氮磷鉀肥用量對菜用大豆產量及養分吸收的影響

王冬群 成美玲 王立 王明湖

摘要：通過缺素試驗和不同施肥量比較試驗，研究在土壤中氮含量相對較低、有效磷和速效鉀含量較高情況下氮磷鉀肥用量對菜用大豆產量的影響，為菜用大豆化肥減量增效和化肥定額制提供依據。通過缺素試驗發現，土壤中有較高的有效磷和速效鉀含量時，再施用磷肥或鉀肥并不能提高菜用大豆產量，反而會造成減產;施氮肥能提高秸稈、豆莢產量;從不同施肥水平來看，呈現出施肥越多，豆莢和秸稈質量均越高的特點，但增產的幅度逐漸降低。當菜用大豆目標產量在5 500 kg/hm2時，當N、P2O5、K2O施入量分別為74.6～90.0、20.5～22.5、48.5～67.5 kg/hm2時，就可保持當季土壤中養分平衡。建議修改菜用大豆施肥配比，適當增加氮肥用量，減少磷肥、鉀肥用量，N、P2O5、K2O三者比例為33.1 ∶10.0 ∶23.1。

關鍵詞：低密度;菜用大豆;施肥量;產量;氮;磷;鉀

中圖分類號：S643.706文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2021）05-0129-04

菜用大豆具有種植簡單、可多次收獲等特點，可用于鮮食或加工，營養豐富，是重要的出口創匯蔬菜品種，在浙江省慈溪市當地沿海地區有種植，常年種植菜用大豆3.5萬～4萬畝（1畝=666.7 m2）。當地不少種植戶在蔬菜種植過程中習慣使用含N、P2O5、K2O均為15%的復合肥，長此以往，形成了土壤中有效磷和速效鉀含量較高，氮含量相對較低的地力特點。

為了了解土壤中氮含量相對較低、有效磷和速效鉀含量較高情況下氮磷鉀肥施用量對低密度種植菜用大豆產量的影響，通過缺素試驗和不同施肥量水平的肥料對比試驗，擬揭示菜用大豆氮、磷、鉀施肥量多少對產量的影響，為當地菜用大豆化肥定額制和化肥減量增效提供可靠依據。

1 試驗方法

1.1 試驗地概況

試驗于2019年4月2日在浙江省慈溪市坎墩街道玉蘭果蔬農場進行，試驗區位于慈溪市中部，土壤為潮土類灰潮土亞類淡涂泥土屬夜陰土土種[1]。缺素試驗分缺氮組（N0PK）、缺鉀組（NPK0）、缺磷組（NP0K）、全肥組（NPK）等4個水平;常規施肥N0P0K0、N1P1K1、N2 P2K2、N3P3K3、N4P4K4等5個施肥水平，每個水平重復3次。每個施肥小區面積為20 m2，小區間用30 cm寬、25 cm深開溝隔離。每個小區種160穴，每穴留苗2株，視出苗情況進行補種。在2穴大豆之間穴施肥料作為基肥，不施追肥。播種施肥1 d完成。

試驗地塊0～20 cm土壤的基礎理化性質：pH值為8.06，全氮含量為1.21 g/kg，水解性氮含量為 75.7 mg/kg，有機質含量為11.7 g/kg，有效磷含量為44.1 mg/kg，速效鉀含量為119 mg/kg，水溶性鹽分為0.582 g/kg。前茬為青菜。露地種植菜用大豆，品種為75-3（產地為鐵嶺山江種業有限公司）。

1.2 試驗設計

氮肥為河南心連心化肥有限公司產尿素（464%N），磷肥為寧波市甬豐農業生產資料股份有限公司生產的高濃度磷肥（40% P2O5），鉀肥為武漢華盛豐農生態工程有限公司生產的硫酸鉀（52% K2O）。缺素試驗按當地推薦的配方和施肥方法，按N、P2O5、K2O含量分別為14%、10%、12%配比，施450kg/hm2計算。不同施肥量水平試驗參考當地種植農戶的常規施肥方法，按

N、P2O5、K2O含量均為15%配比，施450 kg/hm2計算。分常規施肥量的000、0.33、0.67、1.00、1.33倍等5個水平。具體施肥量詳見表1。所用肥料在實驗室采用精度為 001 g 電子天平準確稱量，在塑料袋中充分混勻。

1.3 樣品采集與測定

菜用大豆在成熟期的7月1日、7月15日分2次采收豆莢，7月15日同時收獲大豆秸稈。在現場對每個小區的全部豆莢和秸稈稱質量并作記錄。部分豆莢、秸稈樣品帶回實驗室后，切碎、混勻，分別稱取豆莢、秸稈各300 g，先用105 ℃殺青30 min，再用60 ℃烘干至恒質量。干樣磨細后用硫酸-過氧化氫消煮，然后分別以擴散法測定氮含量，紫外分光光度法測定磷含量，火焰光度計法測定鉀含量。調查肥料和菜用大豆收購價格，計算肥料投入成本及獲得的經濟效益。

