不同施肥量對(duì)甘蔗產(chǎn)量的效應(yīng)研究

樊仙，張躍彬*，郭兆建，張永港，晏祥玉

不同施肥量對(duì)甘蔗產(chǎn)量的效應(yīng)研究

樊仙1，張躍彬1*，郭兆建2，張永港2，晏祥玉2

（1.云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所/云南省甘蔗遺傳改良重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，開(kāi)遠(yuǎn)661699；2.德宏州甘蔗科學(xué)研究所，云南德宏678707）

采用3因素5水平二次正交旋轉(zhuǎn)回歸試驗(yàn)方法袁研究甘蔗產(chǎn)量與氮堯磷堯鉀施用量的關(guān)系袁獲得施肥量與產(chǎn)量二次回歸數(shù)學(xué)模型遙通過(guò)分析表明院施用氮堯磷堯鉀肥均對(duì)云蔗06-407產(chǎn)量的影響較為顯著袁且氮堯磷堯鉀肥在較低施用水平比較高施用水平對(duì)于甘蔗產(chǎn)量具有更明顯的增產(chǎn)作用袁各因子對(duì)甘蔗產(chǎn)量的影響順序是院磷肥>氮肥>鉀肥遙

S566.106

院A

1007-2624（2015）05-0022-02

甘蔗；產(chǎn)量；施肥；模型

甘蔗是我國(guó)重要的糖料作物，氮、磷、鉀對(duì)甘蔗產(chǎn)量和品質(zhì)有顯著的影響[1]，每生產(chǎn)1000 kg蔗莖，需吸收氮（N）1.5 kg～2kg、磷（P2O5）1 kg～1.5 kg、鉀（K2O）2kg～2.5kg[2]。目前甘蔗生產(chǎn)中存在著施肥盲目施氮肥，忽視磷、鉀肥的現(xiàn)象，導(dǎo)致氮肥嚴(yán)重浪費(fèi)，磷肥和鉀肥得不到合理補(bǔ)償。本試驗(yàn)針對(duì)這一問(wèn)題，應(yīng)用三元二次回歸正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)方法[3]，探討氮、磷、鉀3種營(yíng)養(yǎng)元素對(duì)甘蔗產(chǎn)量的影響，以期為甘蔗高產(chǎn)高效綜合配套定量施肥技術(shù)提供科學(xué)依據(jù)。

1　材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

供試甘蔗品種為云蔗06-407。供試土壤：試驗(yàn)地為水澆地，土壤肥力均勻，地勢(shì)平坦，水肥條件一致。土壤為常年甘蔗連作紅壤，下種前取耕作層土壤化驗(yàn)，其土壤理化性狀指標(biāo)：全磷0.91 g/kg，全氮0.45 g/kg，全鉀2.3 g/kg，速效磷74.53 mg/kg，堿解氮71.26 mg/kg，速效鉀168.17 mg/kg，pH 4.7，有機(jī)質(zhì)25.6 g/kg。供試肥料：為尿素（含N 46.4%）、過(guò)磷酸鈣（含P2O516%）和硫酸鉀（含K2O 50%）。肥料按照生產(chǎn)施肥習(xí)慣分為基肥和追肥施用，30%氮肥和全部的磷、鉀肥作基肥一次施入，70%氮肥在甘蔗伸長(zhǎng)期作追肥結(jié)合中耕培土施用。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)在德宏綜合試驗(yàn)站景恩水田試驗(yàn)示范基地，試驗(yàn)設(shè)計(jì)采用三元二次正交旋轉(zhuǎn)通用組合設(shè)計(jì)，選擇N、P、K三個(gè)營(yíng)養(yǎng)因素作為決策變量，以甘蔗產(chǎn)量作為目標(biāo)函數(shù)。因子水平及編碼列于表1。田間試驗(yàn)按3個(gè)因子、5個(gè)水平來(lái)實(shí)施，試驗(yàn)共20個(gè)處理，小區(qū)面積15 m2，行距為1 m，5行區(qū)，行長(zhǎng)3 m，下芽量為120000芽/hm2，各處理按隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)排列。試驗(yàn)于2014年2月11日播種，次年1月5日收獲測(cè)實(shí)產(chǎn)。

