大豆科學(xué)施肥及生態(tài)肥配方技術(shù)模式的優(yōu)化分析

馬迪

大豆是遼寧省葫蘆島市建昌縣的傳統(tǒng)優(yōu)勢作物，對于遼寧省葫蘆島以及整個東北區(qū)域的糧食安全和農(nóng)民收入具有重要意義，但隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力的提升需求以及可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)環(huán)境保護壓力的增加，傳統(tǒng)的施肥方法已經(jīng)無法滿足高產(chǎn)與環(huán)境保護雙重目標(biāo)，因此大豆施肥及生態(tài)肥配方技術(shù)成為當(dāng)前建昌縣乃至更廣范圍內(nèi)農(nóng)業(yè)科技工作者關(guān)注的焦點，此背景下本文結(jié)合建昌縣實際氣候，旨在說明如何通過科學(xué)施肥和生態(tài)肥配方，實現(xiàn)精準(zhǔn)施肥，最大限度地提升大豆產(chǎn)量，同時減少化學(xué)肥料帶來的環(huán)境負(fù)擔(dān)。

一、基于產(chǎn)量提升的大豆施肥措施

1、土壤質(zhì)量分析與肥料原則

根據(jù)我國農(nóng)業(yè)農(nóng)村部種植農(nóng)業(yè)管理司于2023年3月發(fā)布的通知公告《2023年大豆油菜花生春季科學(xué)施肥指導(dǎo)意見》（下文簡稱為相關(guān)文件）中的第一節(jié)說明了遼寧省東北大豆應(yīng)充分利用測土配方施肥技術(shù)，確定氮磷鉀的具體施用量，同時結(jié)合秸稈還田、有機肥料、無機肥料配合使用?；谠撛瓌t指導(dǎo)下，在進行土壤樣品采集時，應(yīng)確保在每個代表性地塊至少采集5-10個子樣品，并將這些子樣品混合成一個復(fù)合樣本，考慮到大豆根系活躍區(qū)域的深度通常在10厘米-25厘米之間，所以將每個樣本的采樣深度控制為20厘米左右，確保采樣土壤為大豆根系附近土壤，采樣后使用標(biāo)準(zhǔn)化實驗方法進行分析，以標(biāo)準(zhǔn)土壤內(nèi)營養(yǎng)成分含量為例，土壤pH值應(yīng)控制在6.0到7.0之間，適宜大豆生長，有機質(zhì)含量建議達(dá)到2%以上，全氮（N）、磷（P2O5）、鉀（K2O）含量應(yīng)達(dá)到每公頃分別不低于80公斤、60公斤及100公斤，再根據(jù)土壤測試結(jié)果來確定施肥原則和用量，如果土壤全氮測定結(jié)果為每公頃50公斤，低于80公斤的推薦水平，則需要補充30公斤全氮，可以選擇含氮量為46%的尿素作為施肥材料，則需施入尿素約65公斤/公頃（即30公斤÷46%）以滿足大豆對氮的需求，或在土壤檢測過程中發(fā)現(xiàn)田間A區(qū)土壤速效磷含量為每公頃20公斤，而B區(qū)為每公頃40公斤，那么在A區(qū)需要施入單質(zhì)磷酸二銨150公斤/公頃（以補充30公斤P2O5），而B區(qū)則不需要追施或僅補充小。

考慮到即便相同地區(qū)不同種植區(qū)域的土壤內(nèi)營養(yǎng)元素存在較大差異，難以使用同一種方法覆蓋建昌縣整體，而進行頻繁土壤檢測工作量較大，所以可采用變量施肥技術(shù)，根據(jù)相關(guān)文件中要求，可將大豆產(chǎn)量作為變量，調(diào)整氮磷鉀肥的施用比例，產(chǎn)量水平130-150公斤/畝，氮磷鉀可施用2.5公斤/畝、2公斤/畝、1.5公斤/畝，產(chǎn)量水平150-175公斤/畝，氮磷鉀可施用3公斤/畝、3公斤/畝、2公斤/畝，產(chǎn)量水平175公斤/畝以上，氮磷鉀可施用3公斤/畝、4公斤/畝、2公斤/畝。最后，在施肥過程中，可嘗試采用自動施肥系統(tǒng)，如滴灌結(jié)合營養(yǎng)液自動配比系統(tǒng)，根據(jù)大豆各生長期的養(yǎng)分消耗速率和土壤供肥能力，調(diào)整施肥頻率和濃度，在大豆生長旺盛期至結(jié)莢期，需要增加磷鉀肥料的施用量，設(shè)定系統(tǒng)每周施放2次，每次配制2%的磷酸二銨與硫酸鉀溶液進行灌溉。

