“3414”試驗對山地玉米產(chǎn)量影響及推薦施肥探索

畢生斌等

摘 要 應(yīng)用“3414”試驗對云南山地玉米進(jìn)行養(yǎng)分試驗，研究配施不同N、P、K養(yǎng)分對其產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明：氮、磷、鉀施用量對玉米產(chǎn)量的影響大小順序為磷>氮、鉀，養(yǎng)分農(nóng)學(xué)效率為K1>K2>P2>P1> P3>K3>N1>N2>N3；試驗區(qū)域玉米最優(yōu)推薦施用量為N 75 kg/hm2；P2O5 150 kg/hm2；K2O 42.90 kg/hm2。

關(guān)鍵詞 “3414”試驗 ；玉米 ；推薦施肥 ；產(chǎn)量

分類號 S513

Abstract The“3414”experiment was applied to nutrient experiment of mountain corn in Yunnan Province in order to study the effects of application of different nutrients （nitrogen， phosphorus and potassium） on yield. The results show that the effects of consumption of nitrogen， phosphorus and potassium on corn's yield are： the consumption of phosphorus > the consumption of nitrogen> the consumption potassium，in that order； the nutrient agronomic efficiency is：K1 > K2 > P2 > P1 > P3 > K3 > N1 > N2 > N3； the optimal recommended consumption of N， P2O5 and K2O of the corn in experimental area is N 75 kg/hm2， P2O5 150 kg/hm2， K2O 42.90 kg/hm2.

Keywords “3414” experiment ； corn ； recommendation of fertilization ； yield

玉米是非谷類作物中重要的糧食作物之一，具有產(chǎn)量高、分布廣等特點，既可當(dāng)糧食，又可作為蔬菜、飼料，在高寒山區(qū)，還可作主糧[1-3]。德宏玉米常年種植面積達(dá)3萬hm2，超過全州耕地面積的40%[4]，是農(nóng)業(yè)產(chǎn)值的重要組成部分，是農(nóng)民增收的主要來源。隨著德宏地區(qū)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展，種植結(jié)構(gòu)調(diào)整和州內(nèi)外加工工業(yè)的興起及畜禽飼養(yǎng)業(yè)的壯大，玉米需求不斷增加，栽培面積逐年上升，但產(chǎn)量卻一直徘徊不前，平均單產(chǎn)僅3 615 kg/hm2，遠(yuǎn)低于2003～2007年的全國平均5 299.5 kg/hm2和美國9 195 kg/hm2的水平[5]。因此，在種植面積不斷增加的情況下，如何提高玉米的產(chǎn)量具有重要意義。而產(chǎn)量的提高離不開正確的施肥技術(shù)，肥料施用的定量化則是玉米合理施肥的關(guān)鍵[6-9]。本文旨在通過對玉米進(jìn)行“3414”試驗，分析確定玉米N、P、K最佳施肥量，以進(jìn)一步優(yōu)化德宏山區(qū)玉米施肥指導(dǎo)并提升產(chǎn)值。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗地在芒市勐嘎鎮(zhèn)勐穩(wěn)村小橋蘇自海農(nóng)戶家地塊，海拔1 285 m，土壤為赤紅壤，取樣層0～20 cm，pH 4.9，有機(jī)質(zhì)5.22%，堿解氮258.3 mg/kg，有效磷0.1 mg/kg，有效鉀62.0 mg/kg。前茬作物豌豆，供試玉米品種為云德三號（德宏州農(nóng)科所生產(chǎn)），供試肥料尿素（N 46%，四川德陽市生產(chǎn)），普鈣（P2O5 12%，昆明安寧市生產(chǎn)），硫酸鉀（K2O 50%，云南三環(huán)化工股份有限公司生產(chǎn)）。

1.2 方法

1.2.1 試驗設(shè)計

試驗設(shè)14個處理（表1），3次重復(fù)，共42個小區(qū)，隨機(jī)區(qū)組排列，小區(qū)及重復(fù)間用土筑埂，小區(qū)面積5 m（長）×4 m（寬）=20 m2，每小區(qū)種植120株。施肥方法：基肥N 20% 、P2O5 50% ，促苗肥N 50%、P2O5 50% 、K2O 80%，攻穗肥N 30%、K2O2 0%。于2010年5月4日播種，采用拉線條載（株行距0.9 m×0.16 m），各小區(qū)基本苗一致。田間管理除施肥不同外，其它各項管理措施按農(nóng)戶常規(guī)方法進(jìn)行。2010年10月14日收獲，每小區(qū)單打單收，單獨計算產(chǎn)量。

1.2.2 土樣化驗

質(zhì)地：用手測-濕試法；pH：電位法；有機(jī)質(zhì)：油浴加熱重鉻酸鉀氧化-容量法；堿解氮：堿解擴(kuò)散法；有效磷：碳酸氫鈉提取-鉬銻抗比色法（Olsen法）；速效鉀：乙酸銨浸提-原子吸收分光光度法[10]。

