閆志利 ，孫建軍 ，高俊山 ，令 鵬 ，王宗勝 ，賈海濱 ，李愛榮 ，?？×x

（1.河北科技師范學院，秦皇島 066004；2.甘肅農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院，蘭州730070；3.甘肅省臨洮縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，臨洮 730600；4.內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市農(nóng)業(yè)科學研究所，東勝017000；5.甘肅省定西市旱作農(nóng)業(yè)科研推廣中心，定西 743000；6.甘肅省平?jīng)鍪修r(nóng)業(yè)科學研究所，平?jīng)?44000；7.內(nèi)蒙古自治區(qū)烏蘭察布市農(nóng)業(yè)科學研究所，烏蘭察布012000；8.河北省張家口市農(nóng)業(yè)科學院，張家口075000）

我國是世界上最大的化肥消費國，化肥施用量接近世界總量的1/3。然而，在現(xiàn)實農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，仍存在著化肥施用不足或過量、養(yǎng)分利用效率低、增肥不增產(chǎn)以及環(huán)境污染等問題，嚴重制約著我國農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[1]。為實現(xiàn)作物高產(chǎn)、肥料高效、環(huán)境友好，自上世紀80年代以來，國內(nèi)部分學者應用農(nóng)業(yè)部推薦的“3414”田間試驗法，分別建立了水稻、小麥、馬鈴薯、油菜、花生等作物平衡施肥指標體系，生產(chǎn)上應用收到了較好的效果[2-6]，但有關亞麻施肥的研究仍限于氮肥單因素、氮磷兩因素或聚焦于氮磷鉀的營養(yǎng)特性等方面[7-9]，未見平衡施肥的報道。汪磊等[10]認為，我國關于亞麻施肥的研究遠遠落后于其他農(nóng)作物，只達到棉花20世紀60年代水平。

油用亞麻（Linum usitatissimum L.）是我國北方干旱地區(qū)的主要經(jīng)濟作物。我國油用亞麻種植面積近70萬hm2，主要分布于甘肅、河北、山西、內(nèi)蒙、寧夏、新疆等省份，西藏、云南、貴州、廣西、山東等地也有零星種植[11]。由于油用亞麻具有較強的抗旱、耐寒、耐瘠薄、適應性廣等特性，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有其它作物不可替代的地位[12-13]。油用亞麻籽粒中含有豐富的亞麻膠，可做食品添加劑、化妝品原粉、醫(yī)藥原料等。油用亞麻莖稈纖維耐磨、吸水性好、膨脹率大，是制造防水布、印刷油和油畫色工業(yè)原料，并廣泛應用于肥皂、制革、橡膠工業(yè)。亞麻油是一種優(yōu)質(zhì)食用油，富含α—亞麻酸及各種不飽和脂肪酸，具有促進人體智能、強身健腦、防止心血管疾病等重要作用，也廣泛用于油漆、石墨、染料、制革等工業(yè)領域[11]。研究亞麻平衡施肥技術(shù)，對提高亞麻產(chǎn)量和肥料利用率以及增加農(nóng)民收入都具有十分重要的現(xiàn)實意義。

為構(gòu)建旱地油用亞麻平衡施肥技術(shù)指標體系，本研究采用國家農(nóng)業(yè)部《測土配方施肥技術(shù)規(guī)范》推薦的“3414”實驗法，在河北省張家口市、山西省大同市和甘肅省白銀市、定西市及內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市、烏蘭察布市分別進行了田間試驗，對試驗獲取的相關數(shù)據(jù)進行了分析。

1 材料與方法

表1 試驗區(qū)自然條件概況Tab.1 Natural conditions of experimental sites

表2 供試田土壤基本理化性質(zhì)Tab.2 Basic physicochemical soil properties in the six experimental sites

1.1 研究區(qū)概況

試驗于2011年3～9月在河北省張家口市、山西省大同市和甘肅省平?jīng)鍪?、定西市及?nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市、烏蘭察布市同步進行，各試驗地點自然條件狀況如表1所示，供試田土壤基本理化性質(zhì)如表2所示。

