兴山县玉米“3414”试验施肥效果及推荐施肥量

兴山县玉米“3414”试验施肥效果及推荐施肥量

作者：周继文，熊佳林，乔 艳，等

来源：《湖北农业科学》 2012年第24期

周继文１，熊佳林１，乔 艳２，张 奎１，陈云峰２

（１．湖北省兴山县土壤肥料工作站，湖北 兴山 ４３３７００；２．湖北省农业科学院植保土肥研究所，武汉 ４３００６４

摘要：应用７个“３４１４”试验，研究了兴山县玉米施肥增产效果及推荐施肥量。结果表明，兴山玉米氮肥增产效果最好，与不施氮肥处理相比平均增产３１．０％，钾肥增产效果次之，磷肥再次。玉米最高产量施肥量为Ｎ ４０３ ｋｇ／ｈｍ２、Ｐ２Ｏ５ １４４ ｋｇ／ｈｍ２、Ｋ２Ｏ １９３ ｋｇ／ｈｍ２，最佳产量施肥量为Ｎ ３８０ ｋｇ／ｈｍ２、Ｐ２Ｏ５ １２３ ｋｇ／ｈｍ２、Ｋ２Ｏ １２９ ｋｇ／ｈｍ２。

关键词：玉米；肥料效应函数；最高产量施肥量；最佳产量施肥量；“３４１４”试验；兴山县

中图分类号：Ｓ５１３．０６２

文献标识码：Ａ

文章编号：0439－８114（２０12）24－5613-05

“3414” Fertilization Effects and Fertilizer Recommendation of Corn in

Xingshan County

ＺＨＯＵ Ｊｉ－ｗｅｎ１，XIONG Jia-lin1，ＱＩＡＯ Ｙａｎ２，ZHANG Kui1，ＣHEN

Ｙｕｎ－ｆｅｎｇ2

（１． Ｘｉｎｇｓｈａｎ Ｓｏｉｌ ａｎｄ Ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ ｏｆ Ｈｕｂｅｉ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ， Ｘｉｎｇｓｈａｎ ４３3700， Ｈｕｂｅｉ， Ｃｈｉｎａ；

２． Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｐｌａｎｔ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｓｏｉｌ Ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ， Ｈｕｂｅｉ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ Ｓｃｉｅｎｃｅs， Ｗｕｈａｎ ４３００６４， Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔｓ ａｎｄ ｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄ ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｑｕａｎｔｉｔｙ ｏｆ ｃｏｒｎ ｉｎ

Ｘｉｎｇｓｈａｎ cｏｕｎｔｙ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ ｖｉａ ７ ＂３４１４＂ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ

Ｎ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｈａｄ ｔｈｅ ｂｅｓｔ ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｎ ｔｈｅ ｙｉｅｌｄ ｏｆ ｃｏｒｎ ａｎｄ ｃｏｕｌｄ ａｖｅｒａｇｅｌｙ ｉｎｃｒｅａｓｅ ３１.0％ ｏｆ ｔｈｅ ｙｉｅｌｄ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｔｏ

ｔｈｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｗｉｔｈｏｕｔ Ｎ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ， ｆｏｌｌｏｗｅｄ ｂｙ Ｋ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ， ｔｈｅｎ ｗａｓ Ｐ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ． Ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｒａｔｅｓ ｏｆ Ｎ， Ｐ２Ｏ５， ａｎｄ Ｋ２Ｏ ｆｏｒ ｔｈｅ ｍａｘｉｍｕｍ ｙｉｅｌｄ ｗｅｒｅ ４０３， １４４ ａｎｄ １９３ ｋｇ／ｈｍ２ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ， ａｎｄ ｔｈａｔ ｆｏｒ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｕｍ ｙｉｅｌｄ ｗｅｒｅ ３８０，１２３， ａｎｄ １２９ ｋｇ／ｈｍ２ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： corn； ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ｅｆｆｅｃｔ ｆｕｎｃｔｉｏｎ；

ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｆｏｒ ｍａｘｉｍｕｍ ｙｉｅｌｄ； ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｆｏｒ ｍａｘｉｍｕｍ ｐｒｏｆｉｔ； “３４１４” ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ； Xingshan county

玉米是兴山县主栽粮食作物，年种植面积０．７３万ｈｍ２，占全县粮食作物总播种面积的４０％以上。根据兴山县域土壤养分状况，提出一套适合该地生产需要的玉米施肥指标体系，对提高农民施肥水平和生产效益，发挥玉米生产潜力具有重要意义。２００８年兴山县开始实施国家测土配方施肥补贴项目，由此在玉米主产区布置一系列玉米“３４１４”肥料效应试验，用以确定玉米施肥效果及推荐施肥量，为兴山县玉米合理施肥，提高玉米经济效益提供科学依据。

