濉溪縣小麥肥料效應(yīng)試驗(yàn)研究

周宗民

摘 要：小麥3414肥料效應(yīng)試驗(yàn)表明：產(chǎn)量與氮磷鉀施肥量呈三元二次相關(guān)關(guān)系。濉溪縣同等地力土壤推薦施肥量為N225kg/hm2，P2O590kg/hm2，K2O90kg/hm2。配方：（1）普通復(fù)合肥18-12-12，每667m2基施50kg，拔節(jié)期追施尿素13kg。（2）控釋（失）復(fù)合肥22-9-9，每667m2基施60kg。

關(guān)鍵詞：肥料效應(yīng);施肥量;小麥;濉溪縣

中圖分類號(hào) S512.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 1007-7731（2015）13-37-03

提高肥料資源效率是保證糧食安全的重要措施，肥料效應(yīng)試驗(yàn)是確定施肥參數(shù)、提高肥料利用率的重要技術(shù)手段。3414肥效試驗(yàn)作為測(cè)土配方施肥項(xiàng)目重要技術(shù)方法，其利用14個(gè)處理能夠有效反映出試驗(yàn)土壤的最高產(chǎn)量施肥量、最佳經(jīng)濟(jì)施肥量及營(yíng)養(yǎng)元素間的交互作用等大量施肥信息[1]。當(dāng)前，我國(guó)對(duì)3414肥效試驗(yàn)己經(jīng)進(jìn)行了大量研究，對(duì)于區(qū)域內(nèi)的施肥指導(dǎo)取得了較好的效果。濉溪縣位于安徽省淮北平原中北部，耕地面積12.6萬(wàn)hm2，常年播種小麥11萬(wàn)hm2，小麥產(chǎn)量突破7 500kg/hm2。在小麥生產(chǎn)中，農(nóng)民習(xí)慣施肥氮磷鉀比例失調(diào)，影響了小麥的產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益，帶來(lái)了巨大的資源浪費(fèi)，并在一定程度上造成環(huán)境污染[2]。為此，濉溪縣農(nóng)技推廣中心在楊柳農(nóng)業(yè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)站安排了3414試驗(yàn)，試圖建立縣域范圍內(nèi)小麥?zhǔn)┓手笜?biāo)體系，以指導(dǎo)農(nóng)民科學(xué)施肥。

1 材料與方法

1.1 供試材料

1.1.1 供試土壤 試驗(yàn)地土壤類型砂姜黑土，土壤質(zhì)地粘壤土，耕層厚度20cm，地下水位3.5～4.5m。耕層土壤有機(jī)質(zhì)含量20.45g/kg，全氮0.98g/kg，堿解氮74mg/kg，有效磷（P2O5）23.6mg/kg，速效鉀（K2O）127mg/kg。一年兩熟，前茬大豆，單產(chǎn)1 800kg/hm2。

1.1.2 供試肥料 試驗(yàn)在不施有機(jī)肥的基礎(chǔ)上進(jìn)行。供試肥料為市場(chǎng)采購(gòu)。尿素來(lái)自安慶石化，含氮量46%，磷肥來(lái)自銅官山化工有限公司，含磷量12%，鉀肥為俄羅斯產(chǎn)氯化鉀，含鉀量60%。氮肥60%基施，拔節(jié)期追施40%;磷鉀肥基施。

1.1.3 供試品種 供試作物為小麥，品種為濟(jì)麥22。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 按照農(nóng)業(yè)部“測(cè)土配方施肥項(xiàng)目的技術(shù)規(guī)范”和“安徽省3414肥效田間試驗(yàn)總體方案”要求，試驗(yàn)設(shè)氮、磷、鉀3個(gè)因素，每個(gè)因素設(shè)4個(gè)水平，共14個(gè)處理。4個(gè)水平：0水平指不施肥，2水平為設(shè)定的最佳施肥量，1水平=2水平×0.5，3水平=2水平×1.5（過量施肥水平）。設(shè)定的最佳施肥量為N210kg/hm2，P2O590kg/hm2，K2O90kg/hm2（表1）。

表1 試驗(yàn)因素水平編碼（kg/hm2）

[因素＼&0＼&1＼&2＼&3＼&N＼&0＼&105＼&210＼&315＼&P2O5＼&0＼&45＼&90＼&135＼&K2O＼&0＼&45＼&90＼&135＼&]

田間排列采用3列制，重復(fù)間有走道，周圍設(shè)有保護(hù)行，隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)3次，小區(qū)面積3m×6.67m=20m2，行距20cm，15行區(qū)，東西行向。

