陸良縣大春馬鈴薯氮磷鉀合理用量試驗(yàn)

欒紅崗，謝紅生，王谷珍，資正麗，柏瓊芝，季壽堂*

（1.陸良縣龍海鄉(xiāng)農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)中心，云南陸良 655604；2.陸良縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，云南陸良 655600；3.陸良縣活水鄉(xiāng)農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)中心，云南陸良 655604）

陸良縣大春馬鈴薯氮磷鉀合理用量試驗(yàn)

欒紅崗1，謝紅生1，王谷珍1，資正麗3，柏瓊芝2，季壽堂2*

（1.陸良縣龍海鄉(xiāng)農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)中心，云南陸良 655604；2.陸良縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，云南陸良 655600；3.陸良縣活水鄉(xiāng)農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)中心，云南陸良 655604）

為了確定陸良縣大春馬鈴薯氮、磷、鉀合理用量，以馬鈴薯品種會(huì)-2號(hào)為材料，采用農(nóng)業(yè)部推薦的“3414”試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，通過N、P、K肥的不同水平組合，進(jìn)行隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，重復(fù)3次。研究結(jié)果表明，施用純N 66.49 kg/hm2、P2O5109.77 kg/hm2、K2O 90.68 kg/hm2的N、P、K組合產(chǎn)量最高，施用純N 59.76 kg/hm2、P2O591.28 kg/hm2、K2O 87.99 kg/hm2的N、P、K組合可獲得最佳經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量。

大春馬鈴薯；肥料效應(yīng)；施肥量；豐缺指標(biāo)

大春馬鈴薯是陸良縣高寒山區(qū)最主要的糧食作物，常年種植面積0.8萬hm2，多年來大春馬鈴薯生產(chǎn)中農(nóng)戶盲目施肥、過量施肥現(xiàn)象普遍存在，施肥不合理降低大春馬鈴薯的抗病蟲性[1]、產(chǎn)量、品質(zhì)及綜合效益。為此于2010年實(shí)施“3414”試驗(yàn)，首先分析不同處理產(chǎn)量差異的顯著性[2]，然后進(jìn)行多重比較，分析不同用量肥料產(chǎn)量差異的顯著性，利用測(cè)土配方施肥數(shù)據(jù)系統(tǒng)“3414”試驗(yàn)得出肥料效應(yīng)方程，最高產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)最佳產(chǎn)量施肥量，以及養(yǎng)分豐缺指標(biāo)[3]，利用EXCEL 2013回歸分析氮、磷、鉀任意2種肥料最佳配比下另一肥料的合理用量，對(duì)三元二次施肥模型擬合進(jìn)行很好的補(bǔ)充和優(yōu)化[4]。從量化角度指導(dǎo)陸良縣大春馬鈴薯合理施肥，為陸良縣大春馬鈴薯大面積增產(chǎn)和節(jié)本增效服務(wù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

本次試驗(yàn)安排在龍海鄉(xiāng)樹搭棚村委會(huì)梨園山村，位于北緯24.951 667°，東經(jīng)103.080 416 7°，海拔2 290.4 m。前作玉米，土壤類型為棕壤，土種為面油灰土，有機(jī)質(zhì)含量豐富，耕性好，但所處氣候冷涼，土壤肥力中等，質(zhì)地疏松，土壤保水保肥能力較強(qiáng)，很適宜種植大春馬鈴薯。

