沿海灘涂土壤大麥氮、磷、鉀最佳施用量研究

諸海燾+李國(guó)梁+施圣高+陳小倩+田吉林+蔡樹美

摘要：沿海灘涂土壤有機(jī)質(zhì)含量低、養(yǎng)分匱乏，農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育所需的主要營(yíng)養(yǎng)元素大多來(lái)源于肥料，施肥對(duì)產(chǎn)量的影響較大。本研究以大麥品種“花22”為試驗(yàn)材料，在上海崇明東灘沿海土壤上設(shè)置了大麥不同氮、磷、鉀施用量小區(qū)試驗(yàn)，研究氮磷鉀施肥量與配比對(duì)大麥生長(zhǎng)及產(chǎn)量構(gòu)成的影響。結(jié)果表明：大麥生長(zhǎng)對(duì)于氮肥的依賴性較大，多數(shù)生物學(xué)性狀與施氮量顯著相關(guān)；通過(guò)建立不同肥料施用量與產(chǎn)量的關(guān)系方程，確定了沿海灘涂土壤上大麥氮、磷、鉀推薦施用量分別為299.22、99.29、76.51 kg/hm2。

關(guān)鍵詞：灘涂土壤；大麥；氮磷鉀；生物學(xué)特性；產(chǎn)量

中圖分類號(hào)： S512.306 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號(hào)：1002-1302（2017）20-0080-03

上海沿海新圍墾灘涂地區(qū)由于圍墾地利用歷史簡(jiǎn)單短暫，可耕種的土壤中大部分為中低產(chǎn)田，土壤有機(jī)質(zhì)含量低，缺氮、少磷，鉀卻相對(duì)豐富[1]，且養(yǎng)分之間比例也不協(xié)調(diào)，農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育所需的主要營(yíng)養(yǎng)元素大多來(lái)源于肥料，施肥對(duì)產(chǎn)量的影響較大。大麥?zhǔn)且环N耐鹽性較強(qiáng)的糧經(jīng)飼兼用型禾谷類作物，常被用作灘涂鹽堿地生物改良的主要作物之一，對(duì)鹽堿農(nóng)業(yè)的發(fā)展具有舉足輕重的作用[2]。研究表明，與熟化土壤相比，大麥在灘涂鹽堿地土壤上具有生長(zhǎng)遲緩、分蘗少和千粒質(zhì)量低等生育特點(diǎn)[3]。為了明確在灘涂鹽堿地這一特殊生境中大麥產(chǎn)量形成的最佳的氮、磷、鉀施肥用量及配比，本研究通過(guò)在上海崇明東灘灘涂土壤上開展“3414”肥料梯度試驗(yàn)，擬建立適合灘涂土壤和大麥特性的施肥模型，完善測(cè)土配方施肥技術(shù)體系，補(bǔ)充、平衡和增加土壤養(yǎng)分的貯量，提高生產(chǎn)區(qū)大麥產(chǎn)量水平，以期為沿海灘涂土壤大麥實(shí)際生產(chǎn)上的科學(xué)施肥提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

大麥品種選園區(qū)主推品種——花22。試驗(yàn)的氮、磷、鉀肥料品種統(tǒng)一：氮肥為尿素（含N 46%），磷肥為過(guò)磷酸鈣（含P2O5 12%），鉀肥為硫酸鉀（含K2O 50%）。供試土壤為長(zhǎng)江泥沙淤積而成的鹽漬沙壤土，試驗(yàn)區(qū)土壤地力偏低，0～20 cm耕層土壤性質(zhì)為：全氮含量為1.05 g/kg，有機(jī)質(zhì)含量為 9.54 g/kg，堿解氮含量為84.3 mg/kg，速效磷含量為 10.3 mg/kg，速效鉀含量為118.2 mg/kg，pH值為8.55，全鹽含量為1.2 g/kg。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

按“3414”試驗(yàn)方案，設(shè)氮、磷、鉀3個(gè)因素，每個(gè)因素4個(gè)水平，4個(gè)水平分別指：0水平指不施肥，2水平指本地適宜施肥量，1水平=2水平×0.5，3水平=2水平×1.5（該水平為過(guò)量施肥水平）。確定適宜施肥量（2水平）為N 225 kg/hm2、P2O5 90 kg/hm2、K2O 112.5 kg/hm2（N ∶ P2O5 ∶ K2O=1 ∶ 0.4 ∶ 0.5），共計(jì)14個(gè)處理[4-5]，每處理3次重復(fù)，共42個(gè)小區(qū)，每小區(qū)面積16.6 m2。小區(qū)間做田埂并用塑料膜包裹，防止串水串肥。

