關(guān)中西部魔芋肥料配比試驗(yàn)

摘要" 為篩選出魔芋生產(chǎn)施肥量的最佳配比，采用3因素、4水平和14個(gè)處理（3414）設(shè)計(jì)試驗(yàn)，以空白（N0P0K0）為對照，測定各個(gè)處理的魔芋產(chǎn)量，研究氮、磷、鉀不同處理的魔芋產(chǎn)量與產(chǎn)值效益關(guān)系，通過一元二次方程模型計(jì)算出氮、磷、鉀各因子對魔芋產(chǎn)量的影響，通過三元二次方程模型得出施肥量的最佳配比。結(jié)果表明，氮、磷、鉀對魔芋的產(chǎn)量和效益影響較大，其中處理6（N2P2K2）的產(chǎn)量最高，為36 706"kg/hm2，與對照相比，增產(chǎn)85.44%，凈收入20 2716 元/hm2；單因素分析表明，氮因素對產(chǎn)量影響較大，經(jīng)濟(jì)最佳產(chǎn)量所對應(yīng)的施氮、磷、鉀量分別是192、93和243"kg/hm2；3因素分析表明，魔芋的最高產(chǎn)量對應(yīng)的氮、磷和鉀施肥量分別為249、108和306"kg/hm2，此時(shí)最高產(chǎn)量為36 660"kg/hm2；魔芋經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量對應(yīng)的氮、磷、鉀施肥量分別為193、94和269"kg/hm2，此時(shí)最佳經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量為34 978"kg/hm2。研究結(jié)果為魔芋高產(chǎn)高效栽培提供參考。

關(guān)鍵詞" 魔芋；肥料配比；產(chǎn)量；經(jīng)濟(jì)效益

中圖分類號(hào)" S632"""""" 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼" A"""""" 文章編號(hào)" 1007-7731（2024）22-0020-04

DOI號(hào)" 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2024.22.005

基金項(xiàng)目 陜西省農(nóng)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新與推廣聯(lián)盟項(xiàng)目（LM202116）。

作者簡介 劉曉婷（1985—），女，陜西岐山人，碩士，農(nóng)藝師，從事魔芋研究。

收稿日期 2024-09-12

Experiment investigation on konjac fertilizer ratio in the western region of Guanzhong

LIU Xiaoting1""" CHENG Haigang1""" CHEN Yonggang2""" ZHANG Xiaoliang3""" YAN Peng4

（1Baoji Academy of Agricultural Sciences， Qishan 722499， China;

2Hanzhong Agricultural Technology Extension and Train Center， Hanzhong 723000， China;

3Baoji Seed Management Station， Baoji 721001， China;

4Hanzhong City Yangxian Agricultural Technology Extension Service Center， Hanzhong 723000， China）

Abstract" To screen out the optimal ratio of konjac production and fertilization amount， a design experiment with 3 factors， 4 levels and 14 treatments （“3414”） was used to determine the yield of konjac under each treatment with blank （N0P0K0） as the control，and the relationship between the yield of konjac under different treatments of nitrogen， phosphorus and potassium and the output value benefit were studied. The influence of nitrogen， phosphorus and potassium factors on the yield of konjac was calculated through the one-unit quadratic equation model. The optimum ratio of fertilizer application amount was obtained by ternary quadratic equation model. The results showed that nitrogen， phosphorus， and potassium had great influence on the yield of konjac. The yield of treatment 6 （N2P2K2） was the highest， which was 36 706"kg/hm2. Compared with the control， the increase was 85.44%， and the net income was 20 2716 yuan/hm2. The single factor analysis showed that the nitrogen factor had a great influence on the yield， and the corresponding nitrogen， phosphorus and potassium application amounts were 192， 93 and 243 kg/hm2， respectively. The 3 factor analysis showed that the maximum yield of konjac was 249， 108 and 306 kg/hm2， respectively， and the maximum yield was 36 660 kg/hm2. The application amounts of nitrogen， phosphorus and potassium corresponding to konjac economic yield were 193， 94 and 269 kg/hm2， respectively， and the optimal economic yield was 34 978 kg/hm2. The results provided references for high yield and high efficiency cultivation of konjac.

