高臺(tái)縣飼糧兼用型玉米氮磷鉀適宜施量研究

向茂紅 車(chē)月英 包國(guó)舉

摘要：在不同肥力條件下，進(jìn)行了玉米施肥“3414”試驗(yàn)，采用Excel軟件回歸分析，依據(jù)《測(cè)土配方施肥技術(shù)規(guī)范》，以玉米相對(duì)產(chǎn)量50%以下、50%～70%、70%～90%、90%以上為標(biāo)準(zhǔn)，土壤豐缺養(yǎng)分級(jí)別分為高、中、低、極低4個(gè)級(jí)別，建立了試驗(yàn)區(qū)土壤豐缺指標(biāo)體系，提出了高臺(tái)縣飼糧兼用玉米高、中、低肥力N、P、K配合使用及經(jīng)濟(jì)最佳施肥量。

關(guān)鍵詞：高臺(tái)縣;測(cè)土施肥; 飼糧兼用玉米;養(yǎng)分豐缺指標(biāo); 施肥量;最佳施肥量

中圖分類(lèi)號(hào)：S513;S147.2 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號(hào)：1001-1463（2021）07-0004-06

doi：10.3969/j.issn.1001-1463.2021.07.002

Abstract：The effects of different planting methods of Lycium barbarum on its seedling and soil salinity were studied in Qaidam Basin. The results showed that it is all increased leaf area of Lycium barbarum which mulching with plastic film and straw at 30 cm underground， mulching with plastic film at 30 cm underground， mulching with straw at 30 cm underground， planting in furrows and planting on ridges， but had little effect on soil pH. Among them， the soil electrical conductivity of planting in furrows and planting on ridges was low， which greatly reduces the effect of salt on the plant， and can improve the survival rate of Lycium barbarum seedlings and the ability of leaf to absorb water. In conclusion， planting in furrows and ridges are the suitable planting methods of Lycium barbarum in saline-alkali land.

Key words：Saline-alkali land;Planting method;Lycium barbarum;Survival rate;Qaidam Basin

高臺(tái)縣是全國(guó)商品糧基地縣之一，2019年全縣農(nóng)作物播種面積3.65萬(wàn)hm2，其中糧食作物播種1.86 萬(wàn)hm2，全年糧食產(chǎn)量12 740.6萬(wàn)kg，平均6 840 kg/hm2。近年來(lái)，高臺(tái)縣積極發(fā)展飼糧兼用型玉米，推行玉米整株青貯，發(fā)展草畜產(chǎn)業(yè)，不僅農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整成效顯著，同時(shí)也讓農(nóng)民實(shí)現(xiàn)了增產(chǎn)增收。我們針對(duì)高臺(tái)縣不同區(qū)域土壤狀況、地貌類(lèi)型等，在不同區(qū)域分高、中、低肥力條件開(kāi)展了飼糧兼用玉米“3414”試驗(yàn)，提出了高臺(tái)縣不同肥力條件土壤豐缺指標(biāo)體系，制定了土壤養(yǎng)分豐缺指標(biāo)下施肥量。

1 ? 試驗(yàn)區(qū)概況

高臺(tái)縣位于河西走廊中部，黑河中游下段。南抵祁連，北依合黎，黑河縱貫東西。轄9鎮(zhèn)，136個(gè)行政村，總?cè)丝?5.83萬(wàn)人。全縣總面積459.7 km2，耕地面積3.96萬(wàn)hm2。全境海拔為1 260～3 140 m，大陸沙漠干旱型氣候，全年無(wú)霜期150 d左右，多年平均降水量103 mm，蒸發(fā)量2 000 mm左右，年日照時(shí)數(shù)3 088 h，熱量豐富，晝夜溫差大。

2 ? 材料與方法

2.1 ? 供試作物

指示作物為玉米品種正德305。

2.2 ? 供試肥料

供試肥料為尿素（新疆心連心能源化工生產(chǎn)，含N 46%），普通過(guò)磷酸鈣（云南玉溪星海肥業(yè)生產(chǎn)，含P2O5 12%），硫酸鉀（青海格爾木鉀肥廠生產(chǎn)，含K2O 50%）。

2.3 ? 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及方法

試驗(yàn)在新壩鎮(zhèn)、南華鎮(zhèn)、駱駝城鎮(zhèn)、羅城鎮(zhèn)按照高肥力3個(gè)、中肥力4個(gè)、低肥力3個(gè)點(diǎn)開(kāi)展。試驗(yàn)采用“3414”完全實(shí)施方案，因素選擇氮、磷、鉀三個(gè)大量元素，水平設(shè)4個(gè)，0水平不施肥，2水平指當(dāng)?shù)赝扑]施肥水平，1水平=2水平×0.5，3水平=2水平×1.5（過(guò)量施肥水平），隨機(jī)區(qū)組排列，不設(shè)重復(fù)，小區(qū)間及試驗(yàn)四周設(shè)有土埂，單排單灌，試驗(yàn)四周設(shè)有保護(hù)行，小區(qū)面積保證在30 m2以上，試驗(yàn)各處理及施肥量見(jiàn)表1。

