河西內(nèi)陸灌區(qū)鹽漬土甜菜氮磷鉀肥最大利潤施用量研究

張南冰，潘艷花（.甘肅省張掖市甘州區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，甘肅張掖734000；2.甘肅省酒泉市種子管理站，甘肅酒泉735000）

河西內(nèi)陸灌區(qū)鹽漬土甜菜氮磷鉀肥最大利潤施用量研究

張南冰1，潘艷花2*
（1.甘肅省張掖市甘州區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，甘肅張掖734000；2.甘肅省酒泉市種子管理站，甘肅酒泉735000）

為了解決鹽漬土甜菜超量施肥導(dǎo)致的施肥成本高，化肥利用率低的疑難問題，選擇甘肅省張掖市甘州區(qū)鹽漬土，采用田間試驗(yàn)方法，進(jìn)行了河西內(nèi)陸灌區(qū)鹽漬土甜菜氮磷鉀肥最大利潤施用量研究。結(jié)果表明：尿素、磷酸二銨和硫酸鉀施用量與甜菜產(chǎn)量間的肥料效應(yīng)回歸方程分別為：y=69.75+ 62.56x-66.1054x2、y=71+39.6856x-20.1836x2和y=74.26+33.9138x-12.8569x2，尿素、磷酸二銨和硫酸鉀最大利潤施用量分別為0.43t/hm2、0.70t/hm2和0.93t/hm2，甜菜理論產(chǎn)量分別為84.43t/hm2、88.89t/hm2和94.68t/hm2，統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果與田間試驗(yàn)基本吻合。

甜菜；鹽漬土；氮磷鉀肥；最大利潤施肥量

甘肅省河西內(nèi)陸灌區(qū)分布著120萬hm2的鹽漬土，0～20 cm土層平均含鹽量26.43g/kg，不適宜種植糧食作物，但非常適合種植甜菜。近年來，河西內(nèi)陸灌區(qū)從先正達(dá)、荷蘭等國外公司引進(jìn)了HIO664~667和KUHN8062五個(gè)甜菜新品種，在鹽漬土上種植1.1萬hm2，年產(chǎn)量50萬噸，建成了酒泉德源食品有限責(zé)任公司、張掖云鵬工貿(mào)有限責(zé)任公司和黃羊鎮(zhèn)3家糖廠。經(jīng)社會實(shí)踐調(diào)查：農(nóng)戶超量施肥現(xiàn)象非常普遍，大部分農(nóng)戶種植的甜菜產(chǎn)量一般為45～67t/hm2，氮素投入量為0.40～0.55t/hm2，按形成100 kg塊根氮素投入量為0.40kg計(jì)算[1]，超量施用氮素0.03～0.23t/hm2；磷素投入量為0.31～0.42t/hm2，按形成100 kg塊根磷素投入量為0.15kg計(jì)算[2]，超量施用磷素0.16～0.26t/hm2；鉀素投入量為0.64～0.73t/hm2，按形成100 kg塊根鉀素投入量為0.60kg計(jì)算[3]，超量施用鉀素0.06～0.10t/hm2。甜菜種植田化肥利用率低，經(jīng)調(diào)查氮肥利用率為35%～40%，磷肥利用率為15%～20%，鉀肥利用率為30%～40%?；适┯昧亢褪┯眉夹g(shù)，前人做了大量的研究工作[4-27]。而河西內(nèi)陸灌區(qū)鹽漬土甜菜氮磷鉀肥最大利潤施用量研究，未見文獻(xiàn)報(bào)道。為了合理施用化肥，提高肥料利用率，減少化肥對農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的污染，筆者于2014—2016年進(jìn)行了河西內(nèi)陸灌區(qū)甜菜氮磷鉀肥最大利潤施用量研究，旨在為鹽漬土甜菜合理施肥提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 試驗(yàn)地概況試驗(yàn)于2014—2016年在甘肅省張掖市甘州區(qū)三閘鎮(zhèn)高寨村一社進(jìn)行，試驗(yàn)地海拔1431m，100°13′59″E，39°00′07″N，年均溫7.50℃，年均降水量116mm，年均蒸發(fā)量2200mm，無霜期150d。土壤類型是鹽漬土[28]，0～20 cm土層含全鹽22.46 g/kg，有機(jī)質(zhì)12.35g/kg，堿解氮25.34 mg/kg，速效磷4.52mg/kg，速效鉀98.36mg/kg，pH值8.46。

