林木森+王娟+范志榮+李芹+李偉+羅國(guó)紅+白永平+權(quán)正韜+常仕代

摘 要 為構(gòu)建適合河口縣老范寨鄉(xiāng)山地香蕉的測(cè)土配方施肥指標(biāo)體系，為香蕉生產(chǎn)提供科學(xué)合理的施肥措施，本試驗(yàn)采用“3414”田間肥效試驗(yàn)方案，對(duì)香蕉氮、磷、鉀施肥效應(yīng)進(jìn)行了研究。試驗(yàn)結(jié)果表明，處理10（N2P2K3）的折合產(chǎn)量最高，為39.75 t/hm2；其次分別為處理7（N2P3K2）、處理6（N2P2K2）和處理11（N3P2K2），折合產(chǎn)量分別為39.06、39和38.85 t/hm2；處理8（N2P2K0）為除空白處理1（N0P0K0）外產(chǎn)量最低的一組，為18.75 t/hm2，說明不同施肥處理對(duì)香蕉的產(chǎn)量具有較大影響。在本試驗(yàn)條件下，三元二次方程擬合結(jié)果表明，該地區(qū)氮（N）、磷（P2O5）和鉀（K2O）的最佳施肥量分別為632.25、198.3和1 207.95 kg/hm2。對(duì)于香蕉而言，該地區(qū)香蕉試驗(yàn)地基礎(chǔ)地力貢獻(xiàn)率為39.26%，土壤供鉀能力極低，供氮能力較低，供磷能力中等，說明鉀肥是影響香蕉產(chǎn)量的主要因素之一。

關(guān)鍵詞 香蕉 ；配方施肥 ；產(chǎn)量 ；肥料效應(yīng)

中圖分類號(hào) S668.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A Doi：10.12008/j.issn.1009-2196.2017.06.004

Field Fertilizer Efficiency Trial Based on Soil Testing and Fertilizer

Recommendation for Banana Plantations in the Mountainous Areas

in Hekou， Yunnan Province

LIN Musen1） WANG Juan1） FAN Zhirong1） LI Qin1） LI Wei2）

LUO Guohong3） BAI Yongping4） QUAN Zhengtao5） CHANG Shidai5）

（1 Agricultural Technology Extension Service Center， Hekou Bureau of Agriculture &

Science and Technology， Hekou， Yunnan 661399；

2 Honghe Tropical Agriculture Research Institute of Yunnan， Hekou， Yunnan 661300；

3 Hekou Bureau of Agriculturel & Science and Technology， Hekhou， Yunnan 661300；

4 Hekou Nanxi Farm， Hekou， Yunnan 661302；

5 Hekou Yunshan Agricultural Science and Technology Co.Ltd， Hekou，Yunnan 661300）

Abstract In order to establish a system of soil testing and fertilizer recommendation suitable for banana plantations in mountainous areas of Laofanzhai Village in Hekou County， a“3414”field fertilizer efficiency trial was conducted to observe the effects of N， P and K fertilizers on banana planted in the mountainous areas. The results showed that Treatment 10（N2P2K3） gave the highest yield of 39.75 t/ha， followed by Treatment 7（N2P3K2）， Treatment 6（N2P2K2） and Treatment 11（N3P2K2）， which yielded 39.06 t/ha， 39 t/ha and 38.85 t/ha， respectively. Treatment 8（N2P2K0） had the lowest yield （18.75 t/ha） besides the control Treatment 1（N0P0K0）. This indicated that fertilizer treatment gave a significant effect on banana yield. The fitting of the quadratic equations with three variables showed that the optimum application rates of N， P2O5 and K2O fertilizers were 632.25， 198.3 and 1 207.95 kg/ha， respectively. In this area， the soil fertility contribution rate for banana was 39.26%， the soil supplying abilities of K， N and P were extremely low， very low， and intermediate， respectively. Therefore， K significantly affected banana yield.

