大豆专用肥的制备及应用性能探讨

张卫卫，吴安昌，程婷婷，陈 军，周传胜

(1.安徽辉隆集团五禾生态肥业有限公司 安徽蚌埠 233002；2.安徽省水溶肥料工程技术研究中心 安徽蚌埠 233002)

大豆具有重要的经济价值，它是人类食品中淀粉、蛋白质、油和蔬菜的重要来源之一[1]。大豆与土壤中的根瘤菌共生形成根瘤，可固定空气中的氮气满足自身需求，但如果土壤中根瘤菌的数量不足或菌种不良，农户需施用化学氮肥来提高大豆产量，这样将导致出现土壤板结、养分流失等环境问题[2-4]。

针对上述问题，一般通过接种已培养的根瘤菌菌种，然后与肥料颗粒进行包膜处理，这样对提高大豆产量具有一定的促进作用[5-6]。但因这种包膜处理很容易出现根瘤菌的脱落，而根瘤菌在无机养分中不易存活，导致根瘤菌接种不充分，再加上一些肥料中缺少适量的钙、镁中量元素和硼元素等[7]，达不到在安徽地区种植的大豆对养分的需求，最终导致减产。

针对腐殖酸具有改良土壤、提高肥效以及改善农产品品质等作用，同时具有与钼元素协同提高大豆根瘤菌固氮效率的特点[8-10]，制备了一种养分均衡、增产增效的含有根瘤菌的大豆专用肥。

1 试验部分

1.1 主要原料和仪器

1.1.1 主要原料

改性腐殖酸钠由腐殖酸钠、EM复合菌株、水溶性淀粉、米糠、麦麸和适量水发酵改性得到，其中发酵各组分质量分数为腐殖酸钠55.0%、EM复合菌株0.5%、水溶性淀粉10.0%、米糠5.0%、麦麸5.0%和水24.5%，于55 ℃密封发酵培养15 d，每隔3 d搅拌一次，发酵结束后，在75 ℃下进行恒温烘干处理，并研磨成粒径为18 μm(800目)的粉末。

改性风化煤的改性制作同改性腐殖酸钠。

EM菌为堆肥专用浓缩EM菌粉；根瘤菌菌种在中国农业微生物菌种保藏管理中心的ACCC编号为15176，根瘤菌属名Bradyrhizobium。

氨基酸螯合锌、氨基酸螯合锰、氨基酸螯合铁和氨基酸螯合钼为市售产品，均采购于浙江省临海市涌泉镇化工肥料厂，产品级别为农用肥料级，其中含锌、锰、铁、钼的质量分数依次为13%、10%、10%、15%。

普通复合肥的N-P2O5-K2O为20-15-15，总有效养分质量分数为50%。

1.1.2 主要仪器

恒温恒湿培养箱：HWS-100G型，上海印溪仪器有限公司。

恒温烘箱：DZF-6020A型，上海力辰仪器科技有限公司。

1.2 制备含根瘤菌的大豆专用肥

1.2.1 7%改性腐殖酸钠包膜尿素

以粒径2～3 mm的尿素颗粒为核芯肥，在核芯肥外喷淋一层黏结剂(由羟丙基纤维素和海藻酸钠以质量比2∶1混合配制成的质量分数为2%的水溶液，下同)，然后喷撒一层改性腐殖酸钠，固化后重复上述步骤，直至改性腐殖酸钠的质量分数为7%。

1.2.2 55%氨基酸螯合钙镁包膜尿素

以粒径1～2 mm的尿素颗粒为核芯肥，在核芯肥外喷淋一层上述黏结剂，然后将氨基酸螯合钙-氨基酸螯合镁(1+1)混合粉末均匀喷撒在核芯肥上，固化后重复上述步骤，直至氨基酸螯合物的质量分数为55%。

1.2.3 根瘤菌组合物颗粒

将市购ACCC编号为15176的根瘤菌进行液体发酵，培养得到大豆根瘤菌发酵液，每毫升约含根瘤菌数5.5×108个，雾化均匀喷洒在改性风化煤上(发酵液与改性风化煤的质量比为1∶9)，然后在不超过30 ℃的室温条件下自然风干；将所得根瘤菌剂混合物与氨基酸螯合锌、氨基酸螯合锰、氨基酸螯合铁、硼砂和氨基酸螯合钼按质量比为1∶9∶6∶1∶1∶1混合均匀，于25 ℃造粒得到根瘤菌组合物颗粒。

1.2.4 大豆专用肥

将上述所得7%改性腐殖酸钠包膜尿素、55%氨基酸螯合钙镁包膜尿素和根瘤菌组合物颗粒与普通尿素、聚磷酸铵、硫酸钾、三聚磷酸钾按5.5∶15.0∶20.0∶19.5∶12.0∶8.0∶20.0进行混合，搅拌混匀，即得含根瘤菌的大豆专用肥，其N-P2O5-K2O为20-15-15，总有效养分质量分数为50%。

