大豆科学施肥及生态肥配方技术模式的优化分析

马迪

大豆是辽宁省葫芦岛市建昌县的传统优势作物，对于辽宁省葫芦岛以及整个东北区域的粮食安全和农民收入具有重要意义，但随着现代农业生产力的提升需求以及可持续发展的生态环境保护压力的增加，传统的施肥方法已经无法满足高产与环境保护双重目标，因此大豆施肥及生态肥配方技术成为当前建昌县乃至更广范围内农业科技工作者关注的焦点，此背景下本文结合建昌县实际气候，旨在说明如何通过科学施肥和生态肥配方，实现精准施肥，最大限度地提升大豆产量，同时减少化学肥料带来的环境负担。

一、基于产量提升的大豆施肥措施

1、土壤质量分析与肥料原则

根据我国农业农村部种植农业管理司于2023年3月发布的通知公告《2023年大豆油菜花生春季科学施肥指导意见》（下文简称为相关文件）中的第一节说明了辽宁省东北大豆应充分利用测土配方施肥技术，确定氮磷钾的具体施用量，同时结合秸秆还田、有机肥料、无机肥料配合使用。基于该原则指导下，在进行土壤样品采集时，应确保在每个代表性地块至少采集5-10个子样品，并将这些子样品混合成一个复合样本，考虑到大豆根系活跃区域的深度通常在10厘米-25厘米之间，所以将每个样本的采样深度控制为20厘米左右，确保采样土壤为大豆根系附近土壤，采样后使用标准化实验方法进行分析，以标准土壤内营养成分含量为例，土壤pH值应控制在6.0到7.0之间，适宜大豆生长，有机质含量建议达到2%以上，全氮（N）、磷（P2O5）、钾（K2O）含量应达到每公顷分别不低于80公斤、60公斤及100公斤，再根据土壤测试结果来确定施肥原则和用量，如果土壤全氮测定结果为每公顷50公斤，低于80公斤的推荐水平，则需要补充30公斤全氮，可以选择含氮量为46%的尿素作为施肥材料，则需施入尿素约65公斤/公顷（即30公斤÷46%）以满足大豆对氮的需求，或在土壤检测过程中发现田间A区土壤速效磷含量为每公顷20公斤，而B区为每公顷40公斤，那么在A区需要施入单质磷酸二铵150公斤/公顷（以补充30公斤P2O5），而B区则不需要追施或仅补充小。

考虑到即便相同地区不同种植区域的土壤内营养元素存在较大差异，难以使用同一种方法覆盖建昌县整体，而进行频繁土壤检测工作量较大，所以可采用变量施肥技术，根据相关文件中要求，可将大豆产量作为变量，调整氮磷钾肥的施用比例，产量水平130-150公斤/亩，氮磷钾可施用2.5公斤/亩、2公斤/亩、1.5公斤/亩，产量水平150-175公斤/亩，氮磷钾可施用3公斤/亩、3公斤/亩、2公斤/亩，产量水平175公斤/亩以上，氮磷钾可施用3公斤/亩、4公斤/亩、2公斤/亩。最后，在施肥过程中，可尝试采用自动施肥系统，如滴灌结合营养液自动配比系统，根据大豆各生长期的养分消耗速率和土壤供肥能力，调整施肥频率和浓度，在大豆生长旺盛期至结荚期，需要增加磷钾肥料的施用量，设定系统每周施放2次，每次配制2%的磷酸二铵与硫酸钾溶液进行灌溉。

