不同肥料配比對新鄉市沿黃地區花生增產效應

武志斌，龔 超，劉 俊，陳榮江

（1.新鄉市土壤肥料工作站，河南 新鄉 453000；2.河南科技學院，河南 新鄉 453003）

新鄉市位于豫北平原，歷史上因黃河水沖積，形成黃河故道，分布有面積較大的砂質土壤，為河南省較適種植花生的主要生態區之一，2019年花生種植面積近7.8萬余hm2，占河南省種植面積（122.3萬hm2）的近6.4%，總產34.13萬t，占河南省總產（576.72萬 t）的5.9%左右。近年來，隨著花生品種的更新、新型復合肥施用及化控技術的應用等，產量有了明顯提高[1-3]。施肥是提高砂壤地花生產量的重要手段，施肥不足將引起營養不良從而對花生的產量和品質產生不利影響，但施肥過量或嚴重偏施化肥不僅增加投入，還會導致環境污染，造成土壤板結等問題[4-5]。此外，還有學者針對一定的土壤特點研究其他肥料對花生生長和產量的影響，以及花生對不同肥料營養協同吸收特征的報道[6-7]。因此，根據土壤養分含量并結合花生的產量目標，研究科學合理的施用化肥的種類、配比和方法非常必要。為研究新鄉市沿黃地區花生高產高效栽培施肥效應參數，探討節肥增效施肥模式，按照農業部有關測土配方施肥技術規范的指導意見，根據花生的營養特性和需肥規律[8-9]，結合當地花生生產中的施肥習慣，設計了花生氮、磷、鉀“3414”肥效試驗，擬基于試驗數據進行統計建模優化，以期充實、完善特定生態區下花生高產高效施肥技術，為新鄉市花生科學施肥提供參考。

1 材料和方法

1.1 材料及試驗概況

供試花生品種為豫花 9326。試驗肥料：氮肥為尿素（含N≥46.3%），磷肥為過磷酸鈣（含P2O5≥16%），鉀肥為進口硫酸鉀（K2O≥50%）。試驗于2019年秋季在延津縣馬莊鄉姬莊村進行。試驗地前茬作物為小麥，地勢平坦，便于排灌，肥力中等偏上。耕層土壤養分含量：有機質12.1 g/kg、全氮0.47 g/kg、有效磷18.2 mg/kg、速效鉀143.6 mg/kg。磷鉀肥和70%氮肥在花生初花期1次施入，所剩30%氮肥在盛花期追施，統一灌溉、防控和田間管理。

1.2 試驗設計

采取“3414”最優回歸設計方案，共設三因素四水平共14個處理，小區面積20 m2，3次重復，完全隨機區組排列。于5月17日麥壟點種，密度為14.4萬株/hm2，行距40 cm，穴距16.5 cm，每穴2粒。田間管理按當地高產田管理要求進行，試驗因素水平編碼值見表1。

表 1 試驗因素水平編碼 kg/hm2

1.3 化學防控

播前拌種：為防治地下害蟲和果腐病，按60%吡蟲啉450 mL/hm2+12%禾姆1.5 L/hm2計量拌種。防治根腐病和莖基腐病：齊苗后用30%瑞苗清水劑240 mL/hm2+60% 百泰 粉 劑 600 g/hm2噴 霧，5～7 d后再噴1遍。防治新黑地蛛蚧和蠐螬：6月25日用7.5 kg/ hm248%毒死蜱乳油隨水沖施1次；7月25日用7.5 kg/hm248%毒死蜱乳油隨水沖施1次。防治蚜蟲：發生初期20%吡蟲啉水分散粒劑45 g/hm2噴霧，防治2遍，間隔10 d。防治葉斑病、果腐病和后期早落葉：盛花期17%歐帕懸浮劑（規格1 000 mL/瓶）450 mL/hm2噴霧。

化學除草：防治禾本科雜草、闊葉雜草、莎草，苗期（6月15日前后)用10.8%精喹禾靈乳油750 g/hm2+24%乳氟禾草靈乳油90 mL/hm2噴霧1次。株高25 cm左右時，用30%矮多懸浮劑750 g/ hm2噴霧1次；株高30～35 cm時，用30%矮多懸浮劑1.5 kg/ hm2噴霧1次。

