菜用大豆“75-3”6种养分平衡分析

王冬群，成美玲，金万国

(1.慈溪市农业监测中心，浙江慈溪 315300；2.慈溪市周巷镇人民政府，浙江慈溪 315324；3.慈溪市宗汉万国蔬菜农场，浙江慈溪 315399)

菜用大豆“75-3”是福建省农业科学院研究所从我国台湾省引进[1]，适合在杭州湾沿岸广泛种植的大宗蔬菜作物。目前施肥对大豆产量及品质影响的研究已有相关报道[2-6]。但菜用大豆“75-3”肥料吸收利用特点研究较少。通过试验得到一种农作物的养分吸收配比和吸收量后，可以估算得到这种农作物需要施用的肥料配比和用量。同一种作物不同品种对肥料的配比和用量要求都可能不同。同时肥料施用于地中到被农作物的吸收过程中，由于受淋洗、土壤性质等多种因素的共同影响，肥料实际利用效果也会有较大差异。通常需要经过技术人员反复田间试验，验证其正确性，并进行适当的修正，以便实际推广应用。在前期试验，采用养分平衡法得到了菜用大豆最优的氮(N)、磷(P)、钾(K)配比和施用量[7]，采用不同水平的肥料和种植密度试验进一步优化了肥料使用量和种植密度[8]。笔者拟对前期得到的NPK配比和重量、种植密度在田间进行进一步的对比与验证。

为验证优化后的肥料配比和用量，通过与农民习惯施肥等比较，并通过养分累积量、肥料利用率、肥料农学效率、肥料偏生产力等评价指标对优化后的施肥方案进行分析，以期验证施肥方案以及对方案进行进一步优化调整，同时对硼(B)、镁(Mg)、钼(Mo)吸收累积特点进行分析。

1 材料与方法

1.1 试验地概况菜用大豆“75-3”肥料与密度验证试验在慈溪市宗汉街道万国蔬菜农场进行，120°13′34″E、23°14′3.4″N。试验地块0～20 cm土壤的基础理化性质：pH为8.23，全氮0.69 g/kg，水解性氮57.5 mg/kg，有机质10.0 g/kg，有效磷26.1 mg/kg，速效钾169 mg/kg，水溶性盐分0.4 g/kg，有效硼0.47 mg/kg，有效钼0.12 mg/kg，交换性镁2.0 cmol(1/2Mg2+)/kg。前茬为青花菜。露地种植菜用大豆，品种为“75-3”。2021年4月22日播种施肥一次性完成，不覆膜。

1.2 试验设计氮肥为山东华鲁恒升化工股份有限公司生产的尿素(N 46.0%)，磷肥为宁波市甬丰农业生产资料股份有限公司生产的高浓度磷肥(P2O540%)，钾肥为德国钾盐公司生产的硫酸钾(K2O 50%)。播种、施肥同一天完成，不追施。采用穴施法，每4穴菜用大豆中间施1穴肥料。地块头尾设保护行。菜用大豆种植密度为每穴3颗豆种，150穴/区(株距×行距为40 cm×33 cm)，每个小区20 m2，即22.5万株/ hm2。

按菜用大豆优化后的肥料配比：N、P2O5、K2O施入量分别为149、45、104 kg/hm2，三者比例为33.1∶10.0∶23.1。农户习惯施肥N、P2O5、K2O 施入量分别为142、90、90 kg/hm2。具体施肥量见表1。所用肥料在实验室采用精度为0.01 g电子天平准确称量，在塑料袋中充分混匀。

表1 菜用大豆不同施肥水平和密度试验处理Table 1 Experiments on different fertilization levels and density of vegetable soybean 单位：kg/hm2

1.3 样品采集与测定在菜用大豆成熟期2021年7月18日豆荚、茎叶一次性采收。现场对每个小区的全部菜用大豆豆荚和茎叶称重、记录。部分豆荚、茎叶样品带回实验室后，切碎、混匀分别称取豆荚、茎叶各400 g。先用105 ℃杀青30 min，再用60 ℃烘干至恒重。干样磨细后，分别采用NY/T 2017—2011测定全氮、全磷、全钾含量，采用GB 5009.268—2016第一法测定硼、钼含量和第二法测定镁含量。