1.2.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用 Microsoft Excel 2003和SAS 9.0處理分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥對玉米產(chǎn)量的影響

玉米實收產(chǎn)量結(jié)果及經(jīng)濟(jì)效益性狀表見表2。從表2看出，處理N2P3K2產(chǎn)量最高，不同施肥量和不同量的配施對玉米產(chǎn)量影響較明顯。經(jīng)過方差分析和多重比較得出，N、P、K 3種養(yǎng)分都施用的處理除N2P3K2處理與N2P1K2處理和N2P1K1處理間差異顯著外，其余處理間差異均不顯著；3養(yǎng)分都施用的處理與不施肥N0P0K0處理間差異顯著，其中N2P3K2、N2P2K2、N2P2K3、N1P2K2與N0P0K0處理差異達(dá)極顯著。經(jīng)分析表明，在作物種植施肥中，3元素都施比單一或其中2種配施所產(chǎn)生的產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益高，且差異顯著或極顯著。所有處理中，N3P2K2的養(yǎng)分總含量最高，但產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益不是最高，說明玉米施肥與產(chǎn)量間回報遞減規(guī)律的存在。

在磷、鉀養(yǎng)分施用優(yōu)化且量相同條件下，施用不同量的氮養(yǎng)分（N0、N1、N2、N3）間不施氮處理與施用氮處理間差異顯著，其中不施氮與N1、N2差異達(dá)極顯著，施氮處理間差異不顯著。從施氮增產(chǎn)順序來看，N2的玉米產(chǎn)量較空白處理增產(chǎn)最高，N1、N3增產(chǎn)量依次遞減；在氮、鉀養(yǎng)分施用優(yōu)化且量相同條件下，施用不同的磷養(yǎng)分量（P0、P1、P2、P3）間，P0與P2、P3處理的玉米產(chǎn)量間達(dá)極顯著，玉米施磷增產(chǎn)順序隨施用量的增加而增加；在氮、磷養(yǎng)分施用優(yōu)化且量相同條件下，施用不同的鉀養(yǎng)分量（K0、K1、K2、K3）間，K0與施鉀處理間差異均達(dá)極顯著，施鉀處理間差異不顯著。

在相同磷鉀肥處理間、相同氮鉀肥處理間和相同氮磷肥處理間分別比較氮、磷、鉀肥的增產(chǎn)值效果，結(jié)果以磷肥的3水平增值效果最大，鉀肥和氮肥的2水平增值效果都居第二，但從產(chǎn)投比來看，P3、N2、K2的值相差不大。從肥料農(nóng)學(xué)效率分析得出K1>K2>P2>P1>P3>K3>N1>N2>N3。磷鉀肥對該地區(qū)的玉米生長極為重要，生產(chǎn)中要重視施用磷鉀肥，同時防止氮肥過量形成回報遞減。從處理N3P2K2來看，施氮增多不僅沒有提高產(chǎn)量，較其它施氮少的處理產(chǎn)量呈下降。試驗中鉀肥過量雖然沒有造成產(chǎn)量下降，但K3水平量與K2水平量的處理產(chǎn)量相差很小，差異不顯著，鉀肥的增施反而增加了投入成本。磷肥對產(chǎn)量影響大的原因可能是本地區(qū)土壤含磷量嚴(yán)重缺乏，已成為作物生長的首要限制因子。從土壤測試結(jié)果看，本地區(qū)有效磷僅0.1 mg/kg，也反應(yīng)了該地土壤嚴(yán)重缺磷現(xiàn)狀。

2.2 最優(yōu)推薦施肥量分析

此方程的R、F值反應(yīng)出該三元二次函數(shù)擬合成功，并且通過邊際分析得出推薦施肥量N為300.75 kg/hm2，P2O5為137.40 kg/hm2，K2O為125.70 kg/hm2，最佳產(chǎn)量7 595.55 kg/hm2。但三元二次函數(shù)分析出的推薦施肥一般有以下問題：擬合成功的三元二次肥料效應(yīng)函數(shù)往往存在推薦施肥量偏高的問題；不但造成施肥的經(jīng)濟(jì)效益下降，同時也對環(huán)境不利；同時，單純采用三元二次肥料效應(yīng)函數(shù)擬合常常會忽略了試驗中得到的某些試驗點不需要施肥或某一養(yǎng)分不需要施肥的信息對推薦施肥產(chǎn)生誤導(dǎo)[11-12]。為此，本試驗數(shù)據(jù)同時采用了一元線性加平臺模型[即：y=a+bx（x≤C）；y=P（x>C）]進(jìn)行了擬合，具體為：選用處理2、3、6、11求得在P2K2水平基礎(chǔ)上氮肥效應(yīng)函數(shù)；選用處理4、5、6、7求得在N2K2水平為基礎(chǔ)的磷肥效應(yīng)函數(shù)；選用處理6、8、9、10求得在N2P2水平基礎(chǔ)上鉀肥效應(yīng)函數(shù)。氮肥一元線性加平臺擬合函數(shù)為：

