陳 峰，張開文，劉 波，程高亮，紀(jì)永民**，張存嶺，曹 杰

（1.安徽省濉溪縣五鋪農(nóng)場，安徽 濉溪 235100；2.安徽省濉溪縣科技開發(fā)中心，安徽 濉溪 235100；3.安徽省濉溪縣科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)，安徽 濉溪 235100；4.安徽省豐和農(nóng)業(yè)作物試驗(yàn)站，安徽 濉溪 235100）

大豆是需肥量較大，需要營養(yǎng)元素較全的作物。然而，目前夏大豆產(chǎn)區(qū)的土壤一般肥力不足，農(nóng)民很少對夏大豆施肥，土壤供肥不足已成為限制大豆產(chǎn)量的主要因素之一。增施肥料，培肥地力，提高土壤供肥能力已成為當(dāng)前提高大豆產(chǎn)量的重要措施[1]。

“3414”肥料效應(yīng)田間試驗(yàn)是獲得作物最佳施肥數(shù)量、施肥品種、施肥比例的基本途徑，也是篩選、驗(yàn)證土壤養(yǎng)分測試結(jié)果和建立施肥指標(biāo)體系的基本環(huán)節(jié)[3]。開展氮磷鉀配施試驗(yàn)研究與示范，為濉科998、濉科8號的大面積推廣應(yīng)用提供依據(jù)，也為安徽沿淮淮北地區(qū)推廣大豆優(yōu)化配方施肥提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試土壤

田間試驗(yàn)在濉溪縣五鋪農(nóng)場、豐和農(nóng)業(yè)有限公司柳湖農(nóng)場兩點(diǎn)同時(shí)進(jìn)行。五鋪農(nóng)場土壤類型為潮土，土質(zhì)為沙壤土，肥力中等，前茬小麥，耕層(10～20cm)土壤有機(jī)質(zhì)16.03g/kg，全氮(N)1.19g/kg，有效磷(P2O5)10.10mg/kg，速效鉀(K2O)104.00mg/kg。柳湖農(nóng)場土壤類型為砂姜黑土，土質(zhì)為粘壤土，肥力中等，前茬小麥，耕層土壤有機(jī)質(zhì)17.65g/kg，全氮(N)1.52g/kg，有效磷(P2O5)13.90mg/kg，速效鉀(K2O)172.00mg/kg。

1.2 供試肥料

氮肥為尿素，含N 46%；磷肥為過磷酸鈣，含P2O516%；鉀肥為硫酸鉀，含K2O 50%。磷肥和鉀肥基施，氮肥60%做基肥，40%初花期（7月31日、8月1日）追施。

1.3 供試品種

五鋪農(nóng)場供試品種為濉科998，柳湖農(nóng)場供試品種為濉科8號。

1.4 試驗(yàn)方法

采用農(nóng)業(yè)部推薦的“3414”最優(yōu)回歸設(shè)計(jì)，設(shè)氮、磷和鉀3個(gè)因素、4個(gè)水平，共14個(gè)處理（見表1）。其中，0水平指不施肥；2水平的施用量為N 75kg/hm2、P2O560kg/hm2和 K2O 45kg/hm2；1水平=2水平×0.5；3水平=2水平×1.5。隨機(jī)區(qū)組排列，3次重復(fù)。小區(qū)面積10m2（2.0m×5.0m），小區(qū)和重復(fù)間隔0.5m。柳湖點(diǎn)6月24日人工開溝帶水播種，五鋪農(nóng)場點(diǎn)6月29日機(jī)播（干種等雨，7月1至2日降水20.4mm），10月2日、6日收獲。播前旋耕，分區(qū)施肥。期間進(jìn)行間苗、定苗和化學(xué)除草，密度22.5萬株/hm2，行距40cm。全區(qū)收獲，小型脫粒機(jī)脫粒計(jì)產(chǎn)。

1.5 數(shù)據(jù)處理

作物產(chǎn)量與施肥量存在著一定的數(shù)學(xué)關(guān)系，這種關(guān)系可用數(shù)學(xué)方程來表達(dá)，即肥料效應(yīng)函數(shù)。試驗(yàn)采用二次拋物線模型[4]，應(yīng)用DPS處理數(shù)據(jù)。將試驗(yàn)產(chǎn)量進(jìn)行回歸分析，建立一元二次、二元二次和三元二次肥料效應(yīng)函數(shù)方程，按當(dāng)時(shí)市場價(jià)格N 5.40元/kg、P2O56.93元/kg、K2O 6.84元/kg、大豆4.5元/kg計(jì)算，求得最佳施肥量。

