)濟(jì)效益。

1.5 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Excel 2017對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并用SPSS 17.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析，顯著性檢驗(yàn)采用Duncan法。

2 結(jié)果與分析

2.1 控釋復(fù)合肥對植株農(nóng)藝性狀的影響

從表1可以看出，與常規(guī)復(fù)合肥相比，控釋復(fù)合肥施用后植株各農(nóng)藝性狀均不同程度的提高，表明控釋肥施用更有利于大豆植株生長發(fā)育。其中，植株株高、根長均表現(xiàn)為T3>T4>T2>T1>CK，植株有效分枝、主莖節(jié)數(shù)和有效莢數(shù)均表現(xiàn)為T4>T3>T2>T1>CK。植株株高和有效莢數(shù)在T3和T4處理間無顯著差異，均顯著高于其他處理，除T2與CK差異顯著外，T2、T1、CK兩兩之間均無顯著差異。植株根長除T3、T4與CK間、T1與CK間差異顯著外，其他各處理間均無顯著差異。T4、T3、T2處理間有效分枝和主莖節(jié)數(shù)均無顯著差異，且均顯著高于T1和CK，T1與CK處理間差異不顯著。由于T4與T3處理間各農(nóng)藝性狀均無顯著差異，且植株株高、根長和有效莢數(shù)均顯著優(yōu)于其他處理，因此T3與T4處理下的控釋肥施用量更利于大豆植株農(nóng)藝性狀改善和提高。

2.2 控釋復(fù)合肥對植株干物質(zhì)積累的影響

從圖1可以看出，隨著控釋肥施用量的增加，植株根、莖、豆莢及植株總干重均逐漸增加。其中，T3與T4處理之間植株各器官及植株總干重均無顯著差異，且均顯著高于其他處理。其次，T2處理下根干重和豆莢干重顯著高于T1與CK，莖干重和植株總干重顯著高于CK。CK處理下各器官及植株總干重最低，除豆莢干重與T1差異顯著外，其他器官及植株總干重均與T1差異不顯著。相比CK，T1～T4處理下，根干重增幅為1.33%～28.90%，莖干重增幅為7.18%～29.52%，豆莢干重增幅為8.42%～32.63%，表明成熟期控釋肥對植株干重的增加主要在豆莢上，其次為莖、根。T1～T4處理下，植株總干重增加幅度分別為3.00%、10.92%、24.84%、26.28%，表明適量增加控釋肥，才能滿足植株生長發(fā)育對肥料的需求，從而促進(jìn)植株各器官干重的增加，尤其在大豆生長中后期豆莢發(fā)育，控釋肥效果更好。

2.3 控釋復(fù)合肥對大豆產(chǎn)量及構(gòu)成因子的影響

從表2可以看出，相比常規(guī)施肥處理，控釋復(fù)合肥施用后，大豆產(chǎn)量增加，產(chǎn)量表現(xiàn)為T3>T4>T2>T1>CK，除T3和T4處理間差異不顯著，其他各處理間均差異顯著。產(chǎn)量構(gòu)成因子單株莢數(shù)、單株粒數(shù)、百粒重表現(xiàn)與產(chǎn)量相似，均在T3、T4處理下表現(xiàn)最優(yōu)，顯著高于其他處理，其次T2處理下表現(xiàn)較好，尤其單株粒數(shù)和百粒重顯著高于T1和CK。T1處理單株莢數(shù)與百粒重均與CK差異不顯著，但單株粒數(shù)顯著高于CK。相比CK，T1～T4處理大豆產(chǎn)量增幅分別為3.36%、8.05%、20.40%、18.65%，表明在該試驗(yàn)條件下，控釋肥施用量在300～375 kg/hm2時(shí)對大豆增產(chǎn)效果較好。另外，通過產(chǎn)量構(gòu)成因子與產(chǎn)量相關(guān)性分析表明，單株莢數(shù)和單株粒數(shù)與產(chǎn)量均達(dá)極顯著相關(guān)，百粒重與產(chǎn)量達(dá)顯著相關(guān)，表明該試驗(yàn)條件下，控釋肥更多通過增加單株莢數(shù)和單株粒數(shù)來促進(jìn)大豆產(chǎn)量增加。

