控釋復合肥對高蛋白大豆農藝性狀·產量及效益的影響

田藝心 曹鵬鵬 高鳳菊 高祺 華方靜 王春雨 朱冠雄 王士齡

摘要 ?以國家黃淮海區域對照品種冀豆12為供試材料，研究了控釋復合肥對高蛋白大豆農藝性狀、干物質積累、產量及效益的影響。結果表明，與常規復合肥（CK）相比，不同用量控釋復合肥施用后植株各性狀均得到改善。相比CK，300 和375 kg/hm2控釋肥處理下，植株株高、根長和有效莢數顯著增加；植株總干重增加幅度分別為24.84%、26.28%，豆莢干重增幅最大，分別為30.96%、32.63%；產量增幅分別為20.40%、18.65%，主要體現在單株莢數和粒數上；經濟效益分別增收3 325.83、2 777.36元/hm2。表明控釋復合肥在大豆上的施用可行有效。鑒于300 和375 kg/hm2處理間無顯著差異，考慮到降低肥料成本，300 kg/hm2控釋肥處理可作為相似生態條件下大豆生產中的推薦施肥方式。

關鍵詞 ?控釋復合肥；高蛋白大豆；農藝性狀；干物質積累；產量；效益

中圖分類號 ?S 565.1 ??文獻標識碼 ?A ??文章編號 ?0517-6611（2023）05-0155-04

doi： 10.3969/j.issn.0517-6611.2023.05.035

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Effects of Controlled Release Compound Fertilizer on Agronomic Characters， Yield and Benefit of High Protein Soybean

TIAN Yi-xin，CAO Peng-peng， GAO Feng-ju et al

（Dezhou Academy of Agricultural Sciences， Dezhou，Shandong ?253015）

Abstract ?The effects of controlled-release compound fertilizer on agronomic traits， dry matter accumulation， yield and benefit of high-protein soybean were studied with Jidou 12， a national Huang-Huai-Hai regional control variety. The results showed that compared with the conventional compound fertilizer （CK）， the plant properties were improved with different dosage of controlled-release compound fertilizer. Compared with CK， 300 and 375 kg/hm2 controlled-release fertilizers significantly increased plant height， root length and effective pod number， the increase rate of plant dry weight was 24.84% and 26.28% respectively， and the increase rate of pod dry weight was 30.96% and 32.63% respectively. The yield increased by 20.40% and 18.65% respectively， which was mainly reflected in the number of pods per plant and the number of seeds per plant， and the economic benefit increased by 3 325.83 and 2 777.36 yuan/hm2 respectively. The results showed that the application of controlled-release compound fertilizer on soybean was feasible and effective. Considering no significant difference between 300 and 375 kg/hm2 treatments and reducing fertilizer cost， 300 kg/hm2 controlled-release fertilizer treatment could be used as the recommended fertilization method in soybean production under similar ecological conditions.

Key words ?Controlled release compound fertilizer;High protein soybean;Agronomic characters;Dry matter accumulation;Yield;Benefit

緩控釋肥料（slow release fertilizers，SRFs）是指肥料養分釋放緩慢，釋放期較長，在作物的整個生長期均可以滿足作物生長需要的肥料［1］，其中緩釋肥的高級形式為控釋肥（controlled availability fertilizers，CAFS），是指通過各種機制措施預先設定肥料在作物生長季節的釋放模式，使其養分釋放規律與作物養分吸收基本同步，從而達到提高肥效目的的一類肥料［2］。由于緩控釋肥具有肥效高、用量少、肥效長期、穩定、環境友好等優點，近年來發展迅速，據不完全統計［3］，截至2020年，我國緩控釋肥氮肥的總生產量已達3 000萬t左右，總推廣面積達5 000萬t左右，已逐漸成為我國肥料產業發展的主導方向。研究表明，緩控釋肥不僅可以促進小麥［4-5］、水稻［6-7］、玉米［8-9］等糧食作物增產增收， 還可改善蔬菜［10］、茶葉［11］、花生［12］、馬鈴薯［13］等經濟作物的品質和養分，在眾多作物中均已取得了良好的效果。然而，截至目前，緩控釋肥在大豆等豆科作物中的報道較少，尤其是控釋復合肥在大豆上的相關研究鮮見報道。為此，筆者以常規復合肥為對照，研究了控釋復合肥對高蛋白大豆農藝性狀及產量、效益的影響，以探討其應用的可行性，旨在為控釋復合肥在大豆生產上科學合理的施用提供理論指導和技術支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試大豆品種為冀豆12（國審豆2003017），中早熟夏大豆品種，由品種油83-14×晉大7826配組選育而成，蛋白質含量46.16%以上，屬高蛋白大豆品種，適宜在河北省、山東省中北部、山西中南部、陜西北部及新疆、寧夏、甘肅等地區種植，是國家黃淮海夏大豆區域試驗對照品種?？蒯審秃戏剩∟ ∶P2O5 ∶K2O=10 ∶15 ∶12）和常規復合肥（N ∶P2O5 ∶K2O=10 ∶15 ∶12）均由山東茂施生態肥料有限公司提供。

