湖北省小麥?zhǔn)┾浶Ч扳浝眯恃芯?/h1>
2011-12-31 00:00:00余宗波鄒娟魯劍巍童軍魯明星李小坤
湖北農(nóng)業(yè)科學(xué) 2011年8期
摘要：通過(guò)７０組田間試驗(yàn)研究了湖北省主產(chǎn)區(qū)小麥?zhǔn)┾浀脑霎a(chǎn)、增收效應(yīng)及鉀利用效率。結(jié)果表明，增施適量鉀肥具有顯著的增產(chǎn)增收效果，小麥平均增產(chǎn)556~978 ｋｇ／ｈｍ２，增產(chǎn)率為9.5%~16.7％；施鉀平均增加經(jīng)濟(jì)收益192~897元／ｈｍ２，產(chǎn)投比為1.2~4．７；鉀的偏生產(chǎn)力和農(nóng)學(xué)效率分別為７1．0 ｋｇ／ｋｇ和7．4 ｋｇ／ｋｇ。應(yīng)用直線(xiàn)加平臺(tái)模型擬合小麥產(chǎn)量與鉀用量的關(guān)系，求得湖北省小麥鉀的最佳用量平均約為８７ ｋｇ／ｈｍ２。
關(guān)鍵詞：小麥；鉀；產(chǎn)量；經(jīng)濟(jì)效益；鉀利用效率
中圖分類(lèi)號(hào)：Ｓ５１２．１＋１．０６２文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Ａ文章編號(hào)：0439－８114（２０11）08－1526-04
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｐｏｔａｓｓｉｕｍ Ｅｆｆｅｃｔ ａｎｄ Ｐｏｔａｓｓｉｕｍ Ｕｓｅ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ Ｗｈｅａｔ ｉｎ Ｈｕｂｅｉ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ
ＹＵ Ｚｏｎｇ－ｂｏ１，ＺＯＵ Ｊｕａｎ２，ＬＵ Ｊｉａｎ－ｗｅｉ２，ＴＯＮＧ Ｊｕｎ１，ＬＵ Ｍｉｎｇ－xｉｎｇ１，ＬＩ Ｘｉａｏ－ｋｕｎ２
（１．Ｓｏｉｌ ａｎｄ Ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ ｏｆ Ｈｕｂｅｉ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ， Ｗｕｈａｎ ４３００７０， Ｃｈｉｎａ；
２．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ， Ｈｕａｚｈｏｎｇ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｗｕｈａｎ ４３００７０，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｓｅｖｅｎｔｙ ｆｉｅｌｄ ｔｒｉａｌｓ ｏｆ ｐｏｔａｓｓｉｕｍ （Ｋ） ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｔｏ ｗｈｅａｔ ｗｅｒｅ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ ｉｎ Ｈｕｂｅｉ ｐｒｏｖｉｎｃｅ． Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ Ｋ ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｎ ｙｉｅｌｄ， ｐｒｏｆｉｔ ｏｆ ｗｈｅａｔ， ａｎｄ Ｋ ｕｓｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｗｈｅａｔ ｉｎ Ｈｕｂｅｉ ｐｒｏｖｉｎｃｅ were studied． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ Ｋ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｐｒｏｍｏｔｅｄ ｂｏｔｈ ｔｈｅ ｙｉｅｌｄ ａｎｄ ｐｒｏｆｉｔ of wheat ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ． Ｔｈｅ ａｖｅｒａｇｅ ｙｉｅｌｄ ｉｎｃｒｅｍｅｎｔ ｗｉｔｈ Ｋ ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｗａｓ 556~978 ｋｇ／ｈｍ２ ａｎｄ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｒａｔｅ ｗａｓ 9.5%~16.7％． Ｃｏｍｐａｒｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ （ｎｏ Ｋ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ）， ｐｒｏｆｉｔ ｏｆ Ｋ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ 192~897 yｕａｎ／ｈｍ２ ａｎｄ ｔｈｅ ｖａｌｕｅ ｃｏｓｔ ｒａｔｉｏ（ＶＣＲ） ａｖｅｒａｇｅｄ 1.2~4．