2.3 施肥參數(shù)分析

對“3414”試驗中缺素區(qū)處理的產(chǎn)量分別與全肥區(qū)處理6的產(chǎn)量進(jìn)行比較，以缺素區(qū)產(chǎn)量占全肥區(qū)產(chǎn)量的百分?jǐn)?shù)即相對產(chǎn)量的高低反映土壤N、P、K養(yǎng)分的豐缺（表3），其中，缺氮的相對產(chǎn)量=處理2（N0P2K2）產(chǎn)量/處理6（N2P2K2）產(chǎn)量×100%；缺磷的相對產(chǎn)量=處理4（N2P0K2）產(chǎn)量/處理6（N2P2K2）產(chǎn)量×100%；缺鉀的相對產(chǎn)量=處理8（N2P2K0）產(chǎn)量/處理6（N2P2K2）產(chǎn)量×100%。相對產(chǎn)量低于50%的土壤養(yǎng)分為極低水平，50%～75%為低水平，75%～95%為中水平，大于95%為高水平[13]。而從表4可見，試驗區(qū)域土壤對玉米作物而言N養(yǎng)分豐缺程度處于低水平，P和K養(yǎng)分處于極低水平。玉米每形成100 kg籽粒產(chǎn)量所吸收養(yǎng)分量N 2.57 kg、P2O5 0.86 kg 、K2O 2.14 kg[14]，以2水平全肥區(qū)處理6的產(chǎn)量計算每公頃玉米吸收當(dāng)季的氮166.35 kg、磷55.65 kg、鉀138.60 kg。

以處理2、4、8及處理6的產(chǎn)量可求出土壤養(yǎng)分供應(yīng)量和氮、磷、鉀肥的當(dāng)季利用率（表4）。

2.4 玉米推薦施肥量的確定

推薦施肥量的確定可采用地理差減法，即根據(jù)施肥區(qū)玉米近年當(dāng)季產(chǎn)量（一般為前3 a平均單產(chǎn)）和年遞增率估算目標(biāo)產(chǎn)量，利用目標(biāo)產(chǎn)量所需養(yǎng)分減去土壤供肥量，其差值除于肥料當(dāng)季利用率，得所需施用養(yǎng)分量；同時，也可以用肥料效應(yīng)函數(shù)法來確定推薦施肥量，選擇不同肥力水平田塊進(jìn)行多點田間試驗，得到不同肥力水平下的最優(yōu)推薦施肥量，建立土壤測試值與最優(yōu)推薦施肥量的數(shù)學(xué)關(guān)系，從而用函數(shù)來確定土壤有效養(yǎng)分某一測定方法不同等級時的推薦施肥量。

3 結(jié)論與討論

本研究結(jié)果表明：采用N、P、K配施，以施肥養(yǎng)分總量高的處理產(chǎn)量較高，在一定范圍內(nèi)，N、P、K肥的施用量對玉米的增產(chǎn)作用是P肥>N肥、K肥；養(yǎng)分農(nóng)學(xué)效率順序為K1>K2>P2>P1>P3>K3>N1>N2>N3。此外，本地含P量極低，K含量低，土壤偏酸的特點，施肥中應(yīng)注意控制好N肥，注意施好P、K肥，以提高施肥的經(jīng)濟(jì)效益。根據(jù)試驗結(jié)果和本地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實際綜合分析，建議本區(qū)域玉米N、P、K施用量為：N 75 kg/hm2，P2O5 150 kg/hm2，K2O 42.90 kg/hm2。同時要掌握好施肥時期和比例，保證各生長期所需養(yǎng)分。在推薦施肥量的計算中，地力差減法簡單、方便、易懂，為合理確定施肥量和肥料配方提供了技術(shù)依據(jù)；肥料效應(yīng)函數(shù)法計算的推薦施肥量所涉及的施肥影響因素較單一，且需要大量不同肥力水平的多點試驗數(shù)據(jù)，試驗成本較高，數(shù)據(jù)分析技術(shù)較高。兩種方法在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件千變?nèi)f化、土壤供肥量和肥料當(dāng)季利用率不恒定下，其隨著土壤內(nèi)因、時間、氣候、耕作管理水平等因素的變化而不斷變化[15-18]，而目標(biāo)產(chǎn)量也只是一個估算值，因此，計算出的施肥量可能與實際有較大的偏差，也可能超出試驗設(shè)計施肥量的上下限，必須經(jīng)過專業(yè)技術(shù)人員分析后才能運(yùn)用。建立區(qū)域性玉米施肥模型，還需要多年、多點、多品種試驗后加以總結(jié)，才能在實際生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。

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