曹 禹，孫 娜，孫桂榮，蔣桂英，李魯華

(1.石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院，新疆石河子 832003；2.新疆維吾爾自治區(qū)伊犁州農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，新疆伊寧 835000)

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氮·磷·鉀肥對(duì)伊犁地區(qū)甜菜產(chǎn)量的影響

曹 禹1，2，孫 娜2，孫桂榮2，蔣桂英1，李魯華1

(1.石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院，新疆石河子 832003；2.新疆維吾爾自治區(qū)伊犁州農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，新疆伊寧 835000)

[目的]尋求適合伊犁地區(qū)甜菜適宜的肥料用量及比例。[方法]從伊犁地區(qū)甜菜肥料高效利用角度出發(fā)，設(shè)置了氮、磷、鉀3因素4水平試驗(yàn)，根據(jù)獲得的產(chǎn)量對(duì)氮、磷、鉀肥料效應(yīng)進(jìn)行模擬，研究適宜的肥料用量及比例。[結(jié)果]甜菜產(chǎn)量與氮、磷、鉀施用量的三元二次效應(yīng)方程為y=3 319.323 7+297.974 9N-8.429 7P-8.860 2K-6.940 5N2-2.628 9P2-1.159 8K2-3.060 1NP-2.987 5NK+10.100 5PK。肥料實(shí)際用量為N 250.23 kg/hm2，P2O5138.15 kg/ hm2、K2O 165.73 kg/ hm2，3要素比例為1∶0.55∶0.66時(shí)，獲得最佳產(chǎn)量87.38 t/hm2；氮肥肥料貢獻(xiàn)率為35.65%，磷肥肥料貢獻(xiàn)率為12.04%，鉀肥肥料貢獻(xiàn)率為10.50%，限制甜菜產(chǎn)量提高的養(yǎng)分限制因子從大到小依次為氮、磷、鉀。[結(jié)論]伊犁地區(qū)甜菜生產(chǎn)中氮、磷、鉀適宜的施用比例為1∶0.55∶0.66。

甜菜；產(chǎn)量；最佳施肥量；肥料利用率

伊犁是新疆的甜菜主產(chǎn)區(qū)，該地區(qū)水源充足、土壤肥沃、光照日期較長(zhǎng)，擁有較為理想的自然地理?xiàng)l件[1]。目前，甜菜已成為該地區(qū)的主要經(jīng)濟(jì)作物和制糖輕工業(yè)的原料，產(chǎn)糖量和甜菜總產(chǎn)值在全國(guó)甜菜糖產(chǎn)區(qū)名列前茅，甜菜產(chǎn)業(yè)形成了一定的規(guī)模[1]。但是，近幾年甜菜種植戶為了追求更高產(chǎn)量，盲目加大肥料施用量，特別是氮肥用量，再加上市場(chǎng)上缺乏針對(duì)甜菜的復(fù)合肥，氮、磷、鉀肥配比不合理，種植方式不科學(xué)，導(dǎo)致收益不斷下降。筆者結(jié)合現(xiàn)有種植方式和伊犁地區(qū)土壤和環(huán)境條件，對(duì)伊犁地區(qū)土壤肥料利用率、最佳施肥量進(jìn)行研究，尋求甜菜需肥規(guī)律和最佳施肥量，旨在為甜菜大田科學(xué)生產(chǎn)提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況 試驗(yàn)于2013年在新疆伊犁州農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所試驗(yàn)基地進(jìn)行。0～20 cm土壤N含量1.14 g/kg，P2O5含量1.56 g/kg，K2O含量17.13 g/kg，有機(jī)碳含量13.33 g/kg，有機(jī)質(zhì)含量23.00 g/kg，pH 7.65[2]。

1.2 試驗(yàn)材料 供試甜菜品種為ADV0401。供試氮肥為尿素(含N 46%)；磷肥為三料磷肥(含P2O546%)；鉀肥為硫酸鉀(含K2O 51%)。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 土壤取樣采用對(duì)角線法。試驗(yàn)采用二次回歸D-最優(yōu)設(shè)計(jì)中的“3414”方案，設(shè)氮、磷、鉀3因素，各因素4水平。4個(gè)施氮量分別為N0(0 kg/hm2)、N1(90.00 kg/hm2)、N2(180.00 kg/hm2)、N3(270.00 kg/hm2)；4個(gè)施磷量分別為P0(0 kg/hm2)、P1(60.00 kg/hm2)、P2(120.00 kg/hm2)、P3(180.00 kg/hm2)；4個(gè)施鉀量分別為K0(0 kg/hm2)、K1(86.25 kg/hm2)、K2(172.50 kg/hm2)、K3(258.75 kg/hm2)。共14個(gè)處理，每處理重復(fù)3次。小區(qū)面積25 m2，株距20 cm，行距50 cm，行長(zhǎng)5 m。2013年3月24日播種，4月5日出苗，10月15日收獲。全生育期灌6次水。“3414”試驗(yàn)方案及折算后施肥量見表1。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目與方法 全氮含量采用凱氏定氮法測(cè)定；全磷含量采用碳酸鈉熔融-酸溶鉬銻抗比色法測(cè)定；全鉀含量采用氫氧化鈉法測(cè)定；pH采用電位法測(cè)定；有機(jī)質(zhì)含量采用重鉻酸鉀容量法測(cè)定。