2、施肥時期與大豆生長階段同步化

施肥時期與大豆生長階段同步化意味著要在大豆的關(guān)鍵生長期進行施肥，大豆生長周期可分為萌芽期、苗期、開花期、莢果發(fā)育期和成熟期，而且每個生長階段對養(yǎng)分的需求不同，因此每個階段施肥量應(yīng)隨著大豆的生長階段變化進行細(xì)微調(diào)整。在萌芽期，即大豆播種后7-10天，此時需要確保有足夠的磷和鉀以促進根系發(fā)展，依托于上述土壤測試結(jié)果，如果速效磷含量較低（比如低于30毫克/公斤），則建議施入基礎(chǔ)磷肥，如過磷酸鈣，施用量約為60-80公斤/公頃，同時加入速效鉀肥（如硫酸鉀）約40-60公斤/公頃，以滿足初期生長所需。進入苗期，在植株長至3-5片真葉時，大豆對氮素的需求開始增加，此時可以添加尿素，將其分2次施入，每次20公斤/公頃，以提供充足的氮素以支持植株快速生長。開花期是大豆植株結(jié)莢前的關(guān)鍵時期，可粗略估計在播種后30-40天，此時大豆對磷、鉀的需求量加大，應(yīng)考慮追加含磷、鉀的復(fù)合肥料二銨磷（DAP）和硫酸鉀，分別施用50-70公斤/公頃和60-80公斤/公頃，并適量噴施葉面肥，如0.3%的磷酸二氫鉀溶液，提高營養(yǎng)吸收效率。莢果發(fā)育期是指花后到莢果充實期，這一階段大豆對鉀的需求最為旺盛，如果條件允許可在此階段再次對土壤進行取樣檢測，如果土壤有效鉀較低，應(yīng)追施鉀肥，如氯化鉀75-100公斤/公頃，以確保足夠的鉀促進蛋白質(zhì)和油脂的合成。最后，在成熟期，大豆對養(yǎng)分的需求急劇減少，所以不建議在此期間施肥，以避免造成養(yǎng)分積累和環(huán)境污染，但應(yīng)注意監(jiān)控土壤水分，保持適宜的土壤濕度，以支持大豆的正常成熟。

施肥具體方法方面，考慮到大豆根系活躍深度在10-15厘米左右，可采用深施技術(shù)，將肥料置于距離種子50厘米的地方，減少肥料損失，并確保養(yǎng)分直接供給根系，而且配合使用定向施肥或滴灌施肥技術(shù)可以進一步提高施肥效率，減少肥料用量，最大限度降低肥料對生態(tài)環(huán)境造成的污染。施肥時期與大豆生長階段同步化的關(guān)鍵在于準(zhǔn)確把握大豆各生長期的養(yǎng)分需求，并通過實地土壤和大豆生長情況測試，科學(xué)制定和執(zhí)行施肥計劃，不僅可以優(yōu)化大豆產(chǎn)量，而且能夠提高肥料利用率，降低農(nóng)業(yè)投入成本，同時促進農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