2、施肥时期与大豆生长阶段同步化

施肥时期与大豆生长阶段同步化意味着要在大豆的关键生长期进行施肥，大豆生长周期可分为萌芽期、苗期、开花期、荚果发育期和成熟期，而且每个生长阶段对养分的需求不同，因此每个阶段施肥量应随着大豆的生长阶段变化进行细微调整。在萌芽期，即大豆播种后7-10天，此时需要确保有足够的磷和钾以促进根系发展，依托于上述土壤测试结果，如果速效磷含量较低（比如低于30毫克/公斤），则建议施入基础磷肥，如过磷酸钙，施用量约为60-80公斤/公顷，同时加入速效钾肥（如硫酸钾）约40-60公斤/公顷，以满足初期生长所需。进入苗期，在植株长至3-5片真叶时，大豆对氮素的需求开始增加，此时可以添加尿素，将其分2次施入，每次20公斤/公顷，以提供充足的氮素以支持植株快速生长。开花期是大豆植株结荚前的关键时期，可粗略估计在播种后30-40天，此时大豆对磷、钾的需求量加大，应考虑追加含磷、钾的复合肥料二铵磷（DAP）和硫酸钾，分别施用50-70公斤/公顷和60-80公斤/公顷，并适量喷施叶面肥，如0.3%的磷酸二氢钾溶液，提高营养吸收效率。荚果发育期是指花后到荚果充实期，这一阶段大豆对钾的需求最为旺盛，如果条件允许可在此阶段再次对土壤进行取样检测，如果土壤有效钾较低，应追施钾肥，如氯化钾75-100公斤/公顷，以确保足够的钾促进蛋白质和油脂的合成。最后，在成熟期，大豆对养分的需求急剧减少，所以不建议在此期间施肥，以避免造成养分积累和环境污染，但应注意监控土壤水分，保持适宜的土壤湿度，以支持大豆的正常成熟。

施肥具体方法方面，考虑到大豆根系活跃深度在10-15厘米左右，可采用深施技术，将肥料置于距离种子50厘米的地方，减少肥料损失，并确保养分直接供给根系，而且配合使用定向施肥或滴灌施肥技术可以进一步提高施肥效率，减少肥料用量，最大限度降低肥料对生态环境造成的污染。施肥时期与大豆生长阶段同步化的关键在于准确把握大豆各生长期的养分需求，并通过实地土壤和大豆生长情况测试，科学制定和执行施肥计划，不仅可以优化大豆产量，而且能够提高肥料利用率，降低农业投入成本，同时促进农业的可持续发展。

3、水肥一体化灌溉系统的应用

在部署水肥一体化灌溉设备前，应对大豆田的土壤类型、坡度、现有水源以及历史产量数据进行收集，基于这些数据，精确测算每亩土地所需的水分和营养素，并为此设计部署水肥一体化灌溉系统，部署过程中选择适当的水肥一体化灌溉系统，考虑到滴灌系统在实际农业生产中应用较为广泛，可直接选取滴灌系统，将水和溶解的肥料输送到作物根部，安装可调节的滴头，以便控制滴水速率和施肥强度。基于滴灌系统，实际施肥策略方面，可引入智能控制器来管理整个灌溉系统，根据大豆生长阶段、天气模式和土壤湿度数据自动调整水肥供应，在大豆萌发期，每天只需2.5毫米的水分，而开花期间则上升至6.35毫米，同样氮、磷、钾等营养素比例也需要随大豆生长周期做出相应调整，以贴合大豆生长过程中的实际需求。此外，实施精细化管理还可采用传感器技术监测土壤湿度与肥料浓度，在根区埋设电容式或张力计式土壤湿度传感器，实时反馈数据至控制系统，如果检测到湿度低于预设阈值，系统会启动灌溉，并同时按需配送适量肥料。最后，在水肥一体化灌溉的实际实施过程中还要保证水源质量，可使用滤网和沉淀池去除水源中的杂质，并定期清洗和维护水肥一体化系统中的管道和喷头，以防堵塞影响效果。

