芝麻氮、磷、鉀肥的效應(yīng)研究

衛(wèi)雙玲，李春明，高桐梅，李豐，張海洋

(河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院芝麻研究中心，河南鄭州450008)

芝麻是我國重要的優(yōu)質(zhì)油料作物之一，因含油量和營養(yǎng)價(jià)值高而被譽(yù)為油料作物“皇后”［1］。近年來隨著人們對(duì)芝麻營養(yǎng)保健價(jià)值認(rèn)識(shí)的提高以及芝麻加工水平的提高，國內(nèi)外市場(chǎng)對(duì)芝麻的需求量大幅增加，提高單產(chǎn)、增加芝麻總產(chǎn)已成為我國芝麻科研和生產(chǎn)發(fā)展的首要任務(wù)［2］。目前，我國芝麻多為夏芝麻，常因肥料的施用水平、施用比例、施用方法不當(dāng)，造成芝麻產(chǎn)量水平低、投入產(chǎn)出比下降。因此，合理平衡施肥，提高土壤供肥能力，已成為提高芝麻產(chǎn)量的重要措施。前人圍繞施肥對(duì)芝麻生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量的形成進(jìn)行了較多研究，但這些研究多針對(duì)某單一肥料［3－7］或某兩種肥料配施［8－11］進(jìn)行，關(guān)于氮、磷、鉀配施對(duì)芝麻產(chǎn)量及其經(jīng)濟(jì)效益影響的研究少有報(bào)道。農(nóng)業(yè)部制定的“3414”肥料效應(yīng)試驗(yàn)設(shè)計(jì)是確定作物最佳施肥數(shù)量、施肥品種、施肥比例，建立施肥指標(biāo)體系的主要方法，是目前國內(nèi)應(yīng)用較為廣泛的高效肥料效應(yīng)田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)［12］，并在花生［13］、大豆［14］、油菜［15］等油料作物的田間試驗(yàn)中應(yīng)用，而在芝麻大田試驗(yàn)中未見報(bào)道。本文擬通過“3414”試驗(yàn)設(shè)計(jì)，研究芝麻不同氮、磷、鉀肥料效應(yīng)，旨在建立氮、磷、鉀肥料效應(yīng)模型，以確定最佳施肥量、最佳施肥配比等，達(dá)到提高肥料利用率、增加經(jīng)濟(jì)效益的目的，為指導(dǎo)芝麻生產(chǎn)提供科學(xué)的理論依據(jù)。

1 材料與方法

試驗(yàn)于2010年在河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)基地進(jìn)行，前茬作物為小麥。試驗(yàn)供試土壤有機(jī)質(zhì)含量為 12.37 g/kg、全氮 1.95 g/kg、速效氮 92.2 mg/kg、速效磷27.8 mg/kg、速效鉀169.4 mg/kg。供試芝麻品種為白芝麻鄭芝98N09和黑芝麻冀9014。

試驗(yàn)設(shè)計(jì)采用農(nóng)業(yè)部推薦的“3414”優(yōu)化設(shè)計(jì)［16］，設(shè)N、P和K 3個(gè)因素，4個(gè)水平(0水平指不施肥，2水平施肥量為 N 120 kg/hm2、P2O5100 kg/hm2、K2O 120 kg/hm2，1 水平 =2 水平 ×0.5，3水平=2水平×1.5)，14個(gè)處理。供試肥料氮肥為尿素(含 N 46%)、磷肥為過磷酸鈣(含 P2O512%)、鉀肥為氯化鉀(含K2O 60%)，氮肥、磷肥和鉀肥均作基施，以不施肥為對(duì)照(見表1)。小區(qū)面積12m2，重復(fù)3次，隨機(jī)區(qū)組排列，處理間設(shè)0.5m田埂進(jìn)行隔離，四周設(shè)保護(hù)行，田間管理按照常規(guī)栽培要求進(jìn)行。試驗(yàn)播種日期為2010年6月22日，鄭芝98N09于9月21日收獲，全生育期91 d;冀9014于9月12日收獲，全生育期82 d。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel和DPS軟件進(jìn)行分析。

表1 芝麻“3414”試驗(yàn)方案Table 1 Designs of the“3414”fertilizer experiment on rapeseed

2 結(jié)果與分析

2.1 氮、磷、鉀配施對(duì)芝麻經(jīng)濟(jì)性狀及產(chǎn)量的影響

從表2可以看出，施肥處理的芝麻株高、果軸長(zhǎng)度、單株蒴數(shù)、單蒴粒數(shù)、千粒重等經(jīng)濟(jì)性狀和產(chǎn)量比對(duì)照均有所增加和改善。鄭芝98N09以N2P2K2處理的單株蒴數(shù)(62.9個(gè))最多，千粒重(3.179 g)最大，產(chǎn)量最高(690.754 kg/hm2)。分別較對(duì)照單株結(jié)蒴數(shù)增加78.19%，千粒重增加17.44%，增產(chǎn)85.39%。在同一磷鉀、氮鉀、氮磷水平，產(chǎn)量均隨單一施肥量的增加呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)，均以N2P2K2產(chǎn)量最高，如磷鉀用量相同條件下，N1P2K2、N2P2K2和N3P2K2處理較 N0P2K2處理分別增產(chǎn)18.47%、28.27%和27.30%，其余類推。表明鄭芝98N09耐肥能力較差，僅施磷、鉀肥或過量施用氮、磷、鉀肥均降低其產(chǎn)量。

