我國梨主產區氮磷鉀配比施肥與產量的關系研究

李天樂 支金虎

摘要：為探析我國梨主產區通過氮磷鉀施肥配比，在CNKI相關文獻的基礎上，對我國主要梨產區梨園氮磷鉀配施情況與產量進行相關性分析，并建立產量模型。結果表明，我國梨果主產區梨園氮磷鉀肥平均配比為1 ∶ 0.66 ∶ 0.66，平均產量為31.66 t/hm2。華北、長江流域、西北、黃河故道等4大梨產區梨園氮磷鉀肥平均配比分別為1 ∶ 0.62 ∶ 0.79、1 ∶ 0.57 ∶ 0.85、1 ∶ 0.81∶ 0.32、1 ∶ 0.56 ∶ 0.79，平均產量分別為42.85、31.58、15.78、38.76 t/hm2。產量模型分析表明，我國梨果主產區氮磷鉀各因素對產量的貢獻度為K ＞ P? ＞ N，各因素交互效應對產量的貢獻度表現為P × K ＞ N × K ＞ N × P。4大梨產區氮磷鉀各因素對產量的貢獻度分別為K ＞ N? ＞ P、P ＞ N ＞ K、K ＞ N ＞ P、N ＞ P ＞ K，各因素交互效應對產量的貢獻度分別為N × P ＞ N × K ＞ P × K、N × P? ＞ N × K ＞? ? P × K、N × P ＞ N × K ＞ P × K、N×K ＞ P × K ＞ N × P。可見影響我國各產區梨樹產量的因素并不相同，肥料的投入也不相同，華北梨產區、長江流域梨產區、黃河故道梨產區側重于氮、鉀投入，而西北梨產區側重于氮、磷投入，這與各地區的施肥習慣和土壤養分具有一定的關系。因此，在梨樹栽培中應充分考慮當地土壤肥力因素進行配比施肥，以有效提高梨樹產量。

關鍵詞：梨果主產區；氮磷鉀；配比施肥；產量

中圖分類號：S661.2? ? ? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ? ? ?文章編號：2097-2172（2024）01-0084-07

doi：10.3969/j.issn.2097-2172.2024.01.015

Studyon the Relationship between Nitrogen， Phosphorus and Potassium Proportional Fertilization and Yields in the main pear

production Areas in China

LI Tianle 1， 2， ZHI Jinhu 1， 2

（1. College of Agriculture， Tarim University， Alar Xinjiang 843300， China; 2. Southern Xinjiang Oasis Agricultural

Resources and Environment Research Centre， Tarim University， Alar Xinjiang 843300， China）

Abstract：In order to analyze the improvement of pear tree yield by matching nitrogen， phosphorus and potassium fertilization in major pear fruit producing areas in China， the correlation analysis of nitrogen， phosphorus and potassium fertilization and yield in major pear producing areas in China was carried out based on the relevant literatures of matching fertilization in pear trees in China. The results showed that the average ratio of nitrogen， phosphorus and potassium fertilizer was 1∶0.66∶0.66 in the main producingareas of pear fruit in China， whereasthe average yield was 31.66 t/ha. The average ratios of nitrogen， phosphorus and potassium fertilizer in the four pear producing areas， i.e.， North China， the Yangtze River Basin， Northwest China， and the old Yellow River Channel， were 1∶0.62∶0.79， 1∶0.57∶0.85， 1∶0.81∶0.32 and 1：0.56：0.79， respectively， and the average yields were 42.85 t/ha， 31.58 t/ha， 15.78 t/ha and 38.76 t/ha， respectively. By the yield model， it showed that the contribution degree of each factor to yield was K > P > N， whereas the interaction effects of nitrogen， phosphorus and potassium on yield were P×K > N×K > N×P. The contribution degree of nitrogen， phosphorus and potassium to the yield of pear fruit in four main producing areas of China was K > N > P， P > N > K， K >? N > P and N? > P > K， respectively， the interaction effects of nitrogen， phosphorus and potassium on yield of pear fruit in four main producing areas of China were N×P > N×K > P×K， N×P > N×K > P×K， N×P > N×K > P×K and N×K > P×K > N×P， respectively. The factors that affect the yield of pear trees in various production areas in China are not the same， and the input of fertilizers is also different. The pear production areas in North China， the Yangtze River Basin， and the Yellow River Old Channel focus on nitrogen and potassium input， while the pear production areas in Northwest China focus on nitrogen and phosphorus input， which is related to the conventional fertilization and soil nutrients in each region. Therefore， in the cultivation process of pear trees， the local soil fertility factors should be fully considered， and the matching fertilization can effectively improve the yield of pear trees.

