紅壤旱地紅薯產量對氮肥用量的響應及相互關系研究

胡惠文，柳開樓，余跑蘭，陳 雷

（1. 江西紅壤研究所， 國家紅壤改良工程技術研究中心， 農業部江西耕地保育科學觀測實驗站，江西 南昌 330046； 2. 福建省瑪塔農業發展有限公司， 福建 漳州 363000）

作為一種高產穩產的作物，紅薯具有適應性廣、抗逆性強、耐旱耐瘠和病蟲害較少等特點。在水肥和光溫資源較好的地區種植，其產量一般可達30～45 t/hm2[1]。但是在江西省，紅薯多種植在紅壤丘陵旱地上，由于紅壤早地有酸、瘦、板結、耕層淺、有機質少等缺點，導致該地區的紅薯產量較低，一般在7.5～20 t/hm2之間[2]。此外，紅壤旱地普遍存在產量和氮肥利用率較低的問題[3-4]，大量研究表明，不合理施用氮肥是導致作物減產和氮肥利用率下降的主要原因[5-6]。因此，為提高紅壤旱地的紅薯產量，該研究擬通過比較不同氮肥用量與紅薯產量相關關系，得出紅壤旱地上紅薯高產的合理氮肥用量，以期為該地區的紅薯施肥技術提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地設在江西省紅壤研究所（116°20'24″E、28°15'30″N），屬中亞熱帶季風氣候，年均降雨量1537mm，年蒸發量1 100～1 200 mm。年均氣溫17.7～18.5℃，最冷月（1月）平均氣溫為4.6℃，最熱月（7月）平均氣溫為28.0～29.8℃。典型丘崗地形，海拔高度25～30 m，坡度5°。為典型的低丘紅壤地區。土壤類型為第四紀紅粘土，測得其主要理化性狀為：有機質、全氮、全磷、全鉀含量分別為11.41、0.81、0.49、13.98 g/kg，速效氮、速效鉀、速效鉀含量分別為38.82、11.80、112.75 mg/kg，pH 值5.2。

1.2 試驗材料

紅薯品種為蘇薯8 號。

1.3 試驗設計

試驗設置6個氮肥用量，各處理見表1。各處理磷、鉀肥施用量均一致，分別為60 和105 kg/hm2。每個處理3 次重復，各田間小區按區組隨機排列，每個小區面積12 m2。磷肥全部做基肥施用，氮肥和鉀肥50%做基肥施用，50%在移栽后30 d 做追肥施用。紅薯的移栽試驗時間為5月10 號，收獲時間為10月14號。

表1 試驗各處理的肥料用量 （kg/hm2）

1.4 測定指標

每個小區在收獲時測定紅薯藤和紅薯塊實際產量。按公式（1）、（2）、（3）計算收獲指數、氮肥農學效和氮肥偏生產力。

所有數據均采用Excel 2003 進行數據分析，采用SPSS 16.0 進行方差分析，采用Origin 7.5 軟件作圖。

2 結果與分析

2.1 氮肥用量對紅薯產量的影響

從表2 可以看出，不同氮肥用量下紅薯藤和紅薯塊的產量存在顯著差異，各處理的紅薯藤和紅薯塊均表現為N120 的產量最高，分別比N0 增加了44.4%和91.2%。在紅薯藤產量上，N90、N150 和N180 的產量與N120 不存在顯著差異；但在紅薯塊產量上，除了N180 的產量顯著低于N120 之外，N60、N90、N150 的產量與N120 不存在顯著差異。而在收獲指數上則表現出N60、N90 和N120 這3個處理之間不存在顯著差異，但與N0、N150 和N180 存在顯著差異，其中N150 和N180 不存在顯著差異。這說明，氮肥用量過高不能提高紅薯產量，在紅壤旱地上合理的氮肥用量為120 kg/hm2。

表2 氮肥不同用量下紅薯產量和收獲指數變化

2.2 氮肥用量與紅薯增產率的關系

合理的氮肥用量可以顯著提高紅薯的增產率。圖1 結果顯示，氮肥用量與紅薯的增產率可以用二次曲線進行擬合。擬合方程為y=－0.006 7x2+1.151 39x－3.893 5（R2=0.745 6，P<0.05）。通過擬合方程可以算出，當氮肥用量為115 kg/hm2時，紅薯的增產率最高（81.6%）。這進一步說明，適宜的氮肥用量是紅薯高產的關鍵，而過度施肥則會導致增產率降低。

圖1 氮肥用量與紅薯增產率的相互關系

2.3 氮肥用量與氮肥農學效率及氮肥偏生產力的關系

圖2 結果表明，氮肥用量與紅薯的氮肥農學效率及氮肥偏生產力均具有顯著的負相關性，通過方程擬合發現，線性方程可以較好地擬合氮肥用量與氮肥農學效率和氮肥偏生產力的關系，二者的方程分別為：y=－0.992 8x+224.86（R2=0.966 7，P<0.05），y=－2.387 9x+543.98（R2=0.9623，P<0.05）。這表明，隨著氮肥用量的增加，紅薯的氮肥農學利用率和氮肥偏生產力均呈現出逐漸下降的趨勢。

圖2 氮肥用量與氮肥農學效率及氮肥偏生產力的相互關系

3 討 論

紅壤旱地是中國南方丘陵區主要的耕地資源，大約占全國土地面積的11%，該地區水熱資源豐富，生產潛力巨大，是我國重要的糧、油、果、林、茶及水產品生產基地[7-8]。然而，受土壤自身性質和人為不合理開發的影響，南方丘陵區的紅壤旱地普遍存在肥料利用率低、酸化加劇、作物產量低而不穩等問題，嚴重制約了該地區的農業的持續發展[9-10]。因此，探索紅壤旱地高效持續利用技術就顯得相當緊迫。

氮肥作為促進作物生長、提高作物產量最主要的化學肥料，在農業生產上發揮了巨大的作用。然而，氮肥的應用也存在利用率低、加劇土壤酸化等問題，而這些問題在紅壤旱地尤為突出。大量研究證實，長期不合理施用氮肥是導致作物減產、土壤酸化加劇和氮肥利用率較低的主要原因[3,5-6]。而合理施肥可以顯著提高紅薯產量[11-14]。該研究的結果表明，在所有處理中，當氮肥用量為120 kg/hm2時，紅薯藤和紅薯塊產量最高，分別比N0 增加了44.4%和91.2%。通過二次曲線擬合也表明，當氮肥用量為115 kg/hm2時，紅薯的增產率最高（81.6%）。因此，在紅壤旱地上，紅薯高產的合理氮肥用量為115 kg/hm2。這與前人的研究結果相一致[15-18]。進一步研究發現，氮肥用量與紅薯的氮肥農學效率和氮肥偏生產力均具有顯著的負相關性，這表明，隨著氮肥用量的增加，紅薯的氮肥農學利用率和氮肥偏生產力均呈現出逐漸下降的趨勢。這進一步說明，適宜的氮肥用量是紅薯高產的關鍵。

4 結 論

在紅壤旱地上，不同氮肥處理中的紅薯藤和紅薯塊均表現為N120 的產量最高，分別比N0 增加了44.4%和91.2%。通過二次曲線擬合方程也進一步算出，當氮肥用量為115 kg/hm2時，紅薯的增產率最高（81.6%）。

氮肥用量與紅薯的氮肥農學效率和氮肥偏生產力均具有顯著的負相關性，說明隨著氮肥用量的增加，紅薯的氮肥農學利用率和氮肥偏生產力均呈現出逐漸下降的趨勢。

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