Keywords Banana ； soil testing and fertilizer recommendation ； yield ； fertilizer effect

香蕉（Musa nane Lour.）屬芭蕉科芭蕉屬單子葉草本植物，被聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織（FAO）認(rèn)定為繼水稻、小麥和玉米之后的第四大糧食作物[1-2]。在熱帶地區(qū)，香蕉為人們帶來了很好的經(jīng)濟(jì)效益，高品質(zhì)的有機(jī)香蕉消費(fèi)市場(chǎng)越來越大[3]。我國(guó)香蕉種植主要分布在云南、廣西、廣東、海南、福建、臺(tái)灣等地[4]。2013年，全國(guó)香蕉種植面積36萬hm2，其中云南占全國(guó)種植面積約1/3，達(dá)10萬hm2[5]?！?414”田間肥效試驗(yàn)在我國(guó)各地區(qū)已經(jīng)進(jìn)行多年，而且在各種農(nóng)作物的生產(chǎn)實(shí)踐中取得了很好的社會(huì)效益。目前已在水稻[6]、玉米[7]、大豆[8]、小麥[9]、馬鈴薯[10]、蠶豆[11]、香蕉[12-13]等各種農(nóng)作物種植中廣泛應(yīng)用。

河口縣位于云南省東南部的紅河谷地，平均海拔在150～500 m，具有獨(dú)特的高原型立體氣候特征，降雨量充沛，熱量較高，終年無霜，可以種植正造蕉，也是反季節(jié)香蕉難得的天然種植區(qū)[14]。但有研究表明，該地區(qū)缺乏科學(xué)的土壤養(yǎng)分管理，蕉園長(zhǎng)期施用化學(xué)肥料，施肥不足或施肥過量問題明顯，土壤結(jié)構(gòu)惡化，肥力明顯下降[15]。河口縣被列為2009年國(guó)家農(nóng)業(yè)部“測(cè)土配方施肥補(bǔ)貼示范項(xiàng)目縣”，結(jié)合香蕉產(chǎn)業(yè)已成為該地區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展支柱的現(xiàn)狀，針對(duì)性地制定“河口縣測(cè)土配方施肥補(bǔ)貼項(xiàng)目工作實(shí)施方案”，以“河口香蕉產(chǎn)業(yè)提質(zhì)增效”為目標(biāo)，筆者按照國(guó)家測(cè)土配方施肥補(bǔ)貼項(xiàng)目工作的要求，在河口縣老范寨鄉(xiāng)對(duì)山地香蕉進(jìn)行“3414”田間肥效試驗(yàn)，為今后有序開展香蕉測(cè)土配方施肥技術(shù)的試驗(yàn)研究及示范推廣奠定基礎(chǔ)，對(duì)該地區(qū)香蕉產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和維護(hù)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)地位于河口縣老范寨鄉(xiāng)（地理位置：北緯22°51′26″，東經(jīng)103°52′38.6″），坡度20°，海拔250 m，年降雨量1 700 cm，常年積溫8 577℃；土壤為磚紅壤，酸性較強(qiáng)，肥力適中，土壤中有效磷含量極高，全鉀和有效鉀含量較高，基本情況見表1；前茬栽種作物為玉米。

試驗(yàn)采用統(tǒng)一的“3414””最優(yōu)回歸試驗(yàn)設(shè)計(jì)，試驗(yàn)田共分14個(gè)小區(qū)，隨機(jī)排列。由于試驗(yàn)地為坡地，所以坡改臺(tái)，臺(tái)高約70 cm，寬約1.8 m，香蕉定植后，相鄰兩臺(tái)植株的距離約2 m，整片坡地改造后由下往上共12臺(tái)。由于坡地高處與低處的土壤栽培條件并不完全一致，所以為保證試驗(yàn)地各小區(qū)的栽培條件基本一致，試驗(yàn)地由低往高處方向定植行，行間距為3 m，共44行，除去第一行和最后一行，每3行為一個(gè)小區(qū)，小區(qū)之間挖溝隔開（寬50 cm，深50 cm）。借助隨機(jī)數(shù)字表，根據(jù)隨機(jī)區(qū)組排列的方法布置14個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)田間管理操作要求一致。每株施用有機(jī)肥5 kg；氮肥從栽種后每20～30 d施肥1次，分8次施入，施入量依次為氮肥總量的4%、6%、10%、15%、20%、30%、10%和5%；鉀肥從栽種1個(gè)月后開始施肥，具體在氮肥施入10 d左右后施入鉀肥，同樣分8次施入，施入量依次為鉀肥總量的4%、6%、10%、15%、20%、30%、10%和5%；磷肥一次性施用總量的60%作為底肥，剩余40%的磷肥分2次施入（同第五和第六次施入氮鉀肥的時(shí)候一起施入）；施肥量以株計(jì)算，田間肥效試驗(yàn)因素水平設(shè)計(jì)以及各小區(qū)每株香蕉施肥量見表2。