1.2 試驗地概況

試驗地位于山東省禹城市房寺鎮農場（116°26′E，36°44′N），該區地勢平坦，屬暖溫帶大陸季風氣候，全年平均日照2 475.4 h，年降水量554.7 mm，年均氣溫13.8 ℃，最熱月平均氣溫25.9 ℃，光熱水資源充足，適宜大豆、玉米、小麥等作物生長。試驗地土壤類型為潮土，耕層土壤有機質15.24 g/kg，堿解氮28.92 mg/kg，有效磷36.87 mg/kg，速效鉀115.63 mg/kg，pH 6.23。

1.3 試驗設計

試驗共設5個處理，分別為CK常規復合肥（對照，375 kg/hm2），T1控釋復合肥（150 kg/hm2），T2控釋復合肥（225 kg/hm2），T3控釋復合肥（300 kg/hm2），T4控釋復合肥（375 kg/hm2）。所有肥料作為底肥均一次性條溝施入。各處理隨機區組排列，3次重復，共15個小區。小區行長5 m，壟距50 cm，株距10 cm，6行區。2021年6月15日播種，人工起壟穴播，大豆出苗后定苗19.5萬株/hm2。試驗田栽培管理措施均按照高產試驗田統一進行管理。

1.4 測定項目與方法

1.4.1 ???植株農藝性狀及干物質積累測定。成熟期，分別于各小區連續選取10株大豆植株，調查大豆株高、根長、單株有效分枝、單株豆莢數、主莖節數等農藝性狀。然后按照根、莖、豆莢等器官分樣（成熟期植株葉子和葉柄脫落，忽略不計），將樣品在105 ℃殺青30 min，85 ℃烘干至恒重。取出樣品，稱量各器官干物質重，并計算植株總干物質重。

1.4.2 ???大豆產量及產量構成因子測定。大豆成熟期，各小區連續選取10株植株，調查單株有效結莢數、單莢粒數，并計算百粒重。各小區選取中間4行大豆植株計產（10 m2），實收后籽粒晾干稱量，并折算成1 hm2產量。

1.4.3 ???大豆經濟效益計算。按2021年大豆年均價格5.3元/kg，控釋復合肥3.5元/kg，常規復合肥2.8元/kg，其他成本費用統一按5 625元/hm2（包括滅茬1 050元/hm2、播種375元/hm2、肥料750元/hm2、種子600元/hm2、澆水225元/hm2、除草225元/hm2、殺蟲1 000元/hm2、化控500元/hm2、收獲900元/hm2），計算大豆經濟效益。

1.5 數據處理與分析

采用Excel 2017對數據進行處理，并用SPSS 17.0軟件對數據進行方差分析，顯著性檢驗采用Duncan法。

2 結果與分析

2.1 控釋復合肥對植株農藝性狀的影響

從表1可以看出，與常規復合肥相比，控釋復合肥施用后植株各農藝性狀均不同程度的提高，表明控釋肥施用更有利于大豆植株生長發育。其中，植株株高、根長均表現為T3>T4>T2>T1>CK，植株有效分枝、主莖節數和有效莢數均表現為T4>T3>T2>T1>CK。植株株高和有效莢數在T3和T4處理間無顯著差異，均顯著高于其他處理，除T2與CK差異顯著外，T2、T1、CK兩兩之間均無顯著差異。植株根長除T3、T4與CK間、T1與CK間差異顯著外，其他各處理間均無顯著差異。T4、T3、T2處理間有效分枝和主莖節數均無顯著差異，且均顯著高于T1和CK，T1與CK處理間差異不顯著。由于T4與T3處理間各農藝性狀均無顯著差異，且植株株高、根長和有效莢數均顯著優于其他處理，因此T3與T4處理下的控釋肥施用量更利于大豆植株農藝性狀改善和提高。