Keywords" konjac; fertilizer ratio; yield; economic benefit

魔芋為天南星科魔芋屬，多年生草本植物[1-2]。其喜溫濕、陰涼，忌高溫高濕，怕寒，畏強(qiáng)光直射，不耐旱、怕澇與大風(fēng)，宜在腐殖質(zhì)疏松土壤中生長，是一種能大量提供葡甘聚糖的經(jīng)濟(jì)作物[3]。目前，生產(chǎn)上主要栽培品種有秦嶺、云貴高原的花魔芋，金沙江流域的白魔芋與云南熱帶區(qū)的珠芽魔芋等[4]。

關(guān)中西部位于秦嶺北麓，大陸性季風(fēng)氣候，光熱資源較好[5]。特有的環(huán)境條件適宜魔芋的生長發(fā)育，且生產(chǎn)食用歷史悠久，主要栽培品種為花魔芋。魔芋產(chǎn)業(yè)已發(fā)展成為該區(qū)域一項(xiàng)重要的支柱產(chǎn)業(yè)，發(fā)揮著重要的作用。近年來，隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，部分地區(qū)魔芋種植規(guī)范化有待進(jìn)一步提高，導(dǎo)致魔芋產(chǎn)量與品質(zhì)、土壤與環(huán)境質(zhì)量受到影響，一定程度上影響魔芋產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

張延春等[6]研究表明，作物產(chǎn)量的形成有40%～80%的養(yǎng)分從土壤中獲取，但土壤養(yǎng)分有限，需通過施肥來保證其中有足夠的養(yǎng)分來維持平衡?！?414”（3個(gè)因素、4個(gè)水平和14個(gè)處理）肥料配比試驗(yàn)是常用的肥效試驗(yàn)方案，該方案設(shè)計(jì)科學(xué)、處理少且效率高，被廣泛應(yīng)用在玉米、小麥和水稻等糧食作物上，獲得了增收減污的應(yīng)用效果[7]。目前，氮、磷、鉀配比施用對魔芋產(chǎn)量和產(chǎn)值的影響研究較少。因此，本研究采用“3414”肥料配比試驗(yàn)，研究不同氮、磷、鉀肥配比施用對關(guān)中西部地區(qū)魔芋產(chǎn)量和產(chǎn)值的影響，探索最佳經(jīng)濟(jì)用量，為魔芋高產(chǎn)高效栽培提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)基本情況

試驗(yàn)于2022年4月15日—10月20日在寶雞市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院試驗(yàn)基地進(jìn)行。該基地位于秦嶺北麓，關(guān)中西部新灌區(qū)的岐山劉家塬，34"°7′ N，107"°33′ E，海拔670"m，常年平均氣溫12"℃左右，4—10月平均氣溫12.5～25.1"℃，最高氣溫35.9"℃，通常出現(xiàn)在7月中下旬至8月初。常年平均降水量626.1nbsp;mm，春季降水偏少，干旱，降水多集中在7—9月，屬暖溫帶半濕潤氣候[4]。試驗(yàn)地地勢平坦，前茬休閑，土壤為嶁土，土層深厚，結(jié)構(gòu)良好，有機(jī)質(zhì)13.2"g/kg，速效氮72.8"mg/kg，速效磷29.9"mg/kg，速效鉀225.5"mg/kg，pH 7.5，符合試驗(yàn)方案要求。

1.2 試驗(yàn)材料

1.2.1 品種 花魔芋種，質(zhì)量0.1"kg的二齡芋。

1.2.2 肥料 氮肥為尿素（陜西陜化煤化工集團(tuán)有限公司 N≥46.4%），磷肥為過磷酸鈣（陜西岐豐化工有限責(zé)任公司 P2O5≥12%），鉀肥為氧化鉀（美盛化肥（煙臺(tái)）有限公司 K2O≥60%）。本試驗(yàn)中氮、磷、鉀施用量均以純N、P2O5和K2O計(jì)算。

1.3 試驗(yàn)方法

采用“3414”方案，設(shè)氮、磷、鉀3因素，0、1、2和3（4個(gè)水平），14個(gè)處理組合，隨機(jī)排列，重復(fù)3次，具體配比見表1。施肥方法：總肥量的60%為基肥，膨大初期總肥量的40%作追肥施入。小區(qū)寬3"m，長5"m，面積15"m2，株行距40"cm×50"cm，重復(fù)3次，密度46 690 穴/hm2。其他管理同田間常規(guī)管理。采用DPS 9.50軟件進(jìn)行方程擬合，一元二次方程模型分析氮、磷和鉀各因子對魔芋產(chǎn)量的影響，通過三元二次方程模型得出施肥量的最佳配比，SPSS 22軟件進(jìn)行差異性分析。

