湖南烤煙施肥效應及最佳經濟施肥模型研究

劉青桂，齊龐生，陳玲玲，李志堅，羅小菊，谷亞娟

（耒陽市農業局，湖南 耒陽421800）

湖南烤煙施肥效應及最佳經濟施肥模型研究

劉青桂，齊龐生，陳玲玲，李志堅，羅小菊，谷亞娟

（耒陽市農業局，湖南 耒陽421800）

匯總湖南省30個烤煙“3414”試驗點的數據,進行通徑分析,并構建不同類型施肥效應函數。結果表明,氮肥對烤煙產量的通徑系數最大為1.079 8,說明其對烤煙產量的貢獻最大,其次是磷、鉀肥,而且氮磷、氮鉀、磷鉀肥之間的交互效應顯著；通過對3類回歸模型的分析,獲得最佳施氮、磷、鉀施用量分別為164.7、145.4、352.6 kg/hm2,最佳氮磷鉀比為1∶0.89∶2.11,最佳產量為2 194.7 kg/hm2。該結果為烤煙平衡施肥提供了科學依據。

烤煙；測土配方施肥；施肥模型；湖南

烤煙是湖南省主要經濟作物之一,常年種植面積在9.3萬hm2以上。根據《湖南省測土配方施肥項目實施方案》的要求,自2005年開始分別在桂陽縣、耒陽市、瀏陽市、常寧市、嘉禾縣等煙草生產面積較大的縣市進行了烤煙“3414”肥效試驗,獲得了大量的烤煙施肥基礎數據。為了完善烤煙施肥技術參數,建立全省烤煙施肥指標體系,實現烤煙精準施肥,特對全省的烤煙肥效試驗結果進行施肥效應模型分析,以期指導烤煙科學施肥,達到提高烤煙生產效益、農民節本增收、減少化肥面源污染的目的[1-2]。

1 材料及方法

1.1 試驗材料

供試品種為全省大面積種植的云煙87、G80和K326,采用大棚漂浮育苗,同一試驗點選擇同批次的、葉齡和生長情況一致的秧苗進行移栽。

1.2 試驗方法

試驗采用聯合國糧農組織(FAO)提出的“3414”完全試驗設計方案,即氮、磷、鉀3因素4水平14個處理的田間試驗方案,其中4個水平,分別是：0水平指不施肥；2水平指當地常規施肥量；1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[3-4],試驗處理水平及產量結果見表1。小區面積為6 m×5 m=30 m2,小區隨機排列,不設重復。栽煙行株距為120 cm×50 cm,每小區栽5行,每行栽11蔸,共計55蔸,四周保護行在2 m以上。整個試驗除了施肥量不同以外,其他操作均同等對待。

1.3 數據分析

1.3.1 構建氮、磷、鉀肥的三元二次肥料效應模型以30個試驗點“3414”試驗14個處理的平均值,進行三元二次回歸分析,XN、XP、XK為試驗中氮、磷、鉀施用量,各處理的產量為依變量Y(下同),分別獲得烤煙N、P、K肥的最高產量施肥量、最佳經濟施肥量和產量。

1.3.2 構建氮、磷、鉀肥的二元二次肥料效應模型分祈 (1)氮、磷肥的二元二次肥料效應模型。選擇處理2、3、4、5、6、7、10、11、12的結果進行用二元二次肥料效應模型分析,擬合得到氮、磷二元二次肥料效應函數及其相關參數。(2)氮、鉀肥的二元二次肥料效應函數。選擇處理2、3、6、7、8、9、10、11、13的結果進行用二元二次肥料效應模型分析,擬合得到氮、鉀二元二次肥料效應函數及其相關參數。(3)磷、鉀肥的二元二次肥料效應函數。選擇處理4、5、6、7、8、9、10、11、14的結果進行用二元二次肥料效應模型分析,擬合得到磷、鉀二元二次肥料效應函數及其相關參數。

1.3.3 構建氮、磷、鉀肥的一元二次肥料效應模型

(1)氮肥效應函數。選擇處理2、3、6、11(即氮的4個水平,磷、鉀因素均為2水平)的結果進行一元二次肥料效應模型分析,擬合得到氮肥效應函數及其相關參數。(2)磷肥效應函數。選擇處理4、5、6、7(即磷的4個水平,氮、鉀因素均為2水平)的結果進行一元二次肥料效應模型分析,擬合得到磷肥效應函數及其相關參數。(3)鉀肥效應函數。選擇處理2、3、6、11(即鉀的4個水平,氮、磷因素均為2水平)的結果進行一元二次肥料效應模型分析,擬合得到鉀肥效應函數及其相關參數。

