湖南烤煙施肥效應(yīng)及最佳經(jīng)濟(jì)施肥模型研究

劉青桂，齊龐生，陳玲玲，李志堅，羅小菊，谷亞娟

（耒陽市農(nóng)業(yè)局，湖南 耒陽421800）

湖南烤煙施肥效應(yīng)及最佳經(jīng)濟(jì)施肥模型研究

劉青桂，齊龐生，陳玲玲，李志堅，羅小菊，谷亞娟

（耒陽市農(nóng)業(yè)局，湖南 耒陽421800）

匯總湖南省30個烤煙“3414”試驗點(diǎn)的數(shù)據(jù),進(jìn)行通徑分析,并構(gòu)建不同類型施肥效應(yīng)函數(shù)。結(jié)果表明,氮肥對烤煙產(chǎn)量的通徑系數(shù)最大為1.079 8,說明其對烤煙產(chǎn)量的貢獻(xiàn)最大,其次是磷、鉀肥,而且氮磷、氮鉀、磷鉀肥之間的交互效應(yīng)顯著；通過對3類回歸模型的分析,獲得最佳施氮、磷、鉀施用量分別為164.7、145.4、352.6 kg/hm2,最佳氮磷鉀比為1∶0.89∶2.11,最佳產(chǎn)量為2 194.7 kg/hm2。該結(jié)果為烤煙平衡施肥提供了科學(xué)依據(jù)。

烤煙；測土配方施肥；施肥模型；湖南

烤煙是湖南省主要經(jīng)濟(jì)作物之一,常年種植面積在9.3萬hm2以上。根據(jù)《湖南省測土配方施肥項目實施方案》的要求,自2005年開始分別在桂陽縣、耒陽市、瀏陽市、常寧市、嘉禾縣等煙草生產(chǎn)面積較大的縣市進(jìn)行了烤煙“3414”肥效試驗,獲得了大量的烤煙施肥基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。為了完善烤煙施肥技術(shù)參數(shù),建立全省烤煙施肥指標(biāo)體系,實現(xiàn)烤煙精準(zhǔn)施肥,特對全省的烤煙肥效試驗結(jié)果進(jìn)行施肥效應(yīng)模型分析,以期指導(dǎo)烤煙科學(xué)施肥,達(dá)到提高烤煙生產(chǎn)效益、農(nóng)民節(jié)本增收、減少化肥面源污染的目的[1-2]。

1 材料及方法

1.1 試驗材料

供試品種為全省大面積種植的云煙87、G80和K326,采用大棚漂浮育苗,同一試驗點(diǎn)選擇同批次的、葉齡和生長情況一致的秧苗進(jìn)行移栽。

1.2 試驗方法

試驗采用聯(lián)合國糧農(nóng)組織(FAO)提出的“3414”完全試驗設(shè)計方案,即氮、磷、鉀3因素4水平14個處理的田間試驗方案,其中4個水平,分別是：0水平指不施肥；2水平指當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥量；1水平=2水平× 0.5；3水平=2水平×1.5,該水平為過量施肥水平[3-4],試驗處理水平及產(chǎn)量結(jié)果見表1。小區(qū)面積為6 m×5 m=30 m2,小區(qū)隨機(jī)排列,不設(shè)重復(fù)。栽煙行株距為120 cm×50 cm,每小區(qū)栽5行,每行栽11蔸,共計55蔸,四周保護(hù)行在2 m以上。整個試驗除了施肥量不同以外,其他操作均同等對待。

1.3 數(shù)據(jù)分析

1.3.1 構(gòu)建氮、磷、鉀肥的三元二次肥料效應(yīng)模型以30個試驗點(diǎn)“3414”試驗14個處理的平均值,進(jìn)行三元二次回歸分析,XN、XP、XK為試驗中氮、磷、鉀施用量,各處理的產(chǎn)量為依變量Y(下同),分別獲得烤煙N、P、K肥的最高產(chǎn)量施肥量、最佳經(jīng)濟(jì)施肥量和產(chǎn)量。

