控释复合肥对高蛋白大豆农艺性状·产量及效益的影响

田艺心 曹鹏鹏 高凤菊 高祺 华方静 王春雨 朱冠雄 王士龄

摘要  以国家黄淮海区域对照品种冀豆12为供试材料，研究了控释复合肥对高蛋白大豆农艺性状、干物质积累、产量及效益的影响。结果表明，与常规复合肥（CK）相比，不同用量控释复合肥施用后植株各性状均得到改善。相比CK，300 和375 kg/hm2控释肥处理下，植株株高、根长和有效荚数显著增加；植株总干重增加幅度分别为24.84%、26.28%，豆荚干重增幅最大，分别为30.96%、32.63%；产量增幅分别为20.40%、18.65%，主要体现在单株荚数和粒数上；经济效益分别增收3 325.83、2 777.36元/hm2。表明控释复合肥在大豆上的施用可行有效。鉴于300 和375 kg/hm2处理间无显著差异，考虑到降低肥料成本，300 kg/hm2控释肥处理可作为相似生态条件下大豆生产中的推荐施肥方式。

关键词  控释复合肥；高蛋白大豆；农艺性状；干物质积累；产量；效益

中图分类号  S 565.1   文献标识码  A   文章编号  0517-6611（2023）05-0155-04

doi： 10.3969/j.issn.0517-6611.2023.05.035

开放科学（资源服务）标识码（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

缓控释肥料（slow release fertilizers，SRFs）是指肥料养分释放缓慢，释放期较长，在作物的整个生长期均可以满足作物生长需要的肥料［1］，其中缓释肥的高级形式为控释肥（controlled availability fertilizers，CAFS），是指通过各种机制措施预先设定肥料在作物生长季节的释放模式，使其养分释放规律与作物养分吸收基本同步，从而达到提高肥效目的的一类肥料［2］。由于缓控释肥具有肥效高、用量少、肥效长期、稳定、环境友好等优点，近年来发展迅速，据不完全统计［3］，截至2020年，我國缓控释肥氮肥的总生产量已达3 000万t左右，总推广面积达5 000万t左右，已逐渐成为我国肥料产业发展的主导方向。研究表明，缓控释肥不仅可以促进小麦［4-5］、水稻［6-7］、玉米［8-9］等粮食作物增产增收， 还可改善蔬菜［10］、茶叶［11］、花生［12］、马铃薯［13］等经济作物的品质和养分，在众多作物中均已取得了良好的效果。然而，截至目前，缓控释肥在大豆等豆科作物中的报道较少，尤其是控释复合肥在大豆上的相关研究鲜见报道。为此，笔者以常规复合肥为对照，研究了控释复合肥对高蛋白大豆农艺性状及产量、效益的影响，以探讨其应用的可行性，旨在为控释复合肥在大豆生产上科学合理的施用提供理论指导和技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试大豆品种为冀豆12（国审豆2003017），中早熟夏大豆品种，由品种油83-14×晋大7826配组选育而成，蛋白质含量46.16%以上，属高蛋白大豆品种，适宜在河北省、山东省中北部、山西中南部、陕西北部及新疆、宁夏、甘肃等地区种植，是国家黄淮海夏大豆区域试验对照品种。控释复合肥（N ∶P2O5 ∶K2O=10 ∶15 ∶12）和常规复合肥（N ∶P2O5 ∶K2O=10 ∶15 ∶12）均由山東茂施生态肥料有限公司提供。

1.2 试验地概况

试验地位于山东省禹城市房寺镇农场（116°26′E，36°44′N），该区地势平坦，属暖温带大陆季风气候，全年平均日照2 475.4 h，年降水量554.7 mm，年均气温13.8 ℃，最热月平均气温25.9 ℃，光热水资源充足，适宜大豆、玉米、小麦等作物生长。试验地土壤类型为潮土，耕层土壤有机质15.24 g/kg，碱解氮28.92 mg/kg，有效磷36.87 mg/kg，速效钾115.63 mg/kg，pH 6.23。