2 結果與分析

2.1 氮、磷、鉀對烤煙產量影響程度分析

從通徑分析結果(表2)可以看出,對產量直接貢獻最大的是氮,其通徑系數為1.079 8,其次是磷、鉀,通徑系數分別為0.773 1、0.612 6；交互項的通徑系數以氮鉀最大,為0.673 7,其次是磷鉀和氮磷,通徑系數分別為0.507 2、0.481 0,兩者之間的差異不明顯。由此可見,在施足氮肥的情況下下,合理施用磷、鉀肥對產量的互作效應明顯。

2.2 氮、磷、鉀在烤煙生產上的增產貢獻及經濟效益分析

分別對不同氮、磷、鉀施用水平的產量和效益進行分析(見表3),不同的化肥施用量與缺素區比較,對烤煙單產影響最大的是氮,施氮區比缺素區平均增產917.7 kg/hm2,其次是鉀、磷肥,分別增產743.3、738.7 kg/hm2；每投入1 kg純量肥的產量以氮肥最高,每施用1 kg氮肥可獲得6.95 kg煙葉,其次是磷肥,為6.27 kg,第三是鉀肥,為2.50 kg；其中,各試驗點均以處理6的增產增收效果最好。由此可見,在烤煙生產中,均衡施用氮、磷、鉀肥,可獲得最大的增產增收效果。

2.3 烤煙施脂效應函數及最佳施脂量分析

2.3.1 氮、磷、鉀肥的三元二次肥料效應模型分祈氮、磷、鉀肥的三元二次方程如下：Y=743.54+6.992 5 XN+5.503 3 XP+1.717 3 XK-0.038 8 XN2-0.037 44 XP2-0.005 81 XK2+0.018 24 XNXP+0.010 09 XNXK+ 0.008 51 XPXK。擬合的試驗肥料回歸函數的相關系數為0.999 1,方差分析F值為250.81,均達到極顯著水平,說明產量與氮、磷、鉀肥施用量之間有顯著的回歸關系；從一次項來看,施用氮肥的起始增產效果最好,其次是磷肥和鉀肥；從交互項看,交互項系數均為正值,氮磷肥配合施用對產量促進最好,其次是氮鉀和磷鉀配合使用效果。方程推薦的氮、磷、鉀肥最佳施肥量分別為172.6、155.8 、378.0 kg/hm2,最佳產量為2 212.9 kg/hm2,均高于處理6,其中以鉀肥最佳施用量偏差最大,其次是氮肥和磷肥。

2.3.2 氮、磷、鉀肥的二元二次肥料效應模型分祈(1)氮、磷肥的二元二次肥料效應模型。Y=567.09+ 11.016 4 XN+9.017 9 XP-0.039 1 XN2-0.037 7 XP2+ 0.014 9 XNXP,方差分析F值為209.04**,達到極顯著水平；氮、磷肥的最佳施用量分別為166.1、149.4 kg/hm2,最佳產量為2 192.6 kg/hm2,均高于處理6,但小于三元二次模型的結果。(2)氮、鉀肥的二元二次肥料效應模型。Y=780.84+9.632 XN+2.941 4XK-0.039 2 XN2-0.005 9 XK2+0.009 9 XNXK,方差分析 F值為187.42**,達到極顯著水平；氮、鉀肥的最佳施用量分別為164.7、356.4 kg/hm2,最佳產量為2 189.6 kg/hm2,均小于三元二次模型的結果,但與處理6的數值相近。(3)磷、鉀肥的二元二次肥料效應模型。Y= 864.96+8.852 5 XP+3.481 1 XK-0.039 5 XP2-0.006 1 XK2+0.008 2 XPXK,方差分析F值為130.9**,達到極顯著水平；磷、鉀肥的最佳施用量分別為145.4 、348.9 kg/hm2,最佳產量為2 199.8 kg/hm2,均小于三元二次模型的結果,接近處理6的數值,其中磷的最佳施用量更接近于處理6,方程模擬結果比較接近生產實際。

2.3.3 氮、磷、鉀肥的一元二次肥料效應模型分祈(1)氮肥效應函數。Y=1 095.92+12.721 8 XN-0.0377 XN2,方差分析F值為75 274.6**,達到極顯著水平,最佳氮肥施用量為165.4 kg/hm2,最佳產量為2 169.3 kg/hm2,低于三元二次模型的結果,比處理6中氮肥施用量高,比二元二次模型的結果略高。(2)磷肥效應函數。Y=1 335.38+11.463 3 XP-0.038 4 XP2,方差分析F值為132.23**,達到極顯著水平,最佳磷肥施用量為146.4 kg/hm2,最佳產量為2 189.8 kg/hm2,低于三元二次模型的結果,高于二元二次模型的結果,也比處理6中的磷肥施用量高。(3)鉀肥效應函數。Y=1 334.51+ 4.530 7 XK-0.006 0 XK2,方差分析F值為118.92**,達到極顯著水平,最佳鉀肥施用量為345.9 kg/hm2,最佳產量為 2 186.1 kg/hm2,均低于三元二次、二元二次模型的結果,也比處理6中的鉀肥施用量低。