試驗(yàn)當(dāng)季栽種香蕉品種‘威廉斯B6；定植時(shí)間為2011年11月15日；采收時(shí)間為2012年12月中下旬。試驗(yàn)用肥料為尿素（N≥46%）、過磷酸鈣（P2O5≥16%）和氯化鉀（K2O≥60%）。

1.2 數(shù)據(jù)收集和處理

在香蕉收獲時(shí)，測(cè)定各小區(qū)單株產(chǎn)量。具體操作如下：由于試驗(yàn)地為坡改臺(tái)，由下往上選取第4、5、6、7和8臺(tái)地定植的香蕉進(jìn)行單株測(cè)產(chǎn)。各小區(qū)內(nèi)，每臺(tái)地為3棵香蕉，小區(qū)香蕉共15株，測(cè)產(chǎn)時(shí)每臺(tái)地隨機(jī)測(cè)量2株香蕉的單株產(chǎn)量，即每個(gè)小區(qū)共測(cè)量10株香蕉的單株產(chǎn)量。記錄各小區(qū)的單株果實(shí)重量，計(jì)算各小區(qū)的平均單株產(chǎn)量后，根據(jù)試驗(yàn)地的定植密度，換算出試驗(yàn)地的平均產(chǎn)量（試驗(yàn)地株行距為2 m×3 m，可定植香蕉1 650株/hm2）。試驗(yàn)數(shù)據(jù)用Microsoft Excel 2003 統(tǒng)計(jì)處理。

根據(jù)計(jì)算，分別得到14個(gè)處理的平均產(chǎn)量，當(dāng)年香蕉市場(chǎng)收購價(jià)為2.5元/kg，當(dāng)年氮（N）、磷（P2O5）和鉀（K2O）肥料市場(chǎng)價(jià)格分別為5.4、6.6和4.2元/kg。以平均產(chǎn)量（Y）為因變量，施肥水平（X1、X2、X3、X12、X22、X32、X1X2、X1X3和X2X3）為自變量，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)軟件（IBM SPSS Statistics 19）和測(cè)土配方施肥“3414”試驗(yàn)分析器SG-2.3進(jìn)行三元二次回歸數(shù)據(jù)分析。