產(chǎn)量測(cè)定：每個(gè)小區(qū)去掉邊行，按照GB/T 10496—2002標(biāo)準(zhǔn)切削后計(jì)數(shù)稱重，折算為公頃產(chǎn)量。增產(chǎn)率、肥料貢獻(xiàn)率和肥料農(nóng)學(xué)利用率的計(jì)算公式見下：

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì) 試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel軟件和DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與分析。

表1 “3414”試驗(yàn)方案及折算后施肥量

Table 1 The “3414” fertilizer examination program and relative fertilizer inputs

kg/hm2

2 結(jié)果與分析

2.1 氮、磷、鉀肥料效應(yīng)三元二次方程擬合與最佳施肥量的確定 由表2可知，CK的產(chǎn)量為50.09 t/hm2，其他處理均表現(xiàn)出不同程度的增產(chǎn)，其中，N2P2K2處理的產(chǎn)量最高，達(dá)89.82 t/hm2，增產(chǎn)率為79.09%；N3P2K2次之，為85.47 t/hm2，增產(chǎn)率為70.41%。

表2 各處理的產(chǎn)量比較

利用DPS軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行“3414”試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)分析，得到甜菜產(chǎn)量與氮、磷、鉀施用量的三元二次效應(yīng)方程：y=3 319.323 7+297.974 9N-8.429 7P-8.860 2K-6.940 5N2-2.628 9P2-1.159 8K2-3.060 1NP-2.987 5NK+10.100 5PK，R=0.985 0，說(shuō)明方程擬合較好。當(dāng)肥料實(shí)際用量為N 260.35 kg/hm2，P2O5126.24 kg/hm2，K2O 157.11 kg/hm2，3要素比例為1∶0.48∶0.60時(shí)，獲得最高產(chǎn)量87.35 t/hm2；當(dāng)肥料實(shí)際用量為N 250.23 kg/hm2，P2O5138.15 kg/hm2，K2O 165.73 kg/hm2，3要素比例為1∶0.55∶0.66時(shí)，獲得最佳產(chǎn)量87.38 t/hm2。

對(duì)回歸方程進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，方差結(jié)果顯示F(14.493 0)>F0.05(6)，說(shuō)明產(chǎn)量與氮、磷、鉀施用量之間具有顯著的回歸關(guān)系。

2.2 氮肥對(duì)甜菜產(chǎn)量的影響 選取N0P2K2、N1P2K2、N2P2K2、N3P2K24個(gè)處理對(duì)甜菜產(chǎn)量與氮肥肥效進(jìn)行分析。由表3可知，隨著施氮量的提高，產(chǎn)量呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，N2P2K2產(chǎn)量最高，達(dá)89.82 t/hm2，與N0P2K2處理相比，增產(chǎn)率為55.42%，說(shuō)明1 kg氮肥能使甜菜增產(chǎn)177.90 kg，高于N1P2K2和N3P2K2處理。

表3 氮肥對(duì)甜菜產(chǎn)量的影響

構(gòu)建氮肥用量與甜菜產(chǎn)量的函數(shù)關(guān)系式：y=3 760.705 0+262.125 8N-8.299 3N2，R=0.969 3，即氮肥施用量為236.88 kg/hm2時(shí)，甜菜最高產(chǎn)量為87.46 t/hm2。

2.3 磷肥對(duì)甜菜產(chǎn)量的影響 選取N2P0K2、N2P1K2、N2P2K2、N2P3K24個(gè)處理對(duì)甜菜產(chǎn)量與磷肥肥效進(jìn)行分析。由表4可知，不同施磷量處理的產(chǎn)量與氮肥呈相似的變化規(guī)律，表現(xiàn)出先上升后下降的趨勢(shì)。其中，N2P2K2處理的產(chǎn)量最高，達(dá)89.82 t/hm2增產(chǎn)率為13.70%；肥料貢獻(xiàn)率為12.04%，小于氮肥肥料貢獻(xiàn)率；肥料農(nóng)學(xué)利用率為90.13 kg/kg，高于N2P1K2和N2P3K2處理。

