基于“3414”試驗?zāi)Ｐ偷亩緛喡榈租浶?yīng)研究

朱炫，王學(xué)明，羊國安，楊鳳剛，陳曉艷，孫朝輝，李貴，魯貴山，王字襪，唐明蘭，湯永斌，張紅斌

(1.大理州經(jīng)濟(jì)作物科學(xué)研究所，云南賓川671600;2.耿馬縣農(nóng)技推廣中心，云南 耿馬677500;3.耿馬縣地方產(chǎn)業(yè)發(fā)展辦公室，云南耿馬677500)

我國是世界上最大的化肥消費國，化肥施用量接近世界總量的1/3。但農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中化肥施用不足或過量、養(yǎng)分利用效率低、增肥不增產(chǎn)以及環(huán)境污染等問題，嚴(yán)重制約著我國農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展［1］。為通過高效的化肥運籌達(dá)到作物高產(chǎn)、環(huán)境友好的效果，國家農(nóng)業(yè)部制訂了《測土配方施肥技術(shù)規(guī)范》，將“3414”試驗作為指定的肥料效應(yīng)函數(shù)研究試驗方法，在全國各主要農(nóng)作物中組織開展測土配方施肥技術(shù)研究，取得了較顯著的研究效果，目前已建立了水稻、小麥、馬鈴薯、油菜、花生等作物平衡施肥指標(biāo)體系［2－6］。

亞麻是人類最早使用的天然植物纖維，距今已有1萬年以上的歷史。我國纖維用亞麻主要在東北春播種植，20世紀(jì)80年代后連續(xù)引進(jìn)南方冬作。云南亞麻生產(chǎn)是從20世紀(jì)90年代后出現(xiàn)了較快發(fā)展，2003年云南冬作亞麻種植面積達(dá)到2.2萬hm2，收獲亞麻原莖13.1萬t，并具備了一定的初加工能力［7－10］。同時，相關(guān)科研人員也從諸多方面對冬作亞麻進(jìn)行了研究，在有關(guān)亞麻施肥的研究中多限于氮肥單因素、氮磷兩因素或聚焦于氮磷鉀的營養(yǎng)特性等方面［11－13］。查閱相關(guān)資料:2012年閆志利等對油用亞麻開展了氮、磷、鉀三元平衡施肥的“3414”試驗［14］，2011年李國斌對旱地亞麻開展了類似試驗［15］，這兩項研究都在春播條件下進(jìn)行，而冬季亞麻尚未見相關(guān)研究報道。采用“3414”試驗方案研究冬季亞麻平衡施肥技術(shù)，對提高南方冬季亞麻產(chǎn)區(qū)亞麻生產(chǎn)效益和肥料利用率，增加農(nóng)民收入具有十分重要的現(xiàn)實意義。

1 材料與方法

1.1 試驗概況

試驗于2009年10月30日至2010年6月30日在云南省耿馬縣耿馬鎮(zhèn)允楞村芒楞組俸志軍家承包田內(nèi)進(jìn)行，海拔1100m，試驗地前作水稻。土壤肥力見表1。

表1 試驗地土壤肥力情況Tab.1 Soil fertility of the experimented field

1.2 供試品種及肥料

供試亞麻品種為云南省農(nóng)科院選育的云亞1號(YY－1);供試肥料為尿素(含N≥46%)、普通過磷酸鈣(P2O5≥16%)、硫酸鉀(K2O=50%)。

1.3 試驗設(shè)計

試驗設(shè)計采用二次回歸D －最優(yōu)設(shè)計中的“3414”方案［7－9］，設(shè)置氮、磷、鉀肥施用量三個因素，0、1、2、3四個水平，14個處理組合，3次重復(fù)，各處理隨機排列;其中0水平為不施肥、2水平為當(dāng)?shù)剌^適施肥量，1水平為2水平×0.5，3水平為2水平×1.5。本試驗設(shè)2水平N:P2O5:K2O施肥量(kg/hm2)為207:72:150;則0水平為0:0:0;1水平為103.5:36:75;3水平為310.5:108:225。詳細(xì)施肥方案見表2。