1.3 试验设计

试验共设5个处理，分别为CK常规复合肥（对照，375 kg/hm2），T1控释复合肥（150 kg/hm2），T2控释复合肥（225 kg/hm2），T3控释复合肥（300 kg/hm2），T4控释复合肥（375 kg/hm2）。所有肥料作为底肥均一次性条沟施入。各处理随机区组排列，3次重复，共15个小区。小区行长5 m，垄距50 cm，株距10 cm，6行区。2021年6月15日播种，人工起垄穴播，大豆出苗后定苗19.5万株/hm2。试验田栽培管理措施均按照高产试验田统一进行管理。

1.4 测定项目与方法

1.4.1    植株农艺性状及干物质积累测定。成熟期，分别于各小区连续选取10株大豆植株，调查大豆株高、根长、单株有效分枝、单株豆荚数、主茎节数等农艺性状。然后按照根、茎、豆荚等器官分样（成熟期植株叶子和叶柄脱落，忽略不计），将样品在105 ℃杀青30 min，85 ℃烘干至恒重。取出样品，称量各器官干物质重，并计算植株总干物质重。

1.4.2    大豆产量及产量构成因子测定。大豆成熟期，各小区连续选取10株植株，调查单株有效结荚数、单荚粒数，并计算百粒重。各小区选取中间4行大豆植株计产（10 m2），实收后籽粒晾干称量，并折算成1 hm2产量。

1.4.3    大豆经济效益计算。按2021年大豆年均价格5.3元/kg，控释复合肥3.5元/kg，常规复合肥2.8元/kg，其他成本费用统一按5 625元/hm2（包括灭茬1 050元/hm2、播种375元/hm2、肥料750元/hm2、种子600元/hm2、浇水225元/hm2、除草225元/hm2、杀虫1 000元/hm2、化控500元/hm2、收获900元/hm2），计算大豆经济效益。

1.5 数据处理与分析

采用Excel 2017对数据进行处理，并用SPSS 17.0软件对数据进行方差分析，显著性检验采用Duncan法。

2 结果与分析

2.1 控释复合肥对植株农艺性状的影响

从表1可以看出，与常规复合肥相比，控释复合肥施用后植株各农艺性状均不同程度的提高，表明控释肥施用更有利于大豆植株生长发育。其中，植株株高、根长均表现为T3>T4>T2>T1>CK，植株有效分枝、主茎节数和有效荚数均表现为T4>T3>T2>T1>CK。植株株高和有效荚数在T3和T4处理间无显著差异，均显著高于其他处理，除T2与CK差异显著外，T2、T1、CK两两之间均无显著差异。植株根长除T3、T4与CK间、T1与CK间差异显著外，其他各处理间均无显著差异。T4、T3、T2处理间有效分枝和主茎节数均无显著差异，且均显著高于T1和CK，T1与CK处理间差异不显著。由于T4与T3处理间各农艺性状均无显著差异，且植株株高、根长和有效荚数均显著优于其他处理，因此T3与T4处理下的控释肥施用量更利于大豆植株农艺性状改善和提高。

2.2 控释复合肥对植株干物质积累的影响

从图1可以看出，随着控释肥施用量的增加，植株根、茎、豆荚及植株总干重均逐渐增加。其中，T3与T4处理之间植株各器官及植株总干重均无显著差异，且均显著高于其他处理。其次，T2处理下根干重和豆荚干重显著高于T1与CK，茎干重和植株总干重显著高于CK。CK处理下各器官及植株总干重最低，除豆荚干重与T1差异显著外，其他器官及植株总干重均与T1差异不显著。相比CK，T1～T4处理下，根干重增幅为1.33%～28.90%，茎干重增幅为7.18%～29.52%，豆荚干重增幅为8.42%～32.63%，表明成熟期控释肥对植株干重的增加主要在豆荚上，其次为茎、根。T1～T4处理下，植株总干重增加幅度分别为3.00%、10.92%、24.84%、26.28%，表明适量增加控释肥，才能满足植株生长发育对肥料的需求，从而促进植株各器官干重的增加，尤其在大豆生长中后期豆荚发育，控释肥效果更好。

