云南河口山地香蕉測土配方施肥的田間肥料效應(yīng)研究

林木森+王娟+范志榮+李芹+李偉+羅國紅+白永平+權(quán)正韜+常仕代

摘 要 為構(gòu)建適合河口縣老范寨鄉(xiāng)山地香蕉的測土配方施肥指標(biāo)體系，為香蕉生產(chǎn)提供科學(xué)合理的施肥措施，本試驗采用“3414”田間肥效試驗方案，對香蕉氮、磷、鉀施肥效應(yīng)進(jìn)行了研究。試驗結(jié)果表明，處理10（N2P2K3）的折合產(chǎn)量最高，為39.75 t/hm2；其次分別為處理7（N2P3K2）、處理6（N2P2K2）和處理11（N3P2K2），折合產(chǎn)量分別為39.06、39和38.85 t/hm2；處理8（N2P2K0）為除空白處理1（N0P0K0）外產(chǎn)量最低的一組，為18.75 t/hm2，說明不同施肥處理對香蕉的產(chǎn)量具有較大影響。在本試驗條件下，三元二次方程擬合結(jié)果表明，該地區(qū)氮（N）、磷（P2O5）和鉀（K2O）的最佳施肥量分別為632.25、198.3和1 207.95 kg/hm2。對于香蕉而言，該地區(qū)香蕉試驗地基礎(chǔ)地力貢獻(xiàn)率為39.26%，土壤供鉀能力極低，供氮能力較低，供磷能力中等，說明鉀肥是影響香蕉產(chǎn)量的主要因素之一。

關(guān)鍵詞 香蕉 ；配方施肥 ；產(chǎn)量 ；肥料效應(yīng)

中圖分類號 S668.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A Doi：10.12008/j.issn.1009-2196.2017.06.004

Field Fertilizer Efficiency Trial Based on Soil Testing and Fertilizer

Recommendation for Banana Plantations in the Mountainous Areas

in Hekou， Yunnan Province

LIN Musen1） WANG Juan1） FAN Zhirong1） LI Qin1） LI Wei2）

LUO Guohong3） BAI Yongping4） QUAN Zhengtao5） CHANG Shidai5）

（1 Agricultural Technology Extension Service Center， Hekou Bureau of Agriculture &

Science and Technology， Hekou， Yunnan 661399；

2 Honghe Tropical Agriculture Research Institute of Yunnan， Hekou， Yunnan 661300；

3 Hekou Bureau of Agriculturel & Science and Technology， Hekhou， Yunnan 661300；

4 Hekou Nanxi Farm， Hekou， Yunnan 661302；

5 Hekou Yunshan Agricultural Science and Technology Co.Ltd， Hekou，Yunnan 661300）

Abstract In order to establish a system of soil testing and fertilizer recommendation suitable for banana plantations in mountainous areas of Laofanzhai Village in Hekou County， a“3414”field fertilizer efficiency trial was conducted to observe the effects of N， P and K fertilizers on banana planted in the mountainous areas. The results showed that Treatment 10（N2P2K3） gave the highest yield of 39.75 t/ha， followed by Treatment 7（N2P3K2）， Treatment 6（N2P2K2） and Treatment 11（N3P2K2）， which yielded 39.06 t/ha， 39 t/ha and 38.85 t/ha， respectively. Treatment 8（N2P2K0） had the lowest yield （18.75 t/ha） besides the control Treatment 1（N0P0K0）. This indicated that fertilizer treatment gave a significant effect on banana yield. The fitting of the quadratic equations with three variables showed that the optimum application rates of N， P2O5 and K2O fertilizers were 632.25， 198.3 and 1 207.95 kg/ha， respectively. In this area， the soil fertility contribution rate for banana was 39.26%， the soil supplying abilities of K， N and P were extremely low， very low， and intermediate， respectively. Therefore， K significantly affected banana yield.