７． Ｔｈｅ ｐａｒｔｉａｌ ｆａｃｔｏｒ ｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ａｐｐｌｉｅｄ Ｋ （ＰＦＰＫ） ａｎｄ ａｇｒｏｎｏｍｉｃ Ｋ ｕｓｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ （ＡＥＫ） ａｖｅｒａｇｅｄ ７1．0 ａｎｄ 7.4 ｋｇ／ｋｇ Ｋ２Ｏ， ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ． Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｌｉｎｅａｒ ｐｌｕｓ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｍｏｄｅｌ， ｔｈｅ ａｖｅｒａｇｅ ｏｐｔｉｍｕｍ Ｋ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｗａｓ ８７ ｋｇ Ｋ２Ｏ／ｈｍ２ ｆｏｒ ｗｈｅａｔ ｉｎ Ｈｕｂｅｉ pｒｏｖｉｎｃｅ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｗｈｅａｔ； ｐｏｔａｓｓｉｕｍ； ｙｉｅｌｄ； ｐｒｏｆｉｔ； ｐｏｔａｓｓｉｕｍ ｕｓｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ
小麥?zhǔn)切桠浟枯^多的作物之一，每生產(chǎn)１００ ｋｇ子粒所需氮、磷、鉀三者比例約為１.0∶０．４∶１．１［１］。增施鉀肥能夠提高植株根系活力，促進(jìn)植株對(duì)氮、磷等養(yǎng)分的吸收和積累，提高小麥開(kāi)花后旗葉光合速率，增加子粒產(chǎn)量［２，３］。湖北省作為我國(guó)南方小麥主要產(chǎn)區(qū)之一，有研究指出，該區(qū)域在２０世紀(jì)８０～９０年代小麥?zhǔn)┾浽霎a(chǎn)效果明顯，且增產(chǎn)效果隨年份的推移而越來(lái)越好［４］。近年來(lái)，隨著高產(chǎn)品種的選用，氮、磷肥用量增加，單位面積產(chǎn)量不斷提高，從土壤中帶走鉀量逐漸增大，但由于有機(jī)肥投入較少和鉀肥資源匱乏，鉀肥投入不足，小麥主產(chǎn)區(qū)土壤缺鉀面積有擴(kuò)大的趨勢(shì)［２］。因此，當(dāng)前湖北省小麥的施鉀效果及鉀利用效率與２０多年前存在差異，然而在目前生產(chǎn)條件下，湖北省小麥?zhǔn)┾浶?yīng)及鉀利用效率的現(xiàn)狀尚不明確。為此，在湖北省小麥主產(chǎn)縣（市）連續(xù)３年進(jìn)行鉀用量的田間肥效試驗(yàn)，旨在從區(qū)域角度闡明當(dāng)前湖北省小麥?zhǔn)┾浀脑霎a(chǎn)、增收效應(yīng)及鉀利用效率，以期為高產(chǎn)、高效小麥生產(chǎn)中的鉀肥施用的決策提供依據(jù)。
１材料與方法
１．１試驗(yàn)材料
２００６～２００８連續(xù)３年在湖北省小麥主產(chǎn)區(qū)的公安、監(jiān)利、洪湖、襄陽(yáng)、棗陽(yáng)、南漳、安陸、漢川、隨縣、天門(mén)和潛江共１１個(gè)縣（市、區(qū)）布置７０個(gè)小麥鉀肥田間肥效試驗(yàn)。
試驗(yàn)田基礎(chǔ)土壤養(yǎng)分狀況為ｐＨ值 ４．８～８．４，有機(jī)質(zhì)含量８．１～３６．１ ｇ／ｋｇ（平均１７．１ ｇ／ｋｇ），全氮０．５７～１．７１ ｇ／ｋｇ（平均１．１0 ｇ／ｋｇ），速效磷含量１．６～６５．４ ｍｇ／ｋｇ（平均１６．２ ｍｇ／ｋｇ），速效鉀含量３８．０～１９９．０ ｍｇ／ｋｇ（平均９７．９ ｍｇ／ｋｇ），供試土壤為潮土、黃棕壤或黃褐土。
供試小麥品種為當(dāng)?shù)刂饕茝V的品種，分別為鄭麥９０２３、鄂恩５號(hào)、鄂恩６號(hào)、皖麥１４、鄂麥１８、鄂麥１４和鄂麥２３。前茬作物為水稻或棉花。
１．２試驗(yàn)設(shè)計(jì)
鉀肥用量設(shè)置４個(gè)水平，具體用量分為兩組，設(shè)計(jì)Ｉ（共３８?jìng)€(gè)試驗(yàn)）鉀肥用量為Ｋ０、Ｋ４５、Ｋ９０和Ｋ１３５（下標(biāo)表示Ｋ２Ｏ用量，單位為ｋｇ／ｈｍ２，下同）；設(shè)計(jì)ＩＩ（共３２個(gè)試驗(yàn)）鉀肥用量為Ｋ０、Ｋ７５、Ｋ１５０和Ｋ225。根據(jù)各地土壤養(yǎng)分差異及農(nóng)業(yè)技術(shù)人員的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，各處理分別施用Ｎ １８０～２４０ ｋｇ／ｈｍ２，Ｐ２Ｏ５ ７５～１３５ ｋｇ／ｈｍ２。
施肥時(shí)期和施用比例：磷肥全部作基肥施用；氮肥和鉀肥分兩次施用，其中６０％作基肥，４０％作追肥于拔節(jié)期施用。