表2 不同處理對(duì)芝麻經(jīng)濟(jì)性狀及產(chǎn)量的影響Table 2 Effects of different treatments on sesame economic character and Yield

黑芝麻品種冀9014以N3P2K2處理單株蒴數(shù)(93.2個(gè))、單蒴粒數(shù)最多(44.5粒)，千粒重達(dá)3.1g以上，且產(chǎn)量最高(885.003 kg/hm2)，較對(duì)照(605.855 kg/hm2)增產(chǎn)46.08%。N2P2K3處理的千粒重最大(3.163 g)，產(chǎn)量為870.101 kg/hm2，分別較對(duì)照的千粒重增加11.77%，產(chǎn)量提高43.62%。從氮、磷、鉀肥用量來看，除磷肥外，其它兩種肥料處理均以 3水平的產(chǎn)量最高，其中 N3P2K2較N2P2K2處理每公頃增產(chǎn)15 kg左右，表明黑芝麻冀9014的耐肥能力較強(qiáng)，氮、鉀肥均以3水平處理的經(jīng)濟(jì)性狀和產(chǎn)量最高。

2.2 芝麻經(jīng)濟(jì)性狀與氮、磷、鉀肥的相關(guān)分析

由表3可以看出，在產(chǎn)量構(gòu)成因素中，單株蒴數(shù)受氮、磷、鉀肥用量的影響最大。從不同肥料來看，施氮量與兩品種的株高、單株蒴數(shù)、單蒴粒數(shù)及千粒重均達(dá)到顯著正相關(guān)，生產(chǎn)上可以通過適當(dāng)增施氮肥提高芝麻產(chǎn)量來提高肥料利用率，減少氮肥損失。增施磷肥能提高鄭芝98N09的單株蒴數(shù)(r=0.61)和單蒴粒數(shù)(r=0.62)，鉀肥對(duì)冀9014的經(jīng)濟(jì)性狀影響較大，與其株高、果軸長(zhǎng)度及單株蒴數(shù)達(dá)到顯著正相關(guān)，與果軸長(zhǎng)度(r=0.65)、單株蒴數(shù)(r=0.67)和千粒重(r=0.79)達(dá)到極顯著正相關(guān)，因此在冀9014的生產(chǎn)中，適量增施鉀肥能顯著改善其經(jīng)濟(jì)性狀。從表3還可以看出，氮、磷、鉀肥對(duì)鄭芝98N09的經(jīng)濟(jì)性狀的影響大小為氮＞磷＞鉀，對(duì)冀9014經(jīng)濟(jì)性狀的影響大小為氮＞鉀＞磷。

表3 經(jīng)濟(jì)性狀與氮、磷、鉀肥的相關(guān)分析Table 3 Correlation coefficients between the economic characters and the fertilizers

2.3 氮、磷、鉀肥及其配施對(duì)芝麻產(chǎn)量效應(yīng)方程的建立及其推薦用量

分別對(duì)鄭芝98N09和冀9014各處理的芝麻產(chǎn)量進(jìn)行回歸統(tǒng)計(jì)分析，建立三元二次肥料效應(yīng)函數(shù)模型。

鄭芝98N09和冀9014的三元二次肥料效應(yīng)方程的F值分別為1030.13和417.31，均大于F0.01=14.65，呈極顯著水平。根據(jù)肥料模型用偏導(dǎo)方式得到氮、磷、鉀肥料的最大施肥量、最佳施肥量以及相對(duì)應(yīng)的兩品種的最大產(chǎn)量和最佳產(chǎn)量結(jié)果列于表4。鄭芝98N09的最大施肥量分別為 N 142.21 kg/hm2、P2O5110.10 kg/hm2、K2O 145.65 kg/hm2，最大產(chǎn)量達(dá)696.26 kg/hm2;最佳施肥量分別為N 123.09 kg/hm2、P2O560.13 kg/hm2、K2O 73.31 kg/hm2，最佳產(chǎn)量達(dá)661.68 kg/hm2。冀9014的最大施肥量分別為 N 192.01 kg/hm2、P2O5128.02 kg/hm2、K2O 186.64 kg/hm2，最大產(chǎn)量達(dá) 906.93 kg/hm2;最佳施肥量分別為 N 133.92 kg/hm2、P2O570.85 kg/hm2、K2O 110.80 kg/hm2，最佳產(chǎn)量為864.84 kg/hm2。根據(jù)所采用的價(jià)格計(jì)算出，鄭芝98N09的最大產(chǎn)值為8215.87 Yuan/hm2，最大施肥量的成本為2257.25 Yuan/hm2，純收入為5958.62 Yuan/hm2;最佳產(chǎn)值為7807.82 Yuan/hm2，最佳施肥量的成本為 1426.22 Yuan/hm2，純收入為6381.60 Yuan/hm2。冀 9014的最大產(chǎn)值為11790.09 Yuan/hm2，最大施肥量的成本為2851.24 Yuan/hm2，純收入為8938.85 Yuan/hm2;最佳產(chǎn)值為 11242.92 Yuan/hm2，最佳施肥量的成本為1756.79 Yuan/hm2，純收入為 9486.14 Yuan/hm2。