1.3.2 構(gòu)建氮、磷、鉀肥的二元二次肥料效應(yīng)模型分祈 (1)氮、磷肥的二元二次肥料效應(yīng)模型。選擇處理2、3、4、5、6、7、10、11、12的結(jié)果進(jìn)行用二元二次肥料效應(yīng)模型分析,擬合得到氮、磷二元二次肥料效應(yīng)函數(shù)及其相關(guān)參數(shù)。(2)氮、鉀肥的二元二次肥料效應(yīng)函數(shù)。選擇處理2、3、6、7、8、9、10、11、13的結(jié)果進(jìn)行用二元二次肥料效應(yīng)模型分析,擬合得到氮、鉀二元二次肥料效應(yīng)函數(shù)及其相關(guān)參數(shù)。(3)磷、鉀肥的二元二次肥料效應(yīng)函數(shù)。選擇處理4、5、6、7、8、9、10、11、14的結(jié)果進(jìn)行用二元二次肥料效應(yīng)模型分析,擬合得到磷、鉀二元二次肥料效應(yīng)函數(shù)及其相關(guān)參數(shù)。

1.3.3 構(gòu)建氮、磷、鉀肥的一元二次肥料效應(yīng)模型

(1)氮肥效應(yīng)函數(shù)。選擇處理2、3、6、11(即氮的4個水平,磷、鉀因素均為2水平)的結(jié)果進(jìn)行一元二次肥料效應(yīng)模型分析,擬合得到氮肥效應(yīng)函數(shù)及其相關(guān)參數(shù)。(2)磷肥效應(yīng)函數(shù)。選擇處理4、5、6、7(即磷的4個水平,氮、鉀因素均為2水平)的結(jié)果進(jìn)行一元二次肥料效應(yīng)模型分析,擬合得到磷肥效應(yīng)函數(shù)及其相關(guān)參數(shù)。(3)鉀肥效應(yīng)函數(shù)。選擇處理2、3、6、11(即鉀的4個水平,氮、磷因素均為2水平)的結(jié)果進(jìn)行一元二次肥料效應(yīng)模型分析,擬合得到鉀肥效應(yīng)函數(shù)及其相關(guān)參數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 氮、磷、鉀對烤煙產(chǎn)量影響程度分析

從通徑分析結(jié)果(表2)可以看出,對產(chǎn)量直接貢獻(xiàn)最大的是氮,其通徑系數(shù)為1.079 8,其次是磷、鉀,通徑系數(shù)分別為0.773 1、0.612 6；交互項的通徑系數(shù)以氮鉀最大,為0.673 7,其次是磷鉀和氮磷,通徑系數(shù)分別為0.507 2、0.481 0,兩者之間的差異不明顯。由此可見,在施足氮肥的情況下下,合理施用磷、鉀肥對產(chǎn)量的互作效應(yīng)明顯。

2.2 氮、磷、鉀在烤煙生產(chǎn)上的增產(chǎn)貢獻(xiàn)及經(jīng)濟(jì)效益分析

分別對不同氮、磷、鉀施用水平的產(chǎn)量和效益進(jìn)行分析(見表3),不同的化肥施用量與缺素區(qū)比較,對烤煙單產(chǎn)影響最大的是氮,施氮區(qū)比缺素區(qū)平均增產(chǎn)917.7 kg/hm2,其次是鉀、磷肥,分別增產(chǎn)743.3、738.7 kg/hm2；每投入1 kg純量肥的產(chǎn)量以氮肥最高,每施用1 kg氮肥可獲得6.95 kg煙葉,其次是磷肥,為6.27 kg,第三是鉀肥,為2.50 kg；其中,各試驗點(diǎn)均以處理6的增產(chǎn)增收效果最好。由此可見,在烤煙生產(chǎn)中,均衡施用氮、磷、鉀肥,可獲得最大的增產(chǎn)增收效果。

2.3 烤煙施脂效應(yīng)函數(shù)及最佳施脂量分析

2.3.1 氮、磷、鉀肥的三元二次肥料效應(yīng)模型分祈氮、磷、鉀肥的三元二次方程如下：Y=743.54+6.992 5 XN+5.503 3 XP+1.717 3 XK-0.038 8 XN2-0.037 44 XP2-0.005 81 XK2+0.018 24 XNXP+0.010 09 XNXK+ 0.008 51 XPXK。擬合的試驗肥料回歸函數(shù)的相關(guān)系數(shù)為0.999 1,方差分析F值為250.81,均達(dá)到極顯著水平,說明產(chǎn)量與氮、磷、鉀肥施用量之間有顯著的回歸關(guān)系；從一次項來看,施用氮肥的起始增產(chǎn)效果最好,其次是磷肥和鉀肥；從交互項看,交互項系數(shù)均為正值,氮磷肥配合施用對產(chǎn)量促進(jìn)最好,其次是氮鉀和磷鉀配合使用效果。方程推薦的氮、磷、鉀肥最佳施肥量分別為172.6、155.8 、378.0 kg/hm2,最佳產(chǎn)量為2 212.9 kg/hm2,均高于處理6,其中以鉀肥最佳施用量偏差最大,其次是氮肥和磷肥。