Keywords Banana ； soil testing and fertilizer recommendation ； yield ； fertilizer effect

香蕉（Musa nane Lour.）屬芭蕉科芭蕉屬單子葉草本植物，被聯(lián)合國糧農(nóng)組織（FAO）認(rèn)定為繼水稻、小麥和玉米之后的第四大糧食作物[1-2]。在熱帶地區(qū)，香蕉為人們帶來了很好的經(jīng)濟(jì)效益，高品質(zhì)的有機香蕉消費市場越來越大[3]。我國香蕉種植主要分布在云南、廣西、廣東、海南、福建、臺灣等地[4]。2013年，全國香蕉種植面積36萬hm2，其中云南占全國種植面積約1/3，達(dá)10萬hm2[5]?！?414”田間肥效試驗在我國各地區(qū)已經(jīng)進(jìn)行多年，而且在各種農(nóng)作物的生產(chǎn)實踐中取得了很好的社會效益。目前已在水稻[6]、玉米[7]、大豆[8]、小麥[9]、馬鈴薯[10]、蠶豆[11]、香蕉[12-13]等各種農(nóng)作物種植中廣泛應(yīng)用。

河口縣位于云南省東南部的紅河谷地，平均海拔在150～500 m，具有獨特的高原型立體氣候特征，降雨量充沛，熱量較高，終年無霜，可以種植正造蕉，也是反季節(jié)香蕉難得的天然種植區(qū)[14]。但有研究表明，該地區(qū)缺乏科學(xué)的土壤養(yǎng)分管理，蕉園長期施用化學(xué)肥料，施肥不足或施肥過量問題明顯，土壤結(jié)構(gòu)惡化，肥力明顯下降[15]。河口縣被列為2009年國家農(nóng)業(yè)部“測土配方施肥補貼示范項目縣”，結(jié)合香蕉產(chǎn)業(yè)已成為該地區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展支柱的現(xiàn)狀，針對性地制定“河口縣測土配方施肥補貼項目工作實施方案”，以“河口香蕉產(chǎn)業(yè)提質(zhì)增效”為目標(biāo)，筆者按照國家測土配方施肥補貼項目工作的要求，在河口縣老范寨鄉(xiāng)對山地香蕉進(jìn)行“3414”田間肥效試驗，為今后有序開展香蕉測土配方施肥技術(shù)的試驗研究及示范推廣奠定基礎(chǔ)，對該地區(qū)香蕉產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和維護(hù)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境具有重要現(xiàn)實意義。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗地位于河口縣老范寨鄉(xiāng)（地理位置：北緯22°51′26″，東經(jīng)103°52′38.6″），坡度20°，海拔250 m，年降雨量1 700 cm，常年積溫8 577℃；土壤為磚紅壤，酸性較強，肥力適中，土壤中有效磷含量極高，全鉀和有效鉀含量較高，基本情況見表1；前茬栽種作物為玉米。

試驗采用統(tǒng)一的“3414””最優(yōu)回歸試驗設(shè)計，試驗田共分14個小區(qū)，隨機排列。由于試驗地為坡地，所以坡改臺，臺高約70 cm，寬約1.8 m，香蕉定植后，相鄰兩臺植株的距離約2 m，整片坡地改造后由下往上共12臺。由于坡地高處與低處的土壤栽培條件并不完全一致，所以為保證試驗地各小區(qū)的栽培條件基本一致，試驗地由低往高處方向定植行，行間距為3 m，共44行，除去第一行和最后一行，每3行為一個小區(qū)，小區(qū)之間挖溝隔開（寬50 cm，深50 cm）。借助隨機數(shù)字表，根據(jù)隨機區(qū)組排列的方法布置14個小區(qū)，每個小區(qū)田間管理操作要求一致。每株施用有機肥5 kg；氮肥從栽種后每20～30 d施肥1次，分8次施入，施入量依次為氮肥總量的4%、6%、10%、15%、20%、30%、10%和5%；鉀肥從栽種1個月后開始施肥，具體在氮肥施入10 d左右后施入鉀肥，同樣分8次施入，施入量依次為鉀肥總量的4%、6%、10%、15%、20%、30%、10%和5%；磷肥一次性施用總量的60%作為底肥，剩余40%的磷肥分2次施入（同第五和第六次施入氮鉀肥的時候一起施入）；施肥量以株計算，田間肥效試驗因素水平設(shè)計以及各小區(qū)每株香蕉施肥量見表2。

試驗當(dāng)季栽種香蕉品種‘威廉斯B6；定植時間為2011年11月15日；采收時間為2012年12月中下旬。試驗用肥料為尿素（N≥46%）、過磷酸鈣（P2O5≥16%）和氯化鉀（K2O≥60%）。

