綠豆“3414”肥效試驗(yàn)及平衡施肥技術(shù)

王桂梅 邢寶龍 張旭麗 殷麗麗

摘要：為了篩選出綠豆（Vigna radiata）栽培的最佳施肥量，采用“3414”肥料效應(yīng)試驗(yàn)，建立綠豆肥料施用量與產(chǎn)量的回歸方程，以求出最佳施用量。結(jié)果表明，少施或缺施肥料對(duì)綠豆的長(zhǎng)勢(shì)和產(chǎn)量有不同程度的影響，合理的氮、磷、鉀配比可明顯促進(jìn)綠豆生長(zhǎng)，在中等肥力情況下，最佳施用量為N 66.6 kg/hm2、P2O5 127.2 kg/hm2、K2O 121.0 kg/hm2。

關(guān)鍵詞：綠豆（Vigna radiata）；肥料效應(yīng)；平衡施肥

中圖分類號(hào)：S522；S143 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2018）10-0036-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.10.009

Fertilizer Efficiency Experiment and Balanced Fertilization Technology

of Mung Bean “3414”

WANG Gui-mei，XING Bao-long，ZHANG Xu-li，YIN Li-li

（Institute of High Latitude and Cold Weather Crops， Shanxi Academy of Agricultural Sciences，Datong 037008，Shanxi，China）

Abstract： In order to select the optimum fertilization rate of mung bean（Vigna radiata） cultivation， using "3414" fertilizer effect experiment， regression equation of fertilizer application amount and yield of mung bean were established，finding the optimal dosage. The results showed that the application of fertilizer or lack of mung bean growth and yield had different effects. Reasonable nitrogen， phosphorus and potassium fertilizer could obviously promote the growth of mung bean， in moderate fertility conditions， the best application amount were N 66.6 kg/hm2，P2O5 127.2 kg/hm2，K2O 121.0 kg/hm2.

Key words： mung bean（Vigna radiata）； fertilizer effect； balanced fertilization

綠豆（Vigna radiata）起源于中國(guó)，是傳統(tǒng)的豆類作物之一。其生育期短、適應(yīng)性、抗逆性強(qiáng)，具有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，是高蛋白、低脂肪、中淀粉的食品，同時(shí)又具有清熱、消暑、解毒、保肝、降血脂等功能，屬醫(yī)食同源作物，是人們理想的營(yíng)養(yǎng)保健食品，同時(shí)又是較好的出口創(chuàng)匯作物，具有較高的經(jīng)濟(jì)利用價(jià)值[1-3]。山西省地處黃河中游，氣候冷涼，適宜綠豆的種植。近年來(lái)，隨著農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，商品生產(chǎn)的發(fā)展和人民生活水平的提高，綠豆已成為較好的副食品。因此，發(fā)展綠豆生產(chǎn)具有廣闊的前景，雖然綠豆種植面積呈逐年增大趨勢(shì)，但綠豆的產(chǎn)量一直不高，其原因除綠豆大多種植在干旱、半干旱的瘠薄地和山坡地外，當(dāng)前在綠豆種植過(guò)程中，不合理施肥現(xiàn)象十分突出，不僅不能充分發(fā)揮肥效，而且影響綠豆的生長(zhǎng)，從而導(dǎo)致綠豆產(chǎn)量停滯不前、品質(zhì)變劣，甚至造成土壤理化性狀變劣[4]，在一定程度上制約了綠豆產(chǎn)量的進(jìn)一步提高。

肥效試驗(yàn)是測(cè)土配方施肥的重要內(nèi)容，通過(guò)肥效試驗(yàn)不僅可以明確不同肥料對(duì)作物各種農(nóng)藝性狀的影響，而且可以篩選出適合某種作物的施肥量。氮、磷、鉀肥是綠豆維持生長(zhǎng)發(fā)育所必須的3種主要營(yíng)養(yǎng)元素，其作用既不能相互替代，又缺一不可，而且各元素間存在交互作用[5]，盡管綠豆具有根瘤固氮作用，但這遠(yuǎn)不能滿足其高產(chǎn)栽培對(duì)氮素的需求[6]，合理配施氮、磷、鉀肥，能使綠豆產(chǎn)量有不同程度的增加[7]。本試驗(yàn)旨在探索綠豆的高效測(cè)土配方施肥技術(shù)，研究氮、磷、鉀作為種肥對(duì)綠豆增產(chǎn)的最佳施肥技術(shù)，明確影響綠豆農(nóng)藝性狀的主要施肥因素，挖掘其單產(chǎn)潛力，提高綠豆綜合生產(chǎn)能力[8]，以期為山西省綠豆生產(chǎn)提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院高寒區(qū)作物研究所毛家皂試驗(yàn)地進(jìn)行，北緯39°55′，東經(jīng)113°16′，海拔1 018 m。土質(zhì)沙壤，0～20 cm土層全氮含量為0.73%，有效磷為13.5 mg/kg，速效鉀為102 mg/kg。地勢(shì)較平坦，中等肥力水平，前茬作物為黍子。

