陜南丘陵山區(qū)玉米在“3414”試驗(yàn)中的氮磷鉀效應(yīng)

陜南丘陵山區(qū)玉米在“3414”試驗(yàn)中的氮磷鉀效應(yīng)

馬曉麗1，張萬春1，李厚華2，高 鵬1

(1.漢中市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，陜西漢中723000；2.漢中市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，陜西漢中 723000)

摘要[目的]研究氮磷鉀肥對玉米產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益的影響，為該區(qū)玉米科學(xué)施肥提供參考依據(jù)。[方法]在陜南丘陵山區(qū)具有代表性的土壤類型上進(jìn)行了玉米“3414”田間試驗(yàn)。[結(jié)果] 各處理中，產(chǎn)量最高的為處理⑥(N2P2K2)，較不施肥處理增產(chǎn)95.54%；產(chǎn)量最低的施肥處理為處理②(N0P2K2)，較不施肥對照增產(chǎn)27.88%。經(jīng)濟(jì)效益最高的為處理(N1P1K2)，較不施肥處理增收75.51%；收益最低的施肥處理為處理②(N0P2K2)，較對照增收19.00%。[結(jié)論]試驗(yàn)田塊基礎(chǔ)地力對產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率為51.14%，表明土壤肥力較低。根據(jù)玉米產(chǎn)量建立三元二次肥料效應(yīng)方程，得出最佳產(chǎn)量為6 921.45 kg/hm2，最佳氮、磷、鉀經(jīng)濟(jì)施肥量分別為236.10、126.75、108.00 kg/hm2。

關(guān)鍵詞玉米；“3414”肥料試驗(yàn)；產(chǎn)量；經(jīng)濟(jì)效益

中圖分類號S513

作者簡介馬曉麗(1984-)，女，山西大同人，農(nóng)藝師，碩士，從事農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)研究和農(nóng)技推廣工作。

收稿日期2015-06-09

NPKFertilizerEffectonCornin“3414”ExperimentSchemeinHillyAreaofSouthernShaanxi

MAXiao-li1, ZHANG Wan-chun1, LI Hou-hua2et al (1.HanzhongAgriculturalTechnologyPromotionCenter,Hanzhong,Shaanxi723000; 2.HanzhongAgriculturalScienceInstitute,Hanzhong,Shaanxi723000)

Abstract[Objective] Effects of NPK fertilizer on corn yield and economic benefits were studied to provide a reference for the corn scientific fertilization. [Method] “3414” corn field experiment was conducted in hilly mountain area in southern Shaanxi. [Result]The production of treatment ⑥ (N2P2K2) was the highest, 95.54% higher than that of the control. The yield of treatment ② (N0P2K2) was the lowest, 27.88% higher than that of the control. The economic benefits of treatment (N1P1K2) was the highest, 75.51% higher than that of the control, and the economic benefits of trearment ② (N0P2K2) was the lowest, 19.00% higher than that of the control.[Conclusion]The fertility of soil was low and the contribution of land capability reached 51.14%. Ternary quadratic equation of fertilizer effect was established according to the corn yield. When the corn yield reached 6921.45 kg/hm2, pure N 236.10 kg/hm2, pure P 126.75 kg/hm2 and pure K 4 108.00 kg/hm2 were required.

KeywordsCorn; “3414”fertilizerexperiment;Production;Economicbenefits

玉米是漢中主要糧食作物之一，也是主要的飼料來源、重要的工業(yè)原料。發(fā)展玉米生產(chǎn)不僅對保障全市糧食安全意義重大，而且對解決山區(qū)農(nóng)民溫飽、實(shí)現(xiàn)脫貧致富、促進(jìn)山區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展都有重要的推動作用[1]。漢中市玉米種植面積僅次于水稻和油菜，位居第三，常年種植面積7.4萬hm2左右，產(chǎn)量22萬t左右，種植面積和總產(chǎn)分別約占全市糧食作物播種面積和總產(chǎn)的26%和21%。玉米種植垂直分布區(qū)域廣，在海拔400～1 800 m 都有種植，主要種植在淺山和高寒山區(qū)，土壤地力差[2]，生產(chǎn)中存在增肥不增產(chǎn)，氮、磷、鉀肥用量及配比不合理，養(yǎng)分利用效率下降等嚴(yán)重問題。這是該區(qū)玉米產(chǎn)量低而不穩(wěn)的重要原因。為此，筆者以當(dāng)?shù)赝寥婪柿橐罁?jù)，通過“3414”田間試驗(yàn)研究陜南丘陵區(qū)玉米栽培的最佳施肥量和最佳施肥配比，以期達(dá)到提高肥料利用率、增加經(jīng)濟(jì)效益的目的，為該區(qū)玉米科學(xué)施肥提供參考依據(jù)[3-4]。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料試驗(yàn)于2014年在陜西省漢中市略陽縣兩河口鎮(zhèn)長壩村進(jìn)行，地處106.327 1°E，33.397 45°N，海拔846m。試驗(yàn)地前茬為大豆，土壤類型為黃褐土。0～20cm土壤理化性狀為：有機(jī)質(zhì)12.6g/kg，全氮1.36g/kg，堿解氮72mg/kg，全磷0.25mg/kg，有效磷13.1mg/kg，全鉀20.0mg/kg，速效鉀137mg/kg，pH7.2。供試玉米品種為中北恒六號。