1.6 試驗(yàn)?zāi)甓葰庀髼l件

2010年6 月中旬至10月上旬平均氣溫25.8℃，比歷年平均高0.56℃；日照時(shí)數(shù)894.5h，比歷年平均多64.6h，溫度和日照時(shí)數(shù)對大豆產(chǎn)量形成和蛋白質(zhì)積累有利。降水量387.2mm，比歷年平均少170.2mm。其中6月中下旬（大豆播種出苗期）無降水（歷年平均降水量分別為24.7mm、49.6mm）；7月上旬至8月中旬降水159.7mm，比歷年平均少181.4mm。前期降雨量偏少，尤其是大豆播種出苗期偏旱。整個(gè)9月降水量142.2mm，比歷年平均多83.2mm；平均氣溫22.8℃，比歷年平均低0.8℃；日照時(shí)數(shù)188.6h，與歷年平均持平。后期的氣候條件對大豆籽粒形成有利。

2 結(jié)果與分析

2.1 氮磷鉀配方施肥對大豆籽粒產(chǎn)量的影響

2.1.1 不同施肥處理的大豆產(chǎn)量 兩試點(diǎn)不同處理的產(chǎn)量見表1。N0P0K0產(chǎn)量最低，分別為1852.9kg/hm2、2137.7kg/hm2（前五鋪農(nóng)場，后柳湖農(nóng)場；下同），N2P2K2產(chǎn)量最高，分別為2395.4kg/hm2、2760.0kg/hm2，分別比N0P0K0增產(chǎn)29.3%、29.1%。全要素施肥處理產(chǎn)量差異不顯著，比N0P0K0分別增產(chǎn)17.9%～29.3%、15.2%～29.1%。

2.1.2 地力產(chǎn)量與土壤肥力 試驗(yàn)方案中處理N0P0K0為空白區(qū)，處理N2P2K2為全素區(qū)，N0P2K2為缺氮區(qū)，N2P0K2為缺磷區(qū)，N2P2K0為缺鉀區(qū)?？瞻讌^(qū)相對產(chǎn)量分別為77.35%、77.45%，缺氮的相對產(chǎn)量分別為82.82%、79.82%，缺磷的相對產(chǎn)量分別為85.87%、85.97%，缺鉀的相對產(chǎn)量分別為89.70%、87.64%。以不施肥和缺素區(qū)相對產(chǎn)量評價(jià)土壤供肥能力，試點(diǎn)土壤肥力中等，供氮能力中等偏高，供磷、供鉀能力較高。施肥應(yīng)抓住最小養(yǎng)分而為之[5]。

表1 不同處理的產(chǎn)量

土壤養(yǎng)分肥力往往是不均衡的。土壤肥力依存率以及各缺素區(qū)（N0、P0、K0）的相對產(chǎn)量、土壤供肥能力、肥料利用率等施肥參數(shù)，與土壤肥力密切相關(guān)[6]。根據(jù)田間試驗(yàn)結(jié)果，按每100kg大豆籽粒吸收7.0kg氮（N）、2.3kg磷（P2O5）、3.2kg鉀（K2O）計(jì)，試點(diǎn)土壤供肥能力和肥料利用率見表2。

表2 試點(diǎn)土壤配方施肥參數(shù)

2.1.3 肥料的邊際效益 在相同磷鉀肥基礎(chǔ)上，氮肥施用量依次增加的4個(gè)處理N0P2K2、N1P2K2、N2P2K2和N3P2K2，產(chǎn)量表現(xiàn)出先增加后降低的趨勢，且單位數(shù)量的氮肥投入產(chǎn)量增加幅度降低。施氮量從0增至37.5kg/hm2，兩點(diǎn)平均產(chǎn)量增加327.0kg/hm2；繼續(xù)增施氮肥37.5kg/hm2，平均只增產(chǎn)157.2kg/hm2；再增加氮肥37.5kg/hm2投入量，則平均降低126.4kg/hm2。同理，磷肥和鉀肥也具有肥料的邊際效益遞減。但是，氮、磷、鉀肥的邊際效益遞減速率不同，這是由于大豆對不同肥料吸收比例不同及不同肥料在土壤中的有效性不同造成的。

2.1.4 肥料效應(yīng)函數(shù)方程的配置 采用一元肥料效應(yīng)模型進(jìn)行擬合時(shí)，以處理2、3、6和11（P、K適量）進(jìn)行N肥效應(yīng)擬合；以處理4、5、6和7（N、K適量）進(jìn)行P肥效應(yīng)擬合；以處理8、9、6和10（N、P適量）進(jìn)行K肥效應(yīng)的擬合[5]。兩試點(diǎn)單元肥料效應(yīng)函數(shù)分別為：