1.2 數(shù)據(jù)收集和處理

在香蕉收獲時，測定各小區(qū)單株產(chǎn)量。具體操作如下：由于試驗地為坡改臺，由下往上選取第4、5、6、7和8臺地定植的香蕉進(jìn)行單株測產(chǎn)。各小區(qū)內(nèi)，每臺地為3棵香蕉，小區(qū)香蕉共15株，測產(chǎn)時每臺地隨機測量2株香蕉的單株產(chǎn)量，即每個小區(qū)共測量10株香蕉的單株產(chǎn)量。記錄各小區(qū)的單株果實重量，計算各小區(qū)的平均單株產(chǎn)量后，根據(jù)試驗地的定植密度，換算出試驗地的平均產(chǎn)量（試驗地株行距為2 m×3 m，可定植香蕉1 650株/hm2）。試驗數(shù)據(jù)用Microsoft Excel 2003 統(tǒng)計處理。

根據(jù)計算，分別得到14個處理的平均產(chǎn)量，當(dāng)年香蕉市場收購價為2.5元/kg，當(dāng)年氮（N）、磷（P2O5）和鉀（K2O）肥料市場價格分別為5.4、6.6和4.2元/kg。以平均產(chǎn)量（Y）為因變量，施肥水平（X1、X2、X3、X12、X22、X32、X1X2、X1X3和X2X3）為自變量，運用統(tǒng)計軟件（IBM SPSS Statistics 19）和測土配方施肥“3414”試驗分析器SG-2.3進(jìn)行三元二次回歸數(shù)據(jù)分析。

土壤供肥力指標(biāo)計算方法如下：

基礎(chǔ)地力貢獻(xiàn)率=（N0P0K0區(qū)產(chǎn)量/N2P2K2區(qū)產(chǎn)量）×100%；

缺氮區(qū)相對產(chǎn)量=（N0P2K2區(qū)產(chǎn)量/N2P2K2區(qū)產(chǎn)量）×100%；

缺磷區(qū)相對產(chǎn)量=（N2P0K2區(qū)產(chǎn)量/N2P2K2區(qū)產(chǎn)量）×100%；

缺鉀區(qū)相對產(chǎn)量=（N2P2K0區(qū)產(chǎn)量/N2P2K2區(qū)產(chǎn)量）×100%；

農(nóng)業(yè)部2008年3月制定的《測土配方施肥技術(shù)規(guī)范》，根據(jù)缺素區(qū)的相對產(chǎn)量來反應(yīng)供試土壤N、P、K養(yǎng)分的豐缺，并對供試土壤的養(yǎng)分豐缺進(jìn)行評定：當(dāng)相對產(chǎn)量小于50%時，土壤供肥力為極低；當(dāng)相對產(chǎn)量為50%～60%時，土壤供肥力為低；當(dāng)相對產(chǎn)量為60%～70%時，土壤供肥力為較低；當(dāng)相對產(chǎn)量為70%～80%時，土壤供肥力為中；當(dāng)相對產(chǎn)量為80%～90%時，土壤供肥力為較高；當(dāng)相對產(chǎn)量大于90%時，土壤供肥力為高。

2 結(jié)果與分析

2.1 對香蕉產(chǎn)量的影響

從表3可以看出，各施肥處理的香蕉產(chǎn)量均高出空白對照處理1。試驗數(shù)據(jù)的三元二次回歸顯著性分析結(jié)果表明，不同施肥水平間具有顯著差異，如表4所示。與各個處理相比較，處理10（N2P2K3）產(chǎn)量最高，為39.75 t/hm2；其次分別為處理7（N2P3K2）、處理6（N2P2K2）和處理11（N3P2K2），產(chǎn)量分別為39.06、39.00和38.85 t/hm2，其產(chǎn)量相差不大；處理8（N2P2K0）的產(chǎn)量為18.75 t/hm2，為各處理中產(chǎn)量最低的一組，也是除了空白處理1外，唯一沒有施用鉀肥的一組，可見鉀肥對該地區(qū)香蕉產(chǎn)量的影響之大。