土壤供肥力指標(biāo)計(jì)算方法如下：

基礎(chǔ)地力貢獻(xiàn)率=（N0P0K0區(qū)產(chǎn)量/N2P2K2區(qū)產(chǎn)量）×100%；

缺氮區(qū)相對(duì)產(chǎn)量=（N0P2K2區(qū)產(chǎn)量/N2P2K2區(qū)產(chǎn)量）×100%；

缺磷區(qū)相對(duì)產(chǎn)量=（N2P0K2區(qū)產(chǎn)量/N2P2K2區(qū)產(chǎn)量）×100%；

缺鉀區(qū)相對(duì)產(chǎn)量=（N2P2K0區(qū)產(chǎn)量/N2P2K2區(qū)產(chǎn)量）×100%；

農(nóng)業(yè)部2008年3月制定的《測(cè)土配方施肥技術(shù)規(guī)范》，根據(jù)缺素區(qū)的相對(duì)產(chǎn)量來反應(yīng)供試土壤N、P、K養(yǎng)分的豐缺，并對(duì)供試土壤的養(yǎng)分豐缺進(jìn)行評(píng)定：當(dāng)相對(duì)產(chǎn)量小于50%時(shí)，土壤供肥力為極低；當(dāng)相對(duì)產(chǎn)量為50%～60%時(shí)，土壤供肥力為低；當(dāng)相對(duì)產(chǎn)量為60%～70%時(shí)，土壤供肥力為較低；當(dāng)相對(duì)產(chǎn)量為70%～80%時(shí)，土壤供肥力為中；當(dāng)相對(duì)產(chǎn)量為80%～90%時(shí)，土壤供肥力為較高；當(dāng)相對(duì)產(chǎn)量大于90%時(shí)，土壤供肥力為高。

2 結(jié)果與分析

2.1 對(duì)香蕉產(chǎn)量的影響

從表3可以看出，各施肥處理的香蕉產(chǎn)量均高出空白對(duì)照處理1。試驗(yàn)數(shù)據(jù)的三元二次回歸顯著性分析結(jié)果表明，不同施肥水平間具有顯著差異，如表4所示。與各個(gè)處理相比較，處理10（N2P2K3）產(chǎn)量最高，為39.75 t/hm2；其次分別為處理7（N2P3K2）、處理6（N2P2K2）和處理11（N3P2K2），產(chǎn)量分別為39.06、39.00和38.85 t/hm2，其產(chǎn)量相差不大；處理8（N2P2K0）的產(chǎn)量為18.75 t/hm2，為各處理中產(chǎn)量最低的一組，也是除了空白處理1外，唯一沒有施用鉀肥的一組，可見鉀肥對(duì)該地區(qū)香蕉產(chǎn)量的影響之大。

對(duì)處理3、6和9進(jìn)行比較分析，在磷和鉀的施肥水平為2時(shí)，香蕉產(chǎn)量并沒有隨著氮的施肥水平提高而增加，反而有產(chǎn)量降低的趨勢(shì)，因而當(dāng)?shù)适┯眠^度時(shí)，其施肥量和產(chǎn)量之間并不成正比關(guān)系。處理5、6和7相比較可以看出，在氮和鉀的施肥水平為2時(shí)，不同的磷肥施用量對(duì)香蕉產(chǎn)量有一定影響，但是當(dāng)磷肥施用量達(dá)到一定水平后，再增加施肥量對(duì)香蕉的產(chǎn)量沒有太大意義。對(duì)處理9、6和10進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，在氮和磷的施肥水平為2時(shí)，香蕉的產(chǎn)量隨著鉀肥施用量的增加而增加，并且不同施肥水平的產(chǎn)量變化相對(duì)較大。

2.2 對(duì)土壤供肥能力和缺素處理相對(duì)產(chǎn)量的影響

根據(jù)數(shù)據(jù)處理中的土壤供肥力指標(biāo)計(jì)算方法，計(jì)算得到香蕉田間肥效試驗(yàn)缺素相對(duì)產(chǎn)量，如表5所示。該地區(qū)香蕉試驗(yàn)地基礎(chǔ)地力貢獻(xiàn)率為39.26%，缺氮區(qū)、缺磷區(qū)、缺鉀區(qū)的相對(duì)產(chǎn)量分別為63.46%、73.85%、48.08%。根據(jù)農(nóng)業(yè)部2008年3月制定的《測(cè)土配方施肥技術(shù)規(guī)范》對(duì)供試土壤養(yǎng)分豐缺的評(píng)定等級(jí)可以看出：該地區(qū)的土壤對(duì)于香蕉來說，供鉀能力極低，供氮能力較低，供磷能力中等。由此說明，鉀肥是限制該地區(qū)香蕉產(chǎn)量的主要因素，其次是氮肥，然后才是磷肥。

2.3 肥料效應(yīng)回歸數(shù)學(xué)模型建立與分析

以表4中的產(chǎn)量為因變量（Y），N、P2O5和K2O的施肥量水平（分別為自變量X1、X2和X3）進(jìn)行回歸分析，得到三元二次肥料效應(yīng)回歸數(shù)學(xué)模型，方程如下：