2.4 控釋復(fù)合肥對大豆經(jīng)濟(jì)效益的影響

從表3可以看出，扣除肥料成本及田間其他成本，施用控釋肥T1～T4后，大豆經(jīng)濟(jì)效益相比CK分別增收1 072.08、1 574.59、3 325.83、2 777.36元/hm2，尤其是T3和T4處理，大豆經(jīng)濟(jì)效益增收最明顯。常規(guī)復(fù)合肥施用量和控釋復(fù)合肥施用量相同，雖然控釋肥成本增加，但不影響大豆經(jīng)濟(jì)效益的增加，可見相比常規(guī)復(fù)合肥，控釋復(fù)合肥可以更好地發(fā)揮肥效作用，滿足大豆生長發(fā)育各階段肥料需求，促進(jìn)產(chǎn)量、產(chǎn)值和經(jīng)濟(jì)效益增加。

3 討論

控釋復(fù)合肥與常規(guī)復(fù)合肥的區(qū)別在于控釋肥養(yǎng)分釋放規(guī)律符合作物生長發(fā)育所需的肥料規(guī)律，能夠使其養(yǎng)分釋放與作物養(yǎng)分吸收規(guī)律吻合，促進(jìn)養(yǎng)分吸收利用，減少肥料養(yǎng)分損失。張迪等［14］研究表明，控釋肥（N ∶P2O5 ∶K2O=24 ∶13 ∶15）一次性側(cè)深施可滿足寒地粳稻生長養(yǎng)分需求，顯著提高粳稻孕穗期至拔節(jié)期的干物質(zhì)積累，提高粳稻產(chǎn)量和純收益。徐峰等［15］研究發(fā)現(xiàn)，與常規(guī)施肥處理相比，控釋肥（N ∶P2O5 ∶K2O=26 ∶6 ∶8）處理下，玉米產(chǎn)量、穗粒數(shù)、千粒重均顯著提高，玉米籽粒中可溶性糖、可溶性蛋白、VC含量均顯著高于常規(guī)施肥處理。黃思怡等［16］研究表明，較常規(guī)施肥處理，控釋肥在氮肥減量10%～20%條件下，仍可保證水稻增產(chǎn)4.7%。該試驗(yàn)在大豆上的研究結(jié)果與前人研究結(jié)果基本一致，與常規(guī)復(fù)合肥相比，控釋復(fù)合肥施用后，大豆植株農(nóng)藝性狀、干物質(zhì)積累、產(chǎn)量及效益均得到一定程度改善，尤其在T3和T4處理下，植株株高、根長、有效莢數(shù)、植株各器官及植株總干重、單株莢數(shù)、單株粒數(shù)、百粒重表現(xiàn)與產(chǎn)量、效益均顯著優(yōu)于其他處理，表明控釋復(fù)合肥在大豆上的施用同樣可行有效。

王永軍等［17］研究指出，控釋肥處理玉米植株地上部生物量在成熟期均顯著高于普通肥料處理，且主要集中在后期穗粒重的增加上。楊吉順等［18］研究發(fā)現(xiàn)，控釋肥可顯著促進(jìn)花生莖葉干物質(zhì)積累量的增加，尤其在生育后期，光合產(chǎn)物向莢果中運(yùn)輸，莢果干物質(zhì)積累量最高。該研究結(jié)果表明，相比常規(guī)施肥處理，控釋肥施用后，大豆各器官及植株總干重增加，且隨控釋肥施用量的增加而增大，成熟期豆莢干重增幅最大，其次為莖、根，說明控釋肥在大豆豆莢期肥效發(fā)揮作用較為明顯，滿足了大豆生育后期對肥料的養(yǎng)分吸收同步需求。另外，研究表明［19］，控釋肥對玉米產(chǎn)量的增加主要得益于穗粒數(shù)和千粒重的增加，水稻產(chǎn)量的增加主要在于有效穗數(shù)和分蘗數(shù)的增加，該研究結(jié)果表明，控釋肥對大豆產(chǎn)量的增加主要集中在單株莢數(shù)和單株粒數(shù)的增加上。因此，在百粒重基本不變的基礎(chǔ)上，增加或保持足夠的單株莢數(shù)和粒數(shù)是提高大豆產(chǎn)量的關(guān)鍵。