1.1.2 材料尿素（N 46%）；磷酸二銨（N 18%，P2O546%）；硫酸鉀（含K2O 50%）；甜菜品種為荷蘭庫蘭恩的KUHN8062（從荷蘭甜菜研究所引進(jìn)）。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)處理尿素施用量梯度設(shè)計(jì)為0.00（CK），0.09，0.18，0.28，0.36，0.45和0.54t/hm2七個(gè)處理。每個(gè)處理施用磷酸二銨0.72t/hm2、硫酸鉀0.95t/hm2做底肥。磷酸二銨施用量梯度設(shè)計(jì)為0.00（CK），0.18，0.36，0.54，0.72，0.90和1.08 t/hm2七個(gè)處理。每個(gè)處理施用尿素0.45t/hm2做追施，硫酸鉀0.95t/hm2做底肥。硫酸鉀施用量梯度設(shè)計(jì)為0.00（CK），0.19，0.38，0.57，0.76，0.95和1.14 t/hm2七個(gè)處理。每個(gè)處理施用尿素0.45t/hm2做追施，磷酸二銨0.72t/hm2做底肥。每個(gè)處理重復(fù)3次，隨機(jī)區(qū)組排列。

1.2.2 種植方法試驗(yàn)小區(qū)面積32m2（8m×4m），小區(qū)四周筑埂，埂寬30cm，高35cm，磷酸二銨和硫酸鉀在播種前施入20cm土層做底肥，尿素分別在甜菜生長盛期和塊根膨大期結(jié)合灌水追施，追肥方法為穴施。2014—2016年每年的4月28日播種，行距50cm，株距24cm，其它田間管理措施與大田相同。

1.2.3 測定項(xiàng)目與方法甜菜收獲時(shí)分別在每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)按照對角線采樣方法設(shè)計(jì)5個(gè)采樣點(diǎn)，每個(gè)樣點(diǎn)按順序采集10株，分別測定葉叢高度、葉叢鮮重、根體長度、根直徑和單株塊根重。根直徑采用游標(biāo)卡尺法測定。邊際產(chǎn)量、邊際產(chǎn)值、邊際施肥量、邊際成本、邊際利潤采用肥料效應(yīng)經(jīng)濟(jì)分析法求得[29]；最大利潤施肥量按公式x0=[（Px/Py）-b]/2c求得[30]；甜菜理論產(chǎn)量按y=a+bx-cx2回歸方程式求得[31]。

1.2.4 數(shù)據(jù)處理方法采用SPSS 10.0統(tǒng)計(jì)軟件分析，差異顯著性采用LSR法。

2 結(jié)果與分析

2.1 尿素施用量對甜菜農(nóng)藝性狀及經(jīng)濟(jì)性狀和效益的影響

2.1.1 對農(nóng)藝性狀及經(jīng)濟(jì)性狀和效益的影響連續(xù)定點(diǎn)試驗(yàn)3年后，從2016年9月28日甜菜收獲后測定結(jié)果可知，隨著尿素施用量梯度的增加，甜菜農(nóng)藝性狀和經(jīng)濟(jì)性狀在遞增（表1）。經(jīng)相關(guān)分析[32]，尿素施用量與葉叢高度、根體長度、根直徑、單株塊根重和產(chǎn)量之間呈顯著的正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)（R）分別為0.9851、0.9942、0.9588、0.8526、和0.8452。葉叢高度、根體長度、根直徑、單株塊根重和產(chǎn)量最大的是尿素施用量0.54t/hm2，與CK比較，分別增加93.36%、86.87%、84.44%、21.43%和21.94%，差異極顯著（P＜0.01）。從經(jīng)濟(jì)效益變化來看，尿素施用量由0.09 t/hm2遞增到0.45 t/hm2，施肥利潤隨著尿素施用量梯度的增加在遞增，當(dāng)尿素施用量超過0.45t/hm2時(shí)，施肥利潤開始遞減，由此可見，尿素適宜施用量一般為0.45t/hm2。

表1 尿素施用量對甜菜農(nóng)藝性狀及經(jīng)濟(jì)性狀和效益的影響

2.1.2 尿素最大利潤施用量和甜菜理論產(chǎn)量的計(jì)算將表1尿素施用量與甜菜產(chǎn)量間的關(guān)系采用回歸方程y=a+bx+cx2擬合，得到的回歸方程是：y=69.75+62.56x-66.1054x2………………………（1）