1.4 數據分析

試驗數據采用Excel軟件進行分析。

2 結果與分析

2.1 缺素組施肥量與產量關系分析

由表2可知，豆莢平均質量從大到小依次為NPK0> NP0K> NPK> N0PK;秸稈平均質量從大到小依次為NPK> NPK0> NP0K > N0PK。無論是秸稈平均質量還是豆莢平均質量都是N0PK最小。NPK盡管秸稈質量最大，但是豆莢質量反而沒有NPK0、NP0K高，N0PK豆莢質量僅為NPK的6985%，筆者發現在當前地力條件下增施氮肥能有效提高豆莢產量。從NPK0、NP0K豆莢質量高于NPK可以發現，在有效磷和速效鉀含量較高的情況下，過量施磷肥或鉀肥并不能達到豆莢增產的目的。NPK0、NP0K秸稈質量小于NPK，發現在該類地塊增施磷肥或鉀肥會使秸稈長勢更好。也就是說減施鉀肥、磷肥會導致秸稈質量下降，但不會導致該地塊菜用大豆產量減少。大豆具有根瘤固氮作用，但是其固定的N素遠不能滿足大豆高產栽培對N素的需求[2]，試驗結果也證明了這一點。

從前后2次收獲的豆莢質量來看，各處理第2次收獲的豆莢質量均要明顯小于第1次，這個比例在0.29～0.37之間，非常接近。第1次收獲的質量大小依次為NPK0>NPK> NP0K > N0PK，各處理產量差距明顯。

2.2 常規組施肥量與產量關系分析

由表3可知，從常規施肥不同水平來看，無論是秸稈質量還是豆莢質量均呈現隨著施肥量增加產量增加的趨勢，雖然N4P4K4處理肥料施用量是最多的，但是秸稈產量和豆莢產量較N3P3K3均明顯下降。可見，過量施肥并不一定增產。

從前后2次收獲的豆莢產量來看，從第1次收獲數據可以發現，N3P3K3產量最高，N4P4K4次之，N2P2K2再次之。N1P1K1、N0P0K0產量更低，且兩者接近，可見并不是施肥越多第1次收獲的產量就越高。從第2次收獲數據發現，施肥量越多產量越多。第1次收獲的產量平均值均大于第2次，這個比值在0.66～0.94之間。結果表明，前期施肥量越大，對第2次收獲的產量影響較大。可見到第2次收獲時，低水平的施肥量已滿足不了豆莢生長的需要。應在后期追加肥料，滿足生長需要。

2.3 缺素組與常規組產量對比分析

由表2、表3可知， 缺素組第1次收獲的產量整體明顯大于常規組， 而第2次收獲產量整體明顯低于常規組。從前后2次收獲的比值來看，缺素組與常規組分別為0.29～037和0.66～0.94，出現了較大的差異，這可能是2組不同的肥料配比引起的。

從各處理3個小區的產量變異系數來看，缺素組秸稈質量在5.22%～13.43%之間，豆莢質量在5.65%～16.68%之間;常規組秸稈質量在8.75%～1416%之間，豆莢質量在3.71%～ 22.71%之間。施氮較少的幾個處理無論是秸稈產量還是豆莢產量變異系數均要明顯大于其他組，這提示在低氮濃度施肥時，土壤中原有的N含量對產量影響很大。當施入土壤的N肥數量達到一定程度時，對產量產生影響的主要因素是當季施肥量。

2.4 各處理養分平衡情況

由表4可知，從N素來看，除NP0K、N4P4K4外，其他各處理氮素均出現了不同程度的虧缺;從P2O5來看，除NP0K、N0P0K0等2個沒有施磷肥的處理出現虧缺外，其他各個處理均出現了盈余。從K2O來看，除NPK0、N0P0K0、N1P1K1等沒有施鉀肥或施肥水平較低的3個處理外，其他各處理均出現了不同程度的盈余。可見，各處理普遍存在磷肥、鉀肥施入量過多的問題。根據魯如坤的研究結果，當作物增產率為10%以上時，因磷肥利用率低，對當季作物來說需要保持足夠的磷濃度，磷平衡應有適當盈余[3]。從各處理看，當菜用大豆目標產量在 5 500 kg/hm2 時，當N、P2O5、K2O施入量分別為746～90.0、20.5～22.5、48.5～67.5 kg/hm2時，就可保持當季土壤中的養分平衡。

2.5 菜用大豆各處理氮磷鉀（N、P2O5、K2O）吸收量比例關系

設P2O5的吸收量為10.0，通過計算得到各處理N、P2O5、K2O吸收量的比例關系（表5）。可見N、P2O5、K2O三者吸收量的比例為28.1～39.2、100、21.0～25.5，平均值分別為33.1、10.0、23.1。除N0PK、N0P0K0 2個處理的N、P2O5、K2O比例極度相近外，其他各處理并沒有因為N、P2O5、K2O施入量不同而吸收量比例出現明顯有規律的變化，三者保持了一個基本穩定的比例關系。這個特點為筆者設計菜用大豆肥料配比提供了重要依據。