1.2 試驗設計

張家口、鄂爾多斯、烏蘭察布、大同和白銀、定西試驗點供試品種分別為當?shù)刂髟云贩N“壩選三號”、“輪選二號”、“隴亞 10 號”、“晉亞 10 號”和“隴亞 10 號”、“定亞 23”。試驗采取“3414”完全試驗法，即：氮、磷、鉀3個因素，每因素4個水平，共14個處理。4個水平的含義為：0水平指不施肥，2水平為當?shù)刈罴咽┓柿康慕浦担?水平=2水平×0.5，3水平=2水平×1.5。14個處理分別為：①N0P0K0，②N0P2K2，③N1P2K2，④N2P0K2，⑤N2P1K2，⑥N2P2K2，⑦N2P3K2，⑧N2P2K0，⑨N2P2K1，⑩N2P2K3，[11]N3P2K2，[12]N1P1K2，[13]N1P2K1，[14]N2P1K1。各試驗區(qū) 2 水平氮、磷、鉀肥用量如表3所示。3次重復，共42個試驗小區(qū)。小區(qū)面積為20 m2（4 m×5 m），小區(qū)間、重復間分別設置30 cm、50 cm寬的走（過）道，四周設寬為1 m的保護行。種植密度均設定為750萬粒/hm2，人工條播，播深3 cm，行距20 cm。各實驗區(qū)其他管理方式同一般大田。

表3 各試驗區(qū)油用亞麻“3414”完全實施試驗2水平施肥量Tab.3 Fertilization treatment according to the second level of“3414”experiment method in the six sites

1.3 調(diào)查項目

收獲時按小區(qū)單收單打，曬干后稱取亞麻籽粒重量，測得小區(qū)實際產(chǎn)量。同時，每個處理取樣20株，進行室內(nèi)考種，測定單株生產(chǎn)力及產(chǎn)量構(gòu)成因子狀況。

1.4 計算方法

表4 各實驗地點N、P、K肥料及油用亞麻籽粒價格（元/kg）Tab.4 The price of fertilizer N,P,K and oil flax seeds in the six experimental sites（￥/kg）

按王圣瑞等[14]的方法，采用三元二次典型肥料效應函數(shù)模擬平衡施肥模型；按Cerrato等[15]的方法，根據(jù)擬合的平衡施肥模型和邊際效應分析，確定每個試驗點的氮、磷、鉀最大施肥量和最佳施肥量。氮、磷、鉀肥料及油用亞麻籽粒價格按試驗點所在區(qū)域市場價格計算（表4）。

采用Excel 2003軟件進行數(shù)據(jù)處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同氮磷鉀施用量的增產(chǎn)效應

各試驗點不同配方施肥處理的產(chǎn)量結(jié)果由表5所示。比較處理⑥N2P2K2（全肥區(qū)）與處理②N0P2K2（未施氮肥區(qū)）、處理④N2P0K2（未施磷肥區(qū)）、處理⑧N2P2K0（未施鉀肥區(qū)）產(chǎn)量，分別得出氮、磷、鉀肥對增加油用亞麻籽粒產(chǎn)量的效果（表6）。各試驗點施用氮、磷、鉀肥對增加油用亞麻籽粒產(chǎn)量的效果分別在11.35%～43.39%、5.52%～41.62%、5.46%～34.05%之間，平均增幅分別為24.06%、19.69%、19.07%。施用氮肥增幅最大，磷肥次之，鉀肥最低；各試驗點單位養(yǎng)分平均增產(chǎn)量鉀肥最高（5.10 kg/kg）、氮肥次之（3.48 kg/kg）、磷肥最低（3.14 kg/kg）；張家口、大同、平?jīng)?3個試驗點施用鉀肥產(chǎn)量增幅最大，分別為34.05%、19.63%、22.16%，單位養(yǎng)分增產(chǎn)量分別為16.89 kg/kg、3.82 kg/kg、2.57 kg/kg；鄂爾多斯、烏蘭察布、定西3個實驗點施用氮肥產(chǎn)量增幅最大，分別為13.02%、43.39%、29.52%，單位養(yǎng)分增產(chǎn)量分別為5.98%、2.42%、2.89%。