1.4 測定指標(biāo)和方法

每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選取10塊花魔芋莖稱重測產(chǎn)，取平均值，重復(fù)3次，記錄數(shù)據(jù)；根據(jù)單價(jià)計(jì)算經(jīng)濟(jì)效益。

2 結(jié)果與分析

2.1 魔芋產(chǎn)量

2.1.1 所有處理產(chǎn)量 由表2可知，除對照（處理1）外，所有處理組的平均產(chǎn)量30 393"kg/hm2，較對照平均凈增10 599"kg/hm2，增產(chǎn)率53.54%；處理6（N2P2K2）產(chǎn)量最高，為36 706"kg/hm2，較對照增產(chǎn)85.44%。表明氮、磷、鉀肥的施用可有效增加魔芋的產(chǎn)量，施用量不同導(dǎo)致增產(chǎn)效果有一定的差異。

2.1.2 缺素處理產(chǎn)量 將對照（處理1）、無氮（處理2）、磷（處理4）、鉀（處理8）及本地施肥量（處理6）進(jìn)行對比分析。由表3可知，對照產(chǎn)量是處理6產(chǎn)量的53.93%，表明該試驗(yàn)區(qū)土壤肥力中等。無氮、磷和鉀3個(gè)處理的產(chǎn)量分別為處理產(chǎn)量的54.71%、81.49%和77.43%，減產(chǎn)率分別是45.29%、18.51%和22.57%。由此可見，肥料對魔芋產(chǎn)量的影響由大到小依次為氮、鉀、磷，肥料相互效應(yīng)依次為氮鉀、氮磷、磷鉀。

2.2 經(jīng)濟(jì)效益

由表4可知，不同的肥料處理組合間費(fèi)用投入會(huì)對魔芋的經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生明顯差異。當(dāng)不考慮人工時(shí)，魔芋純效益計(jì)算公式：純效益=魔芋產(chǎn)值-肥料費(fèi)用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，關(guān)中西部近3年魔芋銷售單價(jià)為5 600元/t，處理6魔芋的產(chǎn)量36 706"kg/hm2，產(chǎn)值205 554"元/hm2，純效益202 716 元/hm2。處理7、10和11的肥料投入成本較高，較處理6分別提高了8.46%、28.19%和13.35%，產(chǎn)值分別降低了10.88%、12.85%和11.10%。因此，氮、磷和鉀肥的過量施入，可能造成魔芋生產(chǎn)成本增加和魔芋品質(zhì)與經(jīng)濟(jì)效益的降低。

2.3 單因素效應(yīng)

根據(jù)表2結(jié)果，對不同施氮量下魔芋產(chǎn)量進(jìn)行比較分析，擬合得出施氮量與產(chǎn)量的效應(yīng)方程Y=-0.38X2+147.41X+1958 7，相關(guān)系數(shù)R2=0.87，F(xiàn)=29.38gt;F0.01（2， 9）=8.02，P=0.000 1lt;0.01，擬合方程具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，可以反映出施氮肥量同魔芋產(chǎn)量之間的關(guān)系。由表5可知，磷、鉀肥用量同為2水平，施氮用量達(dá)到194"kg/hm2時(shí)，魔芋產(chǎn)量達(dá)到最高值33 883"kg/hm2；此后魔芋產(chǎn)量隨施氮量的增加而減少。不施氮時(shí)魔芋產(chǎn)量為20 081"kg/hm2，占理論最高值的59.27%。可見，施用氮肥能明顯提高魔芋產(chǎn)量，比不施氮肥理論上增產(chǎn)32.06%～82.79%。擬合出的磷、鉀與魔芋產(chǎn)量的效應(yīng)方程Y=-0.64X2+120.83X+292 13、Y=-0.12X2+59.61X+279 29，相關(guān)系數(shù)分別是R2=0.68，R2=0.53，Plt;0.05，擬合方程均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。說明魔芋產(chǎn)量隨施磷、鉀量的增加而增加，達(dá)到一定水平后緩慢減少。不施磷或鉀肥時(shí)的魔芋產(chǎn)量分別占理論最大值的85.67%、80.44%；磷、鉀肥施與不施的理論上增產(chǎn)率分別在7.25%～22.72%和7.83%～29.16%，表明這兩種肥料均可提高魔芋產(chǎn)量。

從經(jīng)濟(jì)效益分析，將魔芋單價(jià)代入以上方程模型，計(jì)算出魔芋經(jīng)濟(jì)最佳產(chǎn)量所對應(yīng)的施氮、磷、鉀量分別是192、93和243"kg/hm2，其對應(yīng)產(chǎn)量分別為33 881、34 915和35 328 kg/hm2。