2.2 控釋復合肥對植株干物質積累的影響

從圖1可以看出，隨著控釋肥施用量的增加，植株根、莖、豆莢及植株總干重均逐漸增加。其中，T3與T4處理之間植株各器官及植株總干重均無顯著差異，且均顯著高于其他處理。其次，T2處理下根干重和豆莢干重顯著高于T1與CK，莖干重和植株總干重顯著高于CK。CK處理下各器官及植株總干重最低，除豆莢干重與T1差異顯著外，其他器官及植株總干重均與T1差異不顯著。相比CK，T1～T4處理下，根干重增幅為1.33%～28.90%，莖干重增幅為7.18%～29.52%，豆莢干重增幅為8.42%～32.63%，表明成熟期控釋肥對植株干重的增加主要在豆莢上，其次為莖、根。T1～T4處理下，植株總干重增加幅度分別為3.00%、10.92%、24.84%、26.28%，表明適量增加控釋肥，才能滿足植株生長發育對肥料的需求，從而促進植株各器官干重的增加，尤其在大豆生長中后期豆莢發育，控釋肥效果更好。

2.3 控釋復合肥對大豆產量及構成因子的影響

從表2可以看出，相比常規施肥處理，控釋復合肥施用后，大豆產量增加，產量表現為T3>T4>T2>T1>CK，除T3和T4處理間差異不顯著，其他各處理間均差異顯著。產量構成因子單株莢數、單株粒數、百粒重表現與產量相似，均在T3、T4處理下表現最優，顯著高于其他處理，其次T2處理下表現較好，尤其單株粒數和百粒重顯著高于T1和CK。T1處理單株莢數與百粒重均與CK差異不顯著，但單株粒數顯著高于CK。相比CK，T1～T4處理大豆產量增幅分別為3.36%、8.05%、20.40%、18.65%，表明在該試驗條件下，控釋肥施用量在300～375 kg/hm2時對大豆增產效果較好。另外，通過產量構成因子與產量相關性分析表明，單株莢數和單株粒數與產量均達極顯著相關，百粒重與產量達顯著相關，表明該試驗條件下，控釋肥更多通過增加單株莢數和單株粒數來促進大豆產量增加。

2.4 控釋復合肥對大豆經濟效益的影響

從表3可以看出，扣除肥料成本及田間其他成本，施用控釋肥T1～T4后，大豆經濟效益相比CK分別增收1 072.08、1 574.59、3 325.83、2 777.36元/hm2，尤其是T3和T4處理，大豆經濟效益增收最明顯。常規復合肥施用量和控釋復合肥施用量相同，雖然控釋肥成本增加，但不影響大豆經濟效益的增加，可見相比常規復合肥，控釋復合肥可以更好地發揮肥效作用，滿足大豆生長發育各階段肥料需求，促進產量、產值和經濟效益增加。

3 討論

控釋復合肥與常規復合肥的區別在于控釋肥養分釋放規律符合作物生長發育所需的肥料規律，能夠使其養分釋放與作物養分吸收規律吻合，促進養分吸收利用，減少肥料養分損失。張迪等［14］研究表明，控釋肥（N ∶P2O5 ∶K2O=24 ∶13 ∶15）一次性側深施可滿足寒地粳稻生長養分需求，顯著提高粳稻孕穗期至拔節期的干物質積累，提高粳稻產量和純收益。徐峰等［15］研究發現，與常規施肥處理相比，控釋肥（N ∶P2O5 ∶K2O=26 ∶6 ∶8）處理下，玉米產量、穗粒數、千粒重均顯著提高，玉米籽粒中可溶性糖、可溶性蛋白、VC含量均顯著高于常規施肥處理。黃思怡等［16］研究表明，較常規施肥處理，控釋肥在氮肥減量10%～20%條件下，仍可保證水稻增產4.7%。該試驗在大豆上的研究結果與前人研究結果基本一致，與常規復合肥相比，控釋復合肥施用后，大豆植株農藝性狀、干物質積累、產量及效益均得到一定程度改善，尤其在T3和T4處理下，植株株高、根長、有效莢數、植株各器官及植株總干重、單株莢數、單株粒數、百粒重表現與產量、效益均顯著優于其他處理，表明控釋復合肥在大豆上的施用同樣可行有效。