1.2 試驗(yàn)材料

馬鈴薯品種會(huì)-2號(hào)；試驗(yàn)化學(xué)肥料：氮肥為沾化尿素（含純N 46.4%）；磷肥為普鈣（含P2O516%），鉀肥為硫酸鉀（含K2O 50%）。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用農(nóng)業(yè)部推薦的“3414”試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)（完全實(shí)施），“3414”是指氮、磷、鉀3個(gè)因素，4個(gè)水平、14個(gè)處理。4個(gè)水平的含義：0水平指不施肥，2水平指當(dāng)?shù)刈罴咽┓柿康慕浦担?水平=2水平× 0.5，3水平＝2水平×1.5（該水平為過量施肥水平），陸良縣大春馬鈴薯氮、磷、鉀2水平施肥量分別為N 4個(gè)水平N0、N1、N2、N3，施肥量分別為0 kg/hm2、45 kg/hm2、90 kg/hm2、135 kg/hm2；P2O54個(gè)水平P0、P1、P2、P3，施肥量分別為0 kg/hm2、75 kg/hm2、150 kg/hm2、225 kg/hm2；K2O 4個(gè)水平K0、K1、K2、K3，施肥量分別為0 kg/hm2、37.5 kg/hm2、75 kg/ hm2、112.5 kg/hm2。14個(gè)處理組合為處理1（N0P0K0）、處理2（N0P2K2）、處理3（N1P2K2）、處理4（N2P0K2）、處理5（N2P1K2）、處理6（N2P2K2）、處理7（N2P3K2）、處理8（N2P2K0）、處理9（N2P2K1）、處理10（N2P2K3）、處理11（N3P2K2）、處理12（N1P1K2）、處理13（N1P2K1）、處理14（N2P1K1），每個(gè)處理重復(fù)3次，42個(gè)小區(qū)，采用隨機(jī)區(qū)組排列。

1.4 試驗(yàn)方法

本試驗(yàn)于3月20日播種，小區(qū)面積20 m2，每小區(qū)種植105株，試驗(yàn)各處理所用化學(xué)肥料一次性作基施穴施，用農(nóng)家肥37.5 t/hm2蓋種；小區(qū)間馬鈴薯苗齊后，結(jié)合鋤草松土，進(jìn)行一次中耕淺培土，馬鈴薯現(xiàn)蕾前進(jìn)行高培土，現(xiàn)蕾前防治晚疫病1次，現(xiàn)蕾后防治晚疫病2次，全生育期雨水調(diào)勻，馬鈴薯生長(zhǎng)良好，8月7日收獲。收獲前進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性狀調(diào)查，隨后進(jìn)行實(shí)際測(cè)產(chǎn)。

1.5 數(shù)據(jù)分析

在方差分析表明施肥有增產(chǎn)效果時(shí)，用“3414”試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析軟件，進(jìn)行氮、磷、鉀三元二次效應(yīng)方程的擬合，得出最佳施肥方案，通過回歸分析進(jìn)行氮、磷、鉀一元二次效應(yīng)方程的擬合，得出任意2種肥料在2水平下另一肥料最高產(chǎn)量施肥量。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理產(chǎn)量差異顯著性分析

經(jīng)實(shí)收測(cè)產(chǎn)得出各處理產(chǎn)量，見表1。本次試驗(yàn)方差分析區(qū)組間差異不顯著，處理間F=14.290＞F0.01= 2.624，處理間存在極顯著差異，見表2。處理之間差異是由不同處理造成，而不是因?yàn)樘镩g誤差所引起，為了進(jìn)一步明確哪些平均數(shù)間差異顯著，哪些不顯著，尚需對(duì)各個(gè)平均數(shù)作多重比較。

表1 試驗(yàn)產(chǎn)量分析

表2 方差分析

從表3看出，不施肥的N0P0K0空白處理與只施用氮、磷肥不施用鉀肥的N2P2K0處理產(chǎn)量較低，2個(gè)處理之間產(chǎn)量差異不顯著，與其他12個(gè)處理相比產(chǎn)量差異達(dá)極顯著水平，表明單施氮、磷肥增產(chǎn)效果不明顯，氮、磷、鉀肥配合使用具有顯著增產(chǎn)效果。不施用氮肥的N0P2K2處理產(chǎn)量和N1P2K2、N2P2K2處理產(chǎn)量差異達(dá)到顯著水平，與N3P2K2處理產(chǎn)量差異未達(dá)到顯著水平，表明在磷、鉀2水平下氮肥增施增產(chǎn)效果顯著，過量施肥產(chǎn)量降低，不施用磷肥的N2P0K2處理產(chǎn)量和N2P1K2、N2P2K2、N2P3K2處理產(chǎn)量差異未達(dá)到顯著水平，表明在氮、鉀2水平下磷肥增施增產(chǎn)效果不顯著。不施用鉀肥的N2P2K0處理產(chǎn)量和N2P2K1、N2P2K2、N2P2K3處理產(chǎn)量差異達(dá)到極顯著水平，表明在氮、磷2水平下鉀肥增施增產(chǎn)效果顯著。因此通過回歸分析找出最高產(chǎn)量施肥量和經(jīng)濟(jì)最佳施肥量對(duì)于指導(dǎo)生產(chǎn)具有重要意義。