3 經濟效益比較

按2019年7月價格， 尿素2.40元/kg， 重過磷酸鈣2.95元/kg，硫酸鉀5.00元/kg，菜用大豆7元/kg計算。由表6可知，通過成本核算，筆者發現在常規施肥組除沒施肥的N0P0K0，無法計算經濟效益與成本的比外，其他4組經濟效益與成本在1734～51.96之間，可見肥料用的越多，這個比例就越小。但是由于肥料成本在經濟效益中的占比不到6%，主要的成本是種植采收等人工成本，可預見種植戶有通過大量使用化肥提高經濟效益的內在動力。過量使用肥料一方面浪費資源，另一方面可能使農田水環境富營養化。

4 結論與討論

通過缺素試驗，發現在土壤氮含量相對較低、有效磷和速效鉀含量較高情況下，再施磷肥或鉀肥都不利于菜用大豆產量提高，這個結果與菜豆相同[4]。同時，發現氮含量不能滿足菜用大豆生長需要時對秸稈和豆莢產量影響很大，會造成嚴重減產。磷、鉀肥相對氮肥而言植物吸收量少，如果在蔬菜種植過程中長期用15-15-15的復合肥施肥，會出現土壤中磷鉀含量偏高、氮含量偏低的現象。張國正等研究發現，隨施氮量增加菜用大豆的鮮仁產量呈先增加后減少的趨勢[2]，因此N肥的量也要適當多施。周藝敏等發現，K肥過量供應會破壞植株體內離子間的平衡[5]。過量使用磷肥或鉀肥一方面浪費資源，另一方面污染土地。建議對該類地塊前期少施磷、鉀肥，或僅施足夠多的氮肥。

通過不同施肥水平試驗，發現無論是秸稈產量還是豆莢產量均出現了隨著施肥量增加而產量先增加后下降的趨勢，雖然N0P0K0到N3P3K3產量有所增加，但增加幅度明顯下降。從各處理養分平衡情況發現，各處理氮素虧缺較多，除沒施肥或低濃度施肥的少數幾個處理外，其余各處理普遍存在磷素鉀素盈余較多的現象。當磷鉀水平處在中等偏上時，磷鉀肥用量為目標產量需要量的100%～110%[6]，菜用大豆N、P2O5、K2O三者吸收量的比例為：28.1～39.2、10.0、21.0～25.5，平均值為 33.1 ∶10.0 ∶23.1。制定菜用大豆配方肥時，可適當減少磷肥鉀肥配比。當菜用大豆目標產量在 5 500 kg/hm2，施入N、P2O5、K2O分別為74.6～900、20.5～22.5、48.5～67.5 kg/hm2時，就可保持當季土壤的養分平衡。這個結果與陳懷珠等的研究結果相近，其認為春大豆最高產量時氮（N） 、磷（P2O5 ） 和鉀（K2O） 的施肥量分別為80. 6、21. 6、58. 4 kg/hm2[7]。

通過經濟效益比較分析發現，肥料在生產中所占的成本很小。種植戶在不知道地塊肥力和作物肥料利用特點的情況下，普遍選擇氮磷鉀含量相等的復合肥或摻混肥過量施肥方式。因此，了解不同作物肥料利用特點，開展配方施肥，根據土壤中氮磷鉀含量合理施肥，對于化肥減量增效、化肥定額制、保護土壤環境都非常有必要。

參考文獻：

[1]陸 宏，許登坤，厲仁安，等. 慈溪市土壤環境質量與農產品安全生產對策. 杭州：浙江大學出版社，2005.

[2]張國正，周 琴，何小紅，等. 氮、磷和鉀肥對菜用大豆籽粒產量和主要礦質元素積累的影響. 大豆科學，2009，28（6）：1034-1039.

[3]魯如坤.土壤磷素水平和水體環境保護. 磷肥與復肥，2003，18（1）：4-8.

[4]王冬群，成美玲，王 立，等. 氮磷鉀肥用量對矮生菜豆86-1產量的影響.浙江農業科學，2020，61（5）：947-949.

[5]周藝敏，吉田徹志，福元康文. 巖棉營養液栽培K、N不同濃度對番茄生育、產量及品質的影響. 華北農學報，1997，12（2）：108-115.

[6]中華人民共和國農業農村部. 測土配方施肥技術規程：NY/T 2911—2016.北京：中國農業出版社，2017

[7]陳懷珠，楊守臻，唐向民，等. 華南春大豆氮磷鉀肥配施效應及用量研究.大豆科學，2018，37（1）：117-125.