內蒙古鄂爾多斯市玉米施肥指標體系研究

李霞　曹福中　高志軍

摘要：以鄭單958為供試品種，應用“3414”試驗，按照缺素區相對產量50%、65%、75%、85%和95%將堿解氮、有效磷、速效鉀含量分別劃分為4、4、5個等級，并采用一元二次和線性加平臺模型對施肥量與相對產量關系進行模擬，計算最佳肥料用量。結果表明，當土壤堿解氮處于<45、45～60、60～75和>75 mg/kg時，推薦氮肥（N）用量分別為280～330、245～280、220～245和0～220 kg/hm2；當有效磷處于<10、10～20、20～30和>30 mg/kg時，推薦磷肥（P2O5）用量分別為190～210、165～190、145～165和0～145 kg/hm2；當速效鉀處于 <65、65～100、100～120、120～150和>150 mg/kg時，推薦鉀肥（K2O）用量分別為165～200、160～165、135～160、125～135和0～125 kg/hm2，從而確定了鄂爾多斯市玉米（Zea mays L.）施肥指標體系。

關鍵詞：玉米（Zea mays L.）；推薦施肥；鄂爾多斯市

中圖分類號：S513 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2017）19-3626-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.19.009

Abstract： Taking Zheng Dan 958 as the tested cultivar and based on the experiment of“3414”， alkaline hydrolysable nitrogen，available phosphorus and available potassium in the soil of deficiency area were divided into 4，5 and 5 levels according to relative yield of 50%，65%，75%，85% and 95% respectively. One element and two equations and linear plus platform model was used to simulator the relationship between the fertilizer application amount and yield，and the optimum application amount of fertilizer was calculated. The results showed that，when the soil alkaline hydrolysable nitrogen was the level of low（less than 45 mg/kg），middle（45 to 60 mg/kg），relatively high （60 to 75 mg/kg） and high （more than 75 mg/kg），the recommended nitrogen application amount was high （280 to 330 kg/hm2），relatively high （245 to 280 kg/hm2），middle（220 to 245 kg/hm2） and low（0 to 220 kg/hm2），respectively；When available phosphorus was the level of low（less than 10 mg/kg），middle（10 to 20 mg/kg），relatively high （20 to 30 mg/kg） and high（more than 30 mg/kg），the recommended phosphorus（P2O5） application amount was high （190 to 210 kg/hm2），relatively high（165 to 190 kg/hm2），middle（145 to 165 kg/hm2） and low（0 to 145 kg/hm2），respectively；when the available potassium was the level of low（less than 65 mg/kg），relatively low （65 to 100 mg/kg），middle （100 to 120 mg/kg），relatively high （120 to 150 mg/kg） and high（more than 150 mg/kg）， the recommended phosphorus（K2O） application amount was high （165 to 200 kg/hm2）， relatively high（160 to 165 kg/hm2），middle（135 to 160 kg/hm2），relatively low（125 to 135 kg/hm2） and low（0 to 125 kg/hm2），respectively. Fertilization index system of maize（Zea mays L.） in Ordos city was determined.

Key words： maize（Zea mays L.）； recommended fertilization； Ordos city

玉米（Zea mays L.）是世界重要的糧食和飼料作物之一。由于中國人多地少特殊國情和耕地肥力水平下降等原因，決定了過去和今后很長一段時間內施肥是玉米高產關鍵技術措施。平衡施用氮、磷、鉀肥可提高玉米產量，促進養分吸收，改善營養品質，提高經濟效益。氮、磷、鉀缺乏和配比不平衡嚴重影響玉米高產穩產[1]。當前在玉米生產中普遍存在重氮輕磷鉀不合理施肥現象[2]，且隨著玉米肥料投入增加，利用率逐漸下降[3]，施肥技術和肥料品種與科學施肥的要求很不適應[4]。玉米是內蒙古自治區鄂爾多斯市第一大糧食作物，目前尚無玉米施肥指標體系相關報道，因此，迫切需要制定一套行之有效的施肥指標體系，促進玉米節本增效，減輕生態環境壓力。本研究通過在鄂爾多斯市開展玉米“3414”肥效試驗，旨在探索該地區玉米推薦肥料用量，因地制宜科學指導施肥，為提高本地區玉米的綜合效益，促進農業節本增效提供科學依據。endprint