1.3數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2003和DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析[4]。

2　結(jié)果與分析

2.1不同甘蔗品種產(chǎn)量數(shù)學(xué)模型建立

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果（表1），以氮、磷、鉀肥不同施用量作為決策變量，以甘蔗產(chǎn)量為目標(biāo)性狀進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得出云蔗06-407不同施肥量與甘蔗產(chǎn)量間的數(shù)學(xué)回歸方程：

y=9814.59+76.70x1+40.66x2+37.79x3+0.03x12-0.21x22-0.02x33-0.14x1x2-0.12x1x3+0.15x2x3

對(duì)回歸方程的顯著性檢驗(yàn)得出，云蔗06-407產(chǎn)量的數(shù)學(xué)回歸方程擬合性檢驗(yàn)F1=6.16

對(duì)回歸方程的失擬性檢驗(yàn)得出，數(shù)學(xué)回歸方程顯著性檢驗(yàn)F2=0.65

回歸系數(shù)絕對(duì)值的大小可以判斷因子的重要程度[6]，由此，從回歸方程一次項(xiàng)得出氮、磷、鉀三因素對(duì)云蔗06-407產(chǎn)量的影響大小順序是磷肥＞氮肥＞鉀肥，采用降維法，對(duì)因子效應(yīng)進(jìn)行分析，以揭示甘蔗產(chǎn)量與某一肥料因素間的數(shù)量關(guān)系，得到氮、磷、鉀不同施肥量對(duì)其產(chǎn)量的一元一次回歸方程：

y1=9814.59+76.70x1+0.03x12

y2=9814.59+140.66x2-0.21x22

y3=9814.59+37.79x3-0.02x33

2.2單因子產(chǎn)量效益分析

對(duì)因子效應(yīng)進(jìn)行分析，揭示云蔗06-407產(chǎn)量與氮、磷、鉀肥某一因素間的數(shù)量關(guān)系。根據(jù)回歸方程繪制甘蔗產(chǎn)量與氮、磷、鉀肥某一因素之間的關(guān)系（圖1）。

云蔗06-407甘蔗產(chǎn)量和糖分均隨著磷肥施用量的增加而增加，且各處理間差異顯著。從圖中看出，氮（x1）、磷（x2）、鉀（x3）與甘蔗產(chǎn)量的曲線關(guān)系，在本試驗(yàn)設(shè)計(jì)的施肥水平下，施用氮、磷、鉀肥均對(duì)產(chǎn)量的影響較為顯著，而氮素、磷素和鉀素的產(chǎn)量效應(yīng)曲線呈開(kāi)口向下的拋物線形，表明氮素、磷素和鉀素都存在著合理施用幅度的問(wèn)題，超出此范圍，產(chǎn)量有持平或下降的趨勢(shì)。

表1　試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果

圖1　云蔗06-407產(chǎn)量與單因素的關(guān)系

在3因子5個(gè)水平下，根據(jù)產(chǎn)量數(shù)學(xué)模型方程，為了取得在本試驗(yàn)生態(tài)環(huán)境條件下的最優(yōu)組合以達(dá)到最高的甘蔗產(chǎn)量，采用頻數(shù)分析法進(jìn)行綜合解析，在試驗(yàn)約束條件范圍內(nèi)（-2≤r≤+2），經(jīng)DPS數(shù)據(jù)處理軟件模擬尋優(yōu)得到了試驗(yàn)中53=125套全部組合方案，以甘蔗產(chǎn)量80000kg/hm2為平均值進(jìn)行分段并統(tǒng)計(jì)其頻次，列出頻次分布表（表2）。從頻次分布表得出，按照軟件模擬試驗(yàn)，甘蔗每公頃產(chǎn)量高于80000 kg的組合方案共53套，占42.4%，且絕大部分出現(xiàn)在中到高氮、中高磷、低到高鉀的施肥處理上，相對(duì)來(lái)說(shuō)，氮、磷的集中程度較高，鉀較分散，說(shuō)明在本試驗(yàn)條件下，鉀肥對(duì)產(chǎn)量的影響小于氮肥和磷肥。

