隴東黃土高原區(qū)紫蘇“3414”肥效試驗(yàn)研究

張占軍

（隴東學(xué)院農(nóng)林科技學(xué)院，甘肅 慶陽(yáng) 745000）

紫蘇是隴東黃土高原區(qū)特色經(jīng)濟(jì)作物，籽粒α-亞麻酸含量達(dá)60%以上，葉片含有很豐富的β-胡蘿卜素、黃酮及Fe、Zn等多種礦質(zhì)元素，既是很好的加工型油料作物，又是別具特色的芳香類蔬菜作物，紫蘇栽培多數(shù)為冬小麥?zhǔn)斋@后移栽［1～5］。近年來，由于生產(chǎn)中存在氮、磷、鉀施肥不合理等問題，不僅增加了生產(chǎn)成本，影響了品質(zhì)，而且造成環(huán)境污染和資源浪費(fèi)。為了探索隴東黃土高原區(qū)紫蘇生產(chǎn)的最佳施肥標(biāo)準(zhǔn)，為紫蘇施肥指標(biāo)體系的建立提供科學(xué)依據(jù)，隴東學(xué)院農(nóng)林科技學(xué)院進(jìn)行了紫蘇配方施肥試驗(yàn)，現(xiàn)將結(jié)果報(bào)道如下。

1 材料與方法

1.1 供試材料

指示紫蘇品種為當(dāng)?shù)卦耘嗥贩N正寧紫蘇。供試肥料為尿素（含N 46%，中石化寧夏化工廠生產(chǎn)）、普通過磷酸鈣（含P2O512%，陜西寶雞磷肥廠生產(chǎn)）、硫酸鉀（含K2O 50%，俄羅斯阿欽斯克聯(lián)合企業(yè)生產(chǎn)）。

1.2 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2012年在慶陽(yáng)市寧縣湘樂鎮(zhèn)樊灣村進(jìn)行，地處北緯35°38′54″，東經(jīng)108°07′65″，當(dāng)?shù)睾０? 337m，土壤類型為黑壚土，前茬作物為冬小麥。試驗(yàn)地四周開闊，地勢(shì)平坦，土壤肥力中等。耕作層土壤含有機(jī)質(zhì)11.38 g/kg、全氮0.85 g/kg、堿解氮37.59mg/kg、有效磷10.60mg/kg、有效鉀125.00 mg/kg，pH 8.46。

1.3 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)采用“3414”完全肥料試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案［6～9］，即3個(gè)因素（N、P、K），4個(gè)水平，0水平為不施肥，2水平為當(dāng)?shù)刈罴咽┓柿康念A(yù)測(cè)值，1水平為2水平×0.5，即少于最佳施肥量的施肥水平，3水平為2水平×1.5（即最高施肥水平），共14個(gè)處理。采用隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)3次，小區(qū)面積15.0m2，行長(zhǎng)6.0m、寬2.5m。區(qū)間距及走道均為0.5m。試驗(yàn)方案見表1。試驗(yàn)各小區(qū)均不施有機(jī)肥，冬小麥?zhǔn)斋@后于7月9日及時(shí)旋耕、整地，并按試驗(yàn)方案分小區(qū)準(zhǔn)確稱取供試肥料，全部磷肥、鉀肥、60%氮肥按劃定小區(qū)一次性施入做底肥。于7月30日施入。4月25日紫蘇大田直播育苗。7月10日起苗，選擇生長(zhǎng)健壯，整體一致的紫蘇苗，按行距50.0 cm、株距46.1 cm挖穴后帶土移栽，隨栽隨澆穩(wěn)苗水，每小區(qū)栽植5行，每行栽14株。栽植密度為46 665株/hm2。移栽緩苗7 d后 （7月17日） 進(jìn)行第1次中耕除草壅土，7月30日追施剩余的40%氮肥并進(jìn)行第2次中耕除草。田間對(duì)各主要生育時(shí)期進(jìn)行觀察記載。成熟期每小區(qū)隨機(jī)掛牌標(biāo)記20株，統(tǒng)計(jì)株高、單株小穗數(shù)。從10月2日開始，各處理紫蘇相繼成熟，于10月6日按小區(qū)分別收獲，編碼插牌，堆放促其后熟。10月25日脫粒時(shí)進(jìn)行室內(nèi)考種，統(tǒng)計(jì)千粒重、單株產(chǎn)量，分小區(qū)計(jì)產(chǎn)。

表1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)紫蘇生育時(shí)期的影響

從表2可以看出，移栽后各處理開花期、座果期一致，但成熟期略有差異。其中處理1（N0P0K0）紫蘇較其它處理早成熟2～6 d，這是由于田間提早脫肥所致，而肥料配比較大的處理（N2P0K2、N2P1K2、N2P2K2、 N2P3K2、 N2P2K0、 N2P2K1、 N2P2K3、 N3P2K2）紫蘇莖葉密蔽、后期籽粒轉(zhuǎn)色推遲，導(dǎo)致成熟偏晚。