1 材料與方法

1.1 研究區域

鄂爾多斯市無霜期141～153 d，屬北溫帶半干旱大陸性氣候區，多年平均氣溫7.4 ℃，日最高氣溫40.2 ℃，日最低氣溫-32.3 ℃，全年≥10 ℃活動積溫平均為3 219.9 ℃。多年平均降水量317.7 mm，降水多集中于7-9月，占全年降水量的63%左右，多年平均蒸發量2 259.0 mm，適宜玉米生長。試驗地土壤屬栗鈣土類，平均土壤pH 8.5、有機質25.3 g/kg、全氮1.03 g/kg、全磷2.69 g/kg、全鉀18.6 g/kg、堿解氮198.34 mg/kg、有效磷45.77 mg/kg、速效鉀102.96 mg/kg，肥力中等偏下。

1.2 試驗材料

供試玉米品種為鄭單958，幼苗葉鞘紫色，葉色淡綠，葉片上沖，穗上葉葉尖下披，株型緊湊，耐密性好，株高250 cm左右，穗位111 cm左右，穗長17.3 cm，穗行數14～16行，穗粒數565.8粒，千粒重329.1 g，果穗筒形，穗軸白色，子粒黃色，偏馬齒型，抗病性較好。供試肥料為尿素（N 46%）、重過磷酸鈣（P2O5 46%）和氯化鉀（K2O 60%）。40%尿素和全部的磷、鉀肥作基肥，20%和40%尿素分別于拔節期和大喇叭口期追施。

1.3 試驗設計

試驗采用“3414”技術方案，即氮、磷、鉀3個因素，4個水平，14個處理。4個水平分別為0水平（不施肥）、2水平（當地推薦施肥量）、1水平（指施肥不足）=2水平×0.5、3水平（過量施肥水平）=2水平×1.5。因各試驗點肥力水平不同，在試驗中各點具體氮、磷、鉀肥推薦施用量不同。2水平N用量分別為150、240、300、360 kg/hm2；P2O5用量分別為135、150、180、240 kg/hm2；K2O用量分別為90、150、180 kg/hm2。2011-2016年共設置春玉米“3414”試驗34個，其中達拉特旗5個，杭錦旗8個，準格爾旗6個，伊金霍洛旗8個，烏審旗2個，鄂托克旗5個。

1.4 數據分析

試驗前測定耕作層（0～20 cm）土壤pH、有機質、全氮、全磷、全鉀、堿解氮、有效磷和速效鉀含量。試驗產量按小區單打單收，并分別測定處理1、2、4、6和8植株和子粒氮、磷、鉀養分含量。分別用三元二次、一元二次和線性加平臺模型模擬，根據散點趨勢圖以及肥料擬合方程決定系數選擇最適模型，通過邊際效應確定每組試驗最佳肥料用量。

2 結果與分析

2.1 肥料效應分析

根據“3414”試驗方案要求，對于三元二次回歸方程擬合不成功的試驗點分別采用一元二次方程和線性加平臺方程進行擬合，根據散點圖趨勢和不同方程擬合的相關系數選擇方程。將34個試驗樣點進行三元二次擬合，擬合成功的有11個樣點，擬合成功率只有32.4%。分別對氮、磷、鉀進行一元二次擬合，擬合成功率分別為97.1%、91.2%和94.1%。

對于擬合成功的三元二次方程，通常存在推薦施肥量偏高或某些試驗點不需要施肥或某一養分不需要施肥等問題，采用一元肥料效應函數分別對氮、磷、鉀進行擬合，計算推薦施肥量信息更加全面真實[5]。因此采用一元二次方程和線性加平臺模型進行擬合，對所有方程擬合不成功且增產效果不明顯的點（在較低土壤速效養分含量時最大產量施肥量為零或極低以及土壤速效養分含量極高時依舊得出較高施肥量）進行剔除處理，得到土壤養分含量（x）與最佳施肥量（y）的擬合關系見表1，與玉米相對產量（Y，無肥區產量/全肥區產量×100%）關系見圖1、圖2、圖3。

根據土壤堿解氮、有效磷和速效鉀含量分別與相對產量散點圖得出相應對數方程，將公式Y=A+Blnx轉化為x=exp（■），分別將相對產量50%、65%、75%、85%和95%代入對應方程，計算土壤堿解氮、有效磷和速效鉀的含量，見表2。

2.2 肥料效應模型與施肥指標體系建立

2.2.1 氮肥施肥指標體系的建立 34個試驗中氮肥擬合成功33個，成功率97.1%，缺氮相對產量平均值83.5%，最大值102.0%，最小值66.4%，由于相對產量沒有低于65%的樣點，故以75%作為最低值進行外推。當土壤堿解氮為低等級（<45 mg/kg）時試驗點8個，氮肥推薦用量（305±18） kg/hm2；中等級范圍（45～60 mg/kg）試驗點10個，推薦用量（260±15） kg/hm2；較高等級范圍（60～75 mg/kg）試驗點 6個，推薦用量（234±13） kg/hm2；高等級范圍（>75 mg/kg）試驗點9個，推薦用量（197±21） kg/hm2。基于實際操作方便，對推薦施肥量進行適當調整，等級為低、中、較高和高時，推薦施肥量為280～330、245～280、220～245、0～220 kg/hm2，見表3。