Key words：Main pear production area; Nitrogen; Phosphorus and Potassium; Proportional fertilization; Yield

我國是世界梨樹種質的起源國之一，距今，梨樹在我國種植已超過3 000年［1 ］。據國家統計局數據顯示，2018年我國梨樹種植面積為94.34萬hm2。土壤和肥料是農業發展的基本保障［2 ］，土壤礦質元素的含量高低能清楚地表明土壤肥力狀況，適時施肥有助于及時補充植物生長所需的各種營養［3 ］。但過量施肥在農事活動中非常普遍，這樣不僅造成了肥料流失，養分浪費，還會使作物產生毒害作用。如過量施肥會導致作物貪青晚熟、抵抗力下降、易倒伏等現象發生，同時還會妨礙其他營養元素的吸收，引起缺素癥。其次，過量施肥還會影響農產品品質、污染土壤和地下水，嚴重威脅了生態平衡和人體健康［4 - 6 ］。

調查發現，我國梨產區普遍存在梨園所用肥料種類多、氮磷鉀等營養分配比例失衡、有機肥投入不足等問題，對梨果產量和品質造成了很大影響［7 - 9 ］。劉侯俊等［10 ］通過調查發現，大部分梨園N、P、K比例失調，造成梨園產量和質量下降。梨的生長狀況、產量和果實品質都受到多種養分控制，一旦缺少某種元素，就會引起一系列連鎖效應，從而使果實品質降低。因此，科學合理施肥是改善梨樹生長狀況、提高果實質量的關鍵。目前，關于梨園施肥與產量關系的相關研究大多局限于某一地區或某一品質，而關于我國總體的氮磷鉀配施與產量的相關性鮮有報道。我們通過查閱大量文獻，對我國梨果主產區的氮磷鉀配施情況與產量的關系進行比較分析，以明確我國不同梨果主產區氮磷鉀配施情況與產量的關系，為我國不同梨樹主產區施肥提供指導。

1? ?數據來源與分析方法

1.1? ?數據來源

以 “梨樹”“施肥”“氮磷鉀”為關鍵詞，從中國知網數據庫（CNKI）中檢索到近20年內發表的相關文獻524篇，從中篩選出研究氮磷鉀配比施肥并有產量數據的文獻43篇。根據張紹鈴等［11 ］的研究方法，將我國梨主產區劃分為4個產區，即華北梨產區，包括整個華北地區，以種植白梨為主；長江流域梨產區，包括四川、重慶、浙江、湖北，以種植砂梨為主；西北梨產區，包括新疆、甘肅、陜西，以種植白梨為主；黃河故道梨產區，包括河南、江蘇、安徽，以種植白梨、砂梨為主。根據文獻研究內容區域歸類，分別對以上4個主要梨產區的氮磷鉀配施與產量進行分析，探究影響各主產區梨樹產量的因素。

1.2? ?分析方法

將篩選出的文獻歸類為四大梨產區，分別為華北梨產區［12 - 25 ］、長江流域梨產區［26 - 34 ］、西北梨產區［35 - 45 ］、黃河故道梨產區［46 - 54 ］，分別統計各產區梨園施氮量和產量數據，用Excel 2015和SPSS 18等統計分析軟件進行數據分析，用Origin 2022作圖。擬合不同氮磷鉀配施情況下的產量變化趨勢。其中，以施肥量為自變量，產量為因變量，選用y=ax2+bx+c或y=ax+b進行線性擬合。依據文獻報道的氮（N）、磷（P）、鉀（K）施用量及產量（Y），選用方程Y=aN2+bP2+cK2+dN+eP+fK+gNP+ hNK+iPK+j進行三元二次回歸擬合，以得到4大梨產區各自的氮、磷、鉀對產量的貢獻度及不同因素間的交互效應。

2? ?結果與分析

2.1? ?我國梨主產區氮磷鉀配施與產量的關系

2.1.1? ? 全國梨產區? ? 通過對43篇文獻報道的我國梨主產區梨園氮磷鉀配施情況（x）與產量（y）進行回歸分析（圖1），擬合所得二次曲線分別為y= 0.000 3x2 - 0.229 7x + 75.202（R2=0.126 1）（氮）、y= -0.000 1x2 - 0.005 9x + 40.776（R2=0.143 1）（磷）、y = -0.000 1x2 + 0.0845x + 20.142（R2=0.075 2）（鉀）。從圖1可知，隨著施氮量和施磷量的增加，產量逐漸降低，當施氮量達到382.80 kg/hm2時，隨施氮量增加，產量也隨之增加。隨著施鉀量的增加，產量呈先升高后降低趨勢，當施鉀量達到422.50 kg/hm2時，隨施鉀量的增加，產量有所下降。相關文獻表明，我國梨園氮磷鉀平均施用量分別為351.26、231.97、230.29 kg/hm2，氮磷鉀肥平均配比為1∶0.66∶0.66，平均產量為31.66 t/hm2［12 - 54 ］。