2.3.2 氮、磷、鉀肥的二元二次肥料效應(yīng)模型分祈(1)氮、磷肥的二元二次肥料效應(yīng)模型。Y=567.09+ 11.016 4 XN+9.017 9 XP-0.039 1 XN2-0.037 7 XP2+ 0.014 9 XNXP,方差分析F值為209.04**,達(dá)到極顯著水平；氮、磷肥的最佳施用量分別為166.1、149.4 kg/hm2,最佳產(chǎn)量為2 192.6 kg/hm2,均高于處理6,但小于三元二次模型的結(jié)果。(2)氮、鉀肥的二元二次肥料效應(yīng)模型。Y=780.84+9.632 XN+2.941 4XK-0.039 2 XN2-0.005 9 XK2+0.009 9 XNXK,方差分析 F值為187.42**,達(dá)到極顯著水平；氮、鉀肥的最佳施用量分別為164.7、356.4 kg/hm2,最佳產(chǎn)量為2 189.6 kg/hm2,均小于三元二次模型的結(jié)果,但與處理6的數(shù)值相近。(3)磷、鉀肥的二元二次肥料效應(yīng)模型。Y= 864.96+8.852 5 XP+3.481 1 XK-0.039 5 XP2-0.006 1 XK2+0.008 2 XPXK,方差分析F值為130.9**,達(dá)到極顯著水平；磷、鉀肥的最佳施用量分別為145.4 、348.9 kg/hm2,最佳產(chǎn)量為2 199.8 kg/hm2,均小于三元二次模型的結(jié)果,接近處理6的數(shù)值,其中磷的最佳施用量更接近于處理6,方程模擬結(jié)果比較接近生產(chǎn)實際。

2.3.3 氮、磷、鉀肥的一元二次肥料效應(yīng)模型分祈(1)氮肥效應(yīng)函數(shù)。Y=1 095.92+12.721 8 XN-0.0377 XN2,方差分析F值為75 274.6**,達(dá)到極顯著水平,最佳氮肥施用量為165.4 kg/hm2,最佳產(chǎn)量為2 169.3 kg/hm2,低于三元二次模型的結(jié)果,比處理6中氮肥施用量高,比二元二次模型的結(jié)果略高。(2)磷肥效應(yīng)函數(shù)。Y=1 335.38+11.463 3 XP-0.038 4 XP2,方差分析F值為132.23**,達(dá)到極顯著水平,最佳磷肥施用量為146.4 kg/hm2,最佳產(chǎn)量為2 189.8 kg/hm2,低于三元二次模型的結(jié)果,高于二元二次模型的結(jié)果,也比處理6中的磷肥施用量高。(3)鉀肥效應(yīng)函數(shù)。Y=1 334.51+ 4.530 7 XK-0.006 0 XK2,方差分析F值為118.92**,達(dá)到極顯著水平,最佳鉀肥施用量為345.9 kg/hm2,最佳產(chǎn)量為 2 186.1 kg/hm2,均低于三元二次、二元二次模型的結(jié)果,也比處理6中的鉀肥施用量低。

從以上氮、磷、鉀肥的三類最佳施肥模型看出,所有模型檢驗均達(dá)極顯著水平,模型各個系數(shù)合理,但從模型與實際產(chǎn)量的擬合程度來看(表4),三元二次模型擬合的最佳施肥量及最佳產(chǎn)量均大于實際生產(chǎn)的處理6；一元二次模型擬合的氮肥、磷肥施用量略高于處理6,擬合的鉀肥用量偏低；氮、鉀二元二次模型擬合的施用量略高于處理6,氮、磷二元二次模型擬合的施用量較接近處理6,磷、鉀二元二次模型擬合的施用量最接近處理6。

綜上所述,推薦采用由氮、鉀二元二次方程模型所得的最佳施氮量(164.7 kg/hm2),由磷、鉀二元二次方程模型所得的最佳磷施用量(145.4 kg/hm2),以及氮、鉀和磷、鉀二元二次模型獲得的最佳施鉀量的平均值(352.6 kg/hm2)為煙葉生產(chǎn)最適施肥量,最佳氮磷鉀肥比為1∶0.89∶2.11,所得最佳產(chǎn)量為2 194.7 kg/hm2。

