“3414”試驗對山地玉米產量影響及推薦施肥探索

畢生斌等

摘 要 應用“3414”試驗對云南山地玉米進行養分試驗，研究配施不同N、P、K養分對其產量的影響。結果表明：氮、磷、鉀施用量對玉米產量的影響大小順序為磷>氮、鉀，養分農學效率為K1>K2>P2>P1> P3>K3>N1>N2>N3；試驗區域玉米最優推薦施用量為N 75 kg/hm2；P2O5 150 kg/hm2；K2O 42.90 kg/hm2。

關鍵詞 “3414”試驗 ；玉米 ；推薦施肥 ；產量

分類號 S513

Abstract The“3414”experiment was applied to nutrient experiment of mountain corn in Yunnan Province in order to study the effects of application of different nutrients （nitrogen， phosphorus and potassium） on yield. The results show that the effects of consumption of nitrogen， phosphorus and potassium on corn's yield are： the consumption of phosphorus > the consumption of nitrogen> the consumption potassium，in that order； the nutrient agronomic efficiency is：K1 > K2 > P2 > P1 > P3 > K3 > N1 > N2 > N3； the optimal recommended consumption of N， P2O5 and K2O of the corn in experimental area is N 75 kg/hm2， P2O5 150 kg/hm2， K2O 42.90 kg/hm2.

Keywords “3414” experiment ； corn ； recommendation of fertilization ； yield

玉米是非谷類作物中重要的糧食作物之一，具有產量高、分布廣等特點，既可當糧食，又可作為蔬菜、飼料，在高寒山區，還可作主糧[1-3]。德宏玉米常年種植面積達3萬hm2，超過全州耕地面積的40%[4]，是農業產值的重要組成部分，是農民增收的主要來源。隨著德宏地區現代農業發展，種植結構調整和州內外加工工業的興起及畜禽飼養業的壯大，玉米需求不斷增加，栽培面積逐年上升，但產量卻一直徘徊不前，平均單產僅3 615 kg/hm2，遠低于2003～2007年的全國平均5 299.5 kg/hm2和美國9 195 kg/hm2的水平[5]。因此，在種植面積不斷增加的情況下，如何提高玉米的產量具有重要意義。而產量的提高離不開正確的施肥技術，肥料施用的定量化則是玉米合理施肥的關鍵[6-9]。本文旨在通過對玉米進行“3414”試驗，分析確定玉米N、P、K最佳施肥量，以進一步優化德宏山區玉米施肥指導并提升產值。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗地在芒市勐嘎鎮勐穩村小橋蘇自海農戶家地塊，海拔1 285 m，土壤為赤紅壤，取樣層0～20 cm，pH 4.9，有機質5.22%，堿解氮258.3 mg/kg，有效磷0.1 mg/kg，有效鉀62.0 mg/kg。前茬作物豌豆，供試玉米品種為云德三號（德宏州農科所生產），供試肥料尿素（N 46%，四川德陽市生產），普鈣（P2O5 12%，昆明安寧市生產），硫酸鉀（K2O 50%，云南三環化工股份有限公司生產）。

1.2 方法

1.2.1 試驗設計

試驗設14個處理（表1），3次重復，共42個小區，隨機區組排列，小區及重復間用土筑埂，小區面積5 m（長）×4 m（寬）=20 m2，每小區種植120株。施肥方法：基肥N 20% 、P2O5 50% ，促苗肥N 50%、P2O5 50% 、K2O 80%，攻穗肥N 30%、K2O2 0%。于2010年5月4日播種，采用拉線條載（株行距0.9 m×0.16 m），各小區基本苗一致。田間管理除施肥不同外，其它各項管理措施按農戶常規方法進行。2010年10月14日收獲，每小區單打單收，單獨計算產量。

1.2.2 土樣化驗

質地：用手測-濕試法；pH：電位法；有機質：油浴加熱重鉻酸鉀氧化-容量法；堿解氮：堿解擴散法；有效磷：碳酸氫鈉提取-鉬銻抗比色法（Olsen法）；速效鉀：乙酸銨浸提-原子吸收分光光度法[10]。

1.2.3 數據處理

數據采用 Microsoft Excel 2003和SAS 9.0處理分析。

2 結果與分析

2.1 不同施肥對玉米產量的影響

玉米實收產量結果及經濟效益性狀表見表2。從表2看出，處理N2P3K2產量最高，不同施肥量和不同量的配施對玉米產量影響較明顯。經過方差分析和多重比較得出，N、P、K 3種養分都施用的處理除N2P3K2處理與N2P1K2處理和N2P1K1處理間差異顯著外，其余處理間差異均不顯著；3養分都施用的處理與不施肥N0P0K0處理間差異顯著，其中N2P3K2、N2P2K2、N2P2K3、N1P2K2與N0P0K0處理差異達極顯著。經分析表明，在作物種植施肥中，3元素都施比單一或其中2種配施所產生的產量和經濟效益高，且差異顯著或極顯著。所有處理中，N3P2K2的養分總含量最高，但產量和經濟效益不是最高，說明玉米施肥與產量間回報遞減規律的存在。