肥料品種分別為尿素（Ｎ ４６％）、過(guò)磷酸鈣（Ｐ２Ｏ５ １２％）、氯化鉀（Ｋ２Ｏ ６０％）。各處理３次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列，小區(qū)面積２０ ｍ２。除肥料施用按方案進(jìn)行外，其他生產(chǎn)管理措施均采用當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)管理方法。
１．３測(cè)試項(xiàng)目及方法
產(chǎn)量：小麥產(chǎn)量以各小區(qū)實(shí)收產(chǎn)量計(jì)。
土壤農(nóng)化性狀：按常規(guī)法進(jìn)行測(cè)定［５］。土壤ｐＨ值按水土比２．５∶１.0，ｐＨ計(jì)測(cè)定；有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀容量法測(cè)定；全氮采用半微量凱氏法測(cè)定；速效磷用０．５ ｍｏｌ／Ｌ ＮａＨＣＯ３浸提－鉬銻抗比色法測(cè)定；速效鉀用１ ｍｏｌ／Ｌ ＮＨ４ＯＡｃ浸提－火焰光度法測(cè)定。
有關(guān)參數(shù)的計(jì)算：鉀的偏生產(chǎn)力（ＰＦＰＫ，ｋｇ／ｋｇ），它是指單位投入的肥料鉀所能生產(chǎn)的作物子粒產(chǎn)量，即ＰＦＰＫ＝Ｙ／Ｆ，Ｙ為施鉀后所獲得的作物產(chǎn)量，Ｆ代表鉀的投入量［６］；
鉀的農(nóng)學(xué)效率（ＡＥＫ，ｋｇ／ｋｇ），它是指單位施鉀量所增加的作物子粒產(chǎn)量，即ＡＥＫ＝（Ｙ－Ｙ０）／Ｆ，Ｙ為施鉀后所獲得的作物產(chǎn)量，Ｙ０為不施鉀條件下作物的產(chǎn)量，Ｆ代表施鉀量［６］；鉀的貢獻(xiàn)率（ＦＣＩ，％）＝［（施鉀區(qū)產(chǎn)量－不施鉀區(qū)產(chǎn)量）／施鉀區(qū)產(chǎn)量］×１００［７］；
推薦施鉀量：運(yùn)用直線(xiàn)加平臺(tái)模型（Ｌ＋Ｐ）［８］擬合鉀肥用量與小麥產(chǎn)量間的關(guān)系：ｙ＝ｂ０＋ｂ１ｘ（ｘ＜ｃ），ｙ＝ｙｐ（ｘ≥ｃ），式中ｙ為小麥產(chǎn)量（ｋｇ／ｈｍ２），ｘ為鉀肥用量（ｋｇ／ｈｍ２），ｂ０為基礎(chǔ)產(chǎn)量（即不施鉀時(shí)產(chǎn)量），ｂ１為線(xiàn)性系數(shù)，ｃ為鉀肥用量臨界值（由直線(xiàn)和平臺(tái)的交點(diǎn)求得），ｙｐ為平臺(tái)產(chǎn)量。
１．４數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析
試驗(yàn)數(shù)據(jù)用ＤＰＳ Ｖ３．０１軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果用ＬＳＤ法測(cè)驗(yàn)０．０５水平上的差異顯著性。用ＳＡＳ Ｖ８軟件進(jìn)行直線(xiàn)加平臺(tái)模型的擬合及最佳施肥量的確定。
２結(jié)果與分析
２．１施鉀的增產(chǎn)效應(yīng)
施鉀能明顯提高小麥子粒產(chǎn)量（表１），從平均值看，設(shè)計(jì)Ｉ中鉀用量在０～９０ ｋｇ／ｈｍ２及設(shè)計(jì)ＩＩ的０～１５０ ｋｇ／ｈｍ２范圍內(nèi)，小麥子粒產(chǎn)量隨著施鉀量的增加而增加，繼續(xù)增加鉀用量，產(chǎn)量略有下降，但下降幅度未達(dá)到顯著水平。與不施鉀對(duì)照處理相比，各施鉀處理平均每公頃增產(chǎn)子粒５５６～９７８ ｋｇ，增產(chǎn)率９．５％～１６．７％。
不同試驗(yàn)點(diǎn)施鉀的增產(chǎn)效應(yīng)差異明顯，以產(chǎn)量最高施鉀處理為對(duì)象，分析７０個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)施鉀增產(chǎn)量及增產(chǎn)率在不同等級(jí)下的分布頻率（圖１）。從圖1中可知，施鉀增產(chǎn)量處于５００～１ ０００ ｋｇ／ｈｍ２和
１ ０００～１ ５００ ｋｇ／ｈｍ２之間的分布頻率較高，分別為３２．９％和３０．０％；增產(chǎn)量＜５００ ｋｇ／ｈｍ２共１３個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)，占１８．６％。施鉀增產(chǎn)率＞40％和＜１０％的分布頻率均為２５．７％。
２．２施鉀的經(jīng)濟(jì)效益分析
由表２可知，設(shè)計(jì)Ｉ中施鉀處理較不施鉀對(duì)照平均每公頃增加產(chǎn)值８５7～１ ２２０元，設(shè)計(jì)ＩＩ中平均增加９４８～１ ５０６元。扣除鉀肥成本以計(jì)算小麥?zhǔn)┾浀慕?jīng)濟(jì)效益，結(jié)果表明不同試驗(yàn)點(diǎn)施鉀效益變異范圍較大，有少數(shù)試驗(yàn)點(diǎn)出現(xiàn)施鉀虧本的現(xiàn)象，但總體上看小麥?zhǔn)┾浤塬@得明顯的經(jīng)濟(jì)收益，其中設(shè)計(jì)Ｉ中Ｋ９０與設(shè)計(jì)ＩＩ中Ｋ１５０處理施鉀的平均凈收益分別為８５５元／ｈｍ２和８９７元／ｈｍ２。比較不同鉀水平的產(chǎn)投比，可知隨鉀施用量的增加，產(chǎn)投比呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，平均產(chǎn)投比在１．２～４．７之間。
