砂姜黑土夏玉米“3414”施肥效應(yīng)研究

陳道群

摘 要：為實現(xiàn)砂姜黑土夏玉米生產(chǎn)化肥減量、高產(chǎn)高效、生態(tài)安全的目標(biāo)，開展了基于“3414”試驗設(shè)計的玉米田間肥效試驗。結(jié)果表明：供試土壤地力貢獻(xiàn)率平均為55.8%;氮、磷、鉀肥增產(chǎn)率分別為53.0%、9.5%和14.4%;供試土壤養(yǎng)分豐缺狀況表現(xiàn)為氮素屬低水平，磷、鉀素屬中等水平;供試土壤氮、磷、鉀相對產(chǎn)量分別為65.4%、91.4%和87.5%，氮、磷、鉀肥的最佳施肥量分別為267.0、58.5、100.5kg/hm2。

關(guān)鍵詞：夏玉米;砂姜黑土;肥料效應(yīng);最佳施肥量

中圖分類號 S513文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A文章編號 1007-7731（2021）07-0083-03

懷遠(yuǎn)縣夏玉米種植區(qū)主要土壤類型為砂姜黑土。針對近年來玉米種植不合理施用化肥現(xiàn)象，筆者開展了基于“3414”試驗設(shè)計的夏玉米田間肥效試驗，以探究砂姜黑土夏玉米需肥規(guī)律、施肥效應(yīng)以及肥料使用效率等，為建立玉米化肥減量增效施肥體系提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況 試驗設(shè)在懷遠(yuǎn)縣鮑集鎮(zhèn)（中科院南土所中低產(chǎn)田改良試驗基地），地理位置117°12′08″E、33°17′92″N，土壤為砂姜黑土類青白土田，耕層質(zhì)地為重壤，容重1.35g/cm3，有機質(zhì)12.7g/kg、全氮11.2g/kg、有效磷25mg/kg、有效鉀122mg/kg、pH 6.6。試驗地塊平整，肥力均勻，前茬小麥。

1.2 試驗設(shè)計 試驗采用“3414”最優(yōu)回歸設(shè)計，即氮磷鉀3因素、4水平、14個處理。4水平為：0水平為不施肥，2水平為當(dāng)?shù)亟谱罴咽┓柿浚?水平=2水平×0.5，3水平=2水平×1.5（該水平為過量施肥）。玉米近似最佳施肥量（2水平）為氮（N）240kg/hm2、磷（P2O5）75kg/hm2、鉀（K2O）90kg/hm2。試驗氮肥用尿素（N 46%），磷肥用過磷酸鈣（P2O5 45%），鉀肥用氯化鉀（K2O 60%）。磷、鉀肥作基肥一次施入，氮肥按7∶3分基肥和追肥施用。具體試驗方案見表1。小區(qū)面積30m2（6m×5m），小區(qū)間隔1m，雙行順序排列。玉米品種為雜交玉米淮河10號。

1.3 試驗管理 采用機條播方式，基本苗60000株/hm2，4～5葉期定苗。試驗田均按常規(guī)進(jìn)行管理，及時中耕除草、灌溉排水、做好病蟲草害防治，除試驗設(shè)計要求的施肥處理差異外，其他管理措施均一致。試驗期間記錄每次農(nóng)事操作、生育時期和氣候狀況。成熟后全區(qū)收獲，各小區(qū)單收單打，稱重計產(chǎn)，并取樣進(jìn)行農(nóng)藝性狀考種和樣品分析。

1.4 樣品分析 土壤有機質(zhì)采用重鉻酸鉀氧化—稀釋熱法，土壤全氮采用半微量凱氏法，土壤有效磷采用碳酸氫鈉浸提—鉬銻抗比色法，土壤速效鉀采用乙酸銨浸提—火焰光度法。植物樣品經(jīng)硫酸、雙氧水消煮后，半微量蒸餾法測氮，鉬銻抗吸光光度法測秸稈磷，釩鉬黃吸光光度法測籽粒磷，火焰光度法測鉀。

1.5 數(shù)據(jù)處理 采用中國肥料信息網(wǎng)土肥工具對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析。

肥料增產(chǎn)率（%）=（全肥區(qū)產(chǎn)量-缺素區(qū)產(chǎn)量）/缺素區(qū)產(chǎn)量×100 （1）

相對產(chǎn)量（%）=缺素區(qū)產(chǎn)量/全肥區(qū)產(chǎn)量×100 （2）

土壤地力貢獻(xiàn)率（%）=無肥區(qū)產(chǎn)量/全肥區(qū)產(chǎn)量×100 （3）

2 結(jié)果與分析

2.1 玉米農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量構(gòu)成 由表2可知，各處理有效穗數(shù)54450～56625穗/hm2，株高171～245cm，穗長17～22cm，穗粒數(shù)276～504粒，百粒重25.4～31.3g，理論產(chǎn)量4508～8539kg/hm2。其中產(chǎn)量超過7500kg/hm2的處理有9個，6000kg/hm2以上的處理有2個，低于6000kg/hm2的處理有3個。