1.4 计算公式与统计分析方法

养分累积量=经济产量×蔬菜全NPK含量+外叶产量×外叶全NPK含量

(1)

肥料利用率=

(2)

肥料农学效率=

(3)

试验数据采用Excel 2007软件进行分析。

2 结果与分析

2.1 地力分析肥料的互作效应分析结果(表2)表明，N、K和N、P、K 的互作效应相对较高，豆荚产量比不施肥处理分别增产25.87%和30.39%；其次是N、P 和P、K的互作效应，增产率为23.25%和19.29%。相对产量<50%、50%～75%、75%～95%和>95%分别表示肥力等级极低、低、中和高。无肥区豆荚产量占全肥区产量的76.69%；缺氮区豆荚产量占全肥区产量的91.48%，说明土壤全氮含量为中等水平；而缺磷区豆荚产量占全肥区产量的96.53%，说明土壤有效磷含量处于较高水平；缺钾区的豆荚产量占全肥区产量的94.52%，说明土壤有效钾含量处于较高水平。由此可知，试验用地基础地力较高。

表2 菜用大豆肥料互作效应和地力养分丰缺情况Table 2 Interaction effect of vegetable soybean fertilizer and abundance and shortage of soil nutrients

2.2 不同处理产量由表2可知，缺氮、缺磷、缺钾处理豆荚产量均低于全肥组。茎叶产量也有类似现象。优化后的NPK产量最高，比施肥量大的NBFA、HFDE、MNXG均高。NPK肥料农学效率分别为7.83、10.56、7.21 kg/kg。豆荚/茎叶在2.33～2.78，远高于菜用大豆“高雄9号”豆荚/茎叶1.35～2.04[9]，可能是由于品种或产量大小的差异造成。

2.3 菜用大豆养分累积、肥料利用率由表3可知，N元素在NPK0、NP0K、NPK、MNXG 4个处理中保持了基本的养分平衡，在NBFA、HFDE处理中盈余较多。P2O5除在NBFA、HFDE、MNXG 3个处理中出现盈余外，其余处理都有不同程度的亏缺。K2O除在NBFA、HFDE 2个处理有盈余外，在其他处理均出现亏缺。主要原因是该试验的菜用大豆产量达到了较高水平，需要吸收较多的营养元素。当目标产量为13 690 kg/hm2时，施用N、P2O5、K2O分别为159.56、54.87、139.88 kg/hm2才能基本满足养分平衡。N、P2O5、K2O肥料利用率分别为16.59%、-2.67%、22.37%。

表3 各处理养分平衡情况Table 3 Nutrient balance of each treatment

2.4 菜用大豆各处理氮磷钾(N、P2O5、K2O)吸收量比例关系设菜用大豆对P2O5的吸收量为10.0，通过计算得到各处理N、P2O5、K2O吸收量的比例关系见表4～6。总的N、P2O5、K2O三者吸收量为24.57～31.12、10.00、21.96～27.28，平均值为28.17、10.00、23.56。豆荚中N、P2O5、K2O吸收量平均值为120.27、38.06、90.05 kg/hm2，三者比例关系为31.62、10.00、23.66；茎叶中N、P2O5、K2O吸收量平均值为20.53、11.96、27.72 kg/hm2，三者比例关系为17.26、10.00、23.29。

茎叶中N、P2O5、K2O三者比例范围较大，可能原因是茎与叶中N、P2O5、K2O含量差异大，而在取样过程中又不能做到在各个样品中茎与叶比完全一致。但通过多次处理的检测，取平均值可以得到接近真值的结果。在整棵菜用大豆中N、P2O5、K2O比例出现波动，一个重要原因是各处理豆荚产量不同。

各处理N、P2O5、K2O比例并没有因为N、P2O5、K2O施入量不同而吸收量比例出现有规律的变化，三者保持了一个基本稳定的比例关系。这个特点为设计菜用大豆肥料配比提供了重要依据。