分析各試驗(yàn)點(diǎn)最高產(chǎn)量處理施鉀的經(jīng)濟(jì)效益及產(chǎn)投比在不同等級(jí)下的分布頻率（圖２），表明施鉀效益＞１ ０００元／ｈｍ２共３７個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)，占５２．９％，其中效益＞２ ０００元／ｈｍ２占１５．７％。從產(chǎn)投比的分布頻率看，施鉀產(chǎn)投比處于１．５～３．０之間最高，分布頻率為２５．７％，產(chǎn)投比＞６．０分布頻率為１８．６％。
２．３鉀的利用率及貢獻(xiàn)率
不同施鉀處理平均鉀素偏生產(chǎn)力為２９．２～１４２．６ ｋｇ／ｋｇ，隨施鉀量的提高而下降（表３），小麥鉀素農(nóng)學(xué)效率也有類(lèi)似的趨勢(shì)，平均值在３．２～１２．４ ｋｇ／ｋｇ之間。以不施鉀對(duì)照產(chǎn)量為基準(zhǔn)，計(jì)算施鉀對(duì)小麥的貢獻(xiàn)率，表明各施鉀處理平均貢獻(xiàn)率在８．５％～１４．７％之間。
將最高產(chǎn)量施鉀處理小麥鉀偏生產(chǎn)力和農(nóng)學(xué)效率劃分為５個(gè)等級(jí)，計(jì)算每個(gè)等級(jí)下的試驗(yàn)樣本百分比，進(jìn)一步了解小麥不同鉀利用效率的樣本分布頻率（圖３）。從圖3來(lái)看，鉀的偏生產(chǎn)力處于４０～６０ ｋｇ／ｋｇ之間的最高，為３５．７％，而其他區(qū)間的樣本數(shù)明顯減少；農(nóng)學(xué)效率處于８～１２ ｋｇ／ｋｇ之間的最高，為２４．３％，其次是處于４～８ ｋｇ／ｋｇ之間和＜４ ｋｇ／ｋｇ的，分別為２２．９％和２１．４％。從７０個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的平均值看，鉀肥偏生產(chǎn)力為７1．0 ｋｇ／ｋｇ，每千克鉀素平均可增產(chǎn)小麥7．4 ｋｇ／ｋｇ。
２．４鉀的適宜用量
用直線(xiàn)加平臺(tái)模型擬合７０個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)鉀用量與小麥產(chǎn)量的關(guān)系（圖４）。根據(jù)模型擬合結(jié)果可知，小麥基礎(chǔ)產(chǎn)量為５ ９０6.74 ｋｇ／ｈｍ２，平臺(tái)產(chǎn)量為６ ６４6.75 ｋｇ／ｈｍ２，鉀臨界用量為８７.08 ｋｇ／ｈｍ２。當(dāng)鉀肥用量（ｘ）＜８７ ｋｇ／ｈｍ２時(shí)，小麥產(chǎn)量（ｙ）可用方程＝
５ ９０６．７４＋８．５０ｘ進(jìn)行描述。
３小結(jié)與討論
當(dāng)前生產(chǎn)條件下，小麥?zhǔn)┾浶Ч扳浝眯实膱?bào)道較多［２，６，９，１０］，但湖北地區(qū)小麥?zhǔn)┓史矫娴难芯縿t非常少。施鉀作為提高產(chǎn)量和改善小麥品質(zhì)的重要技術(shù)措施，不同區(qū)域小麥對(duì)鉀肥的表現(xiàn)因生態(tài)條件、主栽品種及麥田土壤肥力水平等的不同而存在差異［１１，１２］。張福鎖等［６］總結(jié)了近年在河北、天津、山東、山西等我國(guó)北方小麥主產(chǎn)區(qū)的１６５個(gè)田間試驗(yàn)結(jié)果，指出小麥鉀偏生產(chǎn)力和農(nóng)學(xué)效率分別為７２．２ ｋｇ／ｋｇ和５．３ ｋｇ／ｋｇ。在湖北的田間試驗(yàn)結(jié)果顯示，試驗(yàn)條件下小麥鉀偏生產(chǎn)力與北方接近，為７1．0 ｋｇ／ｋｇ，農(nóng)學(xué)效率明顯高于北方主產(chǎn)區(qū)，為7．4 ｋｇ／ｋｇ。分析其原因，可能有以下兩點(diǎn)，一是研究中最高產(chǎn)量的鉀肥用量較文獻(xiàn)中低；其二是湖北省麥田土壤鉀素含量整體低于北方。
化肥增產(chǎn)效應(yīng)是反映施肥是否合理的重要指標(biāo)，也是化肥科學(xué)決策的重要依據(jù)［１０］。研究結(jié)果表明湖北省小麥?zhǔn)┾浽霎a(chǎn)效果明顯，平均增產(chǎn)率9.5%~16.7％。根據(jù)７０個(gè)田間試驗(yàn)小麥產(chǎn)量與鉀施用量的關(guān)系，利用直線(xiàn)加平臺(tái)模型求得湖北省小麥鉀最佳平均施用量約為８７ ｋｇ／ｈｍ２，此結(jié)果可以為湖北省小麥生產(chǎn)中鉀的合理施用提供參考，但在實(shí)際生產(chǎn)中還應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)赝寥棱浰貭顩r、主栽品種的需鉀特性、氣候條件等對(duì)鉀施用量作適當(dāng)調(diào)整。