從以上氮、磷、鉀肥的三類最佳施肥模型看出,所有模型檢驗均達極顯著水平,模型各個系數合理,但從模型與實際產量的擬合程度來看(表4),三元二次模型擬合的最佳施肥量及最佳產量均大于實際生產的處理6；一元二次模型擬合的氮肥、磷肥施用量略高于處理6,擬合的鉀肥用量偏低；氮、鉀二元二次模型擬合的施用量略高于處理6,氮、磷二元二次模型擬合的施用量較接近處理6,磷、鉀二元二次模型擬合的施用量最接近處理6。

綜上所述,推薦采用由氮、鉀二元二次方程模型所得的最佳施氮量(164.7 kg/hm2),由磷、鉀二元二次方程模型所得的最佳磷施用量(145.4 kg/hm2),以及氮、鉀和磷、鉀二元二次模型獲得的最佳施鉀量的平均值(352.6 kg/hm2)為煙葉生產最適施肥量,最佳氮磷鉀肥比為1∶0.89∶2.11,所得最佳產量為2 194.7 kg/hm2。

3 討 論

氮、磷、鉀肥是煙草生產上施用量較大的營養元素,對烤煙的增產效果顯著。對全省30個試驗點的“3414”肥效試驗數據進行通徑分析,結果表明,氮肥對烤煙產量的直接貢獻最大、其次是磷肥和鉀肥；同時,氮磷、氮鉀、磷鉀肥的互作效應顯著。這說明在生產上合理施用氮、磷、鉀肥有利于促進烤煙正常生長,獲得較高的產量和效益。采用“3414”試驗數據分別構建三元二次、二元二次和一元二次肥料效應回歸模型,并將模型所得最佳施肥量和最佳產量與實際生產(處理6)進行比較,獲得氮、磷、鉀肥最佳施用量分別為164.7、145.4、352.6 kg/hm2。該結果對烤煙大面積生產科學配比氮、磷、鉀肥,實現烤煙平衡施肥具有一定的指導意義[5]。為了建立健全的湖南省烤煙測土配方施肥指標體系,還需對現有的“3414”肥效試驗數據做進一步分析,以期完善烤煙測土配方施肥技術參數,建立烤煙精準施肥技術體系。

［1］謝衛國,黃鐵平,鐘武云,等. 測土配方施肥理論與實踐［M］. 長沙：湖南科技出版社,2006.

［2］李洪斌,張楊珠,胡日生,等. 湘中南地區煙稻輪作條件下煙草作物的施肥效應與肥料效應函數研究［J］. 中國農學通報,2013,29(24)：74-84.

［3］谷松林,陳小虎,陳芳斌,等. 云煙87肥料效應及平衡施肥技術初探［J］. 作物研究,2009,23(2)：101-103.

［4］金耀青,張中原. 關于農作物對土壤肥力的依存率及其應用的研究［J］. 沈陽農學院學報,1985,(4)：64-68.

［5］邢月華,汪 仁,安景文,等. 土壤養分測定值與其校正系數的回歸關系［J］. 遼寧農業科學2005,(2)：45-46.

（責任編輯：成 平）

Study on Effects of Fertilization on Tobacco in Hunan Province and the Optimal Economic
Fertilization Model

LIU Qing-gui，QI Pang-sheng，CHEN Ling-ling，LI Zhi-jian，LUO Xiao-ju，GU Ya-juan

（Leiyang Agricultural Bureau,Leiyang 421800,PRC）

The study collected the data of 30 “3414” test points for flue-cured tobacco in Hunan province， conducted the path analysis，and built a function of fertilization effects of different fertilizer types. The results showed that the path coefficient of N fertilizer on tobacco yields was the largest (1.079 8)， which was followed by that of P and K fertilizer. It indicated that N fertilizer had the largest contribution to the production of flue-cured tobacco. Interactive effects of N and P， N and P， as well as P and K were marked. Based on the analysis of 3 regression models， we knew that optimal rates of N， P and K fertilizers were 164.7， 145.4 and 352.6 kg/hm2respectively， the optimal ratio of N， P， K was 1∶0.89∶2.11， and the best yield was 2 194.7 kg/hm2. The results provide a scientific basis for the balanced fertilization of flue-cured tobacco.

flue-cured tobacco； formula fertilization by soil testing； fertilization model； Hunan

S572.062

A

1006-060X（2015）08-0072-04

10.16498/j.cnki.hnnykx.2015.08.023

2015-05-20

湖南省測土配方施肥項目(2005年)

劉青桂(1972-),男,湖南耒陽市人,農藝師,主要從事農業技術推廣及研究。