１ 材料与方法

１．１ 试验地点

试验设置在湖北省兴山县高桥乡长冲村等７个村子，供试土壤理化性质见表１。

１．２ 试验设计及测产

采用“３４１４”田间肥效试验方案，包括１４个处理［１］：Ｎ０Ｐ０Ｋ０、Ｎ０Ｐ２Ｋ２、Ｎ１Ｐ２Ｋ２、Ｎ２Ｐ０Ｋ２、Ｎ２Ｐ１Ｋ２、Ｎ２Ｐ２Ｋ２、Ｎ２Ｐ３Ｋ２、Ｎ２Ｐ２Ｋ０、Ｎ２Ｐ２Ｋ１、Ｎ２Ｐ２Ｋ３、Ｎ３Ｐ２Ｋ２、Ｎ１Ｐ１Ｋ２、Ｎ１Ｐ２Ｋ１、Ｎ２Ｐ１Ｋ１，其中下标为养分施用水平，０水平为不施用，１水平为２水平的１／２，３水平为２水平的１．５倍，各“３４１４试验”２水平氮、磷、钾养分施用量参考《湖北省２００８年肥料效应试验示范总体方案》确定（表１）。氮肥（尿素，含Ｎ４６％）分两次施用，底肥６０％及孕穗肥４０％，磷肥（过磷酸钙，含Ｐ２Ｏ５ １２％）、钾肥（硫酸钾，含Ｋ２Ｏ

５０％）一次性基施。供试玉米品种为三北６号。试验小区面积为２０～２４ ｍ２（同一试验小区面积一致），不设重复，小区随机排列。各小区间筑土埂隔离，各小区实行单灌单排，四周设保护行。各试验均于４月下旬播种，５月中旬移栽，９月下旬至１０月上旬收获，各小区单打单收测实产。

１．３ 推荐施肥量确定方法

采用肥料效应函数法确定推荐施肥量。首先采用三元二次方程模拟肥料效应［２－５］，即：

由此可获得最高产量Ｎ、Ｐ、Ｋ施用量，代入方程（１）即获得最高产量。

当边际效益等于边际成本（ｄｙ／ｄｘ＝Ｐｘ／Ｐｙ），肥料的边际利润为零，获得最佳产量及对应Ｎ、Ｐ、Ｋ施用量。对方程（１）求各因素的偏导数，并使其等于Ｐｘ／Ｐｙ，获得三元一次方程组：

求解，获得最佳产量Ｎ、Ｐ、Ｋ施用量，代入方程（１）即获得最佳产量。方程（３）中，ＰＮ、ＰＰ、ＰＫ、Ｐｙ为纯Ｎ、Ｐ２Ｏ５、Ｋ２Ｏ和玉米的单价，分别为４．３５、４．１７、８．０0元／ｋｇ和１．９0元／ｋｇ。

为进一步增加模拟的准确性，采用一元二次函数进行模拟，方程为：

y＝ａ＋ｂx＋ｃx２

（４）

式中，y为玉米产量（ｋｇ／ｈｍ２），ａ为截距，ｂ、ｃ为系数，x为养分施用量（ｋｇ／ｈｍ２）。采用２、３、６、１１处理产量模拟氮推荐用量，４、５、６、７处理产量模拟磷推荐用量，６、８、９、１０处理产量模拟钾推荐用量。根据边际效益等于边际成本原理计算最佳产量和对应养分施用量。计算方法同方程（１）。

１．４ 数据分析

“３４１４”试验由于处理多，在实际操作中设置重复比较困难，一般采用多年或多点重复的办法进行［１］。试验中，采用２年７个点的“３４１４”试验进行重复。７个试验点的“３４１４”试验中，磷、钾施用量均一样，但１、３、６三个试验点２水平氮施用量为２４０ ｋｇ/ｈｍ２，而２、４、５、７四个试验点中２水平氮施用量为３００ ｋｇ/ｈｍ２。因此这里将７个试验点分为Ａ、Ｂ两组，Ａ组为试验点１、３、６，视为一组重复，Ｂ组为２、４、５、７试验点，视为另一组重复。采用ＳＰＳＳ １１．５单因素方差分析比较不同施肥组合对玉米产量的影响及氮、磷、钾增产效应，多重比较采用邓肯氏分析，Ｐ＜０．０５表示差异显著。采用Ｅｘｃｅｌ ２００３进行肥料效应的三元二次方程和一元二次方程模拟。