1.3 試驗(yàn)實(shí)施與田間管理 試驗(yàn)于2014年10月至2015年6月在濉溪縣楊柳農(nóng)業(yè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)站進(jìn)行。大豆收獲后旋耕，分區(qū)按處理施用肥料。10月12日播種，播種量150kg/hm2，10月13日澆水補(bǔ)墑。6月5日收獲，全區(qū)計(jì)產(chǎn)。田間管理按高產(chǎn)田要求進(jìn)行。

1.4 數(shù)據(jù)處理 數(shù)據(jù)采用3次重復(fù)的平均值。數(shù)據(jù)處理利用Excel軟件，差異性分析和回歸方程配置采用DPS v7.05軟件，多重比較用LSD法。

1.5 試驗(yàn)期間的氣候條件 2014年10月中旬至2015年6月上旬，平均氣溫10.7℃，比歷年平均高0.6℃。12月上中旬平均氣溫為1.6、1.7℃，比歷年平均低3.0、1.3℃，小麥提前進(jìn)入越冬期;4月上、中旬平均氣溫分別為10.5、14.0℃，比歷年平均低3.1、1.5℃，小麥穗部?jī)龊χ卸劝l(fā)生。降水量318.5mm，比歷年平均多46.0mm。10月19～21日降水96.2mm，形成澇漬，導(dǎo)致不少田塊重播;5月上旬雨日5d，比歷年平均多2.4d，空氣濕度大，導(dǎo)致赤霉病、銹病偏重發(fā)生。日照時(shí)數(shù)1418.3h，比歷年平均少28.3h。5月日照時(shí)數(shù)比歷年平均少16.5h，與病害合并導(dǎo)致穗粒數(shù)減少、千粒重降低。5月8日、5月14日局部地區(qū)（鐵佛、楊柳）龍卷風(fēng)，小麥倒伏嚴(yán)重，千粒重降低。產(chǎn)量較2014年減產(chǎn)20%左右。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理的產(chǎn)量差異 表2列出了不同處理的產(chǎn)量及其差異。同一肥料，不同施肥水平的產(chǎn)量均表現(xiàn)為0水平<1水平<2水平>3水平，也就是說：在一定的地力水平下，氮、磷、鉀肥料用量達(dá)到一定程度，增產(chǎn)幅度變小，甚至?xí)霈F(xiàn)負(fù)效應(yīng)。

表2 試驗(yàn)結(jié)構(gòu)矩陣與小麥產(chǎn)量

[編號(hào)＼&處理＼&N＼&P2O5＼&K2O＼&產(chǎn)量

（kg/hm2）＼&差異顯著性＼&5%水平＼&1%水平＼&1＼&N0P0K0＼&0＼&0＼&0＼&3303.9＼&e＼&E＼&2＼&N0P2K2＼&0＼&2＼&2＼&3790.6＼&e＼&E＼&3＼&N1P2K2＼&1＼&2＼&2＼&6655.0＼&cd＼&CD＼&4＼&N2P0K2＼&2＼&0＼&2＼&7248.3＼&ab＼&ABCD＼&5＼&N2P1K2＼&2＼&1＼&2＼&7310.0＼&ab＼&ABCD＼&6＼&N2P2K2＼&2＼&2＼&2＼&7780.0＼&a＼&A＼&7＼&N2P3K2＼&2＼&3＼&2＼&7633.3＼&ab＼&A＼&8＼&N2P2K0＼&2＼&2＼&0＼&7410.0＼&ab＼&ABC＼&9＼&N2P2K1＼&2＼&2＼&1＼&7576.7＼&ab＼&AB＼&10＼&N2P2K2＼&2＼&2＼&3＼&7595.0＼&ab＼&AB＼&11＼&N2P2K2＼&3＼&2＼&2＼&7162.5＼&abc＼&ABCD＼&12＼&N1P1K2＼&1＼&1＼&2＼&6568.3＼&d＼&D＼&13＼&N1P2K1＼&1＼&2＼&1＼&6763.3＼&cd＼&BCD＼&14＼&N2P1K1＼&2＼&1＼&1＼&7126.7＼&bcd＼&ABCD＼&]