尿素價(jià)格（Px）為2000元/t，2014年—2016年甜菜塊根平均售價(jià)（Py）為350元/t，將（Px）、（Py）、回歸方程的參數(shù)b和c，代入最大利潤施肥量計(jì)算公式x0=[（Px/Py）-b]/2c[30]，求得尿素最大利潤施用量（x0）為0.43 t/hm2，將x0代入（1）式，求得甜菜理論產(chǎn)量（y）為84.43t/hm2，回歸分析結(jié)果與田間試驗(yàn)處理6尿素施用量0.45t/hm2基本吻合（表1）。

2.2 磷酸二銨施用量對甜菜農(nóng)藝性狀及經(jīng)濟(jì)性狀和經(jīng)濟(jì)效益的影響

2.2.1 對農(nóng)藝性狀及經(jīng)濟(jì)性狀和效益的影響連續(xù)定點(diǎn)試驗(yàn)3年后，于2016年收獲后由測定數(shù)據(jù)可以看出，隨著磷酸二銨施用量梯度的增加，甜菜農(nóng)藝性狀及經(jīng)濟(jì)性狀在遞增（表2）。經(jīng)相關(guān)分析，磷酸二銨施用量與葉叢高度、根體長度、根直徑、單株塊根重和產(chǎn)量之間呈顯著的正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)（R）分別為0.9520、0.9628、0.9677、0.8738和0.8725。磷酸二銨施用量1.08t/hm2，葉叢高度、根體長度、根直徑、單株塊根重和產(chǎn)量最大，與CK比較，分別增加99.42%、95.50%、56.55%、28.24%和27.82%，差異極顯著（P＜0.01）。從經(jīng)濟(jì)效益變化來看，磷酸二銨施用量由0.18 t/hm2遞增到0.72 t/hm2，施肥利潤隨著磷酸二銨施用量梯度的增加在遞增，當(dāng)磷酸二銨施用量超過0.72t/hm2時(shí)，施肥利潤開始遞減，由此可見，磷酸二銨適宜施用量一般為0.72t/hm2。

表2 磷酸二銨施用量對甜菜農(nóng)藝性狀及經(jīng)濟(jì)性狀和效益的影響

2.2.2 磷酸二銨最大利潤施用量和甜菜理論產(chǎn)量的計(jì)算將表2磷酸二銨施用量與甜菜產(chǎn)量間的關(guān)系采用回歸方程y=a+bx+cx2擬合，得到的回歸方程是：y=71+39.6856x-20.1836x2………………………（2）

磷酸二銨價(jià)格（Px）為4000元/t，2014年—2016年甜菜塊根平均售價(jià)（Py）為350元/t，將（Px）、（Py）、回歸方程的參數(shù)b和c，代入最大利潤施肥量計(jì)算公式x0=[（Px/Py）-b]/2c[30]，求得磷酸二銨最大利潤施用量（x0）為0.70t/hm2，將x0代入（2）式，求得甜菜理論產(chǎn)量（y）為88.89t/hm2，回歸分析結(jié)果與田間試驗(yàn)處理5磷酸二銨施用量0.72t/hm2基本吻合（表2）。

2.3 硫酸鉀施用量對甜菜農(nóng)藝性狀及經(jīng)濟(jì)性狀和效益的影響

2.3.1 對農(nóng)藝性狀及經(jīng)濟(jì)性狀和效益的影響連續(xù)定點(diǎn)試驗(yàn)3年后，于2016年9月28日甜菜收獲后由測定數(shù)據(jù)可以看出，隨著甜菜硫酸鉀施用量梯度的增加，甜菜農(nóng)藝性狀及經(jīng)濟(jì)性狀在遞增（表3）。經(jīng)相關(guān)分析，硫酸鉀施用量與葉叢高度、根體長度、根直徑、單株塊根重和產(chǎn)量之間呈顯著的正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)（R）分別為0.9714、0.9885、0.9603、0.9512和0.9572。硫酸鉀施用量1.14t/hm2，葉叢高度、根體長度、根直徑、單株塊根重和產(chǎn)量最大，與CK比較，分別增加66.47%、104.77%、81.26%、30.34%、和30.89%，差異極顯著（P＜0.01）。從經(jīng)濟(jì)效益變化來看，硫酸鉀施用量由0.19t/hm2遞增到0.95t/hm2，施肥利潤隨著硫酸鉀施用量梯度的增加在遞增，當(dāng)硫酸鉀施用量超過0.95t/hm2時(shí)，施肥利潤開始下降，可見，硫酸鉀適宜施用量一般為0.95t/hm2。

