關中西部魔芋肥料配比試驗

摘要" 為篩選出魔芋生產施肥量的最佳配比，采用3因素、4水平和14個處理（3414）設計試驗，以空白（N0P0K0）為對照，測定各個處理的魔芋產量，研究氮、磷、鉀不同處理的魔芋產量與產值效益關系，通過一元二次方程模型計算出氮、磷、鉀各因子對魔芋產量的影響，通過三元二次方程模型得出施肥量的最佳配比。結果表明，氮、磷、鉀對魔芋的產量和效益影響較大，其中處理6（N2P2K2）的產量最高，為36 706"kg/hm2，與對照相比，增產85.44%，凈收入20 2716 元/hm2；單因素分析表明，氮因素對產量影響較大，經濟最佳產量所對應的施氮、磷、鉀量分別是192、93和243"kg/hm2；3因素分析表明，魔芋的最高產量對應的氮、磷和鉀施肥量分別為249、108和306"kg/hm2，此時最高產量為36 660"kg/hm2；魔芋經濟產量對應的氮、磷、鉀施肥量分別為193、94和269"kg/hm2，此時最佳經濟產量為34 978"kg/hm2。研究結果為魔芋高產高效栽培提供參考。

關鍵詞" 魔芋；肥料配比；產量；經濟效益

中圖分類號" S632"""""" 文獻標識碼" A"""""" 文章編號" 1007-7731（2024）22-0020-04

DOI號" 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2024.22.005

基金項目 陜西省農業協同創新與推廣聯盟項目（LM202116）。

作者簡介 劉曉婷（1985—），女，陜西岐山人，碩士，農藝師，從事魔芋研究。

收稿日期 2024-09-12

Experiment investigation on konjac fertilizer ratio in the western region of Guanzhong

LIU Xiaoting1""" CHENG Haigang1""" CHEN Yonggang2""" ZHANG Xiaoliang3""" YAN Peng4

（1Baoji Academy of Agricultural Sciences， Qishan 722499， China;

2Hanzhong Agricultural Technology Extension and Train Center， Hanzhong 723000， China;

3Baoji Seed Management Station， Baoji 721001， China;

4Hanzhong City Yangxian Agricultural Technology Extension Service Center， Hanzhong 723000， China）

Abstract" To screen out the optimal ratio of konjac production and fertilization amount， a design experiment with 3 factors， 4 levels and 14 treatments （“3414”） was used to determine the yield of konjac under each treatment with blank （N0P0K0） as the control，and the relationship between the yield of konjac under different treatments of nitrogen， phosphorus and potassium and the output value benefit were studied. The influence of nitrogen， phosphorus and potassium factors on the yield of konjac was calculated through the one-unit quadratic equation model. The optimum ratio of fertilizer application amount was obtained by ternary quadratic equation model. The results showed that nitrogen， phosphorus， and potassium had great influence on the yield of konjac. The yield of treatment 6 （N2P2K2） was the highest， which was 36 706"kg/hm2. Compared with the control， the increase was 85.44%， and the net income was 20 2716 yuan/hm2. The single factor analysis showed that the nitrogen factor had a great influence on the yield， and the corresponding nitrogen， phosphorus and potassium application amounts were 192， 93 and 243 kg/hm2， respectively. The 3 factor analysis showed that the maximum yield of konjac was 249， 108 and 306 kg/hm2， respectively， and the maximum yield was 36 660 kg/hm2. The application amounts of nitrogen， phosphorus and potassium corresponding to konjac economic yield were 193， 94 and 269 kg/hm2， respectively， and the optimal economic yield was 34 978 kg/hm2. The results provided references for high yield and high efficiency cultivation of konjac.

