毛豆氮肥总量控制试验

王光勇

（山东省阳谷县农业农村局 山东阳谷 252300）

毛豆是大豆中专门食用嫩荚的菜用大豆， 营养丰富，有健脾益气、清热润燥等功效。 毛豆中钾元素、食物纤维、不饱和脂肪酸、卵磷脂等含量丰富，具有降低胆固醇、改善便秘、降血脂、促进大脑发育等多种功效，广受消费者的青睐[1]。 近些年随着人们生活水平的不断提高，日常消费结构不断升级，对优质大豆的需求量也越来越大，国内大豆市场面临着较大的缺口[2]。 为了扩大国内优质大豆的供应能力，2019 年农业农村部开始推广大豆振兴计划，目标是“扩面、增产、提质、绿色”，黄淮海区域是该振兴计划实施的重点区域之一[3]。

毛豆生长发育对氮肥需求量大， 其氮肥的来源主要有2 种：肥料及土壤中含有的氮素、毛豆根系根瘤菌固定的氮素[3]。 如果过多施用氮肥，则可导致根瘤菌数量减少和固氮能力降低，不仅会导致毛豆生产的成本增加， 还会对毛豆的产量造成较大的影响[1,4]。近些年，随着大量优质毛豆品种的推广，人们对肥料的增产效应越来越重视，为了实现高产，有的种植户存在盲目施肥等问题， 很大程度上影响到毛豆的增产增收[5]。

山东省地处黄淮海地区，属于暖温带季风气候，降雨集中、雨热同季，年均温11～14℃，年光照时数平均为 2 290～2 890 h， 降水量年均 550～950 mm，60%以上集中在夏季， 热量条件可以满足大豆等农作物生产的需求， 是我国优质蛋白大豆的优势产区， 本省大豆年加工量在全国总量中占比20%左右。 聊城市是山东省主要的大豆种植优势区之一， 为配合2020 年山东省开展的土壤质量保护提升与减肥增效项目的实施、 探明毛豆氮素的适宜施用量和施肥效益，2021 年春笔者在毛豆生产中安排了氮肥总量控制试验，研究毛豆的氮肥增产效应、适宜施用量和施肥效益等， 以期为毛豆氮肥的合理施用提供科学依据， 改变当地农户施肥中存在的盲目施肥及不科学施肥等习惯。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验安排在阳谷县博济桥办事处东齐村许全荣承包地， 肥力水平为中等偏上且均匀， 地势平坦，灌溉及排涝条件便利， 试验地土壤类型为壤质土。对试验地土壤主要养分进行测定， 有机质含量平均为 15.319 g/kg， 全氮含量 0.908 g/kg， 碱解氮含量85.0 mg/kg， 速效磷含量 21.3 mg/kg， 速效钾含量135 mg/kg。

1.2 试验材料

供试作物为毛豆，品种为台湾75，为早熟优质菜用春大豆品种。 株高70 cm 左右，株型紧凑，百粒鲜重约为75 g；白花、荚果上有白毛，绿豆，圆叶、宽荚、糯性、籽粒色泽鲜亮，成熟后的颜色仍然为青绿色，卖相佳，表现出一致的成熟性等特点；作为春大豆110～120 d 即可采收， 鲜荚产量在 7 000～12 000 kg/hm2。供试肥料包括尿素（纯N 含量46%，齐鲁石化公司生产）、过磷酸钙（P2O5含量12%，湖南省石门县石门裕丰化工有限公司生产）、硫酸钾（K2O 含量50%，山东三方化工集团有限公司生产）。

1.3 试验设计

试验共设置4 个处理， 在优化处理的基础上分别设置无氮处理、70%优化处理、 优化处理、130%优化处理，编号分别为 N0P2K2、N1P2K2、N2P2K2、N3P2K2。 每个处理设 1 个小区，面积为 140 m2（3.5 m×40.0 m）。各处理具体施肥量见表1。