表4 菜用大豆各处理氮磷钾(N、P2O5、K2O)吸收量比例关系Table 4 Proportion of nitrogen，phosphorus and potassium(N，P2O5，K2O)uptake in vegetable soybean

2.5 硼、镁、钼吸收累积各处理对B、Mg、Mo养分累积分别达111.67～153.80 g/hm2、17.29～26.66 kg/hm2、10.90～16.48 g/hm2，平均值分别为141.26 g/hm2、23.21 kg/hm2、13.38 g/hm2，可见处理间差异较大。三者比例关系为5.43～6.74、1 000、0.48～0.69，平均值为6.09、1 000、0.58。可见菜用大豆需要镁的含量较多。菜用大豆豆荚B、Mg、Mo养分累积分别达74.26～101.10 g/hm2、10.95～14.76 kg/hm2、9.30～13.88 g/hm2，平均值为90.98 g/hm2、13.31 kg/hm2、11.30 g/hm2。菜用大豆茎叶B、Mg、Mo养分累积分别达37.40～58.16 g/hm2、6.34～12.89 kg/hm2、1.43～2.67 g/hm2，平均值为50.28 g/hm2、9.90 kg/hm2、2.08 g/hm2。可见豆荚对B、Mg、Mo需求量大于茎叶(表7～9)。

表5 菜用大豆豆荚各处理氮磷钾(N、P2O5、K2O)吸收量比例关系Table 5 Proportion of nitrogen，phosphorus and potassium(N，P2O5，K2O)uptake by vegetable soybean pods in different treatments

表6 菜用大豆茎叶各处理氮磷钾(N、P2O5、K2O)吸收量比例关系Table 6 Proportion of nitrogen，phosphorus and potassium(N，P2O5，K2O)uptake by vegetable soybean stems and leaves in different treatments

3 讨论

用养分平衡法来测算农作物生长所需的养分含量是一种简单直观有用的方法。该研究验证优化后的方案为当目标产量为13 690 kg/hm2时，一次性穴施法，施用N、P2O5、K2O分别为159.56、54.87、139.88 kg/hm2，施用B、Mg、Mo分别为141.26 g/hm2、23.21 kg/hm2、13.38 g/hm2，为指导菜用大豆科学施肥提供了依据。

表7 菜用大豆整体B、Mg、Mo吸收累积情况 Table 7 Absorption and accumulation of B，Mg and Mo in vegetable soybean

表8 菜用大豆豆荚各处理B、Mg、Mo吸收累积情况Table 8 Absorption and accumulation of B，Mg and Mo in vegetable soybean pods

菜用大豆根系发达[10]，能对较远距离的养分进行吸收，再加上其生长季节雨水较多，因此适合采用穴施法。一次性穴施法，节约了施肥成本，同时减少了肥料的损失，是一种适合菜用大豆的施肥方法。在实际生产中，只要一次性施入一定数量特定比例的肥料即可。

NPK在肥料施入出现亏缺的情况下，还能高产，主要原因是土壤中有效磷、有效钾等养分含量相对较高。由此表明如果土壤中有较高的养分含量，即使后期没有施足够的肥料同样也能高产。宁海龙等[11]认为磷肥对大豆籽粒氮素含量的作用有正有负。宁海龙等[11]、张兴梅等[12]认为钾肥对大豆籽粒氮素含量的作用为负效应。这与该研究结果一致。

表9 菜用大豆茎叶各处理B、Mg、Mo吸收累积情况Table 9 Absorption and accumulation of B，Mg and Mo of vegetable soybean stem and leaf

一种农作物所需的施肥配比和施肥量主要受到3个方面因素的制约，首先是植物本身对NPK等大量元素和B、Mg、Mo等中微量元素吸收积累量，其次是土壤本身N、P、K、B、Mg、Mo等元素含量，最后是土壤的性质，如pH、淋洗、施肥方式等因素。该试验通过在特定地块中反复多年的试验，得到了在该地块条件下菜用大豆最佳的施肥配比和施肥量，达到了最佳的经济产量。