4、施肥后土壤养分监测与管理

施肥后土壤养分监测是调整大豆施肥策略、施肥量的依据，为准确灵活地调整施肥量，应定期采集土壤样本，在大豆田采用Z字形或5点取样法，从不同地点取出15-20厘米深的土壤样本，每亩地至少取5个点的土壤样本，以保证结果的代表性，并将这些样本混合成一个复合样本送检，为获取准确数据，避免施肥当天立即采样，应在施肥后1周左右进行，而且采集到的土壤样本应送至专业实验室，进行氮、磷、钾及其他微量元素含量的测试，依据检测的具体数据，结合大豆产量的实际营养成分需求（每生产100公斤大豆，需要吸收氮1.8-20.1公斤，磷1.8-3.0公斤，钾2.9-3.0公斤），并指导下一步管理措施。

调整施肥策略后不仅要监测土壤养分，还需关注作物生长情况和土壤水分状态，使用植被指数传感器来评估作物生长状况，并结合土壤湿度传感器读数确保养分能有效被作物吸收，根据监测结果调整后续施肥计划，如果测试显示某一元素浓度超过了作物所需阈值，则应减少该元素的施用量以避免营养过剩和环境污染，如果发现元素缺乏，则需要增加特定肥料或采用叶面喷施来迅速补充营养。最后，在全周期内建立完整的数据库用于记录每次施肥前后的土壤养分变化和作物生长情况，利用GIS（地理信息系统）技术将数据空间化，辅助制定更精确的施肥方案，随着时间累积的数据会有助于运用历史资料预测未来作物需求，并优化长期土壤管理策略。

二、大豆施肥中生态肥配方策略

1、生态肥料配方原则

生态肥配方原则是以生态农业和可持续发展为出发点，旨在提高土壤肥力和作物产量的同时，最小化对环境的负面影响，此部分中的生态肥料通常指有机肥料和低释放性或控释性肥料，也包括富含有益微生物的生物肥，基于该目的，在对生态肥进行配方时，首先需要考虑养分平衡原则，针对特定土壤条件和大豆品种需求，精确计算氮、磷、钾以及其他微量元素的需求量，在一般土壤条件下，每生产100公斤大豆，需要吸收氮1.8-20.1公斤，磷1.8-3.0公斤，钾2.9-3.0公斤，根据这些比例，调整有机肥料与无机复合肥料的比例，同时强调本地资源利用原则，优先使用当地可获得的有机废弃物，如畜禽粪便、秸秆、绿肥等天然资源加工成有机肥，以此降低成本，循环利用农业废弃物，减少环境污染。

此外，还应注重增强土壤微生物活性的原则，在肥料中添加富含微生物菌剂的生物有机肥料，如经过专门发酵处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剂，可以显著提高土壤自身的养分转化效率并促进植株健康成长。

2、微量元素在生态肥配方中的比例

在大豆生长过程中微量元素是植物生长必不可少的营养元素，对于植物生理活动和代谢过程至关重要，在配方设计时，确保微量元素的正确比例极为重要，应按照一定的比例添加微量元素，这些比例通常以重量份（质量分数）来计算，硫酸铵和硫酸锌作为主要提供氮和锌的来源，在此类配方中通常加入1.2-1.8份，即以100公斤生态肥为标准，应当添加1.2-1.8公斤的硫酸铵和硫酸锌，对于微量元素铜、铁、锰、硼等其他必需的微量元素，可使用复合型微量元素肥料，这种肥料包括多种必需微量元素，其总加入量应控制在0.5%-1.0%之间，即在100公斤生态肥中添加0.5-1公斤的复合型微量元素肥料。在确定具体含量时，还需根据土壤的基本情况以及前茬作物留存的养分情况来调节，如果土壤检测发现缺锌情况严重，则硫酸锌的用量可以适当增加，如果土壤中某些微量元素含量已经足够或超标，则相应减少该元素的投入。

基于上述中生态肥配方的原则，可加强对本地农业资源的利用，将腐熟土（10-20份）、塘泥（10-20份）等基质与畜禽粪便（5-10份）、有机肥发酵剂（2-4份）混合，同时加入预先混合好的微量元素粉末，保证每一部分肥料都含有均匀分布的微量元素，在此基础上为了减少因pH值变化导致的微量元素有效性下降问题，在施用过程中要注意监控并调整土壤pH值，可加入碳酸钙粉（3-8份）不仅可以调整pH值，还能提供钙元素，考虑到生态肥的气味较大，可能会吸引昆虫，可在其中加入防虫材料（2.4-3.2份）和除臭剂（1.8-2.8份）。