1.2 供試材料

供試品種為晉綠豆9號(hào)，為山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院高寒區(qū)作物研究所選育。

供試肥料為尿素（N，46%），過(guò)磷酸鈣（P2O5，12%），硫酸鉀（K2O，51%）。肥料成本N為5.65元，P2O5 3.69元，K2O 4.72元，綠豆10元/kg（參考市場(chǎng)價(jià)）。

1.3 方法與設(shè)計(jì)

采用農(nóng)業(yè)部《測(cè)土配方施肥技術(shù)規(guī)范》推薦的“3414”完全實(shí)施方案[9，10]，共設(shè)氮（N）、磷（P2O5）、鉀（K2O）3個(gè)因素，4個(gè)水平，N為0、45、90、135 kg/hm2，P2O5為0、60、120、180 kg/hm2，K2O為0、50、100、150 kg/hm2，14個(gè)處理，隨機(jī)區(qū)組排列，每個(gè)處理3次重復(fù)，試驗(yàn)因素水平與處理見(jiàn)表1。2016年5月27日播種，密度為18萬(wàn)株/hm2，小區(qū)面積為20 m2（4 m×5 m），每小區(qū)8行，四周設(shè)立保護(hù)行。播種時(shí)在靠近播種行旁開(kāi)溝施肥。

1.4 田間調(diào)查記載

在綠豆成熟期對(duì)其經(jīng)濟(jì)性狀進(jìn)行調(diào)查，每個(gè)處理都采用5點(diǎn)選樣的方法。測(cè)試指標(biāo)包括株高、單株分枝數(shù)、單株莢數(shù)、單莢粒數(shù)，收獲后對(duì)每個(gè)處理進(jìn)行測(cè)產(chǎn)和百粒重測(cè)試，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

1.5 數(shù)據(jù)分析軟件

應(yīng)用SPSS軟件對(duì)各試驗(yàn)處理的產(chǎn)量結(jié)果進(jìn)行回歸分析，評(píng)價(jià)各試驗(yàn)處理的效果。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)綠豆產(chǎn)量和產(chǎn)量性狀的影響

從表1可以看出，N、P、K養(yǎng)分全施的處理6（N2P2K2）綠豆的產(chǎn)量較不施肥的處理1（N0P0K0）增產(chǎn)410.21 kg/hm2，N、P、K三要素配施（N2P2K2）的產(chǎn)量，較其中任何兩要素配施（N0P2K2、N2P0K2、N2P2K0）的產(chǎn)量高。

從表2產(chǎn)量性狀分析來(lái)看，不施肥處理的株高、單株莢數(shù)、單莢粒數(shù)、單株分枝數(shù)均低于施肥處理，N、P、K三要素配施對(duì)單株分枝數(shù)和單莢粒數(shù)影響較小，對(duì)單株莢數(shù)和株高有一定的影響。

2.2 缺素分析

選取處理1、處理2、處理4、處理6、處理8組成表3，即形成0水平、缺N、缺P(pán)、缺K和常規(guī)水平。

根據(jù)表3對(duì)試驗(yàn)地進(jìn)行缺素分析，該試驗(yàn)地?zé)o肥區(qū)產(chǎn)量為985.49 kg/hm2，相對(duì)產(chǎn)量為70.6%，缺N、P、K 3個(gè)處理的相對(duì)產(chǎn)量分別為82.7%、80.0%、84.6%，說(shuō)明施N、P、K對(duì)綠豆有一定的增產(chǎn)效果。

2.3 單因素分析

選取處理2、處理3、處理6、處理11作為系列1，觀察氮因子對(duì)綠豆產(chǎn)量的影響。選取處理4、處理5、處理6、處理7作為系列2，觀察磷因子對(duì)綠豆產(chǎn)量的影響。選取處理8、處理9、處理6、處理10作為系列3，觀察鉀因子對(duì)綠豆產(chǎn)量的影響。由圖1可知，3種肥料施肥量與綠豆產(chǎn)量之間均表現(xiàn)出典型的拋物線特征，說(shuō)明在一定范圍內(nèi)增加施肥量有助于提高綠豆產(chǎn)量，但超過(guò)一定范圍后再增加施肥量反而會(huì)使產(chǎn)量降低[11]。

