春玉米“3414+1”肥效試驗初報

摘 要：為獲得最佳經濟產量時的施肥方案，采用“3414+1（鋅）”試驗設計方案建立肥料效應函數，分析不同施肥水平及鋅肥對玉米產量、土壤供氮磷鉀養分能力、土壤氮磷鉀養分校正系數、植株對養分吸收量和當季肥料利用率的影響，并對最佳施肥方案進行驗證與大田示范。結果表明：（1）產量限制因子的強弱依次為：氮>鉀>磷；（2）最佳施肥量為N 190.1 kg/hm2，P2O5 44.9 kg/hm2，K2O 135.1 kg/hm2；（3）施用30 kg/hm2七水硫酸鋅玉米可增產3.22%；（4）該類型土壤N、P2O5、K2O養分校正系數分別為0.44、0.24、0.53，N、P2O5、K2O當季利用率分別為39.6%、1.83%、26.4%。試驗所獲得的最佳施肥方案是可行的，可在與試驗地地域環境相似且地力相近的地塊作春玉米栽培時推廣實施。此外，玉米施用七水硫酸鋅30 kg/hm2增產效果好，建議每3 a施用1次。

關鍵詞：春玉米；3414+1試驗；當季肥料利用率；養分校正系數；最佳施肥量

中圖分類號：S513 文獻標識碼：A 文章編號：1006-060X（2018）09-0041-04

Preliminary Report of “3414+1” Fertilizer Efficiency Test of Spring Maize

WEI Zhen-min，HUANG Guang-ying，HUANG Li，HUANG Yin-bo，HUANG Ze-xi，HUANG Jin-en

（Mashan County Agricultural Technology Promotion Station， Nanning 530699， PRC）

Abstract： In order to optimize fertilization program， the fertilizer effect function was established by using the experimental design scheme of “3414+1 （zinc）”， the effects of different fertilization levels and zinc fertilizer on the yield of corn， the capacity of soil N， P and K， the correction coefficient of soil N， P and K， the uptake amount of plant nutrients and the utilization rate of seasonal fertilizer were analyzed， and the optimal fertilization scheme was validated and demonstrated in field. The results showed that： （1） the main factors limiting yield in the experiment were： N>P>K； （2） the optimal fertilizer amount is： N 190.1 kg/hm2， P2O5 44.9 kg/hm2， and K2O 135.1 kg/hm2； （3） the yield of maize increased by 3.22% when applied with 30 kg/hm2 heptad zinc sulfate； （4） the nutrient correction coefficients of N， P2O5 and K2O of this type of soil are 0.44， 0.24 and 0.53 respectively， and the seasonal utilization rates of N， P2O5 and K2O of this type are 39.6%， 1.83% and 26.4% respectively. The optimal fertilization scheme obtained by the experiment is feasible， and it is recommended to fertilize spring maize in plot with similar environment and soil strength. In addition， 30 kg/hm2 of hexahydrate zinc sulfate are applied to maize with good yield increasing effect， and it is recommended to apply it once every 3 years.

Key words： spring maize； 3414+1 test； fertilizer utilization rate of the season； nutrient correction coefficient； optimum amount of fertilizer applied

玉米是廣西壯族自治區南寧市馬山縣的第一大糧食作物，是主要的飼料用糧和部分山區百姓的口糧，常年種植面積1.8萬hm2左右，玉米生產的發展對馬山縣的糧食安全和社會經濟發展有著舉足輕重的作用。由于歷年來施肥不合理及管理粗放，導致當地玉米產量低、效益少，制約了馬山縣玉米生產的發展。為改變這一不利局面，實現農民增產增收，必須想方設法提高產量。而采用合理的施肥措施、大中微肥科學配比以促進養分供給平衡，是玉米獲得高產的關

鍵[1-7]。通過試驗研究，了解土壤供氮磷鉀養分能力、土壤氮磷鉀養分校正系數、玉米植株養分吸收量和當季肥料利用率以及鋅肥對玉米產量的影響，分析氮、磷、鉀施用量對產量的貢獻，從而獲得春玉米推薦最佳施肥方案，為今后馬山縣春玉米高產高效栽培提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 試驗時間 2015年上半年：“3414+1”肥效試驗；2016年上半年：驗證試驗與大田示范；2017年上半年：大田示范。

