子蓮“3414”肥效試驗與配方施肥推薦研究初報

摘要：運用“３４１４”回歸試驗設計研究不同氮、磷、鉀肥料施肥量配比對蓮子產量的影響，建立了相應的施肥模型，探討分析確定了子蓮配方施肥養分適宜用量的方法。結果表明：所試田塊及其代表區域對蓮子產量的影響順序為氮肥＞鉀肥＞磷肥，推薦配方施肥氮肥（純Ｎ）養分用量２７０．０ ｋｇ／ｈｍ２，磷肥（Ｐ２Ｏ５）養分用量９０．０ ｋｇ／ｈｍ２，鉀肥（Ｋ２Ｏ）養分用量９７．５～１２７．５ ｋｇ／ｈｍ２，養分配比為１∶０．３３∶０．３６～０．４７。

關鍵詞：蓮子；施肥模型；回歸分析；推薦施肥量

中圖分類號：Ｓ６４５．１ 文獻標識碼：Ａ 文章編號：0439－８114（２０11）23－4816-04

Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ “３４１４” Ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ａｎｄ Ｂａｌａｎｃｅｄ Ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ ｉｎ Ｓｅｅｄ Ｌｏｔｕｓ

ＬＩ Ｃｈuａｎ－ｂｉｎ1，ＨＥ Ｊｉａｎ1，ＣＨＥＮ Ｘｉ－ｇｕｉ1，ＬＩＮ Ｇｕｉ－ｒｏｎｇ１，CHENG Liu-qing1，ＺＨＥＮＧ Ｘｉｎｇ－ｆｅｉ２，ＺＨＡＮＧ Ｄｅ－ｃａｉ３，

ＷＵ Ｈｕｉ－ｓｈｅｎｇ２， ＨＵ Ｚｈｏｎｇ－ｌｉ２

（１. Ｓｏｉｌ ａｎｄ Ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ ｏｆ Ｊｉａｎｇｘｉａ， Ｗｕｈａｎ ４３３００１，Ｃｈｉｎａ； ２. Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｌｉｆｅ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｗｕｈａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｗｕｈａｎ ４３００７２，Ｃｈｉｎａ；

３. Ｓｏｉｌ ａｎｄ Ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ ｏｆ Ｈｕｂｅｉ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｗｕｈａｎ ４３００７０，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｂａｓｅｄ ｏｎ “３４１４” ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｏｆ ｌｏｔｕｓ ｉｎ Ｊｉａｎｇｘｉａ， Ｈｕｂｅｉ ｐｒｏｖｉｎｃｅ， ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ Ｎ，Ｐ，Ｋ ｒａｔｉｏｓ ｏｎ ｓｅｅｄ ｙｉｅｌｄ ｗａｓ ｓｔｕｄｉｅｄ． Ｔｈｅ ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ ｅｑｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ｗｅｒｅ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ along with the ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ｉｎ ｓｅｅｄ ｌｏｔｕｓ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗed ｔｈａｔ Ｎ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ｙｉｅｌｄ－ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ waｓ the most ｐｏｗｅｒｆｕｌ ｉｎ ｔｒｉａｌ ｓｏｉｌ ｏｒ ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅ ｒｅｇｉｏｎ， ｔｈｅ ｌｏｗｅｓｔ waｓ Ｐ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ； Ｔｈｅ highest ｙｉｅｌｄ ｗａｓ obtained ｗｉｔｈ ２７０．０ ｋｇ／ｈｍ２ ｏｆ Ｎ， ９０．０ ｋｇ／ｈｍ２ ｏｆ Ｐ２Ｏ５ ａｎｄ ９７．５～１２７．５ ｋｇ／ｈｍ２ ｏｆ Ｋ２Ｏ； ｄｅｄｕｃｅｄ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ｒａｔｉｏ of Ｎ，Ｐ，Ｋ waｓ １∶０．３３∶０．３６～０．４７． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｌｏｔｕｓ ｓｅｅｄ； ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ； ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ； ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ

子蓮是我國重要的水生經濟植物，其蓮子中含有豐富的磷脂、生物堿和類黃酮等物質［１，２］，營養價值豐富，藥用價值非常高，為藥食兩用佳品。隨著人們生活水平的提高，保健意識的增強，蓮子作為保健食品的用量在逐年增加，因此研究子蓮測土配方施肥技術具有重大意義。