表2 不同處理紫蘇的主要生育時(shí)期 日/月

2.2 不同處理對(duì)紫蘇主要農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量構(gòu)成因子的影響

從表3可以看出，不同處理的株高、單株小穗數(shù)、小穗籽粒數(shù)、千粒重、單株產(chǎn)量有一定的差異，其中處理1（N0P0K0）株高、單株小穗數(shù)、小穗籽粒數(shù)、千粒重、單株產(chǎn)量均低于其余處理。株高以處理6（N2P2K2）最高，為120 cm；處理4（N2P0K2）次之，為119 cm；處理5（N2P1K2）、處理9（N2P2K1）、處理10（N2P2K3）居第3位，均為117 cm。單株小穗數(shù)以處理14（N2P1K1）最多，為126個(gè)；處理9（N2P2K1）次之，為125個(gè)；處理5（N2P1K2）、處理8（N2P2K0）居第3位，均為124個(gè)。每穗籽粒數(shù)以處理5（N2P1K2）最多，為72粒；處理9（N2P2K1）次之，為70粒；處理11（N3P2K2）居第3位，為68粒。千粒重以處理5（N2P1K2）、處理10（N2P2K3）最高，為5.12 g；處理6（N2P2K2）次之，為4.97 g；處理9（N2P2K1）居第3位，為4.96 g。單株產(chǎn)量以處理9（N2P2K1）最高，為0.041 g；處理5（N2P1K2）次之，為0.040 g；處理10（N2P2K3）、處理11（N3P2K2）居第3位，均為0.039 g。綜合以上分析，認(rèn)為處理5（N2P1K2）、處理9（N2P2K1）的紫蘇綜合性狀表現(xiàn)好。

表3 不同處理紫蘇的主要農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量構(gòu)成因子

2.3 不同處理對(duì)紫蘇產(chǎn)量的影響

從表4可以看出，13個(gè)施肥處理均比處理1（N0P0K0）增產(chǎn)。其中處理9（N2P2K1）的折合平均產(chǎn)量最高，為1 933.33 kg/hm2，比處理1增產(chǎn)94.63%；處理5（N2P1K2）次之，為1 873.33 kg/hm2，比處理1增產(chǎn)88.59%；處理10（N2P2K3）居第3位，為1 840.00 kg/hm2，比處理1增產(chǎn)85.24%；處理11（N3P2K2）居第4位，為1 820.00 kg/hm2，比處理1增產(chǎn)83.22%；處理2（N0P2K2）最低，為1 340.00 kg/hm2，比處理1增產(chǎn)34.90%，其余施肥處理為1 626.67～1 806.67 kg/hm2，比處理1增產(chǎn)63.75%～81.88%。對(duì)產(chǎn)量用LSD法進(jìn)行方差分析，結(jié)果表明，處理9（N2P2K1）與處理5（N2P1K2）、處理10（N2P2K3）、處理11（N3P2K2）差異不顯著，與其余處理差異均極顯著；處理5（N2P1K2）、處理10（N2P2K3）、處理11（N3P2K2）之間差異不顯著，與處理3（N1P2K2）差異顯著，與其余處理差異均極顯著。

表4 不同配方施肥處理產(chǎn)量結(jié)果

2.4 肥料的互作效應(yīng)和肥力分析

以NPK互作效應(yīng)最高，比處理1（N0P0K0）增產(chǎn)77.18%；其次是NP互作效應(yīng)，增產(chǎn)率為69.80%；再次是NK互作效應(yīng)，增產(chǎn)率為63.76%；PK互作效應(yīng)最差，增產(chǎn)率34.90%。從表5可以看出，處理1（N0P0K0）產(chǎn)量為最佳施肥區(qū)產(chǎn)量的56.44%，即本試驗(yàn)地肥力水平中等。缺N區(qū)產(chǎn)量為最佳施肥區(qū)產(chǎn)量的76.14%（75.00%＜76.14%＜95.00%），缺P區(qū)產(chǎn)量為最佳施肥區(qū)產(chǎn)量的92.42%（75.00%＜92.42%＜95.00%），即土壤中的有效N、P含量均中等；缺K區(qū)的產(chǎn)量為最佳施肥區(qū)產(chǎn)量的95.83%（95.00%＜95.83%＜100%），即土壤中的有效K含量較為豐富。N是限制產(chǎn)量的主要因子，其次是P，再次是K，對(duì)產(chǎn)量貢獻(xiàn)由大到小的次序?yàn)镹、P、K。