王永軍等［17］研究指出，控釋肥處理玉米植株地上部生物量在成熟期均顯著高于普通肥料處理，且主要集中在后期穗粒重的增加上。楊吉順等［18］研究發現，控釋肥可顯著促進花生莖葉干物質積累量的增加，尤其在生育后期，光合產物向莢果中運輸，莢果干物質積累量最高。該研究結果表明，相比常規施肥處理，控釋肥施用后，大豆各器官及植株總干重增加，且隨控釋肥施用量的增加而增大，成熟期豆莢干重增幅最大，其次為莖、根，說明控釋肥在大豆豆莢期肥效發揮作用較為明顯，滿足了大豆生育后期對肥料的養分吸收同步需求。另外，研究表明［19］，控釋肥對玉米產量的增加主要得益于穗粒數和千粒重的增加，水稻產量的增加主要在于有效穗數和分蘗數的增加，該研究結果表明，控釋肥對大豆產量的增加主要集中在單株莢數和單株粒數的增加上。因此，在百粒重基本不變的基礎上，增加或保持足夠的單株莢數和粒數是提高大豆產量的關鍵。

在該試驗條件下，控釋肥施用量較低時（T1），植株株高、有效分枝、主莖節數、單株莢數、百粒重及根、莖、植株總干重與常規施肥差異不顯著，表明控釋肥施用量對大豆生長發育及產量形成具有重要影響，施用量過低，滿足不了植株各階段對養分的需求，難以保證大豆產質量的提高。曾建華等［20］研究發現，與常規施肥相比，控釋肥氮肥減量10%可保證水稻產量，減量20%水稻明顯減產。王西芝等［21］研究表明，控釋肥（N ∶P2O5 ∶K2O=28 ∶8 ∶8）施用量在600 kg/hm2時，玉米葉面積動態合理，成熟期干物質積累量和經濟系數較高，增產效果顯著。該試驗條件下，控釋肥（N ∶P2O5 ∶K2O=10 ∶15 ∶12）施用量在300 kg/hm2時，大豆農藝性狀、干物質積累、產量效益均表現較好，與375 kg/hm2差異均不顯著，且肥料成本低，適宜用作控釋肥施用量。

另外，研究認為［22］，控釋肥肥效釋放緩慢，不能滿足作物前期養分需求，通過控釋肥和常規肥一定比例混合配施，作物增產效果更好。閆東良等［23］研究發現，控釋尿素和普通尿素配比2 ∶ 1時，延緩了玉米功能葉衰老，提高了穗位葉酶活性，增加了玉米產量。蔣麗萍等［24］研究表明，控釋尿素和普通尿素5 ∶ 5摻混一次性基施可實現玉米產量和經濟效益最大化。朱寶國等［25］對東北大豆進行控釋尿素和普通尿素混施試驗，發現5 ∶ 5為最佳混施比例，大豆產質量均高于單一控釋尿素或普通尿素處理。但也有學者研究發現［26］，控釋肥配施常規肥雖然能夠使作物在前期形成較大的群體生長量，但中后期釋放的養分難以滿足后期大群體庫容充實的需求，對比常規施肥處理未必增產。對大豆植株而言，前期營養過多易導致植株營養生長過剩，后期結莢需求養分不夠，也難以獲得高產高質。因此，在實際生產中，控釋肥單施或配施，需根據土壤基礎地力、前茬殘留、作物品種、控釋肥種類等綜合因素具體分析。

4 結論

與常規復合肥相比，控釋復合肥施用后，大豆植株農藝性狀得到改善，各器官干物質積累及植株總生物量增加，同時提高了單株莢數和單株粒數，最終促使產量和效益增加。不同用量的處理之間，以300 kg/hm2處理表現最好，與對照相比，增產20.40%，增收3 325.83元/hm2，表明控釋復合肥在大豆上的施用可行有效，可作為相似生態條件下高蛋白大豆生產中的推薦施肥方式。

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