2.1.2? ? 華北梨產區? ? 通過對我國華北梨產區氮磷鉀的施用量與產量進行回歸分析（圖2），擬合所得的二次曲線分別為y= 0.000 1x2 - 0.061 5x + 49.833（R2=0.0427）（氮）、y= 0.000 3x2 - 0.109 1x + 52.191（R2=0.0182）（磷）和y=-0.000 1x2 + 0.065 9x + 36.387（R2=0.111 5）（鉀）。從圖2可知，隨著施氮量和施磷量的增加，產量均有所下降，當施氮量和施磷量分別為307.50、181.80? kg/hm2時，增加氮肥和磷肥用量，產量上升。隨著施鉀量的增加，產量也隨之增加，當施鉀量為329.50 kg/hm2時，增加鉀肥用量，產量降低。相關文獻表明，我國華北梨產區梨園氮磷鉀平均施用量分別為361.05、224.92、286.09 kg/hm2，氮磷鉀肥平均配比為1∶0.62∶0.79，平均產量為42.85 t/hm2。相較于全國平均水平，華北梨產區施鉀量高出55.80 kg/hm2，產量也高于全國平均水平［12 - 25 ］。

2.1.3? ? 長江流域梨產區? ? 通過對我國長江流域梨產區氮磷鉀的施用量與產量進行回歸分析，擬合所得施氮量二次曲線為y=-0.001x2 + 0.563 6x - 42.723（R2= 0.099 6）（氮）；施磷量與施鉀量線性擬合程度優于二次曲線擬合程度，線性擬合結果分別為y=-0.063x + 42.222（R2=0.080 2）（磷）、y= -0.126x + 63.264（R2=0.080 2）（鉀）。從圖3可知，隨著施氮量的增加，產量也隨之增加，當施氮量為281.80 kg/hm2時，產量達到最大值，而對于該地區，磷、鉀肥用量均對產量存在一定的負相關關系。說明我國長江流域梨產區土壤磷、鉀含量比較富足，基本可滿足梨樹生長需求。因此，增施磷鉀肥則會抑制梨樹生長。相關文獻表明，我國長江流域梨產區梨園氮磷鉀平均施用量分別為294.75、169.00、251.50 kg/hm2，氮磷鉀肥平均配比為1∶0.57∶0.85，平均產量為31.58 t/hm2。其中，梨園施氮量與施鉀量均低于全國平均水平，施磷量高于全國平均水平［26 - 34 ］。

2.1.4? ? 西北梨產區? ? 通過對我國西北梨產區氮磷鉀施用量與產量進行回歸分析，擬合所得二次曲線分別為y=-0.000 5x2 + 0.373x - 47.28（R2=0.133 4）（氮）、y=-0.000 05x2 - 0.082 6x + 35.402（R2=0.312 5）（磷）和y=-0.001x2+0.274 8x+4.760 3（R2=0.519）（鉀）。從圖4可知，隨著施氮量和施鉀量的增加，產量也隨之增加，當施氮量和施鉀量分別為373.00、137.40 kg/hm2時，產量達到最大值。而對于該地區，磷肥用量與產量存在一定的負相關關系。說明我國西北梨產區土壤磷含量比較富足，基本可滿足梨樹生長所需。相關文獻表明，我國西北梨產區梨園氮磷鉀平均施用量分別為365.83、297.50、117.5 kg/hm2，氮磷鉀肥平均配比為1∶0.81∶0.32，平均產量為15.78 t/hm2。相較于全國平均水平，西北梨產區施鉀量低于全國平均112.79 kg/hm2，產量低于全國平均水平15.88 t/hm2［35 - 45 ］。

2.1.5? ? 黃河故道梨產區? ? 通過對我國黃河故道梨產區的梨園氮磷鉀施用量與產量進行回歸分析，擬合所得二次曲線分別為y=-0.000 7x2 + 0.358 1x + 16.54（R2=0.867）（氮）、y=-0.000 6x2+0.173 9x+ 31.132（R2=0.008 9）（磷）。對施鉀量進行線性擬合的結果為y =-0.029 9x + 47.569（R2=0.063 5）（鉀）。從圖5可知，隨著施氮量和施磷量的增加，產量也隨之增加，當施氮量和施磷量分別為255.79、144.90 kg/hm2時，產量達到最大值。而對于該地區，鉀肥用量與產量存在一定的負相關關系。說明我國黃河故道梨產區土壤鉀含量比較富足，基本可滿足梨樹生長所需。相關文獻表明，我國黃河故道梨產區梨園氮磷鉀平均施用量分別為371.25、207.22、294.56 kg/hm2，氮磷鉀肥平均配比為1∶0.56∶0.79，平均產量為38.76 t/hm2。梨園施氮量與施鉀量均高于全國平均水平，施磷量低于全國平均水平［46 - 54 ］。