表1 试验各处理的施肥量

1.4 试验方法

试验于2021 年4～7 月进行，各处理的施肥按照施肥设计的施肥量实施， 所有的肥料在底肥时全部施入。 除了试验设计的施肥处理有所不同，其余管理均保持一致[5]。2021 年4 月3 日在当地土壤内温度达到10～12℃时进行播种，整高垄宽畦播种，要求地面充分耙细、整平，晴日里土壤墒情充足的情况下均匀播种，用种量45～60 kg/hm2，播种株行距分别为25 cm、45 cm，每穴播种2～3 粒，播种深度2 cm。毛豆生长期间要做好病毒病的防治工作[6]。

1.5 调查内容及方法

毛豆不同氮肥处理成熟后分开收获， 在每个小区随机选择3 个点取样， 每个样点取100 株用于统计分析。 粗脂肪、 粗蛋白质含量的测定使用Infratec 1255 型红外整粒谷物品质测定仪（FOSS 公司生产）。

2 结果与分析

2.1 不同氮肥处理对毛豆增产效果的影响

不同的施肥量和肥料配比， 对毛豆产生的增产效果存在很大的差异。 本次毛豆氮肥控制试验中，优化施肥和氮素不同用量各处理的主要产量结构（文中统计了二粒荚占比以及百粒鲜重2 个指标分析）及产量分析见表2。由表2 可知，毛豆优化处理（N2P2K2）的百粒鲜重最重、二粒荚占比最高，其中百粒鲜重显著高于无氮处理 （N0P2K2）、130%优化处理（N3P2K2），二粒荚占比显著高于无氮处理（N0P2K2）和70%优化处理（N1P2K2）、130%优化处理（N3P2K2）；在试验条件下，随着氮肥的增加，毛豆的百粒鲜重、二粒荚占比变化均为先增加、后降低；毛豆优化处理（N2P2K2）的产量达最高，为13 778.57 kg/hm2，显著高于无氮处理（N0P2K2） 和 70% 优 化 处 理 （N1P2K2）， 优 化 处 理（N2P2K2）的产量与 130%优化处理（N3P2K2）之间产量的差异不显著。 毛豆优化施肥处理（N2P2K2）与不施氮肥（N0P2K2）比较增产率25.83%，在优化处理的基础上增加氮肥用量30%处理的产量与不施氮肥的处理进行比较，增产率20.87%。说明毛豆氮肥的施用量在优化处理基础上增加30%产量没有显著增加， 因此纯氮施用量控制在150.30 kg/hm2左右即可。

表2 不同氮肥处理毛豆产量结构及产量分析

2.2 不同氮肥处理对毛豆增收的影响

单位面积的产出收益取决于产量和各种投入及产品价格等。 农作物的产量受到多种因素的控制，如施肥种类、施肥量大小、肥料的增产效应和产品价格等，都会影响到施肥的经济效益。2021 年试验期间当地毛豆、 肥料价格分别为毛豆 3.00 元/kg、 尿素2.10 元/kg、普钙 1.80 元/kg、硫酸钾 4.50 元/kg；其他投入包括种子、 农药和人工等。 施肥效益可以多方面考察， 施肥增收直接反映施肥的效益， 施氮肥增产收益与投入之比也可反映出施肥的收益， 用各处理小区的平均产量换算成单位面积产量和收益进行分析。

由表3 可知， 毛豆优化施肥处理的施氮肥收入最高， 纯收入为 35 220.21 元/hm2， 增收最多，为7 800.21 元/hm2；毛豆氮素优化处理增收与增施单氮肥的投入比达11.4， 增加氮肥30%的处理增收与施氮投入比在6.69，比优化处理降低了41.32%，70%优化处理的投入比仅为2.59。 因此，毛豆氮肥施用总量控制在150.30 kg/hm2左右即可。