表5 各實驗地點不同施肥處理的產(chǎn)量效應Tab.5 Seed yields of oil flax with different treatment levels of N,P and K in the six experimental sites(kg/hm2)

表6 各實驗地點不同施肥處理的增產(chǎn)效果Tab.6 The increased rate of oil flax seeds under different treatment levels of N,P and K in the six experimental sites

2.2 氮磷鉀肥對植株性狀及產(chǎn)量構(gòu)成因子的影響

各試驗點不同缺素施肥處理植株形狀及產(chǎn)量構(gòu)成因子情況如表7所示。各實驗點缺素施肥處理株高均比全肥處理降低，其中未施氮肥處理株高降幅最大，未施鉀肥次之，未施磷肥第三；未施氮肥處理主莖分枝數(shù)均低于全肥處理。除定西試驗點外，未施磷肥、鉀肥處理與全肥區(qū)未表現(xiàn)出明顯差異；各缺素施肥處理單株有效蒴果數(shù)均低于全肥處理。除鄂爾多斯試驗點外，各試驗點均為未施氮肥有效蒴果數(shù)降幅最大，未施磷肥次之，未施鉀肥第三。鄂爾多斯試驗點為未施鉀肥降幅第一，未施氮肥次之，未施磷肥第三；各缺素施肥處理果粒數(shù)均低于全肥處理，其中，大同、平?jīng)?、定西試驗點未施氮肥果粒數(shù)降幅最大，未施磷肥次之、未施鉀肥第三。張家口、烏蘭察布試驗點為未施鉀肥果粒數(shù)降幅最大，未施氮肥次之，未施磷肥第三。鄂爾多斯為未施磷肥果粒數(shù)降幅最大，未施氮肥次之，未施鉀肥第三；各缺素施肥處理對千粒重的影響狀況與對蒴果數(shù)的影響狀況一致；各試驗點缺素施肥處理單株籽粒產(chǎn)量均低于全肥處理。除鄂爾多斯試驗點外，均為未施氮肥處理降幅最大，未施磷肥次之，未施鉀肥第三。鄂爾多斯試驗點為未施鉀肥處理降幅最大，未施氮肥次之，未施磷肥第三。

2.3 氮磷鉀三元施肥模型的構(gòu)建

選擇三元二次肥料效應模型對各實驗點平衡施肥模型進行擬合，得到各試驗點的氮、磷、鉀平衡施肥模型如表8所示，經(jīng)F檢驗均達到極顯著相關（F>F0.01）水平，說明擬合程度良好。進一步對回歸方程進行偏相關系數(shù)檢驗，也達到極顯著水平，說明氮磷鉀三元二次肥料效應回歸模型具有實際價值，可供生產(chǎn)上參考應用。

2.4 氮磷鉀肥料施用量的確定

根據(jù)表8各實驗點肥料效應回歸模型和表2各試驗點所在區(qū)域當?shù)厥袌龅?、磷、鉀肥料及油用亞麻籽粒價格，計算施用氮磷鉀肥油用亞麻籽粒的最高產(chǎn)量、最佳施肥產(chǎn)量和最大施肥量、最佳施肥量如表9所示。綜合各試驗點情況，油用亞麻最大施氮量為67.05～157.50 kg/hm2，最大施磷量為80.40～142.05 kg/hm2，最大施鉀量為 37.80～67.65kg/hm2，油用亞麻籽粒最高產(chǎn)量可達 961.35～2908.50 kg/hm2；最佳施氮量為 26.40～132.45 kg/hm2，最佳施磷量為 28.05～97.80 kg/hm2，最佳施鉀量為19.05～48.00 kg/hm2，油用亞麻籽粒最佳產(chǎn)量可達813.30～2862.30 kg/hm2?？梢?，各試驗點間差異較大，這與實驗點土壤基礎肥力以及品種需肥特性有關。張家口、鄂爾多斯、烏蘭察布、大同、平?jīng)龊投ㄎ?試驗點氮磷鉀最大施肥量平衡配比分別為1.00:1.07:0.50、1.00:1.56:0.45、1.00:1.65:0.69、1.00:0.68:0.55、1.00:1.54:0.90、1.00:0.90:0.24，最佳施肥量平衡配比分別為 1.00:1.07:0.50、1.00:1.85:0.71、1.00:1.38:0.66、1.00:0.77:0.86、1.00:1.06:0.72、1.00:0.72:0.21。注：1）公式中，y表示油用亞麻籽粒產(chǎn)量，N、P、K 分別表示氮（N）、磷（P2O5）、鉀（K2O）的施用量；2)** 表示 P<0.01。

