氮、磷、鉀肥配施對春玉米中單509產量的影響

杜錦+曹高燚+趙飛+蘇東偉+向春陽

摘要： 研究玉米產量在不同氮、磷、鉀肥配施下的表現，探討玉米高產節肥的適宜氮、磷、鉀肥施用量，對提高玉米產量有重要的意義。選用春玉米中單509為試驗材料，氮、磷、鉀肥各設置5個施用水平，采用3因素5水平二次回歸正交旋轉組合設計試驗，測定玉米產量。結果表明，不施鉀肥條件下，當施用的純氮量為123.00 kg/hm2、純磷量為 87.00 kg/hm2 時，產量最高；不施磷肥條件下，當施用的純氮量為128.00 kg/hm2、純鉀量為82.50 kg/hm2時，產量最高；不施氮肥條件下，當施用的純磷量為73.00 kg/hm2、純鉀量為69.50 kg/hm2時，產量最高。施純氮量為 114.65 kg/hm2、施純磷量為 73.03 kg/hm2、施純鉀量為60.95 kg/hm2時，產量最高，為10 363.13 kg/hm2。其中，氮肥施用量對中單509產量影響最大，其次是鉀肥施用量。說明氮、磷、鉀肥對玉米產量的影響存在互作效應，增施適量的氮、磷、鉀肥有利于玉米產量的提高。

關鍵詞： 玉米；氮肥；磷肥；鉀肥；產量

中圖分類號： S513.06 文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2017）22-0061-03

玉米作為我國的主要糧飼作物，在國民經濟發展中占有重要的地位。氮素是影響玉米產量形成的重要元素之一 ，施用適量的氮肥能得到較高的玉米產量[3]；雖然施氮肥能顯著提高玉米籽粒的產量[4]，但施氮量必須適量，研究表明，玉米籽粒產量與氮肥施用量呈單峰曲線方程的關系，在一定范圍內，隨著氮肥施用量的增加，玉米產量逐漸增加，當氮肥增加到一定量時，玉米產量開始呈下降趨勢[5-6]。磷素也是影響玉米產量的重要元素之一，施用磷肥對玉米產量的提高具有明顯的促進效果[7]。在施氮的基礎上，配施磷、鉀肥，對玉米產量的提高具有明顯的促進效果，玉米產量隨著磷肥施用量的增加而提高，且達到顯著差異水平[8]。隨著磷肥施用量的增加，玉米的百粒質量增加，從而提高玉米籽粒產量[9]。目前關于施用磷肥提高玉米產量的研究已有很多報道[10-11]。施鉀量對玉米的產量也有很大的影響[12]。施用鉀肥可促進玉米對養分的吸收，提高玉米的籽粒產量，但過量施用鉀肥會明顯降低經濟效益[13-15]。氮磷鉀配施對玉米產量有較大的影響[1]，目前在這方面的研究較少，主要是由于不同玉米品種對氮、磷、鉀肥的響應不同，而關于天津主推玉米品種中單509氮、磷、鉀肥的配施研究尚未見報道。因此，本研究以中單509為材料，探討不同氮、磷、鉀肥配施處理對玉米產量的影響，為天津地區春玉米中單509氮、磷、鉀肥的合理施用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料為春玉米中單509，施用肥料為尿素（含N 46%）、過磷酸鈣（含P2O5 12%）、氯化鉀（含K2O 60%）。試驗地點在天津市靜海縣良種場，供試土壤為潮土，0～20 cm土層的基本化學性質為：有機質含量31.32 g/kg，堿解氮含量 174.00 mg/kg，全磷含量1.17 g/kg，有效磷含量5.47 mg/kg，有效鉀含量19.73 mg/kg，pH值為8.2。