表3 不同處理多重比較

2.2 不同處理的回歸分析

2.2.1 氮、磷、鉀三元二次效應(yīng)方程的擬合

利用測(cè)土配方施肥數(shù)據(jù)匯總系統(tǒng)的“3414”試驗(yàn)分析軟件分析導(dǎo)出回歸方程：Y=18771+48.214N+ 20.732P+207.22K-0.6821N2-0.146P2-1.146K2+ 0.2737NP+0.1365NK+0.077PK，R為0.98表示產(chǎn)量和氮、磷、鉀施肥水平相關(guān)性較好，方差分析F= 71.18>F0.01=14.66，表明馬鈴薯產(chǎn)量與氮、磷、鉀施用量之間具有顯著回歸關(guān)系，R2=0.99表明回歸方程擬合效果較好。方程N(yùn)、P、K的一次項(xiàng)偏回歸系數(shù)為48.214、20.732、207.22，可知增施氮肥、磷肥、鉀肥對(duì)馬鈴薯都能起到增產(chǎn)作用，其中以鉀肥和氮肥增產(chǎn)作用最大。方程N(yùn)、P、K的2次項(xiàng)偏回歸系數(shù)為-0.6821、-0.146、-1.146，說明3種肥料在其中2種2水平下的效應(yīng)曲線是一條拋物線，都存在一個(gè)合理施肥的范圍，過量施肥會(huì)造成減產(chǎn)，因此選用處理2、處理3、處理6、處理11可在P2、K2基礎(chǔ)上求得氮肥效應(yīng)方程，選用處理4、處理5、處理6、處理7可在N2、K2基礎(chǔ)上求得磷肥效應(yīng)方程，選用處理6、處理8、處理9、處理10可在N2、P2基礎(chǔ)上求得鉀肥效應(yīng)方程。

2.2.2 氮肥效應(yīng)方程的擬合

在EXCEL軟件中輸入處理2、處理3、處理6、處理11氮肥用量及產(chǎn)量，進(jìn)行氮肥一元二次方程擬合，得到圖1氮肥肥料效應(yīng)一元二次方程曲線圖，即：y=-0.673N2+97.940N+26964，R2=0.999，表明回歸方程擬合效果較好，通過方程的擬合圖看出隨著施氮量增加產(chǎn)量也增加且有一最大值，即N=97.940/（2×0.673）=72.7（kg/hm2）時(shí)，最高產(chǎn)量為30 522.9 kg/hm2。

圖1 氮肥效應(yīng)曲線

2.2.3 磷肥效應(yīng)方程的擬合

在EXCEL軟件中輸入處理4、處理5、處理6、處理7磷肥用量及產(chǎn)量，進(jìn)行磷肥一元二次方程擬合，得到圖2磷肥肥料效應(yīng)一元二次方程曲線圖，即：y=-0.119N2+32.78N+27812，R2=0.960表明回歸方程擬合效果較好，通過方程的擬合圖看出隨著施磷量增加產(chǎn)量也增加且有一最大值，即P= 32.78/（2×0.119）=136.8（kg/hm2）時(shí)，最高產(chǎn)量為30 055.4 kg/hm2。

圖2 磷肥效應(yīng)曲線

2.2.4 鉀肥效應(yīng)方程的擬合

在EXCEL軟件中輸入處理6、處理8、處理9、處理10鉀肥用量及產(chǎn)量，進(jìn)行鉀肥一元二次方程擬合，得到圖3鉀肥料效應(yīng)一元二次方程曲線圖，即：y=-1.259N2+222.0N+21141，R2=0.992表明回歸方程擬合效果較好，通過方程的擬合圖看出隨著施鉀量增加產(chǎn)量也增加且有一最大值，即K= 222.0/（2×1.259）=88.1（kg/hm2）時(shí)，最高產(chǎn)量為30 923.6 kg/hm2。