1.4 數據處理

采用方差分析、多項式回歸分析方法，在建模的基礎上，模擬尋求最優施肥參數。數據處理在SAS9.4環境下完成[10]。

2 結果與分析

2.1 各施肥處理對花生農藝性狀的影響

從花生各性狀表現（表2）可以看出，氮磷鉀的不同配施量是導致花生農藝及產量差異的主要原因。無施肥處理（N0P0K0）的各項指標表現均較差；從氮素因子的變化看，主莖高、總分枝數、單株結果枝數、百仁質量4個指標整體上均表現為隨氮肥施量的增大而提高，但單株飽果數、百果質量、出仁率及產量4個指標在N 處于3水平下均較相應的2水平下有所下降；從磷素因子的變化看，主莖高、總分枝數、百仁質量和出仁率4個指標均隨磷施肥量的增加而升高，而單株結果枝數、單株飽果數、百果質量及產量4個指標在P處于3水平下均較相應的2水平下略低；鉀肥施用亦使主莖高、單株結果枝數、百果質量和百仁質量整體上均呈現隨施鉀量增多而提高，但在N與P均處2水平下，總分枝數、單株飽果數、出仁率3個指標在K 處于3水平下均較相應的2水平略低，產量相差甚微。單株飽果數與出仁率在N、P、K中2個指標處于2水平、1 個指標處于 3 水平（N3P2K2、N2P3K2、N2P2K3）時的表現均略低于N、P、K水平均為2（N2P2K2）時，這可能是氮、磷、鉀肥施量偏高，促使花生生長過旺所致。

表2 不同處理對花生農藝性狀的影響

2.2 各施肥處理對花生產量的影響

從表2可以看出，不同配方施肥處理的花生產量 均 高于 CK（N0P0K0），以 處 理 N2P2K2增 加 61.74%為最明顯。處理N0P2K2（缺N）、處理N2P0K2（缺P）、處理N2P2K0（缺K）產量相對較低，較CK 依次增加17.76%、36.87%、38.05%。花生對氮肥反應敏感，缺氮會導致磷、鉀的肥效降低。處理N0P2K2中雖磷、鉀肥較充足，但因缺氮致產量依然較低，較CK僅增產17.76%，但較處理N2P2K2減少27.19%。

方差分析（表3）表明，不同處理的花生產量差異均達極顯著水平（F=48.13，P<0.000 1）。采用最小顯著差異法（LSD）對各處理產量的多重比較結果（表4）表明，處理N2P2K2與處理N2P2K3的產量差異不顯著，且二者顯著高于除處理N2P3K2外的其他各處理；除處理N2P2K2外，在不含N或P或K水平為3的處理中，處理N2P2K1的產量最高，為5 769.50 kg/hm2，但與處理N2P1K2差異不顯著；施肥各處理顯著高于不施肥處理（CK），施氮各處理顯著高于缺氮處理N0P2K2。上述結果表明，優化施氮量對提高花生產量非常重要。

2.3 花生產量對養分的回歸模型建立與分析

2.3.1 花生產量對氮磷鉀的回歸模型及模擬施肥參數以花生莢果產量為預報變量，以N、P、K（碼值，分別以x1，x2，x3表示）為預測變量建立三元二次肥效模型（表 5），得到

表3 不同處理花生產量方差分析

表4 不同處理花生產量多重比較

該回歸方程的擬合優度（R2=0.982 6）表明，此模型能解釋產量變異信息的98.26%，很好地反映了3種肥料施用量與相應產量間相依規律。

為求解上述施肥模型的最優參數，采用模擬因素取值的頻率分析方法，將各因素約束在0≤xi≤3（i=1，2，3）內，步長均取 0.15，產量目標介于 5 700～6 750 kg/hm2，則在所有可能的9 261個組合中，有2 492個滿足要求，占比26.91%，模擬最高產量為6 463.51 kg/ hm2，將統計結果列于表6。

從表6可以看出，花生產量介于5 700~6 750 kg/ hm2的 施 肥 決 策：施 純 N 137.93~140.66 kg/hm2、P2O590.86~92.29 kg/hm2、K2O 122.46~125.94 kg/hm2，期望產量為5 965.30~5 979.98 kg/hm2。

表5 試驗結構與花生產量結果

表 6 花生產量在 5 700~6 750 kg/hm2目標下氮磷鉀施肥參數模擬

2.3.2 兩因素交互效應模型及其優化 據試驗結果（表5)，固定氮磷鉀任意一因素xi（i=1，2，3）于2水平所對應的處理，利用另兩因素相應的碼值及產量結果，分別建立NP、NK、PK兩因素的二元二次回歸子模型得

為得到較優的施肥參數，據本試驗中花生的實際產量，將目標產量取為5 700～6 750 kg/hm2，各因素約束在 0≤xi≤ 3（i=1，2，3）內，步長皆取 0.15 進行模擬，所得結果（表 7）顯示，施純N129.84 kg/hm2、P2O594.41 kg/hm2，氮磷互作產量為 5 978.85 kg/hm2；施純N129.42 kg/hm2、K2O 121.98 kg/hm2，氮鉀互作產量達 5 988.20 kg/hm2；施 P2O590.59 kg/hm2、K2O 121.44 kg/hm2，磷鉀互作產量為5 996.68 kg/hm2。