2.3 控释复合肥对大豆产量及构成因子的影响

从表2可以看出，相比常规施肥处理，控释复合肥施用后，大豆产量增加，产量表现为T3>T4>T2>T1>CK，除T3和T4处理间差异不显著，其他各处理间均差异显著。产量构成因子单株荚数、单株粒数、百粒重表现与产量相似，均在T3、T4处理下表现最优，显著高于其他处理，其次T2处理下表现较好，尤其单株粒数和百粒重显著高于T1和CK。T1处理单株荚数与百粒重均与CK差异不显著，但单株粒数显著高于CK。相比CK，T1～T4处理大豆产量增幅分别为3.36%、8.05%、20.40%、18.65%，表明在该试验条件下，控释肥施用量在300～375 kg/hm2时对大豆增产效果较好。另外，通过产量构成因子与产量相关性分析表明，单株荚数和单株粒数与产量均达极显著相关，百粒重与产量达显著相关，表明该试验条件下，控释肥更多通过增加单株荚数和单株粒数来促进大豆产量增加。

2.4 控释复合肥对大豆经济效益的影响

从表3可以看出，扣除肥料成本及田间其他成本，施用控释肥T1～T4后，大豆经济效益相比CK分别增收1 072.08、1 574.59、3 325.83、2 777.36元/hm2，尤其是T3和T4处理，大豆经济效益增收最明显。常规复合肥施用量和控释复合肥施用量相同，虽然控释肥成本增加，但不影响大豆经济效益的增加，可见相比常规复合肥，控释复合肥可以更好地发挥肥效作用，满足大豆生长发育各阶段肥料需求，促进产量、产值和经济效益增加。

3 讨论

控释复合肥与常规复合肥的区别在于控释肥养分释放规律符合作物生长发育所需的肥料规律，能够使其养分释放与作物养分吸收规律吻合，促进养分吸收利用，减少肥料养分损失。张迪等［14］研究表明，控释肥（N ∶P2O5 ∶K2O=24 ∶13 ∶15）一次性侧深施可满足寒地粳稻生长养分需求，显著提高粳稻孕穗期至拔节期的干物质积累，提高粳稻产量和纯收益。徐峰等［15］研究发现，与常规施肥处理相比，控释肥（N ∶P2O5 ∶K2O=26 ∶6 ∶8）处理下，玉米产量、穗粒数、千粒重均显著提高，玉米籽粒中可溶性糖、可溶性蛋白、VC含量均显著高于常规施肥处理。黄思怡等［16］研究表明，较常规施肥处理，控释肥在氮肥减量10%～20%条件下，仍可保证水稻增产4.7%。该试验在大豆上的研究结果与前人研究结果基本一致，与常规复合肥相比，控释复合肥施用后，大豆植株农艺性状、干物质积累、产量及效益均得到一定程度改善，尤其在T3和T4处理下，植株株高、根长、有效荚数、植株各器官及植株总干重、单株荚数、单株粒数、百粒重表现与产量、效益均显著优于其他处理，表明控释复合肥在大豆上的施用同样可行有效。

王永军等［17］研究指出，控释肥处理玉米植株地上部生物量在成熟期均显著高于普通肥料处理，且主要集中在后期穗粒重的增加上。杨吉顺等［18］研究发现，控释肥可显著促进花生茎叶干物质积累量的增加，尤其在生育后期，光合产物向荚果中运输，荚果干物质积累量最高。该研究结果表明，相比常规施肥处理，控释肥施用后，大豆各器官及植株总干重增加，且随控释肥施用量的增加而增大，成熟期豆荚干重增幅最大，其次为茎、根，说明控释肥在大豆豆荚期肥效发挥作用较为明显，满足了大豆生育后期对肥料的养分吸收同步需求。另外，研究表明［19］，控释肥对玉米产量的增加主要得益于穗粒数和千粒重的增加，水稻产量的增加主要在于有效穗数和分蘖数的增加，该研究结果表明，控释肥对大豆产量的增加主要集中在单株荚数和单株粒数的增加上。因此，在百粒重基本不变的基础上，增加或保持足够的单株荚数和粒数是提高大豆產量的关键。