3、增强土壤微生物多样性的施用技巧

增强土壤微生物多样性的施用技巧侧重于提供一个有利于生物多样化的环境，并通过合理配比肥料成分以滋养这些微生物，在大豆种植中，应采用腐熟度高、易于微生物分解的有机物料，比如经过堆肥处理的动物粪便（如鸡粪或牛粪），经过适当发酵后富含有益菌群，在有机肥料施用的基础上，适当配合生物肥料使用，以促进土壤微生物多样性，生物肥料通常包括根瘤菌、放线菌、真菌等能够固氮或溶解磷酸盐、钾盐的微生物，根据相关文件中的推荐，其中的大豆根瘤菌不仅能为大豆固定空气中的氮气，还能改善土壤结构和增加土壤有机质。最后，保护地表覆盖是丰富土壤微生物多样性的重点，在施用有机肥和生物肥料后，可在地表覆盖秸秆、绿肥作物，为土壤提供连续的有机质输入以及为土壤微生物提供生存所需的遮阴和湿度条件。

4、生态肥与无机肥料结合使用的优化

生态肥料与无机肥的结合使用是为了提高大豆产量和品质，同时保护土壤健康和环境，配方时应精确计算大豆对氮、磷、钾等主要营养元素的需求，并结合有机肥料的施用，优化肥效和提升土壤微生物活性，添加无机肥料时，根据上述多次土壤检测结果和作物需求期选择适宜的类型和用量，如果土壤测试显示磷含量高，则减少施用单质磷肥或复合肥中的磷含量，采用控释型复合肥料，此种根据温度、湿度调整养分释放速率，更符合大豆生长吸收节奏。

在实际施用过程中，应采取定位施肥或条带施肥技术，使肥料更集中地布置在大豆根系周围而非全面撒施，以减少因养分扩散引起的损耗，并确保植株能更有效地吸收所需营养，以其中的条带施肥技术为例，可采用带施肥功能的播种机或者专门的条带施肥设备，通常条带位置位于作物种植行的两侧，距离种子约5-10厘米，深度大约为5-15厘米，宽度一般为10-30厘米，再使用人力或GPS导航系统，在田间预先标记出施肥行，调整施肥机械上的排量设置，确保每个条带能够获得预定的肥料量，机械将肥料均匀地施放在地表或覆土一定深度的条带中，保证每条带都和作物种植行平行，以利于作物根系对肥料的吸收，在施用此施肥技术时，应避免施肥过深，以免肥料超出作物根系吸收范围，避免将肥料直接与种子接触，以防肥害。并考虑分期施肥策略，按照大豆生长阶段划分施肥时间点进行施肥，在播种前进行基肥施用，以有机物为主，混合一定比例的复合控释肥，在大豆花前期进行追肥，可适量补充含氮较高的水溶性无机肥。另外，在肥料施用过程中应密切关注土壤pH值变化，适当调整灌溉管理措施，如果pH值较低，则可通过施加碳酸钙粉（3-8份）来调节土壤酸碱度，防止对大豆根系及土壤中其他微生物造成不良影响。

综上所述，本文经过对大豆施肥和生态肥配方策略的分析，得出了一套结合当地实际情况的施肥模式，此模式不仅可提升大豆产量，还可有效提高土壤质量和生物多样性，使得农业生产步入可持续发展的轨道，在政府、科研机构和农民的共同努力下，基于科学理念进行施肥的具体方法将逐渐得到推广应用，未来的工作将集中在持续优化生态肥配方，并扩展到更多作物与种植区域，真正实现农业生产的绿色转型与升级。

（作者单位：125300 辽宁省葫芦岛市建昌县现代农业发展服务中心）