從表4還可以看出，冀9014和鄭芝98N09在肥料效應(yīng)上存在差異性，冀9014的氮、磷、鉀最大和最佳施肥量均高于鄭芝98N09。從最佳施肥量來看，冀9014比鄭芝98N09的最佳氮、磷、鉀施肥量高出 10.83 kg/hm2、10.72 kg/hm2和 37.49 kg/hm2。從施肥比例來看，鄭芝98N09的氮、磷、鉀的最佳施肥量的施肥比例為2.0∶1.0∶1.2;冀9014的氮、磷、鉀的最佳施肥量的施肥比例為1.9∶1∶1.6。表明在生產(chǎn)中鄭芝98N09施肥應(yīng)重施氮肥，適配磷、鉀肥;冀9014應(yīng)重施氮、鉀肥，兼施磷肥。

表4 芝麻氮、磷、鉀肥的推薦用量(kg/hm2)Table 4 Recommended nitrogen，phosphorus and potassium application amounts for sesame

3 討論與結(jié)論

適量氮、磷、鉀用量及其配施能顯著改善芝麻的經(jīng)濟(jì)性狀，提高芝麻產(chǎn)量。白芝麻品種鄭芝98N09以N2P2K2處理產(chǎn)量最高，較對(duì)照增產(chǎn)85.39%，而黑芝麻品種冀9014則以N3P2K2產(chǎn)量最高，較對(duì)照增產(chǎn)46.08%;僅施磷、鉀肥或過量使用氮、磷、鉀肥均降低其產(chǎn)量;芝麻株高、單株蒴數(shù)、單蒴粒數(shù)、千粒重等經(jīng)濟(jì)性狀與氮肥用量呈顯著正相關(guān)，氮、磷、鉀肥對(duì)鄭芝98N09經(jīng)濟(jì)性狀的影響大小為氮＞磷＞鉀，冀9014為氮＞磷＞鉀，兩芝麻品種對(duì)磷、鉀肥的效應(yīng)表現(xiàn)不同，可能與品種本身遺傳特性有關(guān)，這與劉翠霞［17］的研究結(jié)果施磷對(duì)芝麻有效蒴果數(shù)和產(chǎn)量因品種而異相似。

確定氮、磷、鉀肥用量是芝麻科學(xué)施肥的重要內(nèi)容，既要考慮不同品種對(duì)氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素的吸收特性，又要考慮土壤的養(yǎng)分供應(yīng)狀況。魏根林［18］等研究表明，在贛東北紅壤田塊條件下，芝麻于6月10日左右播種，并施N 114.6 kg/hm2、P2O5116.5 kg/hm2、K2O 179.1 kg/hm2，可獲得芝麻最高產(chǎn)量為796.8 kg/hm2。姚殿立［19］等開展淮北平原夏芝麻高產(chǎn)平衡施肥技術(shù)研究，指出中等肥力地塊條件施用 N 150 kg/hm2、P2O560～90 kg/hm2、K2O 90～120 kg/hm2，若土壤肥力較低，可考慮應(yīng)用較高的施肥量;反之，適當(dāng)減少施肥量。本試驗(yàn)研究條件下，利用建立的三元二次肥料效應(yīng)方程，模擬出各品種最大和最佳產(chǎn)量及對(duì)應(yīng)的最大和最佳施肥量，鄭芝98N09的最佳施肥量為 N 123.09 kg/hm2、P2O560.13 kg/hm2、K2O 73.31 kg/hm2，純收入達(dá)到6381.60 Yuan/hm2;冀9014最佳施肥量分別為N 133.92 kg/hm2、P2O570.85 kg/hm2、K2O 110.80 kg/hm2，純收入達(dá)到 9486.14 Yuan/hm2。鄭芝98N09和冀9014兩品種對(duì)氮、磷、鉀肥的最佳施肥量存在差異，且在生產(chǎn)中，鄭芝98N09施肥時(shí)應(yīng)重施氮肥，適配磷、鉀肥;冀9014應(yīng)重施氮、鉀肥，兼施磷肥。表明不同品種的芝麻對(duì)肥料的需求量和對(duì)肥料反應(yīng)不同。因此，針對(duì)不同地區(qū)、不同芝麻品種制定出合理的施肥指標(biāo)體系，仍是當(dāng)前芝麻施肥工作研究的重點(diǎn)。

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