表4 磷肥對(duì)甜菜產(chǎn)量的影響

構(gòu)建磷肥用量與甜菜產(chǎn)量的函數(shù)關(guān)系式：y=5 205.650 0+141.587 5P-8.340 6P2，R=0.858 6，即磷肥施用量為127.32 kg/hm2時(shí)，甜菜最高產(chǎn)量為87.10 t/hm2。

2.4 鉀肥對(duì)甜菜產(chǎn)量的影響 選取N2P2K0、N2P2K1、N2P2K2、N2P2K34個(gè)處理對(duì)甜菜產(chǎn)量與鉀肥肥效進(jìn)行分析。由表5可知，不同施鉀量處理的產(chǎn)量與氮、磷肥呈相似的變化規(guī)律，表現(xiàn)出先上升后下降的趨勢(shì)。N2P2K2產(chǎn)量最高，達(dá)89.82 t/hm2，增產(chǎn)率為11.74%，肥料貢獻(xiàn)率為10.50%，肥料農(nóng)學(xué)利用率為54.68 kg/kg。

構(gòu)建磷肥用量與甜菜產(chǎn)量的函數(shù)關(guān)系式：y=5 323.09+105.546 1K-4.964 8K2，R=0.933 3，即鉀肥用量為159.44 kg/hm2時(shí)，甜菜最高產(chǎn)量為88.26 t/hm2。

表5 鉀肥對(duì)甜菜產(chǎn)量的影響

3 結(jié)論與討論

3.1 氮、磷、鉀肥料效應(yīng)三元二次方程擬合與最佳施肥量的確定 N2P2K2處理產(chǎn)量最高，達(dá)89.82 t/hm2，增產(chǎn)率為79.09%，N3P2K2處理次之，產(chǎn)量為85.47 t/hm2，增產(chǎn)率為70.41%；甜菜產(chǎn)量與氮、磷、鉀肥施用量的三元二次效應(yīng)方程：y=3 319.323 7+297.974 9N-8.429 7P-8.860 2K-6.940 5N2-2.628 9P2-1.159 8K2-3.060 1NP-2.987 5NK+10.100 5PK；肥料實(shí)際用量為N 260.35 kg/hm2、P2O5126.24 kg/hm2、K2O 157.11 kg/hm2，3要素比例為1∶0.48∶0.60時(shí)，獲得最高產(chǎn)量87.35 t/hm2。當(dāng)肥料實(shí)際用量為N 250.23 kg/hm2、P2O5138.15 kg/hm2、K2O 165.73 kg/hm2，3要素比例為1∶0.55∶0.66時(shí)，獲得最佳產(chǎn)量87.38 t/hm2。氮、磷、鉀肥對(duì)于甜菜產(chǎn)質(zhì)量的提高具有明顯的互作效應(yīng)，但最佳比例各不相同。蓋志佳[3]研究表明，甜菜塊根產(chǎn)量達(dá)到最高值時(shí)，3要素比例為1∶0．59∶0．52；于敦爽[4]研究認(rèn)為，3要素比例為1∶0.67∶0.53時(shí)，甜菜獲得最高產(chǎn)量，3要素比例為1∶0.56∶0.38時(shí)，甜菜獲得最佳產(chǎn)量。前人對(duì)3要素比例進(jìn)行了大量的研究，但目前尚無(wú)定論，可能與不同土壤、不同環(huán)境條件有關(guān)。

3.2 氮、磷、鉀肥施用量對(duì)甜菜產(chǎn)量的影響 隨著氮、磷、鉀肥施用量的增加，甜菜產(chǎn)量均呈先上升后下降的趨勢(shì)，氮肥施用量為180.00 kg/hm2時(shí)，甜菜產(chǎn)量最高，達(dá)89.82 t/hm2，與N0P2K2相比，增產(chǎn)率為55.42%，說(shuō)明氮肥對(duì)甜菜產(chǎn)量有明顯的增產(chǎn)效果，肥料貢獻(xiàn)率為35.65%，肥料農(nóng)學(xué)利用率為177.90 kg/kg；磷肥施用量為120.00 kg/hm2時(shí)，甜菜產(chǎn)量為89.82 t/hm2，增產(chǎn)率為13.69%，肥料貢獻(xiàn)率為12.04%，小于氮肥肥料貢獻(xiàn)率，肥料農(nóng)學(xué)利用率為90.13 kg/kg；鉀肥施用量為172.50 kg/hm2時(shí)，甜菜產(chǎn)量為89.82 t/hm2，增產(chǎn)率為11.74%，肥料貢獻(xiàn)率為10.50%，肥料農(nóng)學(xué)利用率為54.68 kg/kg。由此可知，限制甜菜產(chǎn)量提高的養(yǎng)分限制因子從大到小依次為氮、磷、鉀。