3、水肥一體化灌溉系統(tǒng)的應(yīng)用

在部署水肥一體化灌溉設(shè)備前，應(yīng)對大豆田的土壤類型、坡度、現(xiàn)有水源以及歷史產(chǎn)量數(shù)據(jù)進行收集，基于這些數(shù)據(jù)，精確測算每畝土地所需的水分和營養(yǎng)素，并為此設(shè)計部署水肥一體化灌溉系統(tǒng)，部署過程中選擇適當(dāng)?shù)乃室惑w化灌溉系統(tǒng)，考慮到滴灌系統(tǒng)在實際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用較為廣泛，可直接選取滴灌系統(tǒng)，將水和溶解的肥料輸送到作物根部，安裝可調(diào)節(jié)的滴頭，以便控制滴水速率和施肥強度。基于滴灌系統(tǒng)，實際施肥策略方面，可引入智能控制器來管理整個灌溉系統(tǒng)，根據(jù)大豆生長階段、天氣模式和土壤濕度數(shù)據(jù)自動調(diào)整水肥供應(yīng)，在大豆萌發(fā)期，每天只需2.5毫米的水分，而開花期間則上升至6.35毫米，同樣氮、磷、鉀等營養(yǎng)素比例也需要隨大豆生長周期做出相應(yīng)調(diào)整，以貼合大豆生長過程中的實際需求。此外，實施精細(xì)化管理還可采用傳感器技術(shù)監(jiān)測土壤濕度與肥料濃度，在根區(qū)埋設(shè)電容式或張力計式土壤濕度傳感器，實時反饋數(shù)據(jù)至控制系統(tǒng)，如果檢測到濕度低于預(yù)設(shè)閾值，系統(tǒng)會啟動灌溉，并同時按需配送適量肥料。最后，在水肥一體化灌溉的實際實施過程中還要保證水源質(zhì)量，可使用濾網(wǎng)和沉淀池去除水源中的雜質(zhì)，并定期清洗和維護水肥一體化系統(tǒng)中的管道和噴頭，以防堵塞影響效果。

4、施肥后土壤養(yǎng)分監(jiān)測與管理

施肥后土壤養(yǎng)分監(jiān)測是調(diào)整大豆施肥策略、施肥量的依據(jù)，為準(zhǔn)確靈活地調(diào)整施肥量，應(yīng)定期采集土壤樣本，在大豆田采用Z字形或5點取樣法，從不同地點取出15-20厘米深的土壤樣本，每畝地至少取5個點的土壤樣本，以保證結(jié)果的代表性，并將這些樣本混合成一個復(fù)合樣本送檢，為獲取準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，避免施肥當(dāng)天立即采樣，應(yīng)在施肥后1周左右進行，而且采集到的土壤樣本應(yīng)送至專業(yè)實驗室，進行氮、磷、鉀及其他微量元素含量的測試，依據(jù)檢測的具體數(shù)據(jù)，結(jié)合大豆產(chǎn)量的實際營養(yǎng)成分需求（每生產(chǎn)100公斤大豆，需要吸收氮1.8-20.1公斤，磷1.8-3.0公斤，鉀2.9-3.0公斤），并指導(dǎo)下一步管理措施。

調(diào)整施肥策略后不僅要監(jiān)測土壤養(yǎng)分，還需關(guān)注作物生長情況和土壤水分狀態(tài)，使用植被指數(shù)傳感器來評估作物生長狀況，并結(jié)合土壤濕度傳感器讀數(shù)確保養(yǎng)分能有效被作物吸收，根據(jù)監(jiān)測結(jié)果調(diào)整后續(xù)施肥計劃，如果測試顯示某一元素濃度超過了作物所需閾值，則應(yīng)減少該元素的施用量以避免營養(yǎng)過剩和環(huán)境污染，如果發(fā)現(xiàn)元素缺乏，則需要增加特定肥料或采用葉面噴施來迅速補充營養(yǎng)。最后，在全周期內(nèi)建立完整的數(shù)據(jù)庫用于記錄每次施肥前后的土壤養(yǎng)分變化和作物生長情況，利用GIS（地理信息系統(tǒng)）技術(shù)將數(shù)據(jù)空間化，輔助制定更精確的施肥方案，隨著時間累積的數(shù)據(jù)會有助于運用歷史資料預(yù)測未來作物需求，并優(yōu)化長期土壤管理策略。