方差分析表明，重復(fù)間差異不顯著，說明試驗(yàn)田土壤肥力較均勻，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果無(wú)影響;而處理間差異極顯著（F=42.234**）。說明不同施肥處理對(duì)產(chǎn)量的影響效應(yīng)明顯，可以進(jìn)一步進(jìn)行回歸擬合分析[3]。經(jīng)LSD法多重比較，N02處理差異不顯著，N13處理差異不顯著，但極顯著高于N0處理;N2～39處理，N2P2K2處理產(chǎn)量最高，與N2P1K1差異顯著，但未達(dá)極顯著水平;余差異不顯著。這說明濉溪縣小麥產(chǎn)量差異主要來(lái)自氮肥施用量，施用磷鉀肥的增產(chǎn)效果不明顯。

2.2 地力產(chǎn)量和土壤供肥能力 試驗(yàn)方案中處理N0P0K0為空白區(qū)，處理N2P2K2為全素區(qū)，處理N0P2K2為缺氮區(qū)，處理N2P0K2為缺磷區(qū)，處理N2P2K0為缺鉀區(qū)?？瞻讌^(qū)產(chǎn)量

3 303.9kg/hm2，缺氮區(qū)3 790.6kg/hm2，缺磷區(qū)7 310.0kg/hm2，缺鉀區(qū)7 165.2kg/hm2。空白區(qū)相對(duì)產(chǎn)量42.47%，缺氮區(qū)48.72%，缺磷區(qū)93.96%，缺鉀區(qū)92.06%。土壤養(yǎng)分限制產(chǎn)量提高的順序表現(xiàn)為N>K>P。按相對(duì)產(chǎn)量將土壤肥力劃分為4級(jí)：相對(duì)產(chǎn)量≤50%為極低，50%～75%為低，75%～90%為中，>90%為高。試點(diǎn)土壤肥力中等，供氮能力低，供磷、鉀能力高[4]。施肥應(yīng)抓住最小養(yǎng)分而為之。每生產(chǎn)100kg小麥籽粒需N3.0kg，P2O51.25kg，K2O3.0kg。缺素區(qū)吸收量即為該養(yǎng)分的土壤供肥量。土壤供氮能力113.7kg/hm2，供磷能力91.4kg/hm2，供鉀能力214.9kg/hm2。

2.3 肥料利用率 隨著施肥水平的增加，NPK肥料增產(chǎn)效果及吸收利用率均隨之下降，增產(chǎn)效果表現(xiàn)為氮>磷>鉀，肥料利用率氮>鉀>磷（表3）。這說明試驗(yàn)區(qū)土壤，氮的增產(chǎn)效應(yīng)大于磷、鉀，小麥產(chǎn)量對(duì)鉀的施肥敏感度較強(qiáng)。

表3 增產(chǎn)效果和肥料利用率

[編碼值＼&氮肥增產(chǎn)（kg/hm2）＼&氮素利用率（%）＼&磷肥增產(chǎn)（kg/hm2）＼&磷素利用率（%）＼&鉀肥增產(chǎn)（kg/hm2）＼&鉀素利用率（%）＼&1＼&2864.4＼&68.20＼&247.5＼&8.25＼&266.7＼&17.78＼&2＼&3989.4＼&47.49＼&617.5＼&10.29＼&470.0＼&15.67＼&3＼&3457.8＼&27.44＼&470.8＼&5.23＼&285.0＼&6.33＼&平均＼&3723.6＼&37.5＼&544.2＼&7.8＼&377.5＼&11.0＼&]

注：增產(chǎn)效果=（施肥區(qū)產(chǎn)量-缺素區(qū)產(chǎn)量）/施肥量，肥料利用率（%）=（施肥區(qū)產(chǎn)量-缺素區(qū)產(chǎn)量）×吸收系數(shù)/施肥量×100。按每生產(chǎn)100kg小麥籽粒需吸收N2.5kg、P2O51.5kg、K2O3.0kg計(jì)算。

2.4 效應(yīng)方程配置 以NmPnKi（m、n、i=0～3）的編碼值為自變量，以各處理組合的產(chǎn)量為因變量，進(jìn)行逐步回歸分析，建立以小麥產(chǎn)量為目標(biāo)函數(shù)的氮磷鉀肥料效應(yīng)三元二次回歸模型：

Y=3305.6+2705.55N+826.87P+496.69K-815.10N2-113.85P2-106.79K2+161.38NP+275.40NK-313.08PK，r=0.998**，F(xiàn)=361.39**。各因素的偏回歸系數(shù)見表4。