Keywords" konjac; fertilizer ratio; yield; economic benefit

魔芋為天南星科魔芋屬，多年生草本植物[1-2]。其喜溫濕、陰涼，忌高溫高濕，怕寒，畏強光直射，不耐旱、怕澇與大風，宜在腐殖質疏松土壤中生長，是一種能大量提供葡甘聚糖的經濟作物[3]。目前，生產上主要栽培品種有秦嶺、云貴高原的花魔芋，金沙江流域的白魔芋與云南熱帶區的珠芽魔芋等[4]。

關中西部位于秦嶺北麓，大陸性季風氣候，光熱資源較好[5]。特有的環境條件適宜魔芋的生長發育，且生產食用歷史悠久，主要栽培品種為花魔芋。魔芋產業已發展成為該區域一項重要的支柱產業，發揮著重要的作用。近年來，隨著生產規模的擴大，部分地區魔芋種植規范化有待進一步提高，導致魔芋產量與品質、土壤與環境質量受到影響，一定程度上影響魔芋產業的可持續發展。

張延春等[6]研究表明，作物產量的形成有40%～80%的養分從土壤中獲取，但土壤養分有限，需通過施肥來保證其中有足夠的養分來維持平衡。“3414”（3個因素、4個水平和14個處理）肥料配比試驗是常用的肥效試驗方案，該方案設計科學、處理少且效率高，被廣泛應用在玉米、小麥和水稻等糧食作物上，獲得了增收減污的應用效果[7]。目前，氮、磷、鉀配比施用對魔芋產量和產值的影響研究較少。因此，本研究采用“3414”肥料配比試驗，研究不同氮、磷、鉀肥配比施用對關中西部地區魔芋產量和產值的影響，探索最佳經濟用量，為魔芋高產高效栽培提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗區基本情況

試驗于2022年4月15日—10月20日在寶雞市農業科學研究院試驗基地進行。該基地位于秦嶺北麓，關中西部新灌區的岐山劉家塬，34"°7′ N，107"°33′ E，海拔670"m，常年平均氣溫12"℃左右，4—10月平均氣溫12.5～25.1"℃，最高氣溫35.9"℃，通常出現在7月中下旬至8月初。常年平均降水量626.1nbsp;mm，春季降水偏少，干旱，降水多集中在7—9月，屬暖溫帶半濕潤氣候[4]。試驗地地勢平坦，前茬休閑，土壤為嶁土，土層深厚，結構良好，有機質13.2"g/kg，速效氮72.8"mg/kg，速效磷29.9"mg/kg，速效鉀225.5"mg/kg，pH 7.5，符合試驗方案要求。

1.2 試驗材料

1.2.1 品種 花魔芋種，質量0.1"kg的二齡芋。

1.2.2 肥料 氮肥為尿素（陜西陜化煤化工集團有限公司 N≥46.4%），磷肥為過磷酸鈣（陜西岐豐化工有限責任公司 P2O5≥12%），鉀肥為氧化鉀（美盛化肥（煙臺）有限公司 K2O≥60%）。本試驗中氮、磷、鉀施用量均以純N、P2O5和K2O計算。

1.3 試驗方法

采用“3414”方案，設氮、磷、鉀3因素，0、1、2和3（4個水平），14個處理組合，隨機排列，重復3次，具體配比見表1。施肥方法：總肥量的60%為基肥，膨大初期總肥量的40%作追肥施入。小區寬3"m，長5"m，面積15"m2，株行距40"cm×50"cm，重復3次，密度46 690 穴/hm2。其他管理同田間常規管理。采用DPS 9.50軟件進行方程擬合，一元二次方程模型分析氮、磷和鉀各因子對魔芋產量的影響，通過三元二次方程模型得出施肥量的最佳配比，SPSS 22軟件進行差異性分析。

1.4 測定指標和方法

每個小區隨機選取10塊花魔芋莖稱重測產，取平均值，重復3次，記錄數據；根據單價計算經濟效益。

2 結果與分析

2.1 魔芋產量

2.1.1 所有處理產量 由表2可知，除對照（處理1）外，所有處理組的平均產量30 393"kg/hm2，較對照平均凈增10 599"kg/hm2，增產率53.54%；處理6（N2P2K2）產量最高，為36 706"kg/hm2，較對照增產85.44%。表明氮、磷、鉀肥的施用可有效增加魔芋的產量，施用量不同導致增產效果有一定的差異。