表3 硫酸鉀施用量對甜菜農(nóng)藝性狀及經(jīng)濟(jì)性狀和效益的影響

2.3.2 硫酸鉀最大利潤施用量和甜菜理論產(chǎn)量的計(jì)算將表3硫酸鉀施用量與甜菜產(chǎn)量間的關(guān)系采用回歸方程y=a+bx+cx2擬合，得到的回歸方程是：y=74.26+33.9138x-12.8569x2………………………………（3）

硫酸鉀價(jià)格（Px）為3500元/t，2014年—2016年甜菜塊根平均售價(jià)（Py）為350元/t，將（Px）、（Py）、回歸方程的參數(shù)b和c，代入最大利潤施肥量計(jì)算公式x0=[（Px/Py）-b]/2c[30]，求得硫酸鉀最大利潤施用量（x0）為0.93t/hm2，將x0代入（3）式，求得甜菜理論產(chǎn)量（y）為94.68t/hm2，回歸分析結(jié)果與田間試驗(yàn)處理6硫酸鉀施用量0.95t/hm2基本吻合（表3）。

3 小結(jié)

甘肅河西內(nèi)陸灌區(qū)的鹽漬土，隨著種植年限的延長和甜菜產(chǎn)量的提高，化肥投入量在不斷遞增，超量施用氮肥，未被作物吸收利用而殘留在土壤中的氮，在堿性條件下，NH4+轉(zhuǎn)化為NH3，硝酸鹽在反硝化細(xì)菌作用下被還原為N2而進(jìn)入大氣污染環(huán)境，或氨被亞硝酸細(xì)菌氧化成亞硝酸，亞硝酸被硝化細(xì)菌氧化成硝酸，隨降水或灌溉水淋溶到土壤深層或隨徑流進(jìn)入地表水，從而污染地下水和地表水，導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境惡化。最大利潤施肥量，能夠保證作物收獲后土壤基本無殘留，只有這樣，肥料的效率才能提高，污染才能避免[33]；從經(jīng)濟(jì)學(xué)角度來講，最大利潤施肥量的投入產(chǎn)出比最高，獲得的利潤也最大。隨著尿素、磷酸二銨和硫酸鉀施用量梯度的增加，甜菜葉叢高度、根體長度、根直徑、單株塊根重和產(chǎn)量在增加，但單位肥料增產(chǎn)效果在遞減，經(jīng)回歸統(tǒng)計(jì)分析，尿素、磷酸二銨和硫酸鉀最大利潤施用量分別為0.43t/hm2、0.70t/hm2和0.93t/hm2時(shí)，甜菜理論產(chǎn)量分別為84.43t/hm2、88.89t/hm2和94.68t/hm2。統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果與田間試驗(yàn)基本吻合。

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NPK Fertilizer App lication Amount for M aximum Profit Rate of Sugarbeet in Irrigation Area of Hexi Inland Saline Soil

ZHANG Nan-bing1,PAN Yan-hua2*
(1.Agricultural Technology Extension Centre of Ganzhou District,Zhangye 734000,Gansu; 2.Seed Administration Station of Jiuquan,Jiuquan 735000,Gansu）

In order to solve the problems that excessive chemical fertilizer application leaded to high cost and low utilization rate of fertilization in saline soil of planting sugarbeet,the test of NPK fertilizer application amount for maximum profit rate of sugarbeet was conducted in irrigation area of Hexi inland saline soil.The results showed that the regression equation of applying amount(x)of fertilizer(urea,diammonium phosphate and potassium sulfate)and the sugar beet root yield(y)was:y=69.75+62.56x-66.1054x2,y=71+39.6856x-20.1836x2, and y=74.26+33.9138x-12.8569x2,respectively;the application amount of urea,diammonium phosphate and potassium sulfate for maximum profit rate of sugarbeet was 0.43 t/ha,0.70 t/ha and 0.93 t/ha,respectively, theoretical root yield of sugarbeet was 84.43 t/ha,88.89 t/ha and 94.68 t/ha,respectively,which was identical with that of field experiment.

sugarbeet;saline soil;NPK fertilizer;application amount formaximum profit rate

S566.3

A

1007－2624（2017）04－0014－04

10.13570/j.cnki.scc.2017.04.005

2017-03-30

張南冰（1965-），男，甘肅張掖人，本科，高級農(nóng)藝師，研究方向：作物營養(yǎng)與施肥。

潘艷花，E-mail：qinjiahai123@163.com，電話：13993660659