1.2試驗(yàn)設(shè)計試驗(yàn)采用“3414”完全實(shí)施設(shè)計，即氮、磷、鉀三因素，每個因素4個水平，共14個處理，小區(qū)隨機(jī)排列，不設(shè)重復(fù)，小區(qū)面積為25m2。4個水平的含義：0水平指不施肥；2水平指當(dāng)?shù)刈罴咽┓柿康慕浦担?水平=2水平×0.5；3水平=2水平×1.5(該水平為過量施肥水平)。具體各小區(qū)代號和施肥量見表1。

以氮肥40%、磷肥100%和鉀肥100%混合做基肥，在玉米播種前穴施；其余60%的氮肥做追肥，在玉米拔節(jié)期和大喇叭口期穴施覆土?；什捎媚蛩?N46%)、普通過磷酸鈣(P2O512%)、氯化鉀(K2O 60%)。玉米種植密度為80 cm×40 cm。3月22日播種，7月12日收獲，大田生育期共112 d。

2結(jié)果與分析

2.1不同處理對玉米產(chǎn)量和效益的影響由表2可知，所有施肥處理均較不施肥處理增產(chǎn)，其中產(chǎn)量最高的為處理⑥，較對照增產(chǎn)95.54%；其次為處理⑦和處理⑩，均較對照增產(chǎn)93.05%；產(chǎn)量排第3位的是處理，較對照增產(chǎn)92.05%；產(chǎn)量最低的施肥處理為處理②，較對照增產(chǎn)27.88%。在P2K2基礎(chǔ)上配施不同氮肥水平的產(chǎn)量存在差異，當(dāng)?shù)仕綇腘0增加到N1，再到N2時，產(chǎn)量始終增加，繼續(xù)增加氮肥到N3水平時，產(chǎn)量較N2下降1.79%。可見，不施氮肥或氮肥用量過低都明顯影響玉米產(chǎn)量，但是施用過量的氮肥造成玉米產(chǎn)量的下降。在N2K2基礎(chǔ)上配施不同磷肥水平的產(chǎn)量也有所不同，但趨勢與氮肥相同，產(chǎn)量最低的為P0水平，當(dāng)磷肥施用水平增加到P1時產(chǎn)量增加2.87%，繼續(xù)增加磷肥水平到P2時產(chǎn)量較P1增加9.47%，再到P3水平時產(chǎn)量開始下降，較P2減產(chǎn)1.28%。這說明施用過多磷肥也會造成產(chǎn)量下降。

表1　 玉米“3414”試驗(yàn)各處理及施肥量　 kg/ hm 2

表2　 不同施肥處理對玉米產(chǎn)量、效益的影響

注：玉米2.1元/kg，N4.3元/kg，P2O55.4元/kg，K2O 6.7元/kg。

2.2缺肥對玉米產(chǎn)量的影響處理①、處理②、處理④、處理⑥、處理⑧分別是無肥區(qū)、缺氮區(qū)、缺磷區(qū)、最佳施肥量區(qū)、缺鉀區(qū)。根據(jù)公式地力貢獻(xiàn)率=無肥區(qū)產(chǎn)量/最佳施肥量區(qū)產(chǎn)量×100%[5-7]，計算出該地塊的地力貢獻(xiàn)率為51.14%，表明試驗(yàn)地土壤肥力較低，施肥增產(chǎn)效應(yīng)明顯。根據(jù)公式相對產(chǎn)量=施肥產(chǎn)量/最佳施肥量區(qū)產(chǎn)量×100%[5-7]，計算出缺氮區(qū)、缺磷區(qū)、缺鉀區(qū)相對產(chǎn)量分別為65.40%、88.80%、97.66%(表3)，說明種植玉米氮肥缺失比磷、鉀肥缺失影響大一些。