在该试验条件下，控释肥施用量较低时（T1），植株株高、有效分枝、主茎节数、单株荚数、百粒重及根、茎、植株总干重与常规施肥差异不显著，表明控释肥施用量对大豆生长发育及产量形成具有重要影响，施用量过低，满足不了植株各阶段对养分的需求，难以保证大豆产质量的提高。曾建华等［20］研究发现，与常规施肥相比，控释肥氮肥减量10%可保证水稻产量，减量20%水稻明显减产。王西芝等［21］研究表明，控释肥（N ∶P2O5 ∶K2O=28 ∶8 ∶8）施用量在600 kg/hm2时，玉米叶面积动态合理，成熟期干物质积累量和经济系数较高，增产效果显著。该试验条件下，控释肥（N ∶P2O5 ∶K2O=10 ∶15 ∶12）施用量在300 kg/hm2时，大豆农艺性状、干物质积累、产量效益均表现较好，与375 kg/hm2差异均不显著，且肥料成本低，适宜用作控释肥施用量。

另外，研究认为［22］，控释肥肥效释放缓慢，不能满足作物前期养分需求，通过控释肥和常规肥一定比例混合配施，作物增产效果更好。闫东良等［23］研究发现，控释尿素和普通尿素配比2 ∶ 1时，延缓了玉米功能叶衰老，提高了穗位叶酶活性，增加了玉米产量。蒋丽萍等［24］研究表明，控释尿素和普通尿素5 ∶ 5掺混一次性基施可实现玉米产量和经济效益最大化。朱宝国等［25］对东北大豆进行控释尿素和普通尿素混施试验，发现5 ∶ 5为最佳混施比例，大豆产质量均高于单一控释尿素或普通尿素处理。但也有学者研究发现［26］，控释肥配施常规肥虽然能够使作物在前期形成较大的群体生长量，但中后期释放的养分难以满足后期大群体库容充实的需求，对比常规施肥处理未必增产。对大豆植株而言，前期营养过多易导致植株营养生长过剩，后期结荚需求养分不够，也难以获得高产高质。因此，在实际生产中，控释肥单施或配施，需根据土壤基础地力、前茬残留、作物品种、控释肥种类等综合因素具体分析。

4 结论

与常规复合肥相比，控释复合肥施用后，大豆植株农艺性状得到改善，各器官干物质积累及植株总生物量增加，同时提高了单株荚数和单株粒数，最终促使产量和效益增加。不同用量的处理之间，以300 kg/hm2处理表现最好，与对照相比，增产20.40%，增收3 325.83元/hm2，表明控释复合肥在大豆上的施用可行有效，可作为相似生态条件下高蛋白大豆生产中的推荐施肥方式。

参考文献

［1］  张明伟，马泉，陈京都，等.缓控释肥在冬小麦上的应用研究进展及展望［J］.江苏农业科学，2022，50（2）：15-21.

［2］ 翟彩娇，崔士友，张蛟，等.缓/控释肥发展现状及在农业生产中的应用前景［J］.农学学报，2022，12（1）：22-27.

［3］ 李祎成，熊远福，文祝友，等.缓控释肥的研究及其在水稻上的应用进展［J］.湖南农业科学，2021（12）：98-101.

［4］ 刘苹，李庆凯，林海涛，等.不同缓控释肥对小麦产量、氮素吸收及氮肥利用率的影响［J］.山东农业科学，2020，52（2）：70-74.

［5］ 邓先亮，屠晓，李军，等.缓控释肥一次性基施对小麦产量及其形成的影响［J］.中国土壤与肥料，2019（3）：87-93.