氮肥施用量與甜菜產(chǎn)量密切相關(guān)，在塊根產(chǎn)量相對(duì)較低的情況下，增施氮肥能顯著提高塊根產(chǎn)量。但在高氮水平下，繼續(xù)增加氮肥，產(chǎn)量不會(huì)繼續(xù)增加，反而有下降趨勢(shì)。適量的磷肥能促進(jìn)甜菜幼苗的代謝及根系的發(fā)育，使幼苗生長(zhǎng)健壯。曲文章等[5]研究表明，施磷能顯著增加甜菜須根的干物重、長(zhǎng)度和表面積；施磷量與須根干物重呈極顯著正相關(guān)，施磷能增加甜菜株高和鮮葉數(shù)；施磷量與塊根產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)，各施磷處理與對(duì)照間的產(chǎn)量差異極顯著，而磷肥處理間差異不顯著。鉀肥對(duì)甜菜產(chǎn)量的影響較小，它與氮、磷不同，不參與植物體的碳水化合物的組成，但鉀仍是作物所必需的3要素之一。鉀肥能增強(qiáng)甜菜光合作用，平衡氮肥、磷肥，從而提升甜菜品質(zhì)。

[1] 耿清濤.伊犁地區(qū)甜菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、問(wèn)題及對(duì)策研究 [J].新疆農(nóng)墾經(jīng)濟(jì)，2012(5)：55-59.

[2] 魯如坤.土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社，2000.

[3] 蓋志佳.定量施肥對(duì)黑龍江省紅興隆地區(qū)甜菜產(chǎn)質(zhì)量的影響[D].哈爾濱：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)，2012.

[4] 于敦爽.黑龍江西北部甜菜配方施肥的研究[D].哈爾濱：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)，2012.

[5] 曲文章，耿立清，王紅鋼，等.磷素水平對(duì)甜菜生育及產(chǎn)質(zhì)量的影響[J].中國(guó)甜菜糖業(yè)，2002(3)：7-9.

The Effect of Fertilizer Input to Yield of Sugar Beet in Yili Region

CAO Yu1,2, SUN Na2, SUN Gui-rong2et al

(1.College of Agronomy Shihezi Univerdity,Shihezi, Xinjiang 832003;2.Yili Institute of Agricultural Sciences of the Xinjiang Uygur Autonomous Region, Yining, Xinjiang 835000)

[Objective] The study aimed to seek suitable beet appropriate proportion and use level of fertilizer in Yili Region.[Method] From the angle of the Yili Region beet fertilizer utilization, set the NPK 3 factors 4 levels test, according to the production to simulate the effect of NPK fertilizer to seek suitable beet appropriate proportion of fertilizer in Yili Region.[Result] The relationship of beet yields with NPK fertilizer inputs was simulated out into a ternary quadratic formula. The formula isy=3 319.323 7+297.974 9N-8.429 7P-8.860 2K-6.940 5N2-2.628 9P2-1.159 8K2-3.060 1NP-2.987 5NK+10.100 5PK; through the formula we could calculated out that when the real fertilizer inputs were N=250.23 kg/hm2, P2O5=138.15 kg/hm2, K2O=165.73 kg/hm2, these three fertilizer elements ration was 1∶0.55∶0.66, the beet could output the best suitable yield, 87.38 t/hm2. The rate of contribution of N fertilizer was 35.65%, the rate of contribution of P fertilizer was 12.04%, the rate of contribution of P fertilizer was 10.5%. The limit factor in beet yield growth was N>P>K.[Conclusion] Suitable beet appropriate proportion of fertilizer NPK elements ration was 1∶0.55∶0.66 in Yili region.

Sugar beet; Yield; The best fertilizer amount; Utilization rate of fertilizer

國(guó)家甜菜現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項(xiàng)目(CARS-210409)。

曹禹(1986- )，男，內(nèi)蒙古烏蘭浩特人，研究實(shí)習(xí)員，從事甜菜栽培技術(shù)推廣工作。

2016-09-09

S 506.2

A

0517-6611(2016)31-0137-03