1.2 試驗方法

采用3因素5水平的二次回歸正交旋轉組合設計試驗，共設23個處理，3次重復，小區采用完全隨機排列，水平編碼值和施肥量見表1。氮肥以基肥（50%，開溝施入）和大喇叭口期追肥（50%，穴施）的形式分2次施入，磷肥和鉀肥均以基肥方式一次開溝施入，穴施深度和溝施深度均為10 cm左右。每個小區種10行，行長6 m，行距55 cm，株距28 cm。2015年5月4日進行播種，田間管理同一般生產。

1.3 測定項目與方法

在成熟期每個小區取中間3行測定玉米產量，然后推算產量。

1.4 數據處理與分析

采用Excel 2010軟件分析數據，SAS 8.1軟件進行回歸分析并建構模型、制作響應面圖。

2 結果與分析

2.1 中單509產量回歸模型的分析

小區平均產量（y）見表2，通過分析，得到施用的純氮量、純磷量和純鉀量與產量的回歸分析模型，具體如下：

y=3 306.500+27.156x1+109.363x2+59.137x3-0199x12-0.733x22-0.464x32+0.153x1x2+0.144x1x3-0.389x2x3。

對方程進行顯著性檢驗可得，總的回歸復相關系數R=0848，F值為3.70，P值為0.016 5<0.05，達到顯著水平；確定系數為R2=0.7191，可以利用此方程進一步分析施肥量與產量的相關性。根據回歸模型得出，施用純氮量為 114.65 kg/hm2、純磷量為73.03 kg/hm2、純鉀量為 60.95 kg/hm2 時，產量達到最大，為10 363.13 kg/hm2。

2.2 單因素對中單509產量的效應分析

如將回歸模型的任意2個變量設為0水平，即可得3個變量中1個變量的回歸子模型。各單因素的回歸方程如下：

氮素：y1=3 306.500+27.156x1-0.199x12；磷素：y2=3 306.500+109.363x2-0.733x22；鉀素：y3=3 306.500+59137x3-0.464x32，分別將±1.682、±1、0共5個水平代入子模型回歸方程，可得到單因素影響中單509產量（y1、y2、y3）的效應曲線（圖1）。

由圖1可以看出，氮肥、磷肥和鉀肥施用量與產量的關系相似，都表現出二次曲線的變化關系。純氮施用量在 45.00～68.23 kg/hm2時，中單509的產量隨著施氮量的增加而增加，純氮量在68.23～225.00 kg/hm2時，中單509的產量隨著氮肥施用量的增加而減少，即純氮量為68.23 kg/hm2時，中單509的產量達到最大。同樣，純磷量在 74.60 kg/hm2 和純鉀量在63.73 kg/hm2時，中單509的產量達到最大，磷肥和鉀肥對產量的影響規律與氮肥相似。

通過圖1和子模型的分析可知，當氮肥、磷肥、鉀肥施用量低時，中單509的增產效應明顯，達到最大值后，繼續增加施肥量，則會導致中單509產量的下降。

2.3 雙因素對中單509產量的交互效應

2.3.1 氮、磷肥對中單509產量的互作

鉀肥固定在0水平時，可得氮、磷肥施用量對中單509產量影響的子模型（式1）。根據方程可得氮肥和磷肥對中單509產量的互作效應值。

y（1，2）=3 306.500+27.156x1+109.363x2-0.199x12-0733x22+0.153x1x2。[JY]（1）

將2個因素的水平編碼值±1.682、±1、0代入以上子模型，可得到氮、磷肥施用量對中單509產量影響的交互效應響應面圖。

從圖2可以看出，施用的純氮量在45.00～225.00 kg/hm2、純磷量在15.00～135.00 kg/hm2范圍內時，中單509的產量隨著氮素、磷素施用量的增加呈先升高后降低的變化趨勢。當施用的純氮量為123.00 kg/hm2、純磷量為87.00 kg/hm2時，產量達到最大，為7327.19 kg/hm2。