表4 偏回歸系數(shù)和t檢驗(yàn)值

[因素＼&偏相關(guān)＼&t檢驗(yàn)值＼&p-值＼&N＼&0.992＼&15.297＼&0.0001＼&P＼&0.919＼&4.675＼&0.0055＼&K＼&0.815＼&2.808＼&0.0376＼&N2＼&-0.996＼&23.087＼&0.0001＼&P2＼&-0.850＼&3.225＼&0.0233＼&K2＼&-0.834＼&3.025＼&0.0293＼&NP＼&0.710＼&2.017＼&0.0998＼&NK＼&0.865＼&3.441＼&0.0184＼&PK＼&-0.890＼&3.912＼&0.0113＼&]

小麥產(chǎn)量與氮磷鉀施用量之間的回歸關(guān)系達(dá)到極顯著水平，真實(shí)反映了氮磷鉀三因素用量與產(chǎn)量變化的關(guān)系。三要素間交互作用明顯。一次項(xiàng)、二次項(xiàng)回歸系數(shù)N>P>K，N、P、K主效應(yīng)符合供試土壤養(yǎng)分狀況及小麥的需肥特性。這說明濉溪縣目前的小麥生產(chǎn)中：氮是影響產(chǎn)量的主要因素，磷鉀次之;施肥應(yīng)以氮為主，穩(wěn)磷補(bǔ)鉀[5-6]。

2.5 推薦配方 當(dāng)邊際產(chǎn)量等于0時(shí)，產(chǎn)量最高;當(dāng)邊際產(chǎn)量的銷售收入與所增加的投入相等時(shí)，效益最高。

2.5.1 單元素施肥效應(yīng) 將其它2元素施量固定在2水平，得單元素效應(yīng)方程：YN=3817.8+3579.11N-815.1N2，YP=7124.1+523.47P-113.85P2，YK=7300.2+421.33K-106.79K2。當(dāng)施肥水平分別為2.2、2.3和1.97時(shí)，產(chǎn)量最高。施肥量為：N230.5kg/hm2，P2O5103.5kg/hm2，K2O88.8kg/hm2。最高產(chǎn)量均突破7 700kg/hm2。

2.5.2 二元素施肥效應(yīng) 將其中1元素施肥量固定在2水平，得二元素效應(yīng)方程：

YNP=3871.8+3256.35N+200.71P-815.1N2-113.85P2+161.38NP，

YNK=4503.9+3028.31N-129.47K-815.1N2-106.79K2+275.4NK，

YPK=5456.3+1149.63P+1047.49K-113.85P2-106.79K2-313.08PK。

當(dāng)編碼值分別為2.24、2.47，2.24、2.29和1.67、2.46時(shí)，產(chǎn)量最高，同樣突破7 700kg/hm2。

2.5.3 三元素施肥效應(yīng) 經(jīng)測(cè)算，最高產(chǎn)量施肥量為：N236.9kg/hm2，P2O587.2kg/hm2，K2O107.8kg/hm2，最高產(chǎn)量7753.1kg/hm2。肥料和農(nóng)產(chǎn)品價(jià)格按市場(chǎng)價(jià)計(jì)算（N5.0元/kg，P2O56.7元/kg，K2O6.6元/kg，小麥2.3元/kg），經(jīng)濟(jì)施肥量為：N214.0kg/hm2，P2O586.0kg/hm2，K2O88.2kg/hm2，經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量7690.3kg/hm2。推薦施肥量[7～8]為：N225kg/hm2，P2O590kg/hm2，K2O90kg/hm2。推薦的肥料配方為：（1）普通復(fù)合肥18-12-12，每667m2基施50kg，拔節(jié)期追施尿素13kg。（2）控釋（失）復(fù)合肥22-9-9，每667m2基施60kg。

3 結(jié)論與討論

（1）土壤是作物養(yǎng)分的供應(yīng)庫(kù)，但是土壤中各種養(yǎng)分的有效數(shù)量和比例一般與作物的需求相差較大，影響作物各組織器官的正常生長(zhǎng)發(fā)育。因此，要切實(shí)改善土壤環(huán)境和結(jié)構(gòu)，提供充足合理的養(yǎng)分，促進(jìn)作物正常健康生長(zhǎng)，進(jìn)而達(dá)到增產(chǎn)增收目的，就要進(jìn)行培肥土壤、精準(zhǔn)施肥。

（2）小麥產(chǎn)量與氮磷鉀施肥量呈三元二次相關(guān)關(guān)系。濉溪縣同等地力土壤推薦施肥量為N225kg/hm2，P2O590kg/hm2，K2O90kg/hm2。配方：（1）普通復(fù)合肥18-12-12，每667m2基施50kg，拔節(jié)期追施尿素13kg。（2）控釋（失）復(fù)合肥22-9-9，每667m2基施60kg。

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（責(zé)編：張長(zhǎng)青）