武漢市江夏區是湖北省主要的子蓮種植區，常年種植面積２ ０００多公頃。農戶存在不合理的施肥習慣，平均氮、磷、鉀養分施用量分別為４０２．０、１０２．０和１１１．０ ｋｇ／ｈｍ２，主要是氮肥施用過多，硼、鋅微肥基本不施用，肥料養分配比失衡，造成蓮子產量低，產量水平２ ７００ ｋｇ／ｈｍ２，投肥效益不高。為探尋子蓮配方施肥推薦方案，我們選擇區域內有代表性田塊進行“３４１４”肥料效應回歸試驗并分析，初步建立了子蓮的施肥模型，推薦確定了區域子蓮較為合理的肥料養分施用量，為子蓮施肥的進一步優化配施提供理論依據。

１ 材料與方法

１．１ 供試土壤與作物

試驗地點設在武漢市江夏區蓮子主要種植區法泗鎮、金口街，地下水位０．３～０．５ ｍ，地形屬河漫灘。供試品種為湘蓮。試驗施肥前采集土壤農化樣，利用土壤常規測試方法分析樣品［３］，試驗地基本情況見表１。

１．２ 供試肥料

供試氮肥為尿素，含純氮４６％，磷肥為過磷酸鈣，含有效磷（Ｐ２Ｏ５）１２％，鉀肥為氯化鉀，含有效鉀（Ｋ２Ｏ）６０％。硼肥采用含量為１１％的硼砂，鋅肥采用含量為２０％的七水硫酸鋅。

１．３ 試驗設計

試驗采用“３４１４”最優回歸設計［４］，共設３因素４水平，１４個處理：①Ｎ０Ｐ０Ｋ０、②Ｎ０Ｐ２Ｋ２、 ③Ｎ１Ｐ２Ｋ２、④Ｎ２Ｐ０Ｋ２、⑤Ｎ２Ｐ１Ｋ２、⑥Ｎ２Ｐ２Ｋ２、⑦Ｎ２Ｐ３Ｋ２、⑧Ｎ２Ｐ２Ｋ０、⑨Ｎ２Ｐ２Ｋ１、⑩Ｎ２Ｐ２Ｋ３、11Ｎ３Ｐ２Ｋ２、12Ｎ１Ｐ１Ｋ２、13Ｎ１Ｐ２Ｋ１、14Ｎ２Ｐ１Ｋ１（下標為養分施用量水平，０水平即為不施用，１水平養分施用量為２水平的１／２，３水平為２水平的１．５倍）。依據各試驗田塊土壤有效養分測試值，對照預定的施肥推薦指標（土壤養分豐缺指標和蓮子作物肥料養分施用指標）確定各試驗田塊各因素２水平養分的施用量，１號和２號田塊土壤肥力相似，氮、磷、鉀肥養分施用量分別均為２６２．５、９０．０、１４２．５ ｋｇ／ｈｍ２，３號和４號田塊土壤為同田塊進行的２個試驗，氮、磷、鉀肥養分施用量分別為２６２．５、９０．０、１２０．０ ｋｇ／ｈｍ２。

試驗小區面積均為２０ ｍ２，不設重復，隨機區組排列。小區間插石棉瓦（插深０．４ ｍ，地上部分０．５ ｍ）并加薄膜糊泥隔離，田間單設排灌溝，單灌單排，四周設保護行。氮肥分3次施用，即基施、蕾期或始花期追施（第１次）、結蓬期追施（第２次），比例按４∶３∶３；磷肥和鉀肥分兩次施用，即基施和花期追施，比例均按５∶５。各處理均施用硼肥和鋅肥，全作基肥施用，每公頃用量分別為７．５、１５．０ ｋｇ。

１．４ 數據分析方法

利用Ｅｘｃｅｌ軟件對測土配方施肥試驗進行數據分析，分別擬合建立施肥量與產量的三元二次和一元二次效應關系方程，繼而依據效應方程，按最大邊際效應求取偏導函數，預測所試田塊氮、磷、鉀肥最佳施用量與產量，根據分析結果給出推薦施肥量。