2.1.2 缺素處理產量 將對照（處理1）、無氮（處理2）、磷（處理4）、鉀（處理8）及本地施肥量（處理6）進行對比分析。由表3可知，對照產量是處理6產量的53.93%，表明該試驗區土壤肥力中等。無氮、磷和鉀3個處理的產量分別為處理產量的54.71%、81.49%和77.43%，減產率分別是45.29%、18.51%和22.57%。由此可見，肥料對魔芋產量的影響由大到小依次為氮、鉀、磷，肥料相互效應依次為氮鉀、氮磷、磷鉀。

2.2 經濟效益

由表4可知，不同的肥料處理組合間費用投入會對魔芋的經濟效益產生明顯差異。當不考慮人工時，魔芋純效益計算公式：純效益=魔芋產值-肥料費用。據統計，關中西部近3年魔芋銷售單價為5 600元/t，處理6魔芋的產量36 706"kg/hm2，產值205 554"元/hm2，純效益202 716 元/hm2。處理7、10和11的肥料投入成本較高，較處理6分別提高了8.46%、28.19%和13.35%，產值分別降低了10.88%、12.85%和11.10%。因此，氮、磷和鉀肥的過量施入，可能造成魔芋生產成本增加和魔芋品質與經濟效益的降低。

2.3 單因素效應

根據表2結果，對不同施氮量下魔芋產量進行比較分析，擬合得出施氮量與產量的效應方程Y=-0.38X2+147.41X+1958 7，相關系數R2=0.87，F=29.38gt;F0.01（2， 9）=8.02，P=0.000 1lt;0.01，擬合方程具有統計學意義，可以反映出施氮肥量同魔芋產量之間的關系。由表5可知，磷、鉀肥用量同為2水平，施氮用量達到194"kg/hm2時，魔芋產量達到最高值33 883"kg/hm2；此后魔芋產量隨施氮量的增加而減少。不施氮時魔芋產量為20 081"kg/hm2，占理論最高值的59.27%。可見，施用氮肥能明顯提高魔芋產量，比不施氮肥理論上增產32.06%～82.79%。擬合出的磷、鉀與魔芋產量的效應方程Y=-0.64X2+120.83X+292 13、Y=-0.12X2+59.61X+279 29，相關系數分別是R2=0.68，R2=0.53，Plt;0.05，擬合方程均具有統計學意義。說明魔芋產量隨施磷、鉀量的增加而增加，達到一定水平后緩慢減少。不施磷或鉀肥時的魔芋產量分別占理論最大值的85.67%、80.44%；磷、鉀肥施與不施的理論上增產率分別在7.25%～22.72%和7.83%～29.16%，表明這兩種肥料均可提高魔芋產量。

從經濟效益分析，將魔芋單價代入以上方程模型，計算出魔芋經濟最佳產量所對應的施氮、磷、鉀量分別是192、93和243"kg/hm2，其對應產量分別為33 881、34 915和35 328 kg/hm2。

2.4 三因素效應

根據肥料配比試驗，建立以魔芋產量為目標函數的氮、磷、鉀肥施用量的三元二次方程Y=19 963+41.87N+68.27P+43.29K-0.26N2-0.75P2-0.11K2+0.56NP+0.15NK-0.19PK，式中，Y為魔芋產量，N為施氮量，P為施磷量，K為施鉀量。該擬合方程的R2=0.96，F=10.47gt;F0.01（9，4）=8.02，Plt;0.05，適應于報酬遞減規律，該方程擬合成功，可以較好地描述施肥量與產量之間的關系。氮、磷、鉀一次項系數為正，說明氮、磷、鉀肥單施均對魔芋有增產效應。二次項系數為負，表示施肥量過多不利于增產。通過方程可得，當N 249"kg/hm2，P 108"kg/hm2，K 306"kg/hm2時，魔芋產量達到最大值36 660"kg/hm2；考慮效益時，根據方程，得N 193"kg/hm2，P 94"kg/hm2，K 269"kg/hm2時，經濟產量34 978"kg/hm2，純收益最大，為192 717 元/hm2。