1.1.2 試驗地概況 試驗在馬山縣造華村合聯二隊進行，試驗地四周環山，屬于山地氣候，試驗田地勢平坦，土壤為黃棕壤，具有地域代表性。耕作層25 cm，前茬作物為秋玉米。試驗前按“S”型在田間取全耕作層的混合土壤作為基礎土壤，測得其基本理化性狀為：有機質含量12.73 g/kg，全氮、全磷、全鉀含量分別為0.99、0.81、6.30 g/kg，堿解氮、有效磷、速效鉀分別為127.1、42.6、122.9 mg/kg，pH值5.6。

1.1.3 供試材料 供試玉米品種為桂單162。

1.1.4 供試肥料 尿素（N≥46%，河池化工股份有限公司），過磷酸鈣（P2O5≥12%，福泉磷肥廠有限公司），氯化鉀（K2O≥60%，加拿大），七水硫酸鋅（Zn≥21%，泰通化工科技有限公司）。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設計 采用“3414+1”肥料效應設計方案（表1），“3414”即三因素（肥料種類N、P2O5、K2O）四水平（肥料施用量水平0、1、2、3）14個處理；“+1”即在氮、磷、鉀的基礎上，增設鋅肥為第15個處理，施用七水硫酸鋅30 kg/hm2。試驗設3次重復，隨機區組排列，四周設保護行。小區面積33.3 m2（9.5 m×3.5 m），每區種5行，株行距28.8 cm×70 cm，種植密度49 500株/hm2。

1.2.2 栽培管理 （1）施肥時期及比例。過磷酸鈣播種時作基肥一次性施入；尿素于播種時、拔節期、大喇叭口期分別按基肥40%、攻稈肥25%、攻包肥35%施入；氯化鉀于播種時、拔節期分別按基肥60%、攻稈肥40%施入。（2）田間管理。2015年2月10日取試驗基礎土樣；2月13日整地（機耕），2月16日播種，開種植溝點播；3月5日出苗，3月9日調查出苗率為97.6%，3月22日間苗，4月1日定苗；4月13日施攻稈肥、小培土，5月4日施攻苞肥、大培土；5月16～17日抽雄，5月19日吐絲，7月5～8日成熟，7月16日收獲。其他田間管理與當地常規管理一致。

1.2.3 取樣方法 （1）土壤樣品。避開施肥點，在壟上與耕層等深的位置取樣，每個小區取10個點樣，每個點取500 g土壤，然后把點樣混合均勻，再按“四分法”取1 kg混合樣，土壤自然風干后過篩備用。（2）植株樣品。取小區中具有代表性的10株玉米整株，測量株高、莖粗（最上位氣生根的上一節基部）后，分出根、莖、葉、苞葉、穗軸、籽粒等，分別進行預處理和考種。玉米植株樣品105℃殺青30 min，75℃烘干，粉碎待用。

1.2.4 收 獲 實打實收，分小區單收單曬稱重計產。

1.2.5 分析方法 （1）土壤養分測試方法。全氮：開氏消煮法-堿解擴散法；堿解氮：堿解擴散法；速效鉀：乙酸銨浸提-火焰光度法；pH值：玻璃電極法；有機質：H2SO4-K2Cr2O7氧化法-容量法；堿解氮：1 mol/L NaOH堿解擴散法；有效磷：碳酸氫鈉浸提、鉬銻抗比色法測定。（2）植株養分分析方法。全氮：H2SO4-H2O2消煮-蒸餾法；全磷：H2SO4-H2O2消煮-鉬

銻抗比色法；全鉀：H2SO4-H2O2消煮-火焰光度計法。

1.2.6 數據處理 試驗數據采用Excel 2013、SPSS 15.0軟件和農業部測土配方施肥數據管理系統中的3414數據分析方法進行分析。

2 結果與分析

2.1 田間產量數據的統計分析

2.1.1 不同施肥處理對玉米產量的影響 （1）氮肥的施用量對玉米產量的影響。各處理玉米產量見表2，在磷鉀施用量固定在2水平的情況下，利用處理2、處理3、處理6和處理11的產量數據與施氮量進行回歸分析，得出氮的一元二次回歸模型：Y=-0.025 1X 2+13.06 4X+5 855.1，R2=0.995 7。當磷和鉀都處在2水平，氮的施用量從0 kg/hm2增加到225 kg/hm2