２ 結果與分析

２．１ 產量結果

各試驗小區產量全部實收，折算成公頃產量（其中各處理抽取藕帶產量按藕帶與殼蓮氮、磷、鉀全量養分含量，折算為殼蓮產量），結果見表２。由表２可知施肥量與產量表現為理想的趨勢關系，即不施氮、磷、鉀養分，其產量均表現最低，推薦的２水平施肥量（處理⑥）均表現最高，在不高于２水平養分施肥量（處理⑥）的情況下，產量隨施肥量增加而增加；但增加施用量超過處理⑥（相對過量）時則產量均下降。比較處理②、④、⑧各試驗平均產量，僅不施氮（處理②）產量最低，僅不施磷（處理④）相對較高，僅不施鉀（處理⑧）略低于處理④；將１水平施用量處理③、⑤、⑨分別與對應的處理②、④、⑧比較，增施１水平氮處理③增產率最高為２１．９％；增施１水平磷處理⑤的增產率最低為１０．４％，增施１水平鉀處理⑨的增產率為１２．６％，略高于處理⑤。說明肥料適量平衡施用的重要性，施肥不足、過量和不平衡都將影響產量和效益；所試區域影響蓮子產量的因子依次是氮、鉀、磷。

２．２ 三元二次肥料效應模型擬合與施肥推薦

按三元二次肥料效應模型對試驗結果進行回歸分析，得出蓮子產量（Ｙ）與Ｎ、Ｐ、Ｋ肥料施用量的三元二次效應方程（表３）。由表３可知，各試驗均能正常擬合出效應方程，二次項系數均為負數，各方程決定系數都在０．９５~０．９９之間，模型1、２、４的Ｆ 值大于Ｆ０．０１，達到極顯著水平，模型３的Ｆ值大于Ｆ０．０５，達到顯著水平。說明各效應方程均可用于預測分析。觀察各兩因子間的交互作用對產量的影響，ＮＰ交互作用均為正，ＮＫ、ＰＫ的交互作用則有正有負，但數值較小，對產量影響較小。確定某個田塊一定的目標產量，應用三元二次效應方程無法計算確定氮、磷、鉀肥料的施用量，即不能用于施肥推薦，僅能依據其預測結果而參考進行施肥推薦。

２．３ 一元二次肥料效應模型擬合與施肥推薦

相對三元二次肥料效應模型，進行一元二次肥料效應模型降維回歸分析，各試驗氮因子抽取②、③、⑥、１１ 處理結果，磷因子抽取④、⑤、⑥、⑦處理結果，鉀因子抽取⑧、⑨、⑥、⑩處理結果，擬合得出各試驗各因子蓮子產量（Ｙ）與某因子養分施用量（Ｘ）的一元二次效應方程（表４）。由表４可知，各試驗均能正常擬合出效應方程，二次項系數均為負數，即作物產量與施肥量均表現為正常的拋物線關系，且表現較好的相關性，部分田塊和因子達到了顯著水平，決定系數在０．８３４ ７～０．９９８ ５之間。說明各效應方程均可用于施肥推薦和預測分析。

采用函數效應法即應用一元二次效應方程，確定一定的目標產量，可計算得到達到該目標產量的肥料推薦施用量。其目標產量的確定必須在各因子目標產量取值范圍的公集內取值。確定各田塊各因子中最低的預測最佳產量為各田塊目標產量，相應計算的推薦施肥量見表４。由表４可知，所試各田塊各因子的一元二次效應方程各有差異，即使是肥力相似兩田塊或同一田塊進行的兩試驗，也是各不相同，相應計算推薦的肥料施用量也存在差異，但３號和４號兩田塊相對比較接近。各田塊所計算推薦的肥料施用量與按豐缺指標法預定的施用量差異也不是很大，說明各試驗田塊各因子所擬合的一元二次效應方程可用于施肥推薦，對本田或土壤肥力等因素相似的田塊有較好的可行性，但對于大面積推廣應用或其他肥力類型田塊則不一定具有較大的可行性。