表7 各實驗地點不同施肥處理的植株性狀表現(xiàn)及產(chǎn)量效應Tab.7 Plant properties and yields with different treatment levels of N,P and K in the six experimental sites

表8 氮磷鉀三元二次肥料效應回歸模型Tab.8 Three variable quadratic regression models of N,P and K fertilizers

表9 油用亞麻最高、最佳施肥量及最高、最佳產(chǎn)量Tab.9 The highest and optimal yields of oil flax under the maximum and optimal fertilization rates of N,P,K(kg/hm2)

3 結(jié)論與討論

汪磊等[10]認為，平衡（配方）施肥是目前研究施肥量最為科學有效的途徑，通過多點試驗總結(jié)出來的平衡施肥配方，能有效地調(diào)節(jié)和解決作物需肥與土壤供肥之間的矛盾，提高肥料使用效率，減少肥料浪費所造成污染。本研究通過在4省6市進行的“3414”完全實驗，確認施用氮、磷、鉀肥均能有效地提高油用亞麻籽粒產(chǎn)量，依據(jù)各實驗點平均產(chǎn)量分析，氮肥增幅最大，磷肥次之，鉀肥最低，這與李文珍[16]研究結(jié)論一致。但張家口、大同、平?jīng)?個試驗點鉀肥產(chǎn)量增幅高于氮肥，與李文珍研究結(jié)論不同，這與實驗田基礎肥力、基礎產(chǎn)量以及品種需肥特性有關。缺素施肥對植株性狀及產(chǎn)量構(gòu)成因子影響的分析結(jié)果表明，氮肥對株高、蒴果數(shù)、果粒數(shù)、千粒重及單株產(chǎn)量的影響最大，鉀肥次之，磷肥第三。但各試驗點表現(xiàn)也不盡相同，故生產(chǎn)上應針對當?shù)赝寥鲤B(yǎng)分情況確定最佳施肥量[17]。本研究選擇三元二次肥料效應模型對各實驗點的配方施肥模型進行擬合，得到了各試驗點氮磷鉀平衡施肥模型，可在運用于油用亞麻生產(chǎn)對施肥量的預測。依據(jù)油用亞麻產(chǎn)量最高目標和最佳目標確定的氮、磷、鉀最大施肥量和最佳施肥量及其配比，可在相關試驗區(qū)域油用亞麻生產(chǎn)上推廣。

高小麗等[18]研究認為，科學合理施肥可大幅度提高油用亞麻單位面積產(chǎn)量，以氮、磷、鉀肥增產(chǎn)效果最為顯著。本研究結(jié)果表明，基于基礎產(chǎn)量（不施肥）推行氮磷鉀最大施肥量，張家口、鄂爾多斯、烏蘭察布、大同、平?jīng)龊投ㄎ髟囼烖c油用亞麻籽粒最高產(chǎn)量比基礎產(chǎn)量可分別增加40.53%、25.46%、71.15%、30.68%、16.21%和34.71%。推行氮磷鉀最佳施肥量，油用亞麻籽粒產(chǎn)量最佳產(chǎn)量可比基礎產(chǎn)量增加37.73%、23.47%、62.23%、26.07%、8.77%和24.68%。施用氮、磷、鉀肥比不施對應肥料產(chǎn)量平均增幅分別為24.06%、19.69%、19.07%。

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