2.2? ?產量模型的建立

利用文獻中我國梨主產區和華北、長江流域、西北、黃河故道等四大梨產區氮磷鉀配比施肥研究所得到的產量與氮、磷、鉀施用量進行三元二次回歸擬合，得到產量（Y）與氮（N）、磷（P）、鉀（K）用量的回歸模型。由表1可知，全國梨產區各氮磷鉀對產量的貢獻度為K ＞ P ＞? N，各因素交互效應對產量的貢獻度為P × K ＞ N × K ＞ N × P。華北梨產區氮磷鉀對產量的貢獻度為K ＞ N? ＞ P，各因素交互效應對產量的貢獻度為N × P? ＞ N × K ＞ P × K。長江流域梨產區氮磷鉀對產量的貢獻度為P ＞ N? ＞ K，各因素交互效應對產量的貢獻度為N × P ＞ N × K ＞ P×K。西北梨產區氮磷鉀對產量的貢獻度為K ＞ N ＞ P，各因素交互效應對產量的貢獻度為N × P ＞? N × K? ＞? P × K。黃河故道梨產區各因素對產量的貢獻度為N ＞ P ＞ K，各因素交互效應對產量的貢獻度為N × K ＞ P × K? ＞ N × P。其中對長江流域和黃河故道梨產區的回歸方程進行顯著性檢驗發現，R2=1.000，表明其預測值與真實值間擬合程度較好。

3? ?討論與結論

氮、磷、鉀是植物生長所必需的營養元素，在果樹生長發育過程中，具有不可替代的作用［55 - 58 ］。果樹植株中蛋白質、葉綠素等的合成均需要氮素的參與，缺氮影響果樹生理生長及果實產量和品質。磷素供給不足會導致植物對氮的吸收受到嚴重影響，而過量的施磷會抑制植物正常生長，降低果實產量和品質［59 ］。鉀素與果樹代謝過程密切相關，并作為多種酶的活化劑，參與多種有機物的合成、運輸和轉運［60 ］。有研究發現，適量施鉀對于果樹新梢生長、葉面積、SPAD、果實品質等具有顯著的促進作用［61 - 63 ］。本研究發現，通過對我國四大梨產區氮磷鉀配比施肥研究發現，不同梨產區氮、磷、鉀施用量比例不同。各地區在梨樹栽培上肥料的投入不相同，華北梨產區、長江流域梨產區、黃河故道梨產區側重于氮、鉀的投入，而西北梨產區側重于氮、磷的投入，這與各個地區的施肥習慣和土壤養分具有一定的關系。新疆地區鉀素含量整體處于富足狀態，因此施鉀量相對較少。通過對我國主要梨產區氮磷鉀施用量與產量的關系研究發現，各產區氮磷鉀施用量與產量的相關性關系各不相同。

研究發現，我國梨園氮磷鉀肥平均配比為1∶0.66∶0.66；平均產量為31.66 t/hm2。其中，西北梨產區產量遠低于全國平均水平，而其他梨產區均達到全國平均水平，這與西北梨產區磷肥比例用量較大有關，通過回歸分析顯示，我國西北梨產區磷肥對產量存在一定的負相關。通過建立產量模型分析表明，我國梨園氮磷鉀對產量的貢獻度表現為K ＞ P ＞ N，氮磷鉀各因素交互效應對產量的貢獻度表現為P×K ＞ N×K ＞ N×P。我國四大梨產區氮磷鉀對產量的貢獻表現各不相同，華北梨產區、西北梨產區以鉀素貢獻度最高，長江流域梨產區以磷素貢獻度最高，黃河故道梨產區以氮素貢獻度最高。由此可見，影響各產區梨樹產量的因素并不相同，在梨樹栽培過程中，應充分考慮當地土壤肥力因素進行配比施肥，以有效提高梨樹產量。

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收稿日期：2023 - 11 - 04；修訂日期：2023 - 12 - 16

基金項目：塔里木大學校長基金創新團隊項目（TDZKCX202301）；塔里木大學研究生科研創新項目（TDGRI202221）。

作者簡介：李天樂（2000 — ），男，新疆庫爾勒人，碩士，主要從事植物營養與環境的相關研究工作。Email： 17349968821@163.com。

通信作者：支金虎（1978 — ），男，甘肅張掖人，教授，博士，主要從事植物營養與環境的相關研究工作。Email： zjhzky@163.com。