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摘要：通過(guò)７０組田間試驗(yàn)研究了湖北省主產(chǎn)區(qū)小麥?zhǔn)┾浀脑霎a(chǎn)、增收效應(yīng)及鉀利用效率。結(jié)果表明，增施適量鉀肥具有顯著的增產(chǎn)增收效果，小麥平均增產(chǎn)556~978 ｋｇ／ｈｍ２，增產(chǎn)率為9.5%~16.7％；施鉀平均增加經(jīng)濟(jì)收益192~897元／ｈｍ２，產(chǎn)投比為1.2~4．７；鉀的偏生產(chǎn)力和農(nóng)學(xué)效率分別為７1．0 ｋｇ／ｋｇ和7．4 ｋｇ／ｋｇ。應(yīng)用直線(xiàn)加平臺(tái)模型擬合小麥產(chǎn)量與鉀用量的關(guān)系，求得湖北省小麥鉀的最佳用量平均約為８７ ｋｇ／ｈｍ２。
關(guān)鍵詞：小麥；鉀；產(chǎn)量；經(jīng)濟(jì)效益；鉀利用效率
中圖分類(lèi)號(hào)：Ｓ５１２．１＋１．０６２文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Ａ文章編號(hào)：0439－８114（２０11）08－1526-04
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｐｏｔａｓｓｉｕｍ Ｅｆｆｅｃｔ ａｎｄ Ｐｏｔａｓｓｉｕｍ Ｕｓｅ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ Ｗｈｅａｔ ｉｎ Ｈｕｂｅｉ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ
ＹＵ Ｚｏｎｇ－ｂｏ１，ＺＯＵ Ｊｕａｎ２，ＬＵ Ｊｉａｎ－ｗｅｉ２，ＴＯＮＧ Ｊｕｎ１，ＬＵ Ｍｉｎｇ－xｉｎｇ１，ＬＩ Ｘｉａｏ－ｋｕｎ２
（１．Ｓｏｉｌ ａｎｄ Ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ ｏｆ Ｈｕｂｅｉ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ， Ｗｕｈａｎ ４３００７０， Ｃｈｉｎａ；
２．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ， Ｈｕａｚｈｏｎｇ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｗｕｈａｎ ４３００７０，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｓｅｖｅｎｔｙ ｆｉｅｌｄ ｔｒｉａｌｓ ｏｆ ｐｏｔａｓｓｉｕｍ （Ｋ） ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｔｏ ｗｈｅａｔ ｗｅｒｅ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ ｉｎ Ｈｕｂｅｉ ｐｒｏｖｉｎｃｅ． Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ Ｋ ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｎ ｙｉｅｌｄ， ｐｒｏｆｉｔ ｏｆ ｗｈｅａｔ， ａｎｄ Ｋ ｕｓｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｗｈｅａｔ ｉｎ Ｈｕｂｅｉ ｐｒｏｖｉｎｃｅ were studied． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ Ｋ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｐｒｏｍｏｔｅｄ ｂｏｔｈ ｔｈｅ ｙｉｅｌｄ ａｎｄ ｐｒｏｆｉｔ of wheat ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ． Ｔｈｅ ａｖｅｒａｇｅ ｙｉｅｌｄ ｉｎｃｒｅｍｅｎｔ ｗｉｔｈ Ｋ ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｗａｓ 556~978 ｋｇ／ｈｍ２ ａｎｄ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｒａｔｅ ｗａｓ 9.5%~16.7％． Ｃｏｍｐａｒｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ （ｎｏ Ｋ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ）， ｐｒｏｆｉｔ ｏｆ Ｋ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ 192~897 yｕａｎ／ｈｍ２ ａｎｄ ｔｈｅ ｖａｌｕｅ ｃｏｓｔ ｒａｔｉｏ（ＶＣＲ） ａｖｅｒａｇｅｄ 1.2~4．