表2 試驗施肥方案Tab.2 Fertilizing programs

1.4 試驗方法

試驗小區(qū)凈面積6m2(2×3m);小區(qū)間用塑料薄膜筑埂，埂寬0.30m，以防肥水滲漏;重復(fù)間間隔1m，其中包括2個埂，一條溝，埂寬0.30m，溝寬0.4m;小區(qū)單灌單排;四周設(shè)置保護(hù)行。肥料施用為:過磷酸鈣(P2O5≥16%)、硫酸鉀(K2O=50%)一次性作底肥施用;尿素(含N≥46%)以50%作底肥施用，30%作樅形期追肥，20%作現(xiàn)蕾期追肥。其他管理措施與當(dāng)?shù)卮筇锷a(chǎn)一致。按照《云南省亞麻田間試驗觀察記載標(biāo)準(zhǔn)》，及時記錄各生育時期，在工藝成熟期，每小區(qū)按5點取樣法隨機采集亞麻植株50株，對株高、莖粗、工藝長度、分枝數(shù)、分莖數(shù)、蒴果數(shù)、蒴粒數(shù)、千粒重、全麻率、干莖制成率等項目進(jìn)行考量，適時收獲、及時分區(qū)拔麻晾曬，曬干后及時脫粒曬種并風(fēng)干揚凈，按原莖和種子分區(qū)稱量計產(chǎn)，折算為每公頃的產(chǎn)量，運用農(nóng)業(yè)部推薦的“3414田間試驗設(shè)計與數(shù)據(jù)分析管理系統(tǒng)(版本2.0)”進(jìn)行回歸數(shù)學(xué)模型擬建和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同氮磷鉀施用量的增產(chǎn)效應(yīng)

產(chǎn)量差異顯著性方差分析(表3)表明，氮肥對亞麻原莖、種子和全麻產(chǎn)量影響較大，試驗中無氮肥處理(N0P0K0和N0P2K2)較其余處理差異達(dá)極顯著水平;而無磷肥處理(N2P0K2)和無鉀肥區(qū)(N2P2K0)其它處理對亞麻原莖、籽粒和全麻產(chǎn)量影響不明顯，這與供試土壤肥力有關(guān)。

通過比較全肥區(qū)(N2P2K2)與未施氮肥區(qū)(N0P2K2)、未施磷肥區(qū)(N2P0K2)、未施鉀肥區(qū)(N2P2K0)的原莖、種子和全麻產(chǎn)量，分別得出氮、磷、鉀肥對增加亞麻種子和全麻產(chǎn)量的效果(表4)。施用氮、磷、鉀肥對增加亞麻種子產(chǎn)量的效果分別為77.79%、0.07%、－6.29%。施用氮肥增幅最大，磷肥次之，鉀肥最低且為副效應(yīng);對全麻產(chǎn)量的效果分別為76.13%、7.56%、3.66%。同樣是施用氮肥增幅最大，磷肥次之，鉀肥最低;對原莖產(chǎn)量的效果分別為76.05%、6.72%、8.28%。施用氮肥增幅最大，鉀肥次之，磷肥最低。單位養(yǎng)分對亞麻種子的平均增產(chǎn)量氮肥最高(2.45 kg/kg)、磷肥次之(0.07 kg/kg)、鉀肥最低(－0.27 kg/kg);對亞麻原莖的平均增產(chǎn)量氮肥最高(48.58kg/kg)、鉀肥次之(7.77kg/kg)、磷肥最低(6.72kg/kg);對亞麻全麻的平均增產(chǎn)量氮肥最高(5.52kg/kg)、磷肥次之(1.57 kg/kg)、鉀肥最低(0.86kg/kg)。

表3 產(chǎn)量差異顯著性分析Tab.3 Analysis of significant differences of seed，straw and plant yields

表4 不同施肥處理的產(chǎn)量效應(yīng)Tab.4 Yields of seeds，straws and plants based on different fertilizer treatments

2.2 氮磷鉀三元施肥模型的構(gòu)建

運用“3414田間試驗設(shè)計與數(shù)據(jù)分析管理系統(tǒng)(版本2.0)”對試驗所得的種子產(chǎn)量、原莖產(chǎn)量和全麻產(chǎn)量進(jìn)行分析，得到耿馬試驗點的氮、磷、鉀三元二次肥料效應(yīng)數(shù)學(xué)模型如表5所示，對回歸模型進(jìn)行顯著性檢驗結(jié)果，種子產(chǎn)量模型達(dá)到顯著(F=6.46＞F0.05=5.99)水平、原莖產(chǎn)量和全麻產(chǎn)量均達(dá)到極顯著(F＞F0.01=14.66)水平，說明三元二次肥料效應(yīng)回歸模型擬合程度良好，能反應(yīng)種子產(chǎn)量、原莖產(chǎn)量和全麻產(chǎn)量與氮、磷、鉀三要素的效應(yīng)關(guān)系。試驗產(chǎn)量與模型預(yù)測產(chǎn)量的相關(guān)分析結(jié)果，種子產(chǎn)量、原莖產(chǎn)量、全麻產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)分別為:0.9673、0.9945、0.9950，可見這三個模型的預(yù)測精度較好，說明氮磷鉀三元二次肥料效應(yīng)回歸模型具有實際價值，可供生產(chǎn)上參考應(yīng)用。

