干旱半干旱區(qū)馬鈴薯測土配方施肥“3414”試驗

杜梅香（甘肅省定西市安定區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心，甘肅 定西 743000）

馬鈴薯是安定區(qū)主要種植作物之一，也是當?shù)剞r(nóng)民增收致富的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，常年種植面積6.0萬hm2以上。隨著馬鈴薯生產(chǎn)的進一步發(fā)展，多年來當?shù)剞r(nóng)民為獲得高產(chǎn)，偏施、濫施、盲目施肥和過量施用化肥現(xiàn)象嚴重，不僅增加了生產(chǎn)成本、降低了肥料利用率，而且造成環(huán)境污染和資源浪費［1～4］。經(jīng)分析測定，安定區(qū)主要土壤有黑壚土、灰鈣土、黃綿土和少部分潮土類，其中黑壚土面積占總土地面積11.43萬hm2的78.2%以上，灰鈣土占20.9%，黃綿土占0.7%，潮土占0.2%。為了探索安定區(qū)馬鈴薯生產(chǎn)的最佳施肥標準，提高肥效和產(chǎn)量，安定區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心于2010年3月至2012年11月進行了馬鈴薯的最佳施肥技術(shù)試驗研究，以期為旱區(qū)馬鈴薯生產(chǎn)平衡施肥及其指標體系的建立提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試氮肥為尿素（含N46%），中國石油蘭州化學(xué)工業(yè)總公司生產(chǎn)；磷肥為普通過磷酸鈣（含P2O512%），甘肅白銀磷鹽化工廠生產(chǎn)；鉀肥為硫酸鉀（含K2O 33%），白銀豐寶農(nóng)化有限公司生產(chǎn)。指示馬鈴薯品種為隴薯3號。

1.2 試驗方法

試驗采用“3414”最優(yōu)設(shè)計方案，即3因素（氮、磷、鉀），4水平（0、1、2、3），共14個處理（表1）。采用順序排列，不設(shè)重復(fù)，小區(qū)面積40 m2（8 m×5 m）。試驗在安定區(qū)西南部二陰區(qū)的香泉鎮(zhèn)、東南部半干旱區(qū)的青嵐鄉(xiāng)、北部干旱區(qū)的稱鉤驛鎮(zhèn)的14個點進行。土壤為黑壚土、灰鈣土，肥力中等，前茬為小麥。試驗前取0～20 cm耕層土壤樣品按常規(guī)方法測定土壤理化性狀及養(yǎng)分狀況（表2）。播前按試驗設(shè)計分小區(qū)準確稱取供試尿素、普通過磷酸鈣、硫酸鉀作基肥一次性施入。采用全膜雙壟溝播，4月30日人工點播，寬行70 cm、窄行40 cm、行距55 cm、株距35 cm，保苗45 000株/hm2。6月2日出苗，7月6日現(xiàn)蕾，7月20日開花，10月22日成熟，按小區(qū)收獲計產(chǎn)。數(shù)據(jù)采用測土配方“3414”試驗數(shù)據(jù)分析器SG—2.3軟件處理。各效應(yīng)函數(shù)統(tǒng)一進行顯著水平檢驗。

表1 “3414”試驗設(shè)計

表2 試驗地土壤養(yǎng)分化驗結(jié)果

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤養(yǎng)分供應(yīng)能力分析和目標產(chǎn)量確定

2.1.1 土壤養(yǎng)分供應(yīng)能力分析 根據(jù)試驗結(jié)果，以處理1（N0P0K0）產(chǎn)量/處理6（N2P2K2）產(chǎn)量、處理2（N0P2K2）產(chǎn)量/處理6 （N2P2K2）產(chǎn)量、處理4（N2P0K2）產(chǎn)量/處理6 （N2P2K2）產(chǎn)量、處理8（N2P2K0）產(chǎn)量/處理6（N2P2K2）產(chǎn)量，分別得出各試驗點的地力貢獻率、馬鈴薯缺氮、缺磷、缺鉀的相對產(chǎn)量。從表3可以看出，供試各點土壤地力貢獻率在48.32%～74.81%，平均值為60.03%，說明馬鈴薯產(chǎn)量對土壤基礎(chǔ)肥力依賴度較小，施肥增產(chǎn)潛力較大。按照“相對產(chǎn)量低于50%的土壤養(yǎng)分為極低，50%～75%為低，75%～95%為中等，高于95%為豐富”的土壤養(yǎng)分豐缺指標分級原則，缺氮的相對產(chǎn)量為50.98%～85.16%，平均值為73.66%；缺磷的相對產(chǎn)量為72.25%～99.62%，平均值為86.29%；缺鉀的相對產(chǎn)量為76.97%～105.49%，平均值為90.34%?？梢姡捕▍^(qū)養(yǎng)分含量總體上是缺氮少磷富鉀，微量元素含量均偏低，尤其是鐵和銅的含量極低，這可能與當?shù)剞r(nóng)戶盲目增施磷、鉀肥或多元復(fù)合肥有關(guān)。因此，合理施用氮肥，適當降低磷、鉀肥施用量可能是提高安定區(qū)馬鈴薯產(chǎn)量的主要措施。