2.3N、P、K肥對玉米的增產(chǎn)效應(yīng)對處理⑥(全肥區(qū))的施肥量和產(chǎn)量分別與處理②(無N區(qū))、處理④(無P區(qū))、處理⑧(無K區(qū))進(jìn)行比較，分別得出氮、磷、鉀肥在玉米上的增產(chǎn)效應(yīng)。由表3可知，增產(chǎn)量居首位的為氮肥，施純N195kg/hm2的增產(chǎn)效應(yīng)達(dá)到2 266.5 kg/hm2，增產(chǎn)率在52.91%；磷肥的增產(chǎn)幅度次之，施純P2O560 kg/hm2的增產(chǎn)效應(yīng)達(dá)到733.5 kg/hm2，增產(chǎn)率12.61%；施純K2O 45 kg/hm2的增產(chǎn)效應(yīng)為153.0 kg/hm2，增產(chǎn)率2.39%。從單位養(yǎng)分的增產(chǎn)效果看，每千克磷素的增產(chǎn)效果最好，為12.23 kg；每千克氮素的增產(chǎn)效果次之，為11.62 kg；每千克鉀素的增產(chǎn)效果最低，為3.4 kg。

2.4肥料效應(yīng)模型的建立對玉米“3414”試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行肥料效應(yīng)回歸模型模擬，得到產(chǎn)量與肥料之間的數(shù)學(xué)模型為：

y=225.683+12.023 6X1-0.282 4X12-49.145 8X2+0.778 6X22+88.374 7X3+4.735 6X32+5.278 2X1X2-6.399X1X3-6.286 3X2X3

式中，y為單位面積玉米產(chǎn)量；X1為純N的施用量；X2為純P2O5的施用量；X3為純K2O的施用量。

復(fù)相關(guān)系數(shù)(R)=0.973 5，決定系數(shù)(R2)=0.937 5，P=0.014 2，回歸模型達(dá)到0.05顯著水平，說明參加試驗(yàn)的14個處理在產(chǎn)量差異上在0.01水平顯著，N、P、K不同用量的配合施用對玉米有顯著的增產(chǎn)效果。

表3　 N、P、K 肥在玉米上的增產(chǎn)效應(yīng)

2.5最大施肥量與最佳施肥量根據(jù)肥料效應(yīng)模型，采用數(shù)學(xué)求導(dǎo)的方法計算出玉米氮、磷、鉀肥的最高產(chǎn)量施肥量和最佳施肥量[8]。結(jié)果表明，當(dāng)玉米獲得最高產(chǎn)量6 994.35 kg/hm2時，施氮量為252.60 kg/hm2，施磷量為154.20 kg/hm2，施鉀量為133.05 kg/hm2；玉米最佳施肥量為施氮量236.10 kg/hm2、施磷量126.75 kg/hm2、施鉀量108.0 kg/hm2，此時玉米產(chǎn)量為6 921.45 kg/hm2。

3 結(jié)論與討論

(1)試驗(yàn)田塊土壤肥力較低，地力貢獻(xiàn)率為51.14%，缺氮區(qū)、缺磷區(qū)、缺鉀區(qū)相對產(chǎn)量分別為65.40%、88.80%、97.66%，說明種植玉米氮肥缺失的影響比磷肥、鉀肥缺失大一些。

(2)肥料的合理配施可以明顯提高玉米產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益[9]。試驗(yàn)中，以N2P2K2處理的經(jīng)濟(jì)效益最高。如果只考慮單因素的影響，那么對玉米的增產(chǎn)效果是氮肥最大，其次為磷肥，鉀肥最小。

(3)根據(jù)玉米產(chǎn)量建立三元二次肥料效應(yīng)方程，得出最大施肥量為施氮量252.60 kg/hm2、施磷量154.20 kg/hm2、施鉀量133.05 kg/hm2，此時玉米獲得最高產(chǎn)量為6 994.35；最佳施肥量為施氮量236.10 kg/hm2、施磷量126.75 kg/hm2、施鉀量108.0 kg/hm2，此時玉米產(chǎn)量為6 921.45 kg/hm2。

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