表5 氮磷鉀三元二次肥料效應(yīng)回歸模型Tab.5 Regression models of the three－factor－quadratic functions of N，P and K

2.3 氮磷鉀肥料施用量的確定

試驗點耿馬縣當(dāng)?shù)厥袌龅?、磷、鉀肥料及亞麻種子、原莖、全麻價格分別為4.62元/kg、4.25元/kg、10.40 元/kg、3.00 元/kg、1.30 元/kg和 14.00 元/kg。根據(jù)表 5 肥料效應(yīng)回歸模型，通過分析得到亞麻種子、原莖和全麻的最高產(chǎn)量、最佳產(chǎn)量和相應(yīng)的氮、磷、鉀肥最大施用量、最佳施用量如表6所示。

對應(yīng)亞麻種子產(chǎn)量的最大施氮量為181kg/hm2，最大施磷量為73kg/hm2，最大施鉀量為120kg/hm2，平衡施肥配比為1.00:0.40:0.66，最高產(chǎn)量可達(dá)754kg/hm2;最佳施氮量為62kg/hm2，不施磷，最佳施鉀量為153 kg/hm2，平衡施肥配比為1.00:0.00:2.45，最佳產(chǎn)量為634kg/hm2。

對應(yīng)亞麻原莖產(chǎn)量的最大施氮量為250kg/hm2，最大施磷量為68kg/hm2，最大施鉀量為200kg/hm2，平衡施肥配比為 1.00:0.27:0.80，最高產(chǎn)量可達(dá)13374kg/hm2;最佳施氮量為 223kg/hm2，最佳施磷量為 52kg/hm2，最佳施鉀量為 174kg/hm2，平衡施肥配比為 1.00:0.23:0.78，最佳產(chǎn)量為13193kg/hm2。

對應(yīng)亞麻全麻產(chǎn)量的最大施氮量為231kg/hm2，最大施磷量為78kg/hm2，最大施鉀量為171kg/hm2，平衡施肥配比為 1.00:0.34:0.74，最高產(chǎn)量可達(dá) 3533kg/hm2;最佳施氮量為 223kg/hm2，最佳施磷量為 72kg/hm2，最佳施鉀量為 165kg/hm2，平衡施肥配比為 1.00:0.32:0.74，最佳產(chǎn)量為3530 kg/hm2。

表6 亞麻最高、最佳施肥量及相應(yīng)種子、全麻最高、最佳產(chǎn)量Tab.6 The highest and best fertilizers and the corresponding highest and best yields of seeds，straws and plants

3 小結(jié)與討論

平衡(配方)施肥是目前研究施肥量最為科學(xué)有效的途徑，通過多點試驗總結(jié)出來的平衡施肥配方，能有效地調(diào)節(jié)和解決作物需肥與土壤供肥之間的矛盾，提高肥料使用效率，減少肥料浪費所造成的污染［16］。本“3414”完全試驗表明:施用氮、磷、鉀肥均能有效地提高亞麻原莖、全麻和種子產(chǎn)量。對種子產(chǎn)量的效應(yīng)，施氮肥增幅最大，磷肥次之，鉀肥最低;對全麻產(chǎn)量而言，施氮能有效提高產(chǎn)量，施磷對產(chǎn)量影響很小，施鉀不利于產(chǎn)量的提高;對原莖產(chǎn)量的而言，施用氮肥增幅最大，鉀肥次之，磷肥最低。本研究選擇三元二次肥料效應(yīng)對耿馬試驗點的配方施肥模型進(jìn)行擬合，得到了該試驗點氮磷鉀平衡施肥模型，可用于冬季亞麻生產(chǎn)上對施肥量的預(yù)測，為完善冬季亞麻配方施肥方案提供了依據(jù)。跟據(jù)產(chǎn)量最高目標(biāo)和最佳目標(biāo)確定的氮、磷、鉀最大施肥量和最佳施肥量及其配比，可在耿馬冬季亞麻產(chǎn)區(qū)及類似區(qū)域亞麻生產(chǎn)上推廣。

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