表5 肥料互作效應(yīng)結(jié)果

2.5 施肥模型建立及最佳施肥量和最大施肥量的確定

2.5.1 氮磷鉀肥效應(yīng)模型 通過回歸分析可得出N、P、K與產(chǎn)量的三元二次方程回歸模型：Y=70.26+1.47X1+5.21X2+15.86X3-0.13X12-0.32X22-1.50X32+0.25X1X2+0.28X1X3-1.45 X2X3（式中Y為產(chǎn)量，X1為施氮量，X2為施磷量，X3為施鉀量）。

對(duì)該回歸方程進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，F(xiàn)=9.37＞F0.05=6.0，說明N、P、K肥施用量與產(chǎn)量有顯著的回歸關(guān)系，可以用該回歸方程確定N、P、K肥的最大施肥量和最佳施肥量。根據(jù)回歸方程計(jì)算得出最大施肥量分別為N 249.45 kg/hm2、P2O5131.10 kg/hm2、K2O 39.30 kg/hm2，該水平下紫蘇產(chǎn)量為1 892.55 kg/hm2。最佳施肥量分別為N 193.05 kg/hm2、P2O5117.90 kg/hm2、K2O 30.00 kg/hm2，該水平下紫蘇產(chǎn)量為1 759.65 kg/hm2。

2.5.2 氮肥效應(yīng)模型 在P2O5、K2O施用量固定的情況下，對(duì)不同施氮處理進(jìn)行回歸分析，得出N的一元二次回歸模型：

Y=-0.12N2+3.94N+91.54（R2=0.9377）

應(yīng)用N的一元二次回歸方程計(jì)算得出，N的最大施量為247.35 kg/hm2、最佳施用量為213.30 kg/hm2。

2.5.3 磷肥效應(yīng)模型 在N、K2O施用量固定的情況下，對(duì)不同施磷處理進(jìn)行回歸分析，得出P2O5的一元二次回歸模型：

Y=-0.23P2+3.38P+110.54（R2=0.775 8）

應(yīng)用該一元二次回歸方程計(jì)算得出，P2O5的最大施用量為107.70 kg/hm2、最佳施用量為81.15 kg/hm2。

2.5.4 鉀肥效應(yīng)模型 在N、P2O5施用量固定的情況下，對(duì)不同施K處理進(jìn)行回歸分析，得出K2O的一元二次回歸模型：

Y=-1.24 K2+6.87K+114.78（R2=0.581 6）

應(yīng)用該一元二次回歸方程計(jì)算得出，K2O的最大施用量為41.55 kg/hm2，最佳施用量為37.35 kg/hm2。

2.5.5 最大施肥量與最佳施肥量的確定 將三元二次方程模型與一元二次方程模型得出的N、P、K最大施肥量和最佳施肥量結(jié)果進(jìn)行比較（表6），兩種方法中N、K2O的施用量基本差別不大，但一元二次方程模型得出P2O5最佳施用量為81.55 kg/hm2，而三元二次方程得出P2O5最佳施用量為117.90 kg/hm2，二者相比較差異較大。綜合考慮評(píng)價(jià)認(rèn)為，在隴東黃土高原區(qū)應(yīng)采用三元二次方程得出的最大施肥量和最佳施肥量作為紫蘇施肥標(biāo)準(zhǔn)。

表6 不同方程的最大施肥量與最佳施肥量比較

3 結(jié)論

隴東黃土高原區(qū)土壤中有效養(yǎng)分含量豐缺程度表現(xiàn)為高K、中P、中N，N是限制紫蘇產(chǎn)量的主要因子，其次是P，再次是K。以施N 225.0 kg/hm2、P2O5120.0 kg/hm2、K2O 22.5 kg/hm2處理的折合平均產(chǎn)量最高，為1 933.33 kg/hm2，N、P、K比例為1∶0.53∶0.10。配方施肥處理以N、P、K的互作效應(yīng)最高，NP、NK互作效應(yīng)明顯，PK的互作效應(yīng)最差，N、P、K肥對(duì)產(chǎn)量貢獻(xiàn)由大到小的次序?yàn)镹、P、K。推薦隴東黃土高原區(qū)紫蘇最大施肥量為N 249.45 kg/hm2、 P2O5131.10 kg/hm2、 K2O 39.30 kg/hm2，N、P、K比例為1∶0.52∶0.15，該水平下紫蘇產(chǎn)量為1 892.55 kg/hm2。最佳施肥量為N 193.05 kg/hm2、P2O5117.90 kg/hm2、K2O 30.00 kg/hm2，N、P、K比例為1∶0.61∶0.15，該水平下紫蘇產(chǎn)量為1 759.65 kg/hm2。

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