2.4 ? 數(shù)據(jù)處理

采用Excel數(shù)據(jù)分析軟件，分析多元回歸、主效應(yīng)分析、交互效應(yīng)分析、邊際產(chǎn)量分析、最佳施肥量、最大施肥量。

3 ? 結(jié)果與分析

3.1 ? 土壤養(yǎng)分豐缺指標(biāo)

根據(jù)10個(gè)飼糧兼用玉米“3414”的肥效試驗(yàn)，飼糧兼用玉米施肥體系豐缺指標(biāo)用缺肥區(qū)產(chǎn)量占全肥區(qū)產(chǎn)量百分?jǐn)?shù)，即相對(duì)產(chǎn)量的高低來(lái)表征土壤養(yǎng)分的豐缺情況[1 - 2 ]。各試驗(yàn)區(qū)處理6為全肥區(qū)（NPK），處理2、4、8為缺肥區(qū)（PK、NK、NP），收獲后計(jì)算產(chǎn)量相對(duì)數(shù)。以對(duì)數(shù)類(lèi)型建立玉米相對(duì)產(chǎn)量和土壤養(yǎng)分之間的回歸曲線，得出兩者之間的回歸方程。

3.1.1 ? 相對(duì)產(chǎn)量與耕層堿解氮含量的關(guān)系

土壤堿解氮和玉米相對(duì)含量的回歸方程為Y=27.513 1 ln（x）-25.069 0（R2=0.400 3），相關(guān)性達(dá)到顯著水平（圖1）。

3.1.2 ? 相對(duì)產(chǎn)量與耕層有效磷含量的關(guān)系

土壤有效磷和玉米相對(duì)含量的回歸方程為Y=37.470 0 ln（x）-28.320 0（R2=0.510 0），相關(guān)性達(dá)到顯著水平（圖2）。

3.1.3 ? 相對(duì)產(chǎn)量與耕層速效鉀含量的關(guān)系

土壤速效鉀和玉米相對(duì)含量的回歸方程為Y=43.628 0 ln（x） - 53.239 0（R2 = 0.806 6），相關(guān)性達(dá)到極顯著水平（圖3）。

依據(jù)《甘肅省測(cè)土配方施肥技術(shù)規(guī)范》，用相對(duì)產(chǎn)量50%、70%、90%分別計(jì)算出對(duì)應(yīng)土壤養(yǎng)分含量，即得到玉米土壤養(yǎng)分豐缺指標(biāo)體系（表3），分極低（相對(duì)產(chǎn)量<50%）、低（相對(duì)產(chǎn)量50%～70%）、中（相對(duì)產(chǎn)量70%～90%）、高（相對(duì)產(chǎn)量≥90%）4個(gè)水平。同時(shí)確定對(duì)應(yīng)的肥料施用量。

3.2 ? 模型的建立

肥力效應(yīng)方程式模擬施肥量和產(chǎn)量之間的數(shù)量關(guān)系模擬三元二次效應(yīng)方程：Y=b0+

b1 x1 ?+ b2 ?x2 + b3 ?x3 +b4 x1+ b5 ?x2 + b6 ?x3 + b7 ?x1 x2 + b8 ?x1 x3 + b9 x2 x3，建立數(shù)學(xué)模型對(duì)玉米施肥進(jìn)行擬合。將試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與得到產(chǎn)量結(jié)果在Excel中進(jìn)行回歸分析，得到肥料效應(yīng)方程。

經(jīng)分析，玉米肥料效應(yīng)回歸模型全部為x1、x2、x3三元二次多項(xiàng)式回歸模型，F(xiàn)值 > F0.05，高肥力F=154.05 > F0.05=0.001，中肥力F=23.34 > F0.05=0.004，低肥力F=19.58 > F0.05= 0.006。經(jīng)顯著性檢驗(yàn)達(dá)到極顯著水平，說(shuō)明肥料效應(yīng)回歸模型具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，可以用于高臺(tái)縣飼糧兼用型玉米施肥量的預(yù)測(cè)。

3.3 ? 單因素分析

x1、x2、x3各施肥因子對(duì)產(chǎn)量影響的獨(dú)立效應(yīng)，所得回歸方程為：

Y=b0+b1x1+b4x12

Y=b0+b2 x2+b5 x22

Y=b0+b3 x3+b6 x32

經(jīng)分析，各產(chǎn)量等級(jí)F值均大于F0.05，反映了玉米產(chǎn)量與主控因子x1（氮）、x2（磷）、x3（鉀）、P、K的相關(guān)因子達(dá)到顯著水平，說(shuō)明玉米產(chǎn)量氮、磷、鉀肥之間有顯著回歸關(guān)系。經(jīng)回歸，R2值最低的低肥力鉀回歸復(fù)相關(guān)系數(shù)為0.887 1，其他較高，表明擬合性好。