表3 不同氮肥处理毛豆经济效益分析

2.3 不同氮肥处理对毛豆品质的影响

不同的施肥量和肥料配比， 对毛豆品质产生不同程度的影响。 本次毛豆氮肥控制试验中，氮素不同用量各处理区的毛豆主要品质指标（统计了粗蛋白质、粗脂肪2 个指标分析）结果见表4。由表4 可知，毛豆种植中氮肥的用量可影响大豆的品质， 在磷钾肥一致的情况下，随着氮肥的增加，台湾75 毛豆的粗蛋白质、 粗脂肪含量均先增加后降低， 以优化处理（N2P2K2）的粗蛋白质、粗脂肪含量均为最高；其中优化处理（N2P2K2）的粗蛋白质含量显著高于其他3 个氮肥用量处理，粗脂肪含量与70%优化（N1P2K2）未达到显著差异， 与其他2 个氮肥用量处理达到了显著差异水平；脂肪蛋白质含量总和以优化处理（N2P2K2）为最高，显著高于其他氮肥处理。

表4 不同氮肥处理毛豆品质分析

3 讨论与结论

3.1 讨论

氮肥中氮元素是植物体内氨基酸的组成部分，也是构成蛋白质的成分，能促进光合作用，提高作物的产量和品质，还能增加种子中蛋白质的含量，促进植物细胞的分裂和生长， 对于蔬菜生产和一些速生性作物尤其重要， 氮肥和其他肥料合理搭配能够促进蔬菜快速生长，提早上市、增加经济效益[4]。 在实际生产中，应该实行平衡施肥，达到氮肥和其他肥料合理搭配，解决氮肥使用过量和不足的问题，促进肥料的均衡吸收， 增加蔬菜产量同时减少氮肥的残留和浪费，从而减少面源污染，改善毛豆的生长环境[5]。

毛豆由于其根瘤的缘故，具有固氮能力，但靠毛豆本身的固氮功能， 不能满足毛豆生长及丰产对氮素的需求， 在开花期及种子形成期追施氮肥对毛豆的产量有显著的促进作用[6]。 大量试验研究证明，根瘤的生长受外源氮素的影响很大， 适时适量施用氮肥有利于促进毛豆生长和扩大根系增加根瘤， 过多施入氮肥或在不适宜的阶段施入氮肥， 会抑制毛豆根瘤的生长， 降低其共生固氮作用而且达不到增产效果[7]；周庆鹏[8]的研究认为，氮肥的施入可以增加大豆的百粒重及产量， 随着氮肥用量的增加其变化趋势为先增加后降低，与本试验的研究结果一致，毛豆的氮肥施用量以优化处理用量为最佳，此时百粒重、产量均最大。

影响大豆品质的关键因素之一即为氮肥的施入量。 盖志佳[9]的研究认为，大豆种植中氮肥的施入促使了蛋白质、脂肪含量的提高，与本研究结果一致，施入氮肥后的3 个处理的蛋白质、 脂肪含量均高于未施氮肥的处理， 且氮肥过多或者过低均可造成两者含量的降低。

毛豆的磷钾肥的施用量是否适宜， 还有待进一步试验研究。 针对各地土壤肥力水平，合理制定减肥增效方案。 若进一步化验分析毛豆产量养分吸收量，可以计算不同用量氮肥的利用效率， 若对各处理的收获物氮素养分含量进行分析， 还可以计算出不同氮肥施用量的氮素利用率， 未来可在此方面开展进一步的研究[2,7]。

3.2 结论

2021 年阳谷县春毛豆生产中的氮肥控制试验结果表明，毛豆氮素优化处理的产量达到最高，显著高于无氮处理和70%优化处理，与130%优化处理之间产量差异不显著； 毛豆优化施肥的处理与不施氮肥进行比较，增产率25.83%；毛豆优化施肥处理施氮肥纯收入最高，达到35 220.21 元/hm2，增收与增施单氮肥的投入比达11.4； 毛豆优化施肥处理下毛豆的蛋白质、脂肪含量均为最高，品质佳。 总之，根据目前阳谷县毛豆的产量水平、品质和土壤肥力状况，毛豆氮肥施用总量控制在150.30 kg/hm2左右即可。