對處理3、6和9進(jìn)行比較分析，在磷和鉀的施肥水平為2時，香蕉產(chǎn)量并沒有隨著氮的施肥水平提高而增加，反而有產(chǎn)量降低的趨勢，因而當(dāng)?shù)适┯眠^度時，其施肥量和產(chǎn)量之間并不成正比關(guān)系。處理5、6和7相比較可以看出，在氮和鉀的施肥水平為2時，不同的磷肥施用量對香蕉產(chǎn)量有一定影響，但是當(dāng)磷肥施用量達(dá)到一定水平后，再增加施肥量對香蕉的產(chǎn)量沒有太大意義。對處理9、6和10進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，在氮和磷的施肥水平為2時，香蕉的產(chǎn)量隨著鉀肥施用量的增加而增加，并且不同施肥水平的產(chǎn)量變化相對較大。

2.2 對土壤供肥能力和缺素處理相對產(chǎn)量的影響

根據(jù)數(shù)據(jù)處理中的土壤供肥力指標(biāo)計算方法，計算得到香蕉田間肥效試驗缺素相對產(chǎn)量，如表5所示。該地區(qū)香蕉試驗地基礎(chǔ)地力貢獻(xiàn)率為39.26%，缺氮區(qū)、缺磷區(qū)、缺鉀區(qū)的相對產(chǎn)量分別為63.46%、73.85%、48.08%。根據(jù)農(nóng)業(yè)部2008年3月制定的《測土配方施肥技術(shù)規(guī)范》對供試土壤養(yǎng)分豐缺的評定等級可以看出：該地區(qū)的土壤對于香蕉來說，供鉀能力極低，供氮能力較低，供磷能力中等。由此說明，鉀肥是限制該地區(qū)香蕉產(chǎn)量的主要因素，其次是氮肥，然后才是磷肥。

2.3 肥料效應(yīng)回歸數(shù)學(xué)模型建立與分析

以表4中的產(chǎn)量為因變量（Y），N、P2O5和K2O的施肥量水平（分別為自變量X1、X2和X3）進(jìn)行回歸分析，得到三元二次肥料效應(yīng)回歸數(shù)學(xué)模型，方程如下：

Y=1 051.328 5+16.092 6 X1-0.820 6 X12+44.905 9 X2-6.051 2 X22+26.958 1 X3-0.258 2 X32+2.316 7 X1X2+0.278 9 X1X3+0.216 7 X2X3

對方程進(jìn)行檢驗，R=0.98，R2=0.96，標(biāo)準(zhǔn)差為181.37，F(xiàn)=11.39，P=0.016<0.05，表明香蕉產(chǎn)量與氮、磷、鉀肥之間有顯著的回歸關(guān)系，肥料效應(yīng)回歸數(shù)學(xué)模型擬合效果好，可以用來指導(dǎo)本地區(qū)香蕉生產(chǎn)過程中的配方施肥。方程中的常數(shù)項為1 051.328 5，與實際生產(chǎn)過程中的空白施肥處理1（N0P0K0）的產(chǎn)量（15.30 t/hm2）相差較小，表明該肥料效應(yīng)回歸數(shù)學(xué)模型與實際生產(chǎn)情況吻合。另外，方程中一次項系數(shù)為正值，二次項系數(shù)為負(fù)值，表現(xiàn)出標(biāo)準(zhǔn)的肥料報酬遞減規(guī)律。

應(yīng)用該肥料效應(yīng)回歸方程，計算得到N、P2O5和K2O的最大施肥量和最佳施肥量如表6所示。當(dāng)N、P2O5和K2O分別為632.25、198.3和1 207.95 kg/hm2時，得到最大產(chǎn)量為41 592.6 kg/hm2；當(dāng)N、P2O5和K2O分別為576、182.7和1 122.15 kg/ hm2時，得到最佳產(chǎn)量為41 439.15 kg/hm2。

3 討論

“3414”試驗方案是全國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心推薦的主要田間試驗方案，該方案設(shè)計具有回歸最優(yōu)設(shè)計處理少、效率高的優(yōu)點[16]。其中，相對合理施肥量（施肥量的第二個水平）的確定是試驗中的關(guān)鍵。在本試驗中，根據(jù)本地區(qū)多年來的香蕉種植經(jīng)驗以及大量前期大量的土樣分析結(jié)果總結(jié)，確定了相對合理的第二水平施肥量，與本試驗結(jié)果推薦的最佳施肥量相比，應(yīng)該適當(dāng)增加施肥量，特別是鉀肥的施用量應(yīng)該相對增加。從試驗結(jié)果來看，肥料效應(yīng)回歸數(shù)學(xué)模型擬合效果好，可以作為該地區(qū)香蕉生產(chǎn)中基于傳統(tǒng)土壤測試方法的土壤養(yǎng)分豐缺指標(biāo)和推薦施肥指標(biāo)。