2.2.2 磷肥施肥指標體系的建立 34個試驗中磷肥擬合成功31個，成功率91.2%，缺磷相對產量平均值84.6%，最大值101.2%，最小值67.0%，由于沒有低于65%樣點，故以75%作為最低值外推。當土壤有效磷為低等級（<10 mg/kg）時試驗點6個，磷肥推薦用量（200±8） kg/hm2；中等級范圍（10～20 mg/kg）試驗點10個，推薦用量（177±11） kg/hm2；較高等級范圍（20～30 mg/kg）試驗點8個，推薦用量（157±13） kg/hm2；高等級范圍（>30 mg/kg）試驗點7個，推薦用量（126±16） kg/hm2。基于實際操作方便，對推薦施肥量進行適當調整，等級為低、中、較高和高時，推薦施肥量分別為190～210、165～190、145～165、0～145 kg/hm2，見表4。

2.2.3 鉀肥施肥指標體系的建立 34個試驗中鉀肥擬合成功32個，成功率94.1%，缺鉀相對產量平均值83.3%，最大值97.2%，最小值66.6%，由于沒有低于65%樣點，故以75%作為最低值外推。當土壤速效鉀為低等級（<65 mg/kg）時試驗點4個，鉀肥推薦用量（182±16） kg/hm2；較低等級范圍（65～100 mg/kg）試驗點6個，鉀肥推薦用量（164±4） kg/hm2；中等級范圍（100～120 mg/kg）試驗點7個，推薦用量（145±12） kg/hm2；較高級范圍（120～150 mg/kg）試驗點10個，推薦用量（131±5） kg/hm2；高等級范圍（>150 mg/kg）試驗點5個，推薦用量（109±16） kg/hm2。基于實際操作方便，對推薦施肥量進行適當調整，等級為低、較低、中、較高和高時，推薦施肥量分別為165～200、160～165、135～160、125～135、0～125 kg/hm2，見表5。

3 小結與討論

肥效試驗是建立施肥指標體系的基本措施，當前國內外“3414”田間試驗方案應用較為廣泛，在具體試驗中發現，試驗擬合成功率低，這與試驗田間處理及重復較多、種植制度、不同年份氣候、田間管理水平等因素有關。故在實際生產過程中，合理確定施肥時期和施肥量是確保玉米各生育期養分供應，提高養分利用率，減少肥料過度投入的關鍵措施。

按相對產量50%、65%、75%、85%和95%計算土壤養分含量，劃分土壤養分豐缺指標，將鄂爾多斯地區玉米氮、磷劃分為4個等級，鉀劃分為5個等級，并計算最佳肥料用量，當土壤堿解氮處于<45、45～60、60～75和>75 mg/kg時，推薦氮肥（N）用量分別為280～330、245～280、220～245和0～220 kg/hm2；當有效磷處于<10、10～20、20～30和>30 mg/kg時，推薦磷肥（P2O5）用量分別為190～210、165～190、145～165和0～145 kg/hm2；當速效鉀處于<65、65～100、100～120、120～150和>150 mg/kg時，推薦鉀肥（K2O）用量分別為165～200、160～165、135～160、125～135和0～125 kg/hm2，從而確定了鄂爾多斯市不同地力水平下玉米全生育期的施肥量，構建了玉米施肥推薦指標體系，對北方地區玉米施肥具有指導意義。

參考文獻：

[1] 姬景紅，李玉影，劉雙全，等.平衡施肥對玉米產量、效益及土壤-作物系統養分收支的影響[J].中國土壤與肥料，2010（4）：37-41.

[2] 王宜倫，蘇瑞光，劉 舉，等.養分專家系統推薦施肥對潮土夏玉米產量及肥料效率的影響[J].作物學報，2014，40（3）：563-569.

[3] 李紅莉，張衛峰，張福鎖，等.中國主要糧食作物化肥施用量與效率變化分析[J].植物營養與肥料學報，2010，16（5）：1136-1143.

[4] 安景文，解戰軍，王 成，等.不同元素配施對玉米營養吸收的影響[J].雜糧作物，2003，23（3）：171-173.

[5] 鮑士旦.土壤農化分析[M].北京：中國農業出版社，2005.endprint