2.3.2 氮、鉀肥對中單509產量的互作 磷肥固定在0水平時，可得氮、鉀肥施用量對中單509產量影響的子模型（式2）。

y（1，3）=3 306.500+27.156x1+59.137x3-0.199x12-0464x32+0.144x1x3。（2）

將2個因素的水平編碼值±1.682、±1、0代入以上子模型，可得到氮、鉀肥施用量對中單509產量影響的交互效應響應面圖。

從氮肥和鉀肥施用量對中單509產量影響的交互效應響應面圖（圖3）可以得出，施用的純氮量在45.00～225.00 kg/hm2、純鉀量在22.50～112.50 kg/hm2范圍內時，中單509的產量隨著氮肥、鉀肥施用量的增加呈先升高后降低的變化趨勢。當施用的純氮量為128.00 kg/hm2、純鉀量為82.50 kg/hm2時，產量達到最大，為6 944.19 kg/hm2。

2.3.3 磷、鉀肥對中單509產量的互作

氮肥固定在0水平時，可得磷、鉀肥施用量對中單509產量影響的子模型（式3）。

y（2，3）=3 306.500+109.363x2+59.137x3-0.733x22-0464x32-0.389x2x3 。（3）

將2個因素的水平編碼值±1.682、±1、0代入以上子模型，可得到磷、鉀肥施用量對中單509產量影響的交互效應響應面圖。

從磷肥和鉀肥對中單509產量的交互效應響應面圖（圖4）可以得出，當施用的純磷量在15.00～135.00 kg/hm2、純鉀量在22.50～112.50 kg/hm2范圍內時，中單509的產量隨著磷素、鉀素施用量的增加呈先升高后降低的變化趨勢。當施用的純磷量為73.00 kg/hm2、純鉀量為69.50 kg/hm2時，產量達到最大，為7934.24 kg/hm2。

3 討論與結論

氮素是作物體內蛋白質的重要組成成分，也是作物的必需營養元素，隨著施氮量的增加，玉米產量和百粒質量都呈先升高后下降的變化趨勢，且呈單峰曲線變化[16]。磷素也是作物的必需營養元素，隨著施磷量的增加，玉米產量也有增加的趨勢[17-19]。隨著施鉀量的增加，玉米產量也呈先升高后降低的變化趨勢，且呈單峰曲線變化，增施一定量的鉀肥后，玉米產量劇增，繼續增施鉀肥會導致產量降低[20]，這些結果和本試驗結果一致。本試驗結果表明，在單一氮、磷、鉀肥的施用下，玉米產量均是在一定范圍內隨著施肥量的增加而增加，超過此范圍后繼續增加施肥量，玉米產量反而降低。

在施用氮素、磷素的條件下，配施鉀素，有利于增加玉米產量[21]。氮、磷、鉀肥配施較單施某一種肥料增產效果好[22]，氮、磷、鉀營養平衡施用能顯著增加玉米產量[23]，這些結果也與本試驗結果一致。本試驗對不同氮、磷、鉀肥配施比例對玉米產量的影響進行單、雙因素分析，結果表明，單因素施肥對玉米產量的影響表現為氮肥>鉀肥>磷肥；雙因素施肥對玉米產量的影響表現為氮磷肥>磷鉀肥>氮鉀肥，說明氮肥對玉米產量的影響最大，同施3種肥料中的任意2種均可相互促進玉米對肥料的吸收，進而提高產量。本研究通過二次回歸正交旋轉組合設計試驗，并進行模擬、尋優，得出回歸方程。回歸方程的擬合性很好，通過方程得到了氮、磷、鉀配施提高中單509產量的優良方案，當施用的純氮量為11465 kg/hm2、純磷量為73.03 kg/hm2、純鉀量為 60.95 kg/hm2 時，春玉米中單509的產量達到最高值，為 10 363.13 kg/hm2，可作為實際應用的良好方案。

為增加玉米產量，盲目加大氮肥、磷肥和鉀肥的投入是不科學的，生產中一定要結合土壤和品種類型合理地配施氮、磷、鉀肥，這樣不僅能減少肥料的浪費、降低農民的種地成本，而且能減輕肥料對環境造成的污染。

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