1.3 肥料運(yùn)籌

1.3.1 施肥比例和用量 氮肥的基蘗肥與后期追肥比例為7 ∶ 3，氮肥一般基肥50%，蘗肥（苗期）20%，后期的拔節(jié)肥占10%，穗肥占20%。磷肥100%基施（基肥80%，種肥20%）。鉀肥基肥占50%，后期50%。

1.3.2 施肥時(shí)間 基肥在旋耕之前施入；種肥在播種時(shí)施入；苗肥在2～3葉期施入；拔節(jié)肥（促花肥）一般在倒3葉前，即麥子第一節(jié)間定長(zhǎng)、第二節(jié)間開始伸長(zhǎng)時(shí)施入；穗肥一般在劍葉前至倒2葉期施入。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同肥料處理對(duì)大麥各生育期莖蘗動(dòng)態(tài)的影響

試驗(yàn)結(jié)果表明，大麥總莖蘗數(shù)隨著栽培時(shí)間的延長(zhǎng)，呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，在移栽后60～80 d（2月19日前后），田間大麥總莖數(shù)出現(xiàn)峰值段。氮、磷、鉀合理施入可以顯著提高大麥的生長(zhǎng)性狀，氮肥對(duì)大麥生長(zhǎng)的影響大于磷肥和鉀肥，大麥生長(zhǎng)對(duì)于氮肥的依賴性大，大麥總莖數(shù)和氮肥的用量呈顯著正相關(guān)，N0和N1水平的小區(qū)大麥總莖數(shù)低于N2和N3水平的小區(qū)，例如等磷鉀量的3個(gè)氮用量處理比較，N0P2K2和N1P2K2處理的高峰苗總莖蘗數(shù)為793.80萬(wàn)個(gè)/hm2和 1 080.15萬(wàn)個(gè)/hm2，N2P2K2和N3P2K2處理的高峰苗總莖蘗數(shù)分別為1 176.60萬(wàn)個(gè)/hm2和1 290.00萬(wàn)個(gè)/hm2（表1）。

2.2 不同肥料處理對(duì)大麥生物學(xué)性狀及產(chǎn)量結(jié)構(gòu)的影響

表2和表3分別記錄了大麥成熟期相關(guān)生物學(xué)性狀和大麥產(chǎn)量相關(guān)性狀。試驗(yàn)結(jié)果表明，氮、磷、鉀合理施入可以顯著提高大麥的生長(zhǎng)性狀，其中氮肥對(duì)株高、莖粗、有效穗、穗長(zhǎng)等的影響大于磷肥和鉀肥。從表2、表3可以看出，大麥的株高、莖粗、單株有效穗、穗長(zhǎng)及基部第一、第二節(jié)間長(zhǎng)度都和氮肥的用量呈顯著正相關(guān)：N0和N1水平的小區(qū)明顯低于N2和N3水平的小區(qū)，但N3水平的小區(qū)和N2水平的小區(qū)差異不明顯。P2K2水平下，N0、N1、N2和N3的株高分別為69.2、75.9、81.6、85.5 cm。盡管N2P1K2和N1P1K2處理的結(jié)實(shí)率最高，但由于實(shí)粒數(shù)和有效穗的影響，導(dǎo)致其千粒質(zhì)量、產(chǎn)量并不高于其他處理。增加氮肥施用量雖可以促進(jìn)分蘗成穗率的增加，但會(huì)造成每穗結(jié)實(shí)率有所降低，本試驗(yàn)中3個(gè)施氮區(qū)N3水平實(shí)粒數(shù)和結(jié)實(shí)率最低。N0水平和N1水平的小區(qū)由于有效穗數(shù)和成穗率低，直接影響了產(chǎn)量，但在千粒質(zhì)量這一指標(biāo)上表現(xiàn)不明顯。相反，N2和N3水平的小區(qū)由于有效穗數(shù)和成穗率高，產(chǎn)量也高。本試驗(yàn)中理論產(chǎn)量最高的是N2P2K3處理，產(chǎn)量為8 665.05 kg/hm2，其次為N2P1K1處理，N3P2K2處理第三。由此可見，大麥生長(zhǎng)對(duì)于氮肥的依賴性大，但是氮肥用量到了一定程度后并不能顯著提高實(shí)際產(chǎn)量，必須注重氮肥的用量及磷、鉀肥的配比施用，滿足大麥養(yǎng)分的平衡吸收。endprint