７． Ｔｈｅ ｐａｒｔｉａｌ ｆａｃｔｏｒ ｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ａｐｐｌｉｅｄ Ｋ （ＰＦＰＫ） ａｎｄ ａｇｒｏｎｏｍｉｃ Ｋ ｕｓｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ （ＡＥＫ） ａｖｅｒａｇｅｄ ７1．0 ａｎｄ 7.4 ｋｇ／ｋｇ Ｋ２Ｏ， ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ． Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｌｉｎｅａｒ ｐｌｕｓ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｍｏｄｅｌ， ｔｈｅ ａｖｅｒａｇｅ ｏｐｔｉｍｕｍ Ｋ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｗａｓ ８７ ｋｇ Ｋ２Ｏ／ｈｍ２ ｆｏｒ ｗｈｅａｔ ｉｎ Ｈｕｂｅｉ pｒｏｖｉｎｃｅ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｗｈｅａｔ； ｐｏｔａｓｓｉｕｍ； ｙｉｅｌｄ； ｐｒｏｆｉｔ； ｐｏｔａｓｓｉｕｍ ｕｓｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ
小麥?zhǔn)切桠浟枯^多的作物之一，每生產(chǎn)１００ ｋｇ子粒所需氮、磷、鉀三者比例約為１.0∶０．４∶１．１［１］。增施鉀肥能夠提高植株根系活力，促進(jìn)植株對(duì)氮、磷等養(yǎng)分的吸收和積累，提高小麥開(kāi)花后旗葉光合速率，增加子粒產(chǎn)量［２，３］。湖北省作為我國(guó)南方小麥主要產(chǎn)區(qū)之一，有研究指出，該區(qū)域在２０世紀(jì)８０～９０年代小麥?zhǔn)┾浽霎a(chǎn)效果明顯，且增產(chǎn)效果隨年份的推移而越來(lái)越好［４］。近年來(lái)，隨著高產(chǎn)品種的選用，氮、磷肥用量增加，單位面積產(chǎn)量不斷提高，從土壤中帶走鉀量逐漸增大，但由于有機(jī)肥投入較少和鉀肥資源匱乏，鉀肥投入不足，小麥主產(chǎn)區(qū)土壤缺鉀面積有擴(kuò)大的趨勢(shì)［２］。因此，當(dāng)前湖北省小麥的施鉀效果及鉀利用效率與２０多年前存在差異，然而在目前生產(chǎn)條件下，湖北省小麥?zhǔn)┾浶?yīng)及鉀利用效率的現(xiàn)狀尚不明確。為此，在湖北省小麥主產(chǎn)縣（市）連續(xù)３年進(jìn)行鉀用量的田間肥效試驗(yàn)，旨在從區(qū)域角度闡明當(dāng)前湖北省小麥?zhǔn)┾浀脑霎a(chǎn)、增收效應(yīng)及鉀利用效率，以期為高產(chǎn)、高效小麥生產(chǎn)中的鉀肥施用的決策提供依據(jù)。
１材料與方法
１．１試驗(yàn)材料
２００６～２００８連續(xù)３年在湖北省小麥主產(chǎn)區(qū)的公安、監(jiān)利、洪湖、襄陽(yáng)、棗陽(yáng)、南漳、安陸、漢川、隨縣、天門(mén)和潛江共１１個(gè)縣（市、區(qū)）布置７０個(gè)小麥鉀肥田間肥效試驗(yàn)。
試驗(yàn)田基礎(chǔ)土壤養(yǎng)分狀況為ｐＨ值 ４．８～８．４，有機(jī)質(zhì)含量８．１～３６．１ ｇ／ｋｇ（平均１７．１ ｇ／ｋｇ），全氮０．５７～１．７１ ｇ／ｋｇ（平均１．１0 ｇ／ｋｇ），速效磷含量１．６～６５．４ ｍｇ／ｋｇ（平均１６．２ ｍｇ／ｋｇ），速效鉀含量３８．０～１９９．０ ｍｇ／ｋｇ（平均９７．９ ｍｇ／ｋｇ），供試土壤為潮土、黃棕壤或黃褐土。
供試小麥品種為當(dāng)?shù)刂饕茝V的品種，分別為鄭麥９０２３、鄂恩５號(hào)、鄂恩６號(hào)、皖麥１４、鄂麥１８、鄂麥１４和鄂麥２３。前茬作物為水稻或棉花。
１．２試驗(yàn)設(shè)計(jì)
鉀肥用量設(shè)置４個(gè)水平，具體用量分為兩組，設(shè)計(jì)Ｉ（共３８?jìng)€(gè)試驗(yàn)）鉀肥用量為Ｋ０、Ｋ４５、Ｋ９０和Ｋ１３５（下標(biāo)表示Ｋ２Ｏ用量，單位為ｋｇ／ｈｍ２，下同）；設(shè)計(jì)ＩＩ（共３２個(gè)試驗(yàn)）鉀肥用量為Ｋ０、Ｋ７５、Ｋ１５０和Ｋ225。根據(jù)各地土壤養(yǎng)分差異及農(nóng)業(yè)技術(shù)人員的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，各處理分別施用Ｎ １８０～２４０ ｋｇ／ｈｍ２，Ｐ２Ｏ５ ７５～１３５ ｋｇ／ｈｍ２。
施肥時(shí)期和施用比例：磷肥全部作基肥施用；氮肥和鉀肥分兩次施用，其中６０％作基肥，４０％作追肥于拔節(jié)期施用。