表2　頻次分析

3　結(jié)論

在本試驗(yàn)設(shè)計(jì)的施肥水平下，施用氮、磷、鉀肥均對(duì)云蔗06-407產(chǎn)量的影響較為顯著，各因子對(duì)產(chǎn)量的影響順序是：磷肥＞氮肥＞鉀肥，通過(guò)單一因子效應(yīng)分析得出氮素、磷素和鉀素對(duì)甘蔗產(chǎn)量的影響較為顯著，且3個(gè)肥料因子都存在著合理施用幅度的問(wèn)題，超出此范圍，產(chǎn)量有持平或下降的趨勢(shì)，這與張躍彬研究結(jié)果一致[7]。氮、磷、鉀肥在較低施用水平比高施用水平對(duì)于甘蔗產(chǎn)量具有更明顯的增產(chǎn)作用。說(shuō)明肥力較差的土壤，氮、磷、鉀肥的增產(chǎn)效果比肥力高的土壤顯著[8]。同時(shí)，試驗(yàn)結(jié)果得出，當(dāng)肥料施用高出合理的范圍時(shí)，磷、鉀肥引起的減產(chǎn)效果要高于氮肥，云蔗06-407對(duì)磷鉀肥較為敏感。

[1]沈有信.鄧純章，侯建蘋(píng).氮磷鉀肥對(duì)甘蔗產(chǎn)量和含糖量的影響[J].云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1998，13（2）：214-218

[2]鄧紹同.現(xiàn)代甘蔗生產(chǎn)與科技[M].廣州：廣東科技出版社，1991：229

[3]王興仁.現(xiàn)代肥料試驗(yàn)設(shè)計(jì)[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，1996

[4]唐啟義，馮明光.實(shí)用統(tǒng)計(jì)分析及其DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)[M].北京：科學(xué)技術(shù)出版社，2002

[5]湯顥軍，曹湊貴，張似松，汪金平.稻鴨共育體系多因素正交旋轉(zhuǎn)回歸試驗(yàn)研究[J].湖北大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，29（1）：99-104

[6]王介元.應(yīng)用回歸旋轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)確定最佳施肥量的探討[J].土壤通報(bào)，1987（2）：87-89

[7]張躍彬，樊仙，刀靜梅.不同氮水平對(duì)甘蔗生長(zhǎng)的影響[J].中國(guó)糖料，2013（3）：15-17

[8]武杰，李寶珍，諶利，等.不同施肥水平對(duì)甘藍(lán)型黃籽油菜產(chǎn)量的效應(yīng)研究[J].西南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2004，26（5）：521-524

Effects of Fertilizer Rates on the Yield of Sugarcane

FAN Xian1,ZHANG Yue-bin1*,GUO Zhao-jian2,ZHANG Yong-gang2,YAN Xiang-yu2
(1.Sugarcane Research Institute,Yunnan Academy of Agricultural Sciences/Yunnan Key Laboratory of Sugarcane Genetics Improvement，Kaiyuan 661699；2.Sugarcane Research Institute of Yunnan Dehong,Dehong 678707)

Regression method of quadratic orthogonal gyration combination with 3 factors and 5 levels was used to simulate the level of fertilizers(N，P，K)applied to sugarcane yield.The mathematical model on the relationship between application level of fertilizers and the yield was set up.Results indicated that application of N,P and K significantly influenced yield of sugarcane variety'YunZhe 06-407',and the lower level of N,P and K fertilizer amount relatively increased yield of sugarcane than the high levels of fertilizer amount,the order of effect on cane yield was P＞N＞K.

sugarcane;yield;fertilization;model

10.13570/j.cnki.scc.2015.05.008

2015-04-22

國(guó)家甘蔗產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系（CARS-20-3-4）和云南省甘蔗產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系資助。

樊仙（1987-），女，云南富源人，助理研究員，主要從事甘蔗營(yíng)養(yǎng)與施肥研究，E-mail：fanxian_87@163.com。

張躍彬（1969-），男，云南建水人，研究員，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)甘蔗產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系崗位科學(xué)家。主要從事甘蔗綜合技術(shù)方面的研究。Tel：0873-7227001，E-mail：ynzyb@sohu.com。