在磷、鉀養分施用優化且量相同條件下，施用不同量的氮養分（N0、N1、N2、N3）間不施氮處理與施用氮處理間差異顯著，其中不施氮與N1、N2差異達極顯著，施氮處理間差異不顯著。從施氮增產順序來看，N2的玉米產量較空白處理增產最高，N1、N3增產量依次遞減；在氮、鉀養分施用優化且量相同條件下，施用不同的磷養分量（P0、P1、P2、P3）間，P0與P2、P3處理的玉米產量間達極顯著，玉米施磷增產順序隨施用量的增加而增加；在氮、磷養分施用優化且量相同條件下，施用不同的鉀養分量（K0、K1、K2、K3）間，K0與施鉀處理間差異均達極顯著，施鉀處理間差異不顯著。

在相同磷鉀肥處理間、相同氮鉀肥處理間和相同氮磷肥處理間分別比較氮、磷、鉀肥的增產值效果，結果以磷肥的3水平增值效果最大，鉀肥和氮肥的2水平增值效果都居第二，但從產投比來看，P3、N2、K2的值相差不大。從肥料農學效率分析得出K1>K2>P2>P1>P3>K3>N1>N2>N3。磷鉀肥對該地區的玉米生長極為重要，生產中要重視施用磷鉀肥，同時防止氮肥過量形成回報遞減。從處理N3P2K2來看，施氮增多不僅沒有提高產量，較其它施氮少的處理產量呈下降。試驗中鉀肥過量雖然沒有造成產量下降，但K3水平量與K2水平量的處理產量相差很小，差異不顯著，鉀肥的增施反而增加了投入成本。磷肥對產量影響大的原因可能是本地區土壤含磷量嚴重缺乏，已成為作物生長的首要限制因子。從土壤測試結果看，本地區有效磷僅0.1 mg/kg，也反應了該地土壤嚴重缺磷現狀。

2.2 最優推薦施肥量分析

此方程的R、F值反應出該三元二次函數擬合成功，并且通過邊際分析得出推薦施肥量N為300.75 kg/hm2，P2O5為137.40 kg/hm2，K2O為125.70 kg/hm2，最佳產量7 595.55 kg/hm2。但三元二次函數分析出的推薦施肥一般有以下問題：擬合成功的三元二次肥料效應函數往往存在推薦施肥量偏高的問題；不但造成施肥的經濟效益下降，同時也對環境不利；同時，單純采用三元二次肥料效應函數擬合常常會忽略了試驗中得到的某些試驗點不需要施肥或某一養分不需要施肥的信息對推薦施肥產生誤導[11-12]。為此，本試驗數據同時采用了一元線性加平臺模型[即：y=a+bx（x≤C）；y=P（x>C）]進行了擬合，具體為：選用處理2、3、6、11求得在P2K2水平基礎上氮肥效應函數；選用處理4、5、6、7求得在N2K2水平為基礎的磷肥效應函數；選用處理6、8、9、10求得在N2P2水平基礎上鉀肥效應函數。氮肥一元線性加平臺擬合函數為：

2.3 施肥參數分析

對“3414”試驗中缺素區處理的產量分別與全肥區處理6的產量進行比較，以缺素區產量占全肥區產量的百分數即相對產量的高低反映土壤N、P、K養分的豐缺（表3），其中，缺氮的相對產量=處理2（N0P2K2）產量/處理6（N2P2K2）產量×100%；缺磷的相對產量=處理4（N2P0K2）產量/處理6（N2P2K2）產量×100%；缺鉀的相對產量=處理8（N2P2K0）產量/處理6（N2P2K2）產量×100%。相對產量低于50%的土壤養分為極低水平，50%～75%為低水平，75%～95%為中水平，大于95%為高水平[13]。而從表4可見，試驗區域土壤對玉米作物而言N養分豐缺程度處于低水平，P和K養分處于極低水平。玉米每形成100 kg籽粒產量所吸收養分量N 2.57 kg、P2O5 0.86 kg 、K2O 2.14 kg[14]，以2水平全肥區處理6的產量計算每公頃玉米吸收當季的氮166.35 kg、磷55.65 kg、鉀138.60 kg。

以處理2、4、8及處理6的產量可求出土壤養分供應量和氮、磷、鉀肥的當季利用率（表4）。

2.4 玉米推薦施肥量的確定

推薦施肥量的確定可采用地理差減法，即根據施肥區玉米近年當季產量（一般為前3 a平均單產）和年遞增率估算目標產量，利用目標產量所需養分減去土壤供肥量，其差值除于肥料當季利用率，得所需施用養分量；同時，也可以用肥料效應函數法來確定推薦施肥量，選擇不同肥力水平田塊進行多點田間試驗，得到不同肥力水平下的最優推薦施肥量，建立土壤測試值與最優推薦施肥量的數學關系，從而用函數來確定土壤有效養分某一測定方法不同等級時的推薦施肥量。