肥料品種分別為尿素（Ｎ ４６％）、過(guò)磷酸鈣（Ｐ２Ｏ５ １２％）、氯化鉀（Ｋ２Ｏ ６０％）。各處理３次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列，小區(qū)面積２０ ｍ２。除肥料施用按方案進(jìn)行外，其他生產(chǎn)管理措施均采用當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)管理方法。
１．３測(cè)試項(xiàng)目及方法
產(chǎn)量：小麥產(chǎn)量以各小區(qū)實(shí)收產(chǎn)量計(jì)。
土壤農(nóng)化性狀：按常規(guī)法進(jìn)行測(cè)定［５］。土壤ｐＨ值按水土比２．５∶１.0，ｐＨ計(jì)測(cè)定；有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀容量法測(cè)定；全氮采用半微量凱氏法測(cè)定；速效磷用０．５ ｍｏｌ／Ｌ ＮａＨＣＯ３浸提－鉬銻抗比色法測(cè)定；速效鉀用１ ｍｏｌ／Ｌ ＮＨ４ＯＡｃ浸提－火焰光度法測(cè)定。
有關(guān)參數(shù)的計(jì)算：鉀的偏生產(chǎn)力（ＰＦＰＫ，ｋｇ／ｋｇ），它是指單位投入的肥料鉀所能生產(chǎn)的作物子粒產(chǎn)量，即ＰＦＰＫ＝Ｙ／Ｆ，Ｙ為施鉀后所獲得的作物產(chǎn)量，Ｆ代表鉀的投入量［６］；
鉀的農(nóng)學(xué)效率（ＡＥＫ，ｋｇ／ｋｇ），它是指單位施鉀量所增加的作物子粒產(chǎn)量，即ＡＥＫ＝（Ｙ－Ｙ０）／Ｆ，Ｙ為施鉀后所獲得的作物產(chǎn)量，Ｙ０為不施鉀條件下作物的產(chǎn)量，Ｆ代表施鉀量［６］；鉀的貢獻(xiàn)率（ＦＣＩ，％）＝［（施鉀區(qū)產(chǎn)量－不施鉀區(qū)產(chǎn)量）／施鉀區(qū)產(chǎn)量］×１００［７］；
推薦施鉀量：運(yùn)用直線(xiàn)加平臺(tái)模型（Ｌ＋Ｐ）［８］擬合鉀肥用量與小麥產(chǎn)量間的關(guān)系：ｙ＝ｂ０＋ｂ１ｘ（ｘ＜ｃ），ｙ＝ｙｐ（ｘ≥ｃ），式中ｙ為小麥產(chǎn)量（ｋｇ／ｈｍ２），ｘ為鉀肥用量（ｋｇ／ｈｍ２），ｂ０為基礎(chǔ)產(chǎn)量（即不施鉀時(shí)產(chǎn)量），ｂ１為線(xiàn)性系數(shù)，ｃ為鉀肥用量臨界值（由直線(xiàn)和平臺(tái)的交點(diǎn)求得），ｙｐ為平臺(tái)產(chǎn)量。
１．４數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析
試驗(yàn)數(shù)據(jù)用ＤＰＳ Ｖ３．０１軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果用ＬＳＤ法測(cè)驗(yàn)０．０５水平上的差異顯著性。用ＳＡＳ Ｖ８軟件進(jìn)行直線(xiàn)加平臺(tái)模型的擬合及最佳施肥量的確定。
２結(jié)果與分析
２．１施鉀的增產(chǎn)效應(yīng)
施鉀能明顯提高小麥子粒產(chǎn)量（表１），從平均值看，設(shè)計(jì)Ｉ中鉀用量在０～９０ ｋｇ／ｈｍ２及設(shè)計(jì)ＩＩ的０～１５０ ｋｇ／ｈｍ２范圍內(nèi)，小麥子粒產(chǎn)量隨著施鉀量的增加而增加，繼續(xù)增加鉀用量，產(chǎn)量略有下降，但下降幅度未達(dá)到顯著水平。與不施鉀對(duì)照處理相比，各施鉀處理平均每公頃增產(chǎn)子粒５５６～９７８ ｋｇ，增產(chǎn)率９．５％～１６．７％。
不同試驗(yàn)點(diǎn)施鉀的增產(chǎn)效應(yīng)差異明顯，以產(chǎn)量最高施鉀處理為對(duì)象，分析７０個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)施鉀增產(chǎn)量及增產(chǎn)率在不同等級(jí)下的分布頻率（圖１）。從圖1中可知，施鉀增產(chǎn)量處于５００～１ ０００ ｋｇ／ｈｍ２和
１ ０００～１ ５００ ｋｇ／ｈｍ２之間的分布頻率較高，分別為３２．９％和３０．０％；增產(chǎn)量＜５００ ｋｇ／ｈｍ２共１３個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)，占１８．６％。施鉀增產(chǎn)率＞40％和＜１０％的分布頻率均為２５．７％。
２．２施鉀的經(jīng)濟(jì)效益分析
由表２可知，設(shè)計(jì)Ｉ中施鉀處理較不施鉀對(duì)照平均每公頃增加產(chǎn)值８５7～１ ２２０元，設(shè)計(jì)ＩＩ中平均增加９４８～１ ５０６元。扣除鉀肥成本以計(jì)算小麥?zhǔn)┾浀慕?jīng)濟(jì)效益，結(jié)果表明不同試驗(yàn)點(diǎn)施鉀效益變異范圍較大，有少數(shù)試驗(yàn)點(diǎn)出現(xiàn)施鉀虧本的現(xiàn)象，但總體上看小麥?zhǔn)┾浤塬@得明顯的經(jīng)濟(jì)收益，其中設(shè)計(jì)Ｉ中Ｋ９０與設(shè)計(jì)ＩＩ中Ｋ１５０處理施鉀的平均凈收益分別為８５５元／ｈｍ２和８９７元／ｈｍ２。比較不同鉀水平的產(chǎn)投比，可知隨鉀施用量的增加，產(chǎn)投比呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，平均產(chǎn)投比在１．２～４．７之間。