2.4 氮、磷、鉀三因素對(duì)綠豆產(chǎn)量的影響

由圖2可以看出，與不施肥N0P0K0相比，施用不同氮、磷、鉀肥料的處理綠豆產(chǎn)量均明顯增加，這表明施肥是提高綠豆產(chǎn)量的主要保障。其中N2P2K2處理產(chǎn)量最高，較不施肥增產(chǎn)410.21 kg/hm2。其他不同氮、磷、鉀組合的綠豆產(chǎn)量增加幅度不盡相同，因此，合理控制肥料用量與比例，不僅能滿足綠豆生長(zhǎng)發(fā)育所需要的營(yíng)養(yǎng)元素，而且能夠促進(jìn)單株生長(zhǎng)發(fā)育協(xié)調(diào)，株高適中，結(jié)莢多，同時(shí)光合產(chǎn)物能順利向子粒轉(zhuǎn)移，能優(yōu)化產(chǎn)量構(gòu)成因素，進(jìn)而提高綠豆產(chǎn)量。

用SPSS軟件進(jìn)行氮（X1）、磷（X2）、鉀（X3）三因素對(duì)綠豆產(chǎn)量的回歸分析，得出的回歸方程為Y=1.956+0.374X1+0.339X2-0.011X3-0.131X12-0.107X22-0.047X32-0.017X1X2+0.063X1X3+0.068X2X3。

進(jìn)一步對(duì)所擬合的產(chǎn)量與養(yǎng)分施用量三元二次效應(yīng)方程的相關(guān)關(guān)系進(jìn)行顯著性分析， 結(jié)果表明，擬合的三元二次效應(yīng)方程的相關(guān)性達(dá)到了顯著水平，相關(guān)系數(shù)為0.963?；貧w模擬較好，可以進(jìn)行回歸模擬。對(duì)回歸方程分別求N、P、K的導(dǎo)數(shù)，并令其為零，得出其聯(lián)列方程組：

0.374-0.262X1-0.017X2+0.063X3=0 0.339-0.214X2-0.017X1+0.068X3=0-0.011-0.094X3+0.063X1+0.068X2=0

解該聯(lián)列方程組得出X1=1.98，X2=2.36，X3=2.95，對(duì)應(yīng)的氮、磷、鉀施肥量分別為89.2、141.6、147.5 kg/hm2，此時(shí)，綠豆的最高產(chǎn)量為1 355.7 kg/hm2。三要素比例為1.00∶1.19∶1.49。

當(dāng)施肥的邊際成本等于邊際產(chǎn)量時(shí)，施肥效益最大。對(duì)回歸方程分別求N、P、K的導(dǎo)數(shù)，并令其等于施肥邊際成本，得出其聯(lián)立方程組：

0.374-0.262X1-0.017X2+0.063X3=0.101 0.339-0.214X2-0.017X1+0.068X3=0.024-0.011-0.094X3+0.063X1+0.068X2=0.020

解該聯(lián)立方程組得到最佳經(jīng)濟(jì)施肥量分別為X1=1.48，X2=2.12，X3=2.42，對(duì)應(yīng)的氮、磷、鉀施肥量分別為66.6、127.2、121.0 kg/hm2，此時(shí)，綠豆的最佳經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量為1 340.5 kg/hm2。三要素比例為1.00∶1.43∶1.64。

3 小結(jié)與討論

1）“3414”試驗(yàn)結(jié)果表明，氮、磷、鉀的最佳施用量為N 66.6 kg/hm2、P2O5 127.2 kg/hm2、K2O 121.0 kg/hm2。生長(zhǎng)勢(shì)和主要經(jīng)濟(jì)性狀相比其他用量處理均呈明顯優(yōu)勢(shì)。

2）單因素一元二次方程肥效分析顯示，各肥料施用量與綠豆產(chǎn)量之間均表現(xiàn)出典型的拋物線特征，即隨著肥料用量的增加產(chǎn)量增加，但當(dāng)肥料達(dá)到產(chǎn)量潛力最高點(diǎn)時(shí)，再增加肥料用量綠豆產(chǎn)量反而降低?！?414”試驗(yàn)擬合的綠豆產(chǎn)量與肥料養(yǎng)分用量的三元二次效應(yīng)方程的相關(guān)性達(dá)到了顯著水平，表明擬合的效應(yīng)方程和所預(yù)測(cè)的最高、最佳產(chǎn)量與相應(yīng)的施用養(yǎng)分量符合實(shí)際情況[12-16]。

3）綠豆施肥的最佳經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量與最高產(chǎn)量相比，施肥量顯著降低，但產(chǎn)量差異并不大。表明優(yōu)化氮、磷、鉀施肥量能夠顯著提高綠豆產(chǎn)量。同時(shí)，試驗(yàn)結(jié)果模擬的預(yù)測(cè)值與實(shí)際值相吻合，可用來(lái)指導(dǎo)當(dāng)?shù)鼐G豆生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)施肥，也可為相似條件地區(qū)綠豆科學(xué)施肥提供參考。

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