2.3 不同施肥處理的肥料效應(yīng)函數(shù)分析

對(duì)試驗(yàn)結(jié)果通過(guò)氮、磷、鉀一元二次肥料效應(yīng)函數(shù)的擬合計(jì)算“3414”試驗(yàn)推薦施肥量。選用處理2、處理3、處理6、處理11可以看出以P2K2為基礎(chǔ)的氮肥效應(yīng)（圖1）；選用處理4、處理5、處理6、處理7可以看出以N2K2為基礎(chǔ)的磷肥效應(yīng)（圖2）；選用處理8、處理9、處理6、處理10可以看出以N2P2為基礎(chǔ)的鉀肥效應(yīng)（圖3）。根據(jù)氮、磷、鉀的一元二次回歸肥料效益函數(shù)方程計(jì)算得出氮、磷、鉀的最佳施肥量與最大施肥量。當(dāng)邊際效益等于邊際成本（dy·Py=dx·Px時(shí)），肥料的邊際利潤(rùn)為零，獲得最佳產(chǎn)量及對(duì)應(yīng)施肥量（表4）。

通過(guò)試驗(yàn)結(jié)合氮、磷、鉀一元二次肥料效應(yīng)函數(shù)的擬合計(jì)算推薦施肥量，大麥在上海崇明鹽堿土壤上的氮、磷、鉀最佳經(jīng)濟(jì)施肥量分別為299.22、99.29、76.51 kg/hm2。

3 討論與結(jié)論

大麥生長(zhǎng)對(duì)于氮肥的依賴性較大，多數(shù)生物學(xué)性狀與施氮量顯著相關(guān)，氮肥施用量越大，植株長(zhǎng)勢(shì)越旺盛，分蘗數(shù)和株高相應(yīng)增加。沙云等研究結(jié)果表明，生長(zhǎng)前期氮肥不足，株高降低5～8 cm，分蘗減少，但是，當(dāng)?shù)视昧康搅艘欢ǔ潭群蟛⒉荒茱@著提高大麥產(chǎn)量，產(chǎn)量的增加速度放慢，進(jìn)而出現(xiàn)產(chǎn)量下降的趨勢(shì)，同時(shí)氮肥的報(bào)酬效應(yīng)降低速度加快[6]?？梢?，增加氮肥施用量能顯著提高產(chǎn)量，但是須控制在一定范圍內(nèi)，為了尋求最佳的經(jīng)濟(jì)效益和減少化肥污染，必須注重氮肥與磷鉀肥的配合施用，滿足大麥對(duì)養(yǎng)分的平衡吸收。

考慮到灘涂土壤的養(yǎng)分特性及一元二次方程計(jì)算得到的結(jié)果，在沿海灘涂土壤上，推薦大麥的氮磷鉀最佳施用量分別為299.22、99.29、76.51 kg/hm2，三要素需求量氮>磷>鉀。氮用量較高的原因是：（1）灘涂土壤有機(jī)質(zhì)和全氮含量低，土壤中可供吸收的氮素少；（2）灘涂土壤保水保肥性較差，為追求高產(chǎn)，勢(shì)必增加肥料的用量和施肥強(qiáng)度。對(duì)鉀需求量較低也符合沿海灘涂土壤鉀素較豐富的實(shí)際。這也與陳冬峰等的研究結(jié)果[7]一致，在沿海灘涂地區(qū)土壤肥力水平中等情況下，大麥?zhǔn)┓手饕缘⒘诪橹?，鉀肥次之，鉀肥在大麥?dāng)季可以少施或不施。

在獲得大麥高產(chǎn)的同時(shí)，在沿海灘涂土壤上，還需更加注重用地與養(yǎng)地的結(jié)合，通過(guò)秸稈還田、綠肥輪作、增施有機(jī)肥等形式增加有機(jī)物料投入量，提高有機(jī)養(yǎng)分的施用比例，改良和培肥土壤，維持農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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[7]陳冬峰，楊勁松. 江蘇沿海灘涂地區(qū)大麥平衡施肥研究[J]. 土壤，2001（5）：278-280.endprint