在該試驗(yàn)條件下，控釋肥施用量較低時(shí)（T1），植株株高、有效分枝、主莖節(jié)數(shù)、單株莢數(shù)、百粒重及根、莖、植株總干重與常規(guī)施肥差異不顯著，表明控釋肥施用量對大豆生長發(fā)育及產(chǎn)量形成具有重要影響，施用量過低，滿足不了植株各階段對養(yǎng)分的需求，難以保證大豆產(chǎn)質(zhì)量的提高。曾建華等［20］研究發(fā)現(xiàn)，與常規(guī)施肥相比，控釋肥氮肥減量10%可保證水稻產(chǎn)量，減量20%水稻明顯減產(chǎn)。王西芝等［21］研究表明，控釋肥（N ∶P2O5 ∶K2O=28 ∶8 ∶8）施用量在600 kg/hm2時(shí)，玉米葉面積動態(tài)合理，成熟期干物質(zhì)積累量和經(jīng)濟(jì)系數(shù)較高，增產(chǎn)效果顯著。該試驗(yàn)條件下，控釋肥（N ∶P2O5 ∶K2O=10 ∶15 ∶12）施用量在300 kg/hm2時(shí)，大豆農(nóng)藝性狀、干物質(zhì)積累、產(chǎn)量效益均表現(xiàn)較好，與375 kg/hm2差異均不顯著，且肥料成本低，適宜用作控釋肥施用量。

另外，研究認(rèn)為［22］，控釋肥肥效釋放緩慢，不能滿足作物前期養(yǎng)分需求，通過控釋肥和常規(guī)肥一定比例混合配施，作物增產(chǎn)效果更好。閆東良等［23］研究發(fā)現(xiàn)，控釋尿素和普通尿素配比2 ∶ 1時(shí)，延緩了玉米功能葉衰老，提高了穗位葉酶活性，增加了玉米產(chǎn)量。蔣麗萍等［24］研究表明，控釋尿素和普通尿素5 ∶ 5摻混一次性基施可實(shí)現(xiàn)玉米產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益最大化。朱寶國等［25］對東北大豆進(jìn)行控釋尿素和普通尿素混施試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)5 ∶ 5為最佳混施比例，大豆產(chǎn)質(zhì)量均高于單一控釋尿素或普通尿素處理。但也有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)［26］，控釋肥配施常規(guī)肥雖然能夠使作物在前期形成較大的群體生長量，但中后期釋放的養(yǎng)分難以滿足后期大群體庫容充實(shí)的需求，對比常規(guī)施肥處理未必增產(chǎn)。對大豆植株而言，前期營養(yǎng)過多易導(dǎo)致植株?duì)I養(yǎng)生長過剩，后期結(jié)莢需求養(yǎng)分不夠，也難以獲得高產(chǎn)高質(zhì)。因此，在實(shí)際生產(chǎn)中，控釋肥單施或配施，需根據(jù)土壤基礎(chǔ)地力、前茬殘留、作物品種、控釋肥種類等綜合因素具體分析。

4 結(jié)論

與常規(guī)復(fù)合肥相比，控釋復(fù)合肥施用后，大豆植株農(nóng)藝性狀得到改善，各器官干物質(zhì)積累及植株總生物量增加，同時(shí)提高了單株莢數(shù)和單株粒數(shù)，最終促使產(chǎn)量和效益增加。不同用量的處理之間，以300 kg/hm2處理表現(xiàn)最好，與對照相比，增產(chǎn)20.40%，增收3 325.83元/hm2，表明控釋復(fù)合肥在大豆上的施用可行有效，可作為相似生態(tài)條件下高蛋白大豆生產(chǎn)中的推薦施肥方式。

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