3 結論與討論

本研究結果表明：采用N、P、K配施，以施肥養分總量高的處理產量較高，在一定范圍內，N、P、K肥的施用量對玉米的增產作用是P肥>N肥、K肥；養分農學效率順序為K1>K2>P2>P1>P3>K3>N1>N2>N3。此外，本地含P量極低，K含量低，土壤偏酸的特點，施肥中應注意控制好N肥，注意施好P、K肥，以提高施肥的經濟效益。根據試驗結果和本地區農業生產實際綜合分析，建議本區域玉米N、P、K施用量為：N 75 kg/hm2，P2O5 150 kg/hm2，K2O 42.90 kg/hm2。同時要掌握好施肥時期和比例，保證各生長期所需養分。在推薦施肥量的計算中，地力差減法簡單、方便、易懂，為合理確定施肥量和肥料配方提供了技術依據；肥料效應函數法計算的推薦施肥量所涉及的施肥影響因素較單一，且需要大量不同肥力水平的多點試驗數據，試驗成本較高，數據分析技術較高。兩種方法在農業生產條件千變萬化、土壤供肥量和肥料當季利用率不恒定下，其隨著土壤內因、時間、氣候、耕作管理水平等因素的變化而不斷變化[15-18]，而目標產量也只是一個估算值，因此，計算出的施肥量可能與實際有較大的偏差，也可能超出試驗設計施肥量的上下限，必須經過專業技術人員分析后才能運用。建立區域性玉米施肥模型，還需要多年、多點、多品種試驗后加以總結，才能在實際生產中推廣應用。

參考文獻

[1] 德宏州農業局. 德宏州農業志[M]. 云南芒市：德宏團結報，2011：62.

[2] 仇煥廣，張世煌，楊 軍，等. 中國玉米產業的發展趨勢、面臨的挑戰與政策建議[J]. 中國農業科技導報，2013，15（1）：20-24.

[3] 戴景瑞，鄂立柱. 中國玉米育種科技創新問題的幾點思考[J].玉米科學，2010，18（1）：1-5

[4] 趙曉梅. 云南省德宏州玉米低產原因分析及對策[J].作物雜志，2009（2）：108-110.

[5] 國家玉米產業技術體系. 西南及南方玉米區增產技術培訓會[C].云南芒市，2010.

[6] Montemurro F， Maiorana M， Ferri D， et al. Nitrogen indicators， uptake and utilization efficiency in a maize and barley rotation cropped at different levels and sources of N fertilization[J]. Field Crop Research， 2006（99）： 114-124.

[7] Cui Z L， Chen X P， Miao Y X， et al. On-Farm Evaluation of the Improved Soil Nmin-based Nitrogen Management for Summer Maize in North China Plain[J]. Agronomy Journal， 2008， 100（3）： 517-525.

[8] 孫文濤，汪 仁，安景文，等. 平衡施肥技術對玉米產量影響的研究[J]. 玉米科學，2008，16（3）：109-111.

[9] 曹 寧，謝佳貴，張玉斌，等. 應用“肥料量級”試驗建立吉林省春玉米 磷肥施用指標體系[J].中國農學通報，2009，25（18）：256-258.

[10] 鮑士旦. 土壤農化分析[M]. 北京：中國農業出版社，2000.

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

[12] 孫義祥，郭躍平，于舜章，等. 應用“3414”試驗建立冬小麥測土配方施肥指標體系[J].植物營養與肥料學報，2009（1）：198-203.

[13] 農業部種植業管理司，全國農業技術推廣服務中心.測土配方施肥技術問答[M]. 北京：中國農業出版社，2005：39-41.

[14] 云南省測土配方施肥辦公室. 測土配方施肥數據管理系統審核數據方法介紹[M]. 北京：中國農業出版社，2010：9.

[15] 白由路，金繼運，楊俐蘋，等. 基于GIS的土壤養分分區管理模型研究[J].中國農業科學，2001，34（1）：1-4.

[16] Stevenson J C， Goodman M M. Ecology of exotic races of maize. I leaf number and tillering of 16 races under four temperatures and two photoperiods[J]. Crop Sci， 1972， 12（6）： 864-868.

[17] Shumway C R. Planting date and moisture effects on yield， quality and alkaline-processing characteristics of food-grade maize[J]. Crop Sci， 1992， 32（5）： 1 265-1 269.

[18] Bunting E S. Accumulated temperature and maize development in England[J]. J Agric Sci Camb，1976， 87（3）： 577-583.