二、大豆施肥中生態(tài)肥配方策略

1、生態(tài)肥料配方原則

生態(tài)肥配方原則是以生態(tài)農(nóng)業(yè)和可持續(xù)發(fā)展為出發(fā)點，旨在提高土壤肥力和作物產(chǎn)量的同時，最小化對環(huán)境的負(fù)面影響，此部分中的生態(tài)肥料通常指有機肥料和低釋放性或控釋性肥料，也包括富含有益微生物的生物肥，基于該目的，在對生態(tài)肥進行配方時，首先需要考慮養(yǎng)分平衡原則，針對特定土壤條件和大豆品種需求，精確計算氮、磷、鉀以及其他微量元素的需求量，在一般土壤條件下，每生產(chǎn)100公斤大豆，需要吸收氮1.8-20.1公斤，磷1.8-3.0公斤，鉀2.9-3.0公斤，根據(jù)這些比例，調(diào)整有機肥料與無機復(fù)合肥料的比例，同時強調(diào)本地資源利用原則，優(yōu)先使用當(dāng)?shù)乜色@得的有機廢棄物，如畜禽糞便、秸稈、綠肥等天然資源加工成有機肥，以此降低成本，循環(huán)利用農(nóng)業(yè)廢棄物，減少環(huán)境污染。

此外，還應(yīng)注重增強土壤微生物活性的原則，在肥料中添加富含微生物菌劑的生物有機肥料，如經(jīng)過專門發(fā)酵處理的堆肥或者添加了固氮微生物、解磷菌等功能性微生物制劑，可以顯著提高土壤自身的養(yǎng)分轉(zhuǎn)化效率并促進植株健康成長。

2、微量元素在生態(tài)肥配方中的比例

在大豆生長過程中微量元素是植物生長必不可少的營養(yǎng)元素，對于植物生理活動和代謝過程至關(guān)重要，在配方設(shè)計時，確保微量元素的正確比例極為重要，應(yīng)按照一定的比例添加微量元素，這些比例通常以重量份（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）來計算，硫酸銨和硫酸鋅作為主要提供氮和鋅的來源，在此類配方中通常加入1.2-1.8份，即以100公斤生態(tài)肥為標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)當(dāng)添加1.2-1.8公斤的硫酸銨和硫酸鋅，對于微量元素銅、鐵、錳、硼等其他必需的微量元素，可使用復(fù)合型微量元素肥料，這種肥料包括多種必需微量元素，其總加入量應(yīng)控制在0.5%-1.0%之間，即在100公斤生態(tài)肥中添加0.5-1公斤的復(fù)合型微量元素肥料。在確定具體含量時，還需根據(jù)土壤的基本情況以及前茬作物留存的養(yǎng)分情況來調(diào)節(jié)，如果土壤檢測發(fā)現(xiàn)缺鋅情況嚴(yán)重，則硫酸鋅的用量可以適當(dāng)增加，如果土壤中某些微量元素含量已經(jīng)足夠或超標(biāo)，則相應(yīng)減少該元素的投入。

基于上述中生態(tài)肥配方的原則，可加強對本地農(nóng)業(yè)資源的利用，將腐熟土（10-20份）、塘泥（10-20份）等基質(zhì)與畜禽糞便（5-10份）、有機肥發(fā)酵劑（2-4份）混合，同時加入預(yù)先混合好的微量元素粉末，保證每一部分肥料都含有均勻分布的微量元素，在此基礎(chǔ)上為了減少因pH值變化導(dǎo)致的微量元素有效性下降問題，在施用過程中要注意監(jiān)控并調(diào)整土壤pH值，可加入碳酸鈣粉（3-8份）不僅可以調(diào)整pH值，還能提供鈣元素，考慮到生態(tài)肥的氣味較大，可能會吸引昆蟲，可在其中加入防蟲材料（2.4-3.2份）和除臭劑（1.8-2.8份）。