本試驗結(jié)果表明，N2P2K3、N2P3K2、N2P2K2、N3P2K2處理香蕉產(chǎn)量較高，都比不施肥處理N0P0K0產(chǎn)量高1.5倍以上。比較N0P2K2、N2P0K2、N2P2K0處理對香蕉產(chǎn)量的影響，其產(chǎn)量分別為24.75、28.80、18.75 t/hm2，說明缺少氮、磷、鉀3種中任何一種元素都會造成香蕉大幅度減產(chǎn)，這與多年的實踐經(jīng)驗和前人的試驗結(jié)果相一致[12-13]。在香蕉整個生長發(fā)育時期里，分不同時段多次進(jìn)行氮、磷、鉀的肥料施入，調(diào)控土壤中肥料供應(yīng)與香蕉植株生長各時期肥料需求同步，也從一定程度上提高了肥料的利用效率。

另外，比較各試驗小區(qū)的產(chǎn)量可知，香蕉的產(chǎn)量并沒有隨著施肥量的不斷增加而無限增加，甚至?xí)霈F(xiàn)產(chǎn)量減少的情況，這與前人的研究結(jié)果相一致。本試驗中香蕉N、P2O5和K2O的最佳施肥量分別為576、182.7和1 122.15 kg/hm2，得到最佳產(chǎn)量為41.44 t/hm2，但是肥料市場價格各年有所不同，加之香蕉收購價格也隨市場供需關(guān)系不斷變化，在實際生產(chǎn)中應(yīng)當(dāng)根據(jù)當(dāng)年市場變化適當(dāng)調(diào)整肥料配比。不同農(nóng)作物對營養(yǎng)元素有著不同的需求特性，各種農(nóng)作物試驗最終推薦的施肥配比也不盡相同，需要根據(jù)各農(nóng)作物的生長特性制定專一的配方施肥方案；不同地區(qū)不同土壤的理化性質(zhì)和養(yǎng)分豐缺指標(biāo)也各有不同，所以也需要以各地區(qū)具體情況制定適合該地區(qū)的配方施肥技術(shù)，使農(nóng)作物最大效益化。

最后，值得注意的是，根據(jù)前期對試驗地土壤基本情況的測定，試驗地土壤全鉀和有效鉀含量較高。但是，本試驗結(jié)果表明，對于香蕉來說，該地區(qū)的土壤供鉀能力極低。結(jié)合試驗地具體情況，該地為山地，坡改臺后栽種香蕉，對于水分的保持能力相對較低，這可能導(dǎo)致土壤中的有效鉀不能及時運移到根系表面；另外，由于坡地的排水不當(dāng)，也可能導(dǎo)致有效鉀的徑流損失。前人就有研究表明，土壤中鉀素的有效性收到水分的影響較大，增加土壤的含水量能相應(yīng)增加向根表運移的有效鉀[17]。從土壤鉀的作物有效性方面來講，土壤中各形態(tài)之間可以相互循環(huán)轉(zhuǎn)化，當(dāng)向土壤中施入鉀肥，土壤水溶性和交換性鉀濃度升高，打破原有平衡，這部分鉀可以被固定，有效鉀降低[18]；而土壤鉀素的有效和無效化過程受土壤水分條件、土壤質(zhì)地、土壤酸堿度、粘土礦物類型、人為施用鉀肥等因素的影響[19-20]。從香蕉自身的養(yǎng)分需求來講，香蕉在生長發(fā)育過程中，所需要的養(yǎng)分供應(yīng)很大，特別是鉀肥的需求。香蕉對鉀肥的需求遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一般作物，其吸鉀量是水稻或玉米的5～7倍。香蕉對氮磷鉀的吸收比例一般為N∶P2O5∶K2O=1∶0.3∶5.4[21]。因此，這些都可能是造成該地區(qū)土壤全鉀和有效鉀含量較高，但供鉀能力極低原因。

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