２．４ 肥料效應方程預測結果與施肥推薦

依據三元二次和一元二次效應方程，按最大邊際效應分別求取偏導函數，三元二次模型最佳施肥量按ｂ１＋２ｂ４Ｎ＋ｂ７Ｐ＋ｂ８Ｋ＝ＰＮ／ＰＹ、ｂ２＋２ｂ５Ｐ＋ｂ７Ｎ＋ｂ９Ｋ＝Ｐｐ／Ｐｙ、ｂ３＋２ｂ６K＋ｂ８N＋ｂ９P＝ＰK／Ｐｙ方程組求取，繼而預測最佳經濟產量［３］；一元二次模型最佳施肥量按ｂ＋２ａＸ＝Ｐｘ／Ｐｙ方程求取，繼而預測最佳經濟產量［３］，結果見表５。可見各試驗田塊所擬合三元二次和一元二次效應方程均能正常預測出結果。比較三元二次與一元二次效應方程預測最佳施用量，及表４中推薦的施用量，三元二次效應方程預測結果最高，其他依次要低，后兩者間差異相對較小，一元二次效應方程預測結果相對于試驗田塊實際采用的“最佳”施肥量最為接近。測算各預測推薦結果的產投比（新增產值與新增肥料投入比，蓮子價格（Ｐｙ）１３元／ｋｇ，氮養分價格（ＰN）５．２２元／ｋｇ，磷養分價格（ＰP）４．６７元／ｋｇ，鉀養分價格（ＰK）８．３３元／ｋｇ），平均分別為４．２９∶１、４．９１∶１和５．５４∶１。說明所試田塊參考一元二次效應方程預測結果用于施肥推薦比三元二次效應方程預測結果更具價值和合理性。參考應用一元二次效應方程預測結果進行施肥推薦，不可直接套用，因為各因子預測的最佳產量不一致，而且一個田塊產量數據只有一個。相對參考按表４方法計算推薦的施肥量用于施肥推薦則更具一定合理適用性，其產投比相對最高。同樣因各試驗預測結果不一致，直接參考應用預測結果對于大面積施肥推薦可行性不大。

３ 小結與討論

１）所試各田塊產量結果表明，按預定推薦指標確定肥料用量合理配方施肥相對可獲得較高的產量，平均產量可達２ ９８５．０ ｋｇ／ｈｍ２，比習慣性施肥的產量水平增產１０％以上。所試區域影響蓮子產量的最關鍵因子是氮，其次是鉀，磷影響最輕。

２）所試各“３４１４”肥料效應試驗，按三元二次和一元二次效應模型，均能擬合出正常的三元二次和一元二次肥料效應關系方程，且具有較好的相關性，回歸關系的決定系數在０．８３４ ７～０．９９８ ５之間；也均能正常預測出最佳經濟施肥量和產量。各預測最佳經濟施肥量和一元二次效應方程測算結果均可用于本田或相同肥力類型田塊配方施肥推薦合理施肥量的參考，其合理性表現為：一元二次效應方程測算結果＞一元二次效應方程預測結果＞三元二次效應方程預測結果。因不同或相似肥力類型的各試驗田塊所擬合的三元二次和一元二次效應方程及其預測和一元二次效應方程測算最佳施肥量各不相同，對指導大面積不同土壤肥力水平田塊子蓮的施肥推薦沒有較大的可行性和合理性。

３）綜合各推薦結果，所試區域土壤堿解氮、有效磷、速效鉀中等缺乏，推薦配方施肥純氮用量２７０．０ ｋｇ／ｈｍ２，磷肥（Ｐ２Ｏ５）９０．０ ｋｇ／ｈｍ２，鉀肥（Ｋ２Ｏ）９７．５～１２７．５ ｋｇ／ｈｍ２，養分配比為１∶０．３３∶０．３６～０．４７，具體施肥方法可參考本試驗采用的施肥方法，并分別配施硼砂７．５ ｋｇ／ｈｍ２和七水硫酸鋅各１５．０ ｋｇ／ｈｍ２。

４）所試各田塊產量結果及分析表明，按區域內所預定的子蓮施肥推薦指標和相應推薦的施肥量有較好的合理性。進一步說明對于大面積不同肥力水平田塊和作物的推薦配方施肥養分適宜用量，“豐缺指標法”是經典可行且實用的方法［３］。不同土壤肥力類型多點的“３４１４”肥效試驗目的在于按相對產量分級法［３］統計分析制定（或修定）施肥推薦指標，按豐缺指標法進行施肥推薦。因試驗點數有限且缺乏其他肥力類型田塊的試驗，不能進行相關分析。區域子蓮施肥推薦指標制定（或修定），尚待區域內更多田塊的試驗和分析探討。

參考文獻：

［１］ 許益民．蓮籽中磷脂成分的研究［Ｊ］．植物學通報，１９９２（４）：４４－４７．

［２］ 李卓瓦．蓮籽的營養價值及加工利用［Ｊ］．農產品加工，２００８（６）：４３－５０．

［３］ 陳新平，張福鎖．通過“３４１４”試驗建立測土配方施肥技術指標體系［Ｊ］．中國農技推廣，２００６（４）：３６－３９．

［４］ 王興仁，張福鎖．現代肥料試驗設計［Ｍ］．北京：中國農業出版社，１９９５．８１－９５．