3 結論與討論

魔芋產量和效益與試驗土壤的基礎肥力緊密相關，研究區土壤類型為嶁土，肥力中等，適量施肥明顯提升魔芋產量和效益，對魔芋產量的增產作用較好。莊迎春等[8]研究表明，合理的氮、磷、鉀施肥配比，能夠提高化肥的利用率，進而提高水稻產量。缺素分析得出，無氮、無磷、無鉀造成的魔芋減產分別為45.29%、18.51%和22.57%，說明氮肥對魔芋產量的影響最大。生產上推薦科學施氮，適量減少磷、鉀，來達到生態友好型生產。戚小萍等[9]采用“3414”試驗方案，研究氮磷鉀不同配比施肥對長優1103單季晚稻產量及經濟效益的影響，發現氮、磷、鉀肥對長優1103均有一定的增產效應，其中以氮肥的增產效應較為明顯，與本研究結果一致。

王圣瑞等[10]研究指出，三元二次方程獲得的推薦肥料用量比一元二次方程獲得的推薦用量高。本試驗的三元二次模型效應分析得到，當N 249"kg/hm2、P 108"kg/hm2、K 306"kg/hm2時，產量達到最大值36 660"kg/hm2。當考慮魔芋經濟效益時，以N 193"kg/hm2，P 94"kg/hm2，K 269"kg/hm2時，純收益最大，與采用一元二次模型分析結果相近（氮、磷、鉀量分別是192 、93和243"kg/hm2）。此時，經濟產量為34 978"kg/hm2，純收益最大為192 717 元/hm2。

綜上，本研究通過“3414”試驗設計，發現氮、磷、鉀肥的施用均有效促進了魔芋增產，其中氮肥的效果最好。考慮經濟效益，三元二次模型效應得出最佳經濟施用量為N 193"kg/hm2、P 94"kg/hm2、K 269"kg/hm2。實際生產上，魔芋的生物經濟產量受多種因素影響，需根據本區域土壤類型與肥力等各個因素，科學施用氮、磷、鉀肥。本試驗僅研究部分肥料因子對魔芋產量的影響，環境、有機肥及微量元素等因素的影響仍需進一步研究。

參考文獻

[1] 解松峰，宣慢，張百忍，等. 魔芋屬種質資源研究現狀及應用前景[J]. 長江蔬菜，2012（2）：7-12.

[2] 牛義，張盛林，王志敏，等. 中國的魔芋資源[J]. 西南園藝，2005（2）：22-24.

[3] 劉佩瑛. 魔芋學[M]. 北京：中國農業出版社，2004.

[4] 李京川. 珠芽魔芋資源分析與評價研究[D]. 重慶：西南大學，2021.

[5] 王春娟，床晨閣. 寶雞市近50年水熱資源特征及其對農業生產的影響[J]. 陜西農業科學，2013，59（6）：77-81.

[6] 張延春，陳忠憲，李玉琴，等. 測土配方施肥技術[J]. 中國新技術新產品，2008（17）：159.

[7] 李志軍，高成平，魏樣，等. 神木縣大豆“3414” 肥效試驗報告[J]. 陜西農業科學，2013，59（2）：84-85.

[8] 莊迎春，孫楠，李山東. 沙土地區氮磷鉀不同配比對水稻產量及肥料利用率的影響試驗[J]. 農業科技通訊，2021（5）：84-86.

[9] 戚小萍，周偉民，章志興，等. 長優1103單季晚稻肥料配比試驗[J]. 現代農業科技，2024（4）：19-21.

[10] 王圣瑞，陳新平，高祥照，等. “3414” 肥料試驗模型擬合的探討[J]. 植物營養與肥料學報，2002，8（4）：409-413.

（責任編輯：胡立萍）