２ 结果与分析

２．１ 不同施肥组合对玉米产量的影响

表２显示了不同施肥组合对玉米产量的影响。从表2可以看出，两组重复中，各施肥组合之间差异显著，且呈现出类似的趋势。处理１（Ｎ０Ｐ０Ｋ０）产量最低，且显著低于大多数施肥处理，处理１１（Ｎ３Ｐ２Ｋ２）产量最高，其次是处理６（Ｎ２Ｐ２Ｋ２）；与处理１相比，Ａ组处理１１增产５７．５％，处理６增产５３．４％，Ｂ组处理１１增产６３．９％，处理６增产６３．８％。比较Ａ组与Ｂ组相对应处理产量，发现除Ｂ组不施氮肥的处理２（Ｎ０Ｐ２Ｋ２）产量低于Ａ组处理２外，Ｂ组其余处理产量均高于Ａ组对应处理，由于Ｂ组施氮量高于Ａ组，这表明氮肥的增产潜力较大。１４个处理中，最佳施肥组合为Ｎ３Ｐ２Ｋ２。由于“３４１４”试验中，处理２水平的设置被认为是最优的施肥量，但在该试验中，Ｎ３比Ｎ２有更好的增产潜力，因此可以认为原来的施肥指标体系中，Ｎ的推荐用量应再加大一些。

２．２ 氮、磷、钾在玉米上的增产效应

表３显示了氮、磷、钾对玉米产量的影响。从表３可以看出，氮、磷、钾均不同程度提高了玉米产量，其中氮肥增产效果最好，比无氮处理（处理２）平均增产３１．０％，而磷平均增产１２．２％，钾平均增产１９．０％。在Ａ、Ｂ两组试验中，不同施氮水平中，高氮增产效应最好，但与中氮差距不大，低氮增产效果最差；中磷的增产效果最好；不同施钾水平的增产效应与氮肥类似。比较Ａ、Ｂ两组试验，发现Ｂ组氮的增产效应高于Ａ组，这表明氮提升增产的空间较大，在进行施肥指标修订时，可以提高氮的用量。Ｂ组磷的增产效应高于Ａ组，而钾的增产效应低于Ａ组，这表明氮的增加提高了磷的增产效应而抑制了钾的增产效应。

２．３ 肥料效应模型与推荐施肥量

表４列出了７个“３４１４”试验三元二次肥料效应函数的系数、决定系数及Ｆ检验结果。从表４可以看出，７个方程及Ａ、Ｂ组的Ｐ均小于０．０５，表明三元二次方程均模拟成功，且决定系数较高。利用三元二次肥料效应函数计算出来的最高产量施肥量、最高产量、最佳产量施肥量、最佳产量见表５。从表５可以看出，试验点１、试验点２模拟出的最高产量施肥量偏离实际，试验点４模拟出的最高产量（７ ５１２ ｋｇ/ｈｍ２）仅处于田间实测数据的中下水平，而试验点６模拟出的最高产量（９ ５４５ ｋｇ/ｈｍ２）又高出太多，因此不适合作玉米推荐施肥量的依据。而试验点３、５、７模拟出的最高产量均与实际相符，相应的施肥量可以作为玉米的推荐施肥量。计算出的最高产量施肥量为Ｎ ４０３ ｋｇ/ｈｍ２、Ｐ２Ｏ５ １０８ ｋｇ/ｈｍ２、Ｋ２Ｏ １７８ ｋｇ/ｈｍ２，最高产量为８ ５７７ ｋｇ/ｈｍ２；最佳产量施肥量为Ｎ ２３３ ｋｇ/ｈｍ２、Ｐ２Ｏ５ １２２ ｋｇ/ｈｍ２、Ｋ２Ｏ １５３ ｋｇ/ｈｍ２，最佳产量为８ ０７９ ｋｇ/ｈｍ２。

表６列出了７个“３４１４”试验点一元二次肥料效应函数的系数、决定系数、Ｆ检验结果及模拟结果。从表6中可以看出，方程决定系数较高，但大部分差异不显著。从模拟结果来看，与实测产量结果相比，试验点１、３、４、６模拟的最高产量较低，因此采用２、５、７试验平均值。计算出的最高产量为８ ５６９~９ ００７ ｋｇ/ｈｍ２，最佳产量为８ ４３４~８ ８８４ ｋｇ/ｈｍ２，高于三元二次方程模拟的结果。因此，采用一元二次方程模拟结果，最高产量施肥量为Ｎ ４８８ ｋｇ/ｈｍ２、Ｐ２Ｏ５ １４４ ｋｇ/ｈｍ２、Ｋ２Ｏ １９３