從表5看出，增產(chǎn)效果居首位的為氮肥，中肥力下施N增產(chǎn)1 260.0 kg/hm2，增產(chǎn)率29.7%;低肥力下磷肥的增產(chǎn)幅度次之，施P2O5增產(chǎn)557.4 kg/hm2，增產(chǎn)率15.8%;高肥力下施K2O最高增產(chǎn)489.4 kg/hm2，增產(chǎn)率8.1%，增產(chǎn)效果順序?yàn)榈?磷>鉀。從單位養(yǎng)分的增產(chǎn)效果看， 鉀（K2O）素的增產(chǎn)效果最高，為7.36～8.16 kg/kg;磷（P2O5）素的增產(chǎn)效果次之，為4.64～6.56 kg/kg;氮（N）素的增產(chǎn)效果最低，為3.23～5.57 kg/kg。

3.4 ? 交互作用分析

營(yíng)養(yǎng)元素間的相互作用必然影響作物營(yíng)養(yǎng)與產(chǎn)量。對(duì)三元二次肥料效應(yīng)方程， 分別采用“降維法”固定一個(gè)因素在零水平， 這相當(dāng)于在特定條件下所做的交互效應(yīng)試驗(yàn)， 所得回歸方程為：

Y=b0+b1 x1+b2 x2+b4 x1x2+b7 x1 2+b8 x2 2

Y=b0+b1 x1+b3 x3+b5 x1x3+b7 x1 2+b9 x3 2

Y=b0+b2 x2+b3 x3+b6 x2 x3+b8 x2 2+b9 x32

以處理2、處理3、處理4、處理5、處理6、處理7、處理11、處理12為NP交互效應(yīng)研究，處理2、處理3、處理6、處理8、處理9、處理10、處理11、處理13為NK交互效應(yīng)研究，處理4、處理5、處理6、處理7、處理8、處理9、處理10、處理14為PK交互研究。在不同肥料的交互作用中，NP的交互作用在低肥力條件下影響最大，NK的交互作用在高肥力條件下影響最大，PK的交互作用在中肥力條件下影響最大。

3.5 ? 模型優(yōu)化

作物最佳施肥量是指邊際成本等于邊際利潤(rùn)、肥料的邊際利潤(rùn)為零時(shí)的施肥量[3 - 6 ]。運(yùn)用Excel分析軟件，對(duì)高臺(tái)縣10個(gè)玉米“3414”肥效試驗(yàn)進(jìn)行分析，肥料效應(yīng)方程式擬合結(jié)果呈顯著水平。用三元二次肥料效應(yīng)函數(shù)分別求產(chǎn)量對(duì)N、P、K三個(gè)因素求偏導(dǎo)， 即得其邊際產(chǎn)量。邊際產(chǎn)量等于肥料的單價(jià)除以玉米的單價(jià)施用的施肥量為最優(yōu)施肥量。本試驗(yàn)采用的N、P2O5、K2O和玉米的價(jià)格分別為4.89元/kg、5.83元/kg、9.42元/kg、2.00元/kg。經(jīng)過(guò)Excel數(shù)據(jù)分析軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，建立高臺(tái)縣不同肥力條件下最佳施肥料量及最大施肥量（表6）。高臺(tái)縣飼糧兼用玉米平均經(jīng)濟(jì)最佳施肥量及配比為：高肥力下N 251.55 kg/hm2、P2O5 105.77 kg/hm2、K2O 51.94 kg/hm2，氮、磷、鉀質(zhì)量比為1∶0.42∶0.21，產(chǎn)量為10 083.9 kg/hm2。中肥力下N 208.38 kg/hm2、P2O5 118.68 kg/hm2、K2O 49.22 kg/hm2，氮、磷、鉀質(zhì)量比為1∶0.57∶0.24，產(chǎn)量為 ? ? 7 547.28 kg/hm2。低肥力下N 182.21 kg/hm2、P2O5 124 kg/hm2、K2O 53.71 kg/hm2，氮、磷、鉀質(zhì)量比為1∶0.68∶0.29，產(chǎn)量為5 831.82 kg/hm2。

4 ? 小結(jié)

飼糧兼用玉米相對(duì)產(chǎn)量與土壤堿解氮、速效磷、速效鉀含量存在對(duì)數(shù)函數(shù)關(guān)系，且所得對(duì)數(shù)相關(guān)方程達(dá)顯著水平。增產(chǎn)效果居首位的為氮肥，對(duì)產(chǎn)量影響的大小順序?yàn)椋篘 >P >K。以玉米相對(duì)產(chǎn)量50%、50%～70%、70%～90%、90%以上為臨界值標(biāo)準(zhǔn)，土壤養(yǎng)分豐缺級(jí)別分為極低、低、中、高4個(gè)級(jí)別，建立了該地區(qū)土壤豐缺指標(biāo)體系。

分析得出高臺(tái)縣飼糧兼用玉米高中低肥力N、P、K配合施用質(zhì)量比，高肥力為1∶0.42∶0.21，中肥力為1∶0.57∶0.24，高肥力為1∶0.68∶0.29。

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（本文責(zé)編：陳 ? 珩）