2.2 玉米產(chǎn)量 由表3可知，各處理施肥水平不同，其籽粒產(chǎn)量差異較大。以不施肥處理1（[N0P0K0]）產(chǎn)量最低，為4300kg/hm2;其次是不施氮肥處理2（[N0P0K0]），產(chǎn)量為5034kg/hm2。14個處理中產(chǎn)量靠前的均為氮、磷、鉀全肥處理，2水平N養(yǎng)分較為明顯，產(chǎn)量排在前3位的分別為處理6（N2P2K2）、處理10（N2P2K3）和處理7（N2P3K2），產(chǎn)量分別為7700、7350和7300kg/hm2，分別較處理1增產(chǎn)3400、3050、3000kg/hm2。由此可見，施用適量氮肥是玉米獲得高產(chǎn)的養(yǎng)分基礎(chǔ)。

2.3 土壤地力貢獻(xiàn)與肥料增產(chǎn)效果 本次試驗條件下，土壤地力貢獻(xiàn)率為55.8%，氮、磷、鉀肥增產(chǎn)率分別為53.0%、9.5%和14.4%，表明地力提供了50%以上的貢獻(xiàn)率，氮肥是玉米首要增產(chǎn)因子，其次是鉀肥和磷肥。這表明了培肥地力的重要性，以及玉米配方施肥時應(yīng)注意氮、磷、鉀肥的合理搭配，以達(dá)到節(jié)本增效的目的。

2.4 土壤養(yǎng)分豐缺狀況 根據(jù)《測土配方施肥技術(shù)規(guī)程》（NY/T2911），采用相對產(chǎn)量表達(dá)土壤養(yǎng)分的豐缺狀況：相對產(chǎn)量在50%以下為“極低”，相對產(chǎn)量在50%～75%為“低”，相對產(chǎn)量在75%～95%為“中”，相對產(chǎn)量大于95%為“高”。通過計算，本次試驗缺氮、缺磷、缺鉀的相對產(chǎn)量分別為65.4%、91.4%和87.5%。根據(jù)分級標(biāo)準(zhǔn)，本次試驗的土壤氮素含量屬“低”水平，而磷、鉀含量屬“中等”水平。因此，在同類土壤的玉米種植區(qū)要合理運籌施肥，協(xié)調(diào)土壤養(yǎng)分比例。

2.5 施肥效應(yīng)方程和最佳施肥量 運用“3414”田間試驗設(shè)計與數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計軟件對試驗產(chǎn)量結(jié)果進(jìn)行數(shù)學(xué)模擬，獲得三元二次模型下的肥料效應(yīng)方程：

y=284.2626+24.79459N-0.45171N2+5.37189P-

0.805081P2-14.296K+0.317167K2-1.316193NP+

0.19183NK+3.962108PK（r=0.937006）

經(jīng)回歸方程系數(shù)的顯著性檢驗，F(xiàn)=6.61>F0.05=6.0，說明玉米籽粒產(chǎn)量與氮、磷、鉀的施肥量呈顯著相關(guān)。分別把價格參數(shù)（籽粒價格：2.00元/kg;肥料價格：N 3.90元/kg、P2O5 5.8元/kg、K2O 4.0元/kg）帶入肥料效應(yīng)方程，獲得三元二次模型下氮、磷、鉀肥理論最佳施用量分別為267.0、58.5、100.5kg/hm2。

3 結(jié)論與討論

試驗結(jié)果表明：砂姜黑土夏玉米種植區(qū)缺素相對產(chǎn)量氮、磷、鉀依次為65.4%、91.4%、87.5%，土壤氮素含量仍屬較低水平，磷、鉀素含量屬中等水平。供試土壤地力貢獻(xiàn)率平均為55.8%，所施氮、磷、鉀肥增產(chǎn)率分別為53.0%、9.5%和14.4%。由此可見，玉米總收獲量的50%以上的養(yǎng)分需求是由基礎(chǔ)土壤地力提供，氮肥仍是玉米增產(chǎn)的首要因子，其次是鉀肥和磷肥。因此，砂姜黑土玉米種植區(qū)在培肥地力的基礎(chǔ)上要注意合理運籌氮、磷、鉀，協(xié)調(diào)養(yǎng)分比例，以達(dá)到化肥減量增效的目的，確保土壤養(yǎng)分的可持續(xù)利用和作物高產(chǎn)高效。通過數(shù)學(xué)模擬獲得三元二次模型下的玉米肥料效應(yīng)方程，表明玉米產(chǎn)量與施肥量呈顯著相關(guān)。帶入價格參數(shù)求得氮（N）、磷（P2O5）、鉀（K2O）肥理論最大施肥量分別為307.5、52.5、106.5kg/hm2，最佳施肥量分別為267.0、58.5、100.5kg/hm2。

試驗區(qū)域從玉米播種到收獲期間累計降雨量680mm，8月上、中旬高溫，9月上、中旬出現(xiàn)旱象。因此，玉米苗期土壤含水量處于飽和漬澇狀態(tài)，而抽雄揚花期又遇高溫干旱。不利的氣候條件疊加在一定程度上影響了玉米的生長發(fā)育及對養(yǎng)分的吸收利用。本次試驗也難免排除同類非正常因素的影響，對于有關(guān)產(chǎn)量與養(yǎng)分的數(shù)據(jù)也有待進(jìn)一步的探究。

（責(zé)編：徐世紅）