分析各試驗(yàn)點(diǎn)最高產(chǎn)量處理施鉀的經(jīng)濟(jì)效益及產(chǎn)投比在不同等級(jí)下的分布頻率（圖２），表明施鉀效益＞１ ０００元／ｈｍ２共３７個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)，占５２．９％，其中效益＞２ ０００元／ｈｍ２占１５．７％。從產(chǎn)投比的分布頻率看，施鉀產(chǎn)投比處于１．５～３．０之間最高，分布頻率為２５．７％，產(chǎn)投比＞６．０分布頻率為１８．６％。
２．３鉀的利用率及貢獻(xiàn)率
不同施鉀處理平均鉀素偏生產(chǎn)力為２９．２～１４２．６ ｋｇ／ｋｇ，隨施鉀量的提高而下降（表３），小麥鉀素農(nóng)學(xué)效率也有類(lèi)似的趨勢(shì)，平均值在３．２～１２．４ ｋｇ／ｋｇ之間。以不施鉀對(duì)照產(chǎn)量為基準(zhǔn)，計(jì)算施鉀對(duì)小麥的貢獻(xiàn)率，表明各施鉀處理平均貢獻(xiàn)率在８．５％～１４．７％之間。
將最高產(chǎn)量施鉀處理小麥鉀偏生產(chǎn)力和農(nóng)學(xué)效率劃分為５個(gè)等級(jí)，計(jì)算每個(gè)等級(jí)下的試驗(yàn)樣本百分比，進(jìn)一步了解小麥不同鉀利用效率的樣本分布頻率（圖３）。從圖3來(lái)看，鉀的偏生產(chǎn)力處于４０～６０ ｋｇ／ｋｇ之間的最高，為３５．７％，而其他區(qū)間的樣本數(shù)明顯減少；農(nóng)學(xué)效率處于８～１２ ｋｇ／ｋｇ之間的最高，為２４．３％，其次是處于４～８ ｋｇ／ｋｇ之間和＜４ ｋｇ／ｋｇ的，分別為２２．９％和２１．４％。從７０個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的平均值看，鉀肥偏生產(chǎn)力為７1．0 ｋｇ／ｋｇ，每千克鉀素平均可增產(chǎn)小麥7．4 ｋｇ／ｋｇ。
２．４鉀的適宜用量
用直線(xiàn)加平臺(tái)模型擬合７０個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)鉀用量與小麥產(chǎn)量的關(guān)系（圖４）。根據(jù)模型擬合結(jié)果可知，小麥基礎(chǔ)產(chǎn)量為５ ９０6.74 ｋｇ／ｈｍ２，平臺(tái)產(chǎn)量為６ ６４6.75 ｋｇ／ｈｍ２，鉀臨界用量為８７.08 ｋｇ／ｈｍ２。當(dāng)鉀肥用量（ｘ）＜８７ ｋｇ／ｈｍ２時(shí)，小麥產(chǎn)量（ｙ）可用方程＝
５ ９０６．７４＋８．５０ｘ進(jìn)行描述。
３小結(jié)與討論
當(dāng)前生產(chǎn)條件下，小麥?zhǔn)┾浶Ч扳浝眯实膱?bào)道較多［２，６，９，１０］，但湖北地區(qū)小麥?zhǔn)┓史矫娴难芯縿t非常少。施鉀作為提高產(chǎn)量和改善小麥品質(zhì)的重要技術(shù)措施，不同區(qū)域小麥對(duì)鉀肥的表現(xiàn)因生態(tài)條件、主栽品種及麥田土壤肥力水平等的不同而存在差異［１１，１２］。張福鎖等［６］總結(jié)了近年在河北、天津、山東、山西等我國(guó)北方小麥主產(chǎn)區(qū)的１６５個(gè)田間試驗(yàn)結(jié)果，指出小麥鉀偏生產(chǎn)力和農(nóng)學(xué)效率分別為７２．２ ｋｇ／ｋｇ和５．３ ｋｇ／ｋｇ。在湖北的田間試驗(yàn)結(jié)果顯示，試驗(yàn)條件下小麥鉀偏生產(chǎn)力與北方接近，為７1．0 ｋｇ／ｋｇ，農(nóng)學(xué)效率明顯高于北方主產(chǎn)區(qū)，為7．4 ｋｇ／ｋｇ。分析其原因，可能有以下兩點(diǎn)，一是研究中最高產(chǎn)量的鉀肥用量較文獻(xiàn)中低；其二是湖北省麥田土壤鉀素含量整體低于北方。
化肥增產(chǎn)效應(yīng)是反映施肥是否合理的重要指標(biāo)，也是化肥科學(xué)決策的重要依據(jù)［１０］。研究結(jié)果表明湖北省小麥?zhǔn)┾浽霎a(chǎn)效果明顯，平均增產(chǎn)率9.5%~16.7％。根據(jù)７０個(gè)田間試驗(yàn)小麥產(chǎn)量與鉀施用量的關(guān)系，利用直線(xiàn)加平臺(tái)模型求得湖北省小麥鉀最佳平均施用量約為８７ ｋｇ／ｈｍ２，此結(jié)果可以為湖北省小麥生產(chǎn)中鉀的合理施用提供參考，但在實(shí)際生產(chǎn)中還應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)赝寥棱浰貭顩r、主栽品種的需鉀特性、氣候條件等對(duì)鉀施用量作適當(dāng)調(diào)整。
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