五鋪農(nóng)場：

柳湖農(nóng)場：

其中N、P和K分別表示氮磷鉀3種肥料施用量（以N、P2O5和K2O計(jì)），y為大豆產(chǎn)量。在其他兩種肥料用量不變的基礎(chǔ)上，氮、磷、鉀肥的施用量與大豆產(chǎn)量均呈拋物線相關(guān)關(guān)系。

由回歸方程可以得到，大豆產(chǎn)量與施氮、磷、鉀肥量的關(guān)系均符合報(bào)酬遞減律，即隨著施肥量的增加大豆產(chǎn)量呈先增加后減少的趨勢。

以處理2、3、4、5、6、7、11和12（K適量）產(chǎn)量進(jìn)行氮磷肥效擬合；氮鉀肥料效應(yīng)以處理2、3、6、8、9、10、11和13（P適量）進(jìn)行擬合；處理4、5、6、7、8、9、10和14（N適量）則用來進(jìn)行磷鉀肥效的擬合。擬合方程分別為：

五鋪農(nóng)場：

柳湖農(nóng)場：

由回歸方程中氮、磷和鉀肥的主效應(yīng)系數(shù)及交互效應(yīng)系數(shù)可知：在鉀肥適量情況下，氮肥對大豆的產(chǎn)量效應(yīng)大于磷肥效應(yīng)；磷肥適量的情況下，氮肥比鉀肥產(chǎn)量效應(yīng)大；氮肥適量條件下，磷肥產(chǎn)量效應(yīng)較大。

所有處理大豆產(chǎn)量擬合可得氮磷鉀三元肥料效應(yīng)函數(shù)，擬合方程式為：

五鋪農(nóng)場：

柳湖農(nóng)場：

以處理編碼值為自變量，進(jìn)行氮磷鉀三元肥料效應(yīng)函數(shù)，擬合方程式為：

五鋪農(nóng)場：

柳湖農(nóng)場：

根據(jù)方程可知，在本試驗(yàn)條件下，氮磷鉀對大豆產(chǎn)量影響大小的順序?yàn)镹＞P＞K[8]。生產(chǎn)上要重點(diǎn)運(yùn)籌氮素化肥，磷肥次之，鉀肥更次之，并力求做到三者合理組合，以較大程度地發(fā)揮肥效[9]。

當(dāng)邊際產(chǎn)量αx/αy=0時(shí)，產(chǎn)量最高；αx/αy=產(chǎn)品價(jià)格/肥料價(jià)格時(shí)施肥效益最高。兩試點(diǎn)最高產(chǎn)量（max）及其施肥量、經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量（opt）及其施肥量測算結(jié)果見表3。

表3 試點(diǎn)最高產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量及其施肥量

2.2 氮磷鉀配方施肥對大豆產(chǎn)量構(gòu)成的影響

以五鋪農(nóng)場為例，對表1的產(chǎn)量結(jié)果進(jìn)行效應(yīng)函數(shù)方程配置得：

單株粒數(shù)：

百粒重：

從氮磷鉀施肥量對單株粒數(shù)、百粒重的效應(yīng)方程可以看出：單株粒數(shù)受磷施用量影響較大，百粒重受氮磷施用量影響較大。

3 結(jié)論

（1）通過施肥方式補(bǔ)充氮磷鉀是獲得大豆高產(chǎn)的重要措施[2]。本試驗(yàn)施肥最高能增產(chǎn)29.1%～29.3%。兩點(diǎn)氮磷鉀3種肥料對大豆產(chǎn)量的效應(yīng)函數(shù)擬合性較好，可作為大豆施肥依據(jù)。綜合3類7種肥料效應(yīng)函數(shù)，推薦的高產(chǎn)施肥量為：N 75～85kg/hm2、P2O565～70kg/hm2、K2O 45～55kg/hm2，比例為：N:P2O5:K2O=1.60:1.35:1；經(jīng)濟(jì)施肥量為：N 65～75kg/hm2、P2O545～50kg/hm2、K2O 30～40kg/hm2，比例為：N:P2O5:K2O=2:1.36:1。

（2）大豆單株粒數(shù)受磷施用量影響較大，百粒重受氮磷施用量影響較大。

（3）大豆氮磷鉀配施可以使用單元肥料配施，也可以使用復(fù)合(混)肥。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，推薦的高濃度復(fù)合(混)肥配方為N:P2O5:K2O=2:1.5:1，用量為每公頃施用復(fù)合(混)肥350kg。

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