3、增強土壤微生物多樣性的施用技巧

增強土壤微生物多樣性的施用技巧側(cè)重于提供一個有利于生物多樣化的環(huán)境，并通過合理配比肥料成分以滋養(yǎng)這些微生物，在大豆種植中，應(yīng)采用腐熟度高、易于微生物分解的有機物料，比如經(jīng)過堆肥處理的動物糞便（如雞糞或牛糞），經(jīng)過適當(dāng)發(fā)酵后富含有益菌群，在有機肥料施用的基礎(chǔ)上，適當(dāng)配合生物肥料使用，以促進土壤微生物多樣性，生物肥料通常包括根瘤菌、放線菌、真菌等能夠固氮或溶解磷酸鹽、鉀鹽的微生物，根據(jù)相關(guān)文件中的推薦，其中的大豆根瘤菌不僅能為大豆固定空氣中的氮氣，還能改善土壤結(jié)構(gòu)和增加土壤有機質(zhì)。最后，保護地表覆蓋是豐富土壤微生物多樣性的重點，在施用有機肥和生物肥料后，可在地表覆蓋秸稈、綠肥作物，為土壤提供連續(xù)的有機質(zhì)輸入以及為土壤微生物提供生存所需的遮陰和濕度條件。

4、生態(tài)肥與無機肥料結(jié)合使用的優(yōu)化

生態(tài)肥料與無機肥的結(jié)合使用是為了提高大豆產(chǎn)量和品質(zhì)，同時保護土壤健康和環(huán)境，配方時應(yīng)精確計算大豆對氮、磷、鉀等主要營養(yǎng)元素的需求，并結(jié)合有機肥料的施用，優(yōu)化肥效和提升土壤微生物活性，添加無機肥料時，根據(jù)上述多次土壤檢測結(jié)果和作物需求期選擇適宜的類型和用量，如果土壤測試顯示磷含量高，則減少施用單質(zhì)磷肥或復(fù)合肥中的磷含量，采用控釋型復(fù)合肥料，此種根據(jù)溫度、濕度調(diào)整養(yǎng)分釋放速率，更符合大豆生長吸收節(jié)奏。

在實際施用過程中，應(yīng)采取定位施肥或條帶施肥技術(shù)，使肥料更集中地布置在大豆根系周圍而非全面撒施，以減少因養(yǎng)分?jǐn)U散引起的損耗，并確保植株能更有效地吸收所需營養(yǎng)，以其中的條帶施肥技術(shù)為例，可采用帶施肥功能的播種機或者專門的條帶施肥設(shè)備，通常條帶位置位于作物種植行的兩側(cè)，距離種子約5-10厘米，深度大約為5-15厘米，寬度一般為10-30厘米，再使用人力或GPS導(dǎo)航系統(tǒng)，在田間預(yù)先標(biāo)記出施肥行，調(diào)整施肥機械上的排量設(shè)置，確保每個條帶能夠獲得預(yù)定的肥料量，機械將肥料均勻地施放在地表或覆土一定深度的條帶中，保證每條帶都和作物種植行平行，以利于作物根系對肥料的吸收，在施用此施肥技術(shù)時，應(yīng)避免施肥過深，以免肥料超出作物根系吸收范圍，避免將肥料直接與種子接觸，以防肥害。并考慮分期施肥策略，按照大豆生長階段劃分施肥時間點進行施肥，在播種前進行基肥施用，以有機物為主，混合一定比例的復(fù)合控釋肥，在大豆花前期進行追肥，可適量補充含氮較高的水溶性無機肥。另外，在肥料施用過程中應(yīng)密切關(guān)注土壤pH值變化，適當(dāng)調(diào)整灌溉管理措施，如果pH值較低，則可通過施加碳酸鈣粉（3-8份）來調(diào)節(jié)土壤酸堿度，防止對大豆根系及土壤中其他微生物造成不良影響。

綜上所述，本文經(jīng)過對大豆施肥和生態(tài)肥配方策略的分析，得出了一套結(jié)合當(dāng)?shù)貙嶋H情況的施肥模式，此模式不僅可提升大豆產(chǎn)量，還可有效提高土壤質(zhì)量和生物多樣性，使得農(nóng)業(yè)生產(chǎn)步入可持續(xù)發(fā)展的軌道，在政府、科研機構(gòu)和農(nóng)民的共同努力下，基于科學(xué)理念進行施肥的具體方法將逐漸得到推廣應(yīng)用，未來的工作將集中在持續(xù)優(yōu)化生態(tài)肥配方，并擴展到更多作物與種植區(qū)域，真正實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的綠色轉(zhuǎn)型與升級。

（作者單位：125300 遼寧省葫蘆島市建昌縣現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展服務(wù)中心）