時，玉米產量由5 835.7 kg/hm2增加到7 466.2 kg/hm2，增產率達27.9%，增產效果明顯。但當玉米的施氮量從225 kg/hm2增加到337.5 kg/hm2時，玉米產量不但不增加，反而有所下降，說明適宜的施氮量對玉米產量的影響很大，氮肥施用過少未能獲得較高的玉米產量，氮肥施用過量容易引起玉米徒長，影響籽粒形成從而造成減產，且增加成本。（2）磷肥的施用量對玉米產量的影響。在氮鉀施用量固定在2水平的情況下，利用處理4、處理5、處理6和處理7的產量數據與施磷量進行回歸分析，得出磷的一元二次回歸模型：Y=-0.038 3X2+5.718 5X+7 232，R2=0.964 6。當氮和鉀都處在2水平，磷肥的施用量從0 kg/hm2增加到75 kg/hm2時，玉米產量只增加227.3 kg/hm2，增產率為3.14%，產量增加不明顯。當玉米施用P2O5的量從75 kg/hm2增加到112.5 kg/hm2時，玉米產量不但不增加，還略有下降，說明該地塊種植玉米，不需要大量施用磷肥，過量施用磷肥會導致減產。（3）鉀肥的施用量對玉米產量的影響。在氮磷施用量固定在2水平的情況下，利用處理8、處理9、處理6和處理10的產量數據與施鉀量進行回歸分析，得出鉀的一元二次回歸模型：Y=-0.015 1X 2+6.305 4X+6 867.5，R2=0.999 6。

當氮和磷都處在2水平，K2O的施用量從0 kg/hm2增加到150 kg/hm2時，玉米產量增加622.9 kg/hm2，增產率為8.75%。雖然試驗中玉米產量隨著施鉀量的增加而增加，但是差異不顯著。當K2O施用量從150 kg/hm2增加到225 kg/hm2時，玉米產量僅增加56.1 kg/hm2，增產率為0.08%，增產效果極不明顯。

2.1.2 鋅肥對玉米產量的影響 從表2可知，施用30 kg/hm2七水硫酸鋅，玉米增產3.22%，說明玉米施用鋅肥可獲得增產。

2.1.3 肥料效應 將表2中空白區（處理1）與全肥區（處理6，下同）作比較，得出玉米產量對土地的依存率為72.9%。缺素區相對產量=缺素區產量/全肥區產量×100%[8]。由表2可知：缺氮區（處理2）產量占全肥區產量的78.2%，缺磷區（處理4）產量占全肥區產量的97.0%，缺鉀區（處理8）產量占全肥區產量的92.0%。由此可見，試驗條件下產量限制因子的強弱依次為氮>鉀>磷。

2.1.4 氮磷鉀肥效應模型 對表1中的施肥方案與表2中的實際產量數據（處理1～14）進行回歸分析，可得出氮磷鉀肥的三元二次方程回歸模型：Y=5 458.738 4

+8.911X1+6.988 4X2+8.534 4X3-0.026 6X12-0.077 8X22-0.022 8X32+0.039 7X1X2+0.010 3X1X3-0.039X2X3。其中，Y：產量，X1：施氮量、X2：施磷量、X3：施鉀量。多元相關系數R=0.995，相關關系達到極顯著水平。

由表3可知，F=44.15>F 0.01，說明氮磷鉀肥施用量與產量有極顯著的回歸關系，可用該回歸方程確定氮磷鉀肥的最大施肥量和最佳施肥量。

2.1.5 最佳施肥量和最大施肥量的確定 最高施肥方案是邊際產值等于零時的施肥量，最佳施肥方案是邊際產值等于邊際成本時的施肥量。按玉米當季市場價2.20元/kg，N、P2O5、K2O當季市場價分別為4.34、5.00、5.67 元/kg，計算得出氮磷鉀肥的最大和最佳經濟效益施肥量為：N最大=249.1 kg/hm2，P2O5最大=60.8 kg/hm2，