1.3 肥效试验

1.3.1 试验地点

试验设在安徽省蚌埠市五河县东刘集镇周庄村和安徽省淮南市寿县龙头村，土壤类型分别为砂姜黑土和白黄土，土壤理化性状为：有机质16.00 g/kg、全氮1.11 g/kg、速效磷15.9 mg/kg、速效钾108.0 mg/kg、pH 7.2和有机质19.29 g/kg、全氮1.25 g/kg、速效磷19.6 mg/kg、速效钾106.0 mg/kg、pH 7.5。

1.3.2 试验时间

夏大豆分别于2016年和2017年麦子收割后播种。

1.3.3 供试大豆品种及处理方式

供试的大豆品种：周庄村为皖豆15，龙头村为豫豆22。

在试验田中，试验组随机选取，共设置3组，每个试验组重复3次，每个试验组面积为100 m2，供试肥料为上述含根瘤菌的大豆专用肥，并以同等养分普通复合肥进行平行对照，其中每亩(1亩=667 m2，下同)施肥25～35 kg，以不施肥为空白对照。

1.3.4 施肥方法

在大豆播种时，利用播种施肥一体机一次性每亩施用25～35 kg含有根瘤菌的大豆专用肥，根据当地施肥水平和产量水平，酌情增减用量。

1.3.5 根瘤菌的数量、质量及大豆产量统计方法

经过2年的田间试验，排除天气因素的影响，采集试验组田间数据，在大豆发芽后45 d左右，随机整株拔起30棵大豆，对植株根部的根瘤菌数量和质量进行统计，重复3次，计算平均值。每个试验组的大豆成熟后，分别统计大豆产量。

1.3.6 经济效益分析

大豆和肥料价格按当地市场价计算，其中大豆价格为4元/kg，普通复合肥价格为2 550元/t，含根瘤菌的大豆专用肥价格为3 500元/t。

产值=大豆产量×大豆价格；

毛利润=大豆产量×大豆价格-施肥量×肥料价格(施肥量按照平均30 kg/亩折算)；

效益1=对照组或试验组毛利润-空白组毛利润；

效益2=试验组毛利润-对照组毛利润。

2 试验结果与讨论

2.1 对大豆根瘤菌数量和质量的影响

2016年、2017年在周庄村和龙头村进行的大豆根瘤菌数量和质量试验结果见图1和图2。

从图1可看出：施用含根瘤菌的大豆专用肥组所得大豆的根瘤菌数量与不施肥空白组的相比，2016年周庄村、龙头村的统计数分别提高425%、300%，2017年周庄村、龙头村的统计数分别提高285%、222%；与施用普通复合肥组的相比，2016年周庄村、龙头村的统计数分别提高133%、100%，2017年周庄村、龙头村的统计数分别提高92%、70%。从图2可看出：施用含根瘤菌的大豆专用肥组所得大豆的根瘤菌质量与不施肥空白组的相比，2016年周庄村、龙头村的统计数分别提高500%、370%，2017年周庄村、龙头村的统计数分别提高300%、230%；与施用普通复合肥组的相比，2016年周庄村、龙头村的统计数分别提高140%、113%，2017年周庄村、龙头村的统计数分别提高97%、75%。

2.2 对大豆产量的影响

2016年、2017年在周庄村和龙头村进行的大豆产量试验结果见图3。

从图3可看出：施用含根瘤菌的大豆专用肥组所种植大豆的产量与不施肥空白组的相比，2016年周庄村、龙头村的产量分别提高76%、77%，2017年周庄村、龙头村的产量分别提高67%、54%；与施用普通复合肥组的相比，2016年周庄村、龙头村的产量分别提高22%、26%，2017年周庄村、龙头村的产量分别提高20%、17%。

2.3 对大豆效益的影响

不同处理组对大豆效益的影响见表1。

表1 不同处理组对大豆效益的影响 元/亩

由表1可以看出：施用含根瘤菌的大豆专用肥种植大豆所得效益与施用普通复合肥组的相比，2016年周庄村、龙头村增加的效益分别为144.02元/亩、139.86元/亩，2017年周庄村、龙头村增加的效益分别为179.54元/亩、148.22元/亩；与不施肥空白组的相比，2016年周庄村、龙头村增加的效益分别为304.76 元/亩、302.52 元/亩，2017年周庄村、龙头村增加的效益分别为334.72 元/亩、308.00 元/亩。

3 结语

2年的田间试验结果表明，与施用相同氮磷钾比例的普通复合肥以及不施肥处理相比，施用含根瘤菌的大豆专用肥对大豆根瘤菌数量、质量以及大豆产量具有明显的促进作用。含根瘤菌的大豆专用肥配方中添加的腐殖酸钠不仅能刺激大豆根系的生长，而且对大豆根瘤菌固氮效果具有促进作用，可提高固氮效率。含根瘤菌的大豆专用肥能提升大豆根系根瘤菌接种成功率，从而提高大豆产量，使种植大豆的经济效益增加。