［6］ 肖其亮，朱坚，彭华，等.秸秆与缓控释肥配施对双季稻田氨挥发的控制效果［J］.农业环境科学学报，2021，40（12）：2788-2800，2809.

［7］ 陈贵，鲁晨妮，石艳平，等.不同缓控释肥搭配脲铵对水稻产量、氮素利用效率和土壤养分的影响［J］.浙江农业学报，2021，33（1）：122-130.

［8］ 史桂芳，董浩，于淑慧，等.缓控释肥施用方式对夏玉米产量、肥料利用率及经济效益的影响［J］.山东农业科学，2021，53（8）：80-84.

［9］ 张垚，孔亮亮，杨跃华，等.缓控释肥对糯玉米鲜苞产量和氮肥利用效率的影响［J］.河北农业科学，2021，25（1）：70-74.

［10］  程冬冬，郝率群，王燕，等.高分子缓/控释肥在小油菜上的应用研究［J］.北方园艺，2014（17）：178-180.

［11］ 胡雪荻，耿元波，梁涛.缓控释肥在茶园中应用的研究进展［J］.中国土壤与肥料，2018（1）：1-8.

［12］ 纪耀坤，郭振升，田伟，等.不同种类缓/控释肥料对麦套花生产量和品质的影响［J］.河南农业科学，2021，50（11）：47-54.

［13］ 席旭东，李效文，姬丽君.缓控释肥不同施用量和施用方式对旱作区全膜马铃薯生长及产量的影响［J］.干旱地区农业研究，2016，34（5）：193-197.

［14］ 张迪，吕思琪，徐文越，等.侧深施控释肥下寒地粳稻产量形成及氮素利用特性［J］.中国土壤与肥料，2021（2）：213-220.

［15］ 徐峰，钟文，胡昕，等.不同品种缓控释肥对玉米产量性状·养分吸收及籽粒品质的影响［J］.安徽农业科学，2021，49（24）：172-174.

［16］ 黄思怡，周旋，田昌，等.控释尿素减施对双季稻光合特性和经济效益的影响［J］.土壤，2020，52（4）：736-742.

［17］ 王永军，孙其专，杨今胜，等.不同地力水平下控释尿素对玉米物质生产及光合特性的影响［J］.作物学报，2011，37（12）：2233-2240.

［18］ 杨吉顺，李尚霞，吴菊香，等.控释肥对花生产量及干物质积累的影响［J］.山东农业科学，2013，45（10）：98-100，107.

［19］ 刘威，周剑雄，谢媛圆，等.氮肥一次性基施对夏播鲜食甜玉米产量、品质和氮素利用效率的影响［J］.作物杂志，2021（5）：134-139.

［20］ 曾建华，潘孝忠，吉清妹，等.控释掺混肥不同施用量对水稻产量的影响［J］.广东农业科学，2014，41（24）：72-75.

［21］ 王西芝，张娟，李洪梅，等.不同控释肥种类和施用量对夏玉米产量的影响［J］.农业科技通讯，2016（7）：63-66.

［22］ NI B L，LIU M Z，L S Y，et al． Novel slow-release multielement compound fertilizer with hydroscopicity and moisture preservation［J］.Industrial ＆ engineering chemistry research，2010，49（10）：4546-4552．

［23］ 閆东良，何灵芝，李欢，等.控释尿素和普通尿素配比对不同氮效率玉米叶片衰老特性和土壤酶活性的影响［J］.生态学报，2021，41（23）：9410-9421.

［24］ 蒋丽萍，李国芳，苗中芹，等.控释尿素与普通尿素不同掺混比例对夏玉米产量和氮素利用效率的影响［J］.山东农业科学，2021，53（2）：64-70.

［25］ 朱宝国，张春峰，于忠和，等.控释尿素和普通尿素配施对土壤氮含量及大豆产量和品质影响［J］.中国农学通报，2012，28（18）：140-143.

［26］ 魏海燕，李宏亮，程金秋，等.缓释肥类型与运筹对不同穗型水稻产量的影响［J］.作物学报，2017，43（5）：730-740.