表3 各試驗點供試土壤肥力狀況分析

2.1.2 目標產(chǎn)量確定 目標產(chǎn)量是確定馬鈴薯推薦施肥量的主要依據(jù)之一。20世紀80年代，國內(nèi)提出的“以地定產(chǎn)”式，用于根據(jù)土壤肥力水平確定目標產(chǎn)量。近年來安定區(qū)采用“3414”試驗完成的14個試驗點馬鈴薯氮磷鉀肥效田間試驗的結(jié)果表明，空白區(qū)產(chǎn)量與氮磷鉀平衡施肥區(qū)產(chǎn)量之間存在顯著水平的線性關(guān)系，為安定區(qū)馬鈴薯測土配方施肥確定目標產(chǎn)量提供了一個較為精確的計算式，以方便于實際應(yīng)用。

2.2 回歸方程建立與解析

以馬鈴薯產(chǎn)量為因變量，施肥因子為自變量，依據(jù)“3414”田間肥料試驗設(shè)計方法，可配置氮磷、氮鉀、磷鉀二元二次及氮磷鉀三元二次等2類4種二次肥料效應(yīng)函數(shù)，其函數(shù)式為

Y=1 611.1+111.83N-8.946P+107.07K-4.424 N2-123.5 P2-32.26 K2-13.74 NP+35.505 NK+11.352 PK（r=0.800 0）。

2.3 推薦施肥量

經(jīng)對回歸方程進行F檢驗（F0.05=6.000，F(xiàn)0.01=14.660 ），說明馬鈴薯產(chǎn)量（Y）與N、P、K施肥量之間存在顯著的回歸關(guān)系。對回歸方程優(yōu)化解析，按氮肥（N）5.2元/kg、磷肥（P2O5）6.4元/kg、鉀肥（K2O）10元/kg、商品馬鈴薯1.10元/kg計算，采用測土配方“3414”試驗數(shù)據(jù)分析器SG—2.3的三元多重分析，所得肥效方程屬非典型式，且一次項系數(shù)為正數(shù)、平方項系數(shù)為負數(shù)，并能達到統(tǒng)計顯著水平，則采用與產(chǎn)量頻率分析法類似的隨機解尋找推薦施肥量，可獲得典型式二次肥效方程的推薦施肥量。對方程求偏導(dǎo)數(shù)求得最佳施肥量為N 101.7 kg/hm2、P2O5192.5kg/hm2、K2O 17.4 kg/hm2，最佳施肥比為7.0∶8.1∶2.2，此時馬鈴薯預(yù)測產(chǎn)量為16 896 kg/hm2。

3 小結(jié)與討論

1）試驗結(jié)果表明，在安定區(qū)馬鈴薯田養(yǎng)分含量總體上是缺氮少磷富鉀，微量元素含量均偏低，尤其是鐵和銅的含量極低情況下。土壤基礎(chǔ)肥力貢獻率為48.32%～74.81%，平均值60.03%；缺氮的相對產(chǎn)量平均值為73.66%，缺磷的相對產(chǎn)量平均值為86.29%，缺鉀的相對產(chǎn)量平均值為90.34%，對產(chǎn)量影響由大到小依次為N、P、K。空白區(qū)產(chǎn)量與氮磷鉀平衡施肥區(qū)產(chǎn)量之間存在顯著的線性關(guān)系。

2）建立了馬鈴薯產(chǎn)量（Y）與N、P、K之間的三元二次肥料效應(yīng)方程：Y=1611.1+111.83 N-8.946 P+107.07 K-4.424 N2-123.5 P2-32.26 K2-13.74 NP+35.505 NK+11.352 PK（r=0.800 0），得出安定區(qū)干旱半干旱區(qū)馬鈴薯的最佳施肥量為最佳施肥量為N 101.7 kg/hm2、P2O5192.5kg/hm2、K2O 17.4 kg/hm2，此時馬鈴薯預(yù)測產(chǎn)量為16 896 kg/hm2。N、P2O5、K2O配比為7.0∶8.1∶2.2。

［1］ 戴樹榮.應(yīng)用“3414”試驗設(shè)計建立二次肥料效應(yīng)函數(shù)尋求馬鈴薯氮磷鉀適宜施肥量的研究［J］.中國農(nóng)學(xué)通報，2006，26（12）：154-159.

［2］ 王 琳，楊蕊菊.靜寧縣半干旱區(qū)玉米“3414”肥效試驗初報［J］. 甘肅農(nóng)業(yè)科技，2014（3）：23-25.

［3］ 馮春艷.會寧縣半干旱地區(qū)玉米氮磷鉀最佳施肥量研究［J］. 甘肅農(nóng)業(yè)科技，2009（6）：27-29.

［4］ 魏接旺，王轉(zhuǎn)軍.成縣冬小麥“3414”優(yōu)化施肥試驗初報［J］. 甘肅農(nóng)業(yè)科技，2013（5）：42-43.