2.4 三因素效應(yīng)

根據(jù)肥料配比試驗(yàn)，建立以魔芋產(chǎn)量為目標(biāo)函數(shù)的氮、磷、鉀肥施用量的三元二次方程Y=19 963+41.87N+68.27P+43.29K-0.26N2-0.75P2-0.11K2+0.56NP+0.15NK-0.19PK，式中，Y為魔芋產(chǎn)量，N為施氮量，P為施磷量，K為施鉀量。該擬合方程的R2=0.96，F(xiàn)=10.47gt;F0.01（9，4）=8.02，Plt;0.05，適應(yīng)于報(bào)酬遞減規(guī)律，該方程擬合成功，可以較好地描述施肥量與產(chǎn)量之間的關(guān)系。氮、磷、鉀一次項(xiàng)系數(shù)為正，說明氮、磷、鉀肥單施均對魔芋有增產(chǎn)效應(yīng)。二次項(xiàng)系數(shù)為負(fù)，表示施肥量過多不利于增產(chǎn)。通過方程可得，當(dāng)N 249"kg/hm2，P 108"kg/hm2，K 306"kg/hm2時(shí)，魔芋產(chǎn)量達(dá)到最大值36 660"kg/hm2；考慮效益時(shí)，根據(jù)方程，得N 193"kg/hm2，P 94"kg/hm2，K 269"kg/hm2時(shí)，經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量34 978"kg/hm2，純收益最大，為192 717 元/hm2。

3 結(jié)論與討論

魔芋產(chǎn)量和效益與試驗(yàn)土壤的基礎(chǔ)肥力緊密相關(guān)，研究區(qū)土壤類型為嶁土，肥力中等，適量施肥明顯提升魔芋產(chǎn)量和效益，對魔芋產(chǎn)量的增產(chǎn)作用較好。莊迎春等[8]研究表明，合理的氮、磷、鉀施肥配比，能夠提高化肥的利用率，進(jìn)而提高水稻產(chǎn)量。缺素分析得出，無氮、無磷、無鉀造成的魔芋減產(chǎn)分別為45.29%、18.51%和22.57%，說明氮肥對魔芋產(chǎn)量的影響最大。生產(chǎn)上推薦科學(xué)施氮，適量減少磷、鉀，來達(dá)到生態(tài)友好型生產(chǎn)。戚小萍等[9]采用“3414”試驗(yàn)方案，研究氮磷鉀不同配比施肥對長優(yōu)1103單季晚稻產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益的影響，發(fā)現(xiàn)氮、磷、鉀肥對長優(yōu)1103均有一定的增產(chǎn)效應(yīng)，其中以氮肥的增產(chǎn)效應(yīng)較為明顯，與本研究結(jié)果一致。

王圣瑞等[10]研究指出，三元二次方程獲得的推薦肥料用量比一元二次方程獲得的推薦用量高。本試驗(yàn)的三元二次模型效應(yīng)分析得到，當(dāng)N 249"kg/hm2、P 108"kg/hm2、K 306"kg/hm2時(shí)，產(chǎn)量達(dá)到最大值36 660"kg/hm2。當(dāng)考慮魔芋經(jīng)濟(jì)效益時(shí)，以N 193"kg/hm2，P 94"kg/hm2，K 269"kg/hm2時(shí)，純收益最大，與采用一元二次模型分析結(jié)果相近（氮、磷、鉀量分別是192 、93和243"kg/hm2）。此時(shí)，經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量為34 978"kg/hm2，純收益最大為192 717 元/hm2。

綜上，本研究通過“3414”試驗(yàn)設(shè)計(jì)，發(fā)現(xiàn)氮、磷、鉀肥的施用均有效促進(jìn)了魔芋增產(chǎn)，其中氮肥的效果最好?？紤]經(jīng)濟(jì)效益，三元二次模型效應(yīng)得出最佳經(jīng)濟(jì)施用量為N 193"kg/hm2、P 94"kg/hm2、K 269"kg/hm2。實(shí)際生產(chǎn)上，魔芋的生物經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量受多種因素影響，需根據(jù)本區(qū)域土壤類型與肥力等各個(gè)因素，科學(xué)施用氮、磷、鉀肥。本試驗(yàn)僅研究部分肥料因子對魔芋產(chǎn)量的影響，環(huán)境、有機(jī)肥及微量元素等因素的影響仍需進(jìn)一步研究。

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（責(zé)任編輯：胡立萍）