圖3 鉀肥效應(yīng)曲線

2.3 養(yǎng)分豐缺指標(biāo)確定、肥料增產(chǎn)效應(yīng)測(cè)算

利用（N2P2K2）全肥區(qū)產(chǎn)量，和缺氮（N0P2K2）、和缺磷（N2P0K2）、和缺鉀（N2P2K0）區(qū)產(chǎn)量的百分比，即：缺素相對(duì)產(chǎn)量確定養(yǎng)分豐缺，相對(duì)產(chǎn)量55%～75%為低；75%～85%為中；85%～95%為高；大于95%為極高，缺氮的相對(duì)產(chǎn)量89.00%為高，缺磷的相對(duì)產(chǎn)量92.2%為高，缺鉀的相對(duì)產(chǎn)量69.4%為低，利用（N2P2K2）全肥區(qū)產(chǎn)量，和缺氮（N0P2K2）、和缺磷（N2P0K2）、和缺鉀（N2P2K0）區(qū)產(chǎn)量的差值除以全肥區(qū)所增施肥料的量（純量），得到每投入單位肥料量（純量）所增加的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量，是肥料增產(chǎn)效應(yīng)的體現(xiàn)。N肥農(nóng)學(xué)效率為36.9、P肥農(nóng)學(xué)效率為15.8、K肥農(nóng)學(xué)效率為123.6，由上可知增施氮、磷肥，增產(chǎn)效果差，增施鉀肥增產(chǎn)效果好（表4）。

表4 養(yǎng)分豐缺指標(biāo)確定與肥料增產(chǎn)效應(yīng)測(cè)算

2.4 最高產(chǎn)量施肥量和經(jīng)濟(jì)最佳施肥量的確定

以2010年化肥和當(dāng)?shù)伛R鈴薯價(jià)格測(cè)算經(jīng)濟(jì)效益，利用分析軟件求得最高產(chǎn)量施肥量和經(jīng)濟(jì)最佳施肥量（表5），最高產(chǎn)量施肥量：施用純N 66.49 kg/ hm2、P2O5109.77 kg/hm2、K2O 90.68 kg/hm2時(shí)，最高產(chǎn)量為31 007.8 kg/hm2，經(jīng)濟(jì)效益為35 690.8元/ hm2；經(jīng)濟(jì)最佳產(chǎn)量施肥量：施用純N 59.76 kg/hm2、P2O591.28 kg/hm2、K2O 87.99 kg/hm2時(shí)，產(chǎn)量為30 951.4 kg/hm2，經(jīng)濟(jì)效益為35 758.3元/hm2（扣除化肥成本，未扣除其它支出）。

表5 最高產(chǎn)量施肥量和經(jīng)濟(jì)最佳施肥量

3 討論

試驗(yàn)根據(jù)馬鈴薯產(chǎn)量結(jié)果，利用測(cè)土配方施肥數(shù)據(jù)系統(tǒng)“3414”試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行分析，擬合出N、P、K肥料效應(yīng)模型，計(jì)算出最高產(chǎn)量施肥量和經(jīng)濟(jì)最佳施肥量，利用EXCEL進(jìn)行N、P、K肥料在2肥料2水平下另1種肥料效應(yīng)方程的擬合[3]，測(cè)算出最高產(chǎn)量施肥量，利用缺素相對(duì)產(chǎn)量確定養(yǎng)分豐缺[4]，利用農(nóng)學(xué)效率測(cè)算肥料增產(chǎn)效應(yīng)，以當(dāng)年農(nóng)資和農(nóng)產(chǎn)品價(jià)格測(cè)算最高產(chǎn)量施肥量和經(jīng)濟(jì)最佳施肥量經(jīng)濟(jì)效益[5]。通過本次試驗(yàn)，為陸良縣大春馬鈴薯科學(xué)施肥方案制定提供重要數(shù)據(jù)支撐，也是提高陸良縣大春馬鈴薯科學(xué)種植水平，達(dá)到節(jié)本增效的重要保障。

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2014－01－21

欒紅剛（1978-），男，本科，農(nóng)藝師，主要從事農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣工作，E-mail：lhg990241@163.com。

*為通訊作者。