3 討 論

氮、磷、鉀肥是煙草生產(chǎn)上施用量較大的營養(yǎng)元素,對烤煙的增產(chǎn)效果顯著。對全省30個試驗點(diǎn)的“3414”肥效試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行通徑分析,結(jié)果表明,氮肥對烤煙產(chǎn)量的直接貢獻(xiàn)最大、其次是磷肥和鉀肥；同時,氮磷、氮鉀、磷鉀肥的互作效應(yīng)顯著。這說明在生產(chǎn)上合理施用氮、磷、鉀肥有利于促進(jìn)烤煙正常生長,獲得較高的產(chǎn)量和效益。采用“3414”試驗數(shù)據(jù)分別構(gòu)建三元二次、二元二次和一元二次肥料效應(yīng)回歸模型,并將模型所得最佳施肥量和最佳產(chǎn)量與實際生產(chǎn)(處理6)進(jìn)行比較,獲得氮、磷、鉀肥最佳施用量分別為164.7、145.4、352.6 kg/hm2。該結(jié)果對烤煙大面積生產(chǎn)科學(xué)配比氮、磷、鉀肥,實現(xiàn)烤煙平衡施肥具有一定的指導(dǎo)意義[5]。為了建立健全的湖南省烤煙測土配方施肥指標(biāo)體系,還需對現(xiàn)有的“3414”肥效試驗數(shù)據(jù)做進(jìn)一步分析,以期完善烤煙測土配方施肥技術(shù)參數(shù),建立烤煙精準(zhǔn)施肥技術(shù)體系。

［1］謝衛(wèi)國,黃鐵平,鐘武云,等. 測土配方施肥理論與實踐［M］. 長沙：湖南科技出版社,2006.

［2］李洪斌,張楊珠,胡日生,等. 湘中南地區(qū)煙稻輪作條件下煙草作物的施肥效應(yīng)與肥料效應(yīng)函數(shù)研究［J］. 中國農(nóng)學(xué)通報,2013,29(24)：74-84.

［3］谷松林,陳小虎,陳芳斌,等. 云煙87肥料效應(yīng)及平衡施肥技術(shù)初探［J］. 作物研究,2009,23(2)：101-103.

［4］金耀青,張中原. 關(guān)于農(nóng)作物對土壤肥力的依存率及其應(yīng)用的研究［J］. 沈陽農(nóng)學(xué)院學(xué)報,1985,(4)：64-68.

［5］邢月華,汪 仁,安景文,等. 土壤養(yǎng)分測定值與其校正系數(shù)的回歸關(guān)系［J］. 遼寧農(nóng)業(yè)科學(xué)2005,(2)：45-46.

（責(zé)任編輯：成 平）

Study on Effects of Fertilization on Tobacco in Hunan Province and the Optimal Economic
Fertilization Model

LIU Qing-gui，QI Pang-sheng，CHEN Ling-ling，LI Zhi-jian，LUO Xiao-ju，GU Ya-juan

（Leiyang Agricultural Bureau,Leiyang 421800,PRC）

The study collected the data of 30 “3414” test points for flue-cured tobacco in Hunan province， conducted the path analysis，and built a function of fertilization effects of different fertilizer types. The results showed that the path coefficient of N fertilizer on tobacco yields was the largest (1.079 8)， which was followed by that of P and K fertilizer. It indicated that N fertilizer had the largest contribution to the production of flue-cured tobacco. Interactive effects of N and P， N and P， as well as P and K were marked. Based on the analysis of 3 regression models， we knew that optimal rates of N， P and K fertilizers were 164.7， 145.4 and 352.6 kg/hm2respectively， the optimal ratio of N， P， K was 1∶0.89∶2.11， and the best yield was 2 194.7 kg/hm2. The results provide a scientific basis for the balanced fertilization of flue-cured tobacco.

flue-cured tobacco； formula fertilization by soil testing； fertilization model； Hunan

S572.062

A

1006-060X（2015）08-0072-04

10.16498/j.cnki.hnnykx.2015.08.023

2015-05-20

湖南省測土配方施肥項目(2005年)

劉青桂(1972-),男,湖南耒陽市人,農(nóng)藝師,主要從事農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣及研究。