K2O最大=191.8 kg/hm2，Y最大=7 596.9 kg/hm2；N最佳=

190.1 kg/hm2，P2O5最佳=44.9 kg/hm2，K2O最佳=135.1 kg/hm2，

Y最佳=7 449.5 kg/hm2。

2.2 玉米植株養分吸收量的分析

由表4可知，不同的施肥處理中，每形成100 kg玉米籽粒需要吸收的氮量2.13～3.05 kg，單質磷量0.33～0.42 kg（折合P2O5 0.76～0.96 kg，單質磷換算為P2O5的系數是2.292），單質鉀量1.71～2.47 kg（折合K2O 2.06～2.98 kg，單質鉀換算為K2O的系數是1.205）。可見，不同施肥處理中，每形成100 kg玉米籽粒需要吸收的氮、鉀量差異較大，磷的吸收量基本沒有差異。這也說明了該地塊相對比較缺乏氮和鉀，而磷基本能滿足玉米的生長需要。

2.3 土壤氮磷鉀養分校正系數及當季肥料利用率

土壤養分含量只能代表有效養分的相對量，不能直接用來計算土壤的有效供應量。在估算施肥量時，首先要確定土壤養分校正系數的取值。根據不同施肥處理對玉米在生育期內養分（N、P2O5、K2O）的吸收總量，按公式（1）、（2）分別計算該地塊土壤N、P2O5、K2O養分校正系數[9]和玉米對N、P2O5、K2O肥料的利用效率[10-12]。

土壤有效養分校正系數=缺素區作物地上部分吸收該元素量（kg/hm2）÷[該元素土壤測試值含量（mg/kg）×2.25] （1）

當季肥料利用率（%）=（施肥處理整株玉米當季吸收養分量-缺素區處理玉米當季吸收的養分量）÷施用量×100 （2）

利用玉米的實際產量及表4、表5的相關數據，計算該地塊土壤N、P2O5、K2O的有效養分校正系數分別為0.44、0.24、0.53；N、P2O5、K2O的當季利用率分別為39.6%、1.83%（單質磷換算為P2O5的系數是2.292）、26.3%（單質鉀換算為K2O的系數是1.205）。

2.4 最佳施肥方案的驗證與示范效果

根據所得的最佳施肥方案，2016年上半年在試驗地周邊分別進行一個面積為0.07 hm2的肥料效應驗證試驗與面積為8 hm2的大田示范，2017年春季再進行同面積的大田示范。種植密度、施肥量與施肥方法同“3414”試驗，按當地常規管理進行。經馬山縣農林局、科技局、統計局等有關專家組成驗收組測產驗收，測產方法是在田間按高中低三種類型各抽選三塊面積667 m2以上的地塊全田收獲稱重折干計產。

由表6可知，春玉米肥料效應驗證試驗與大田示范的產量與3414試驗模擬的最佳施肥產量相近，說明模擬的最佳施肥方案是可行的。

3 結論與討論

研究表明，試驗中產量限制因子的強弱依次為氮>鉀>磷。也就是說，施氮增產效應最明顯，其次是鉀，最后是磷。根據“3414”試驗、驗證試驗及大田示范的結果，最佳施肥方案：N最佳=190.1 kg/hm2，P2O5最佳=44.9 kg/hm2，K2O最佳=135.1 kg/hm2是可行的，可在與試驗地地域環境相似且地力相近的地塊作春玉米栽培時推廣實施。試驗中施用30 kg/hm2七水硫酸鋅可使玉米增產3.22%，建議該類型地塊每3 a施用1次鋅肥。該類型土壤N、P2O5、K2O養分校正系數分別為0.44、0.24、0.53；N、P2O5、K2O肥料當季利用率分別為39.6%、1.83%、26.3%。試驗中磷肥的利用率很低，這可能是因為試驗設計的最佳施肥量偏高，導致磷肥出現過?，F象。

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（責任編輯：夏亞男）