表 7 花生產量在 5 700~6 750 kg/hm2目標下的兩因素互作施肥參數模擬

2.3.3 單因素效應分析 據試驗結果（表5），將氮磷鉀的任意兩因素固定于2水平，利用相應處理的試驗數據，建立以花生莢果產量為目標變量、以所剩因素（碼值）為自變量的一元二次回歸模型如下：

2.3.4 各類模型所提供施肥決策的經濟效益分析 為得到高產高效優化施肥決策，將上述7個模型所提供的施肥參數及產量期望進行經濟效益分析，可提高所得決策的科學性與正確性。將以上各模型提供施肥參數、期望產量及經濟效益匯總于表8。從表8可知，單因素K肥效模型提供施肥決策的產量期望為6 257.16 kg/hm2最高，但因鉀肥用量偏高，導致肥料投資成本較高，產投比28.29相對最低，NP、PK二元肥效模型所對應的產量分別為5 978.85 kg/hm2、5 996.68 kg/hm2，但由于肥料投資成本相對較低，產投比居前2位，分別為32.98、32.75。由于種植花生追求的目標是高產高效，而非僅放在產量目標上，為此，應當決選NP二元回歸模型提供的施肥決策：施純N 129.84 kg/hm2、P2O594.41 kg/hm2、K2O 120.00 kg/hm2，可望獲得花生莢果產量5 978.85 kg/hm2，產值45 439.26元，凈收益44 061.46元，此可推薦為新鄉市沿黃地區花生種植的施肥方案。

表8 各肥效模型提供的施肥參數及經濟效益

3 結論與討論

單株果數和百果質量是花生單株產量的重要構成因素，單株產量是群體單位面積產量的重要指標[11]。本研究結果表明，優化氮、磷、鉀肥施量與配比能有效地提高花生的單株結果數、單株飽果數、百果質量及出仁率，對花生增產作用顯著，此與李宗軍等[12]的研究部分結果相近，但施用量不同，此可能與試驗地基礎肥力不同等有關。類似的結論在其他作物上也得到了驗證[13]。

近年來，隨著國家農業領域一系列重大研究計劃的實施，作物施肥技術研究取得了長足的發展。目前，我國正在實施減肥增效策略，農業部已開始推行“化肥零增長”，提出通過“精”、“調”、“改”、“替”等途徑控制化肥投入。因此，提高肥料利用率已成為各級政府、農業生產管理部門及廣大土壤肥料科研人員關注的領域。針對不同生態環境、不同作物、不同土壤特性和肥力水平、不同肥料種類開展施肥效果及肥料利用效率的研究，已經取得了大量的作物需肥規律和施肥技術成果[14-16]。研究結論得出，氮、磷、鉀肥及其交互效應對產量會產生顯著影響，有時交互作用更明顯，在施肥水平較低時，不同肥素表現出較好的協同促進作用，在達到產量峰值后，則表現為無效甚至抑制作用，相應各肥素中值的處理能夠較好地滿足作物生長發育過程中對氮、磷、鉀的需求，提高作物對這些養分的利用率。

土壤中貯存著作物生長必需的養分，其中，各種養分的有效數量和構成比例對不同作物的需求存在差異，從而影響作物各組織器官的生長發育進程。通過測土配方施肥，花生所需氮、磷、鉀營養更趨合理，能滿足花生對養分的需求。本研究結果表明，處理N2P2K2（N 135 kg/hm2、P2O5105 kg/hm2、K2O 120 kg/ hm2）相應的農藝性狀、產量和經濟效益較其他處理優勢明顯。在氮、磷營養供給充足時，適量施鉀有利于提高花生抗病、抗倒能力，促成增產增益。本研究所得花生產量的單因素肥效模型均呈拋物線，此與參考文獻[17-18]相應結論類似。本研究所得擬合花生產量的三元二次肥效模型及NP、NK二元二次肥效模型的擬合優度均在0.95以上，表明這些模型很好地反映了施肥量與花生產量間的相依關系，由此做出的分析結果可靠性高。

綜合得到的各肥效模型提供的施肥參數、期望產量和經濟效應，本著高產高效的生產目標，選擇出NP二元肥效模型提供的施肥參數：N 129.84 kg/hm2、P2O594.41 kg/hm2、K2O 120.00 kg/hm2，可獲花生產量5 978.85 kg/hm2，產投比最高，推薦將其作為新鄉市沿黃地區花生種植的推薦施肥決策。