Y=1 051.328 5+16.092 6 X1-0.820 6 X12+44.905 9 X2-6.051 2 X22+26.958 1 X3-0.258 2 X32+2.316 7 X1X2+0.278 9 X1X3+0.216 7 X2X3

對(duì)方程進(jìn)行檢驗(yàn)，R=0.98，R2=0.96，標(biāo)準(zhǔn)差為181.37，F(xiàn)=11.39，P=0.016<0.05，表明香蕉產(chǎn)量與氮、磷、鉀肥之間有顯著的回歸關(guān)系，肥料效應(yīng)回歸數(shù)學(xué)模型擬合效果好，可以用來指導(dǎo)本地區(qū)香蕉生產(chǎn)過程中的配方施肥。方程中的常數(shù)項(xiàng)為1 051.328 5，與實(shí)際生產(chǎn)過程中的空白施肥處理1（N0P0K0）的產(chǎn)量（15.30 t/hm2）相差較小，表明該肥料效應(yīng)回歸數(shù)學(xué)模型與實(shí)際生產(chǎn)情況吻合。另外，方程中一次項(xiàng)系數(shù)為正值，二次項(xiàng)系數(shù)為負(fù)值，表現(xiàn)出標(biāo)準(zhǔn)的肥料報(bào)酬遞減規(guī)律。

應(yīng)用該肥料效應(yīng)回歸方程，計(jì)算得到N、P2O5和K2O的最大施肥量和最佳施肥量如表6所示。當(dāng)N、P2O5和K2O分別為632.25、198.3和1 207.95 kg/hm2時(shí)，得到最大產(chǎn)量為41 592.6 kg/hm2；當(dāng)N、P2O5和K2O分別為576、182.7和1 122.15 kg/ hm2時(shí)，得到最佳產(chǎn)量為41 439.15 kg/hm2。

3 討論

“3414”試驗(yàn)方案是全國(guó)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心推薦的主要田間試驗(yàn)方案，該方案設(shè)計(jì)具有回歸最優(yōu)設(shè)計(jì)處理少、效率高的優(yōu)點(diǎn)[16]。其中，相對(duì)合理施肥量（施肥量的第二個(gè)水平）的確定是試驗(yàn)中的關(guān)鍵。在本試驗(yàn)中，根據(jù)本地區(qū)多年來的香蕉種植經(jīng)驗(yàn)以及大量前期大量的土樣分析結(jié)果總結(jié)，確定了相對(duì)合理的第二水平施肥量，與本試驗(yàn)結(jié)果推薦的最佳施肥量相比，應(yīng)該適當(dāng)增加施肥量，特別是鉀肥的施用量應(yīng)該相對(duì)增加。從試驗(yàn)結(jié)果來看，肥料效應(yīng)回歸數(shù)學(xué)模型擬合效果好，可以作為該地區(qū)香蕉生產(chǎn)中基于傳統(tǒng)土壤測(cè)試方法的土壤養(yǎng)分豐缺指標(biāo)和推薦施肥指標(biāo)。

本試驗(yàn)結(jié)果表明，N2P2K3、N2P3K2、N2P2K2、N3P2K2處理香蕉產(chǎn)量較高，都比不施肥處理N0P0K0產(chǎn)量高1.5倍以上。比較N0P2K2、N2P0K2、N2P2K0處理對(duì)香蕉產(chǎn)量的影響，其產(chǎn)量分別為24.75、28.80、18.75 t/hm2，說明缺少氮、磷、鉀3種中任何一種元素都會(huì)造成香蕉大幅度減產(chǎn)，這與多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和前人的試驗(yàn)結(jié)果相一致[12-13]。在香蕉整個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期里，分不同時(shí)段多次進(jìn)行氮、磷、鉀的肥料施入，調(diào)控土壤中肥料供應(yīng)與香蕉植株生長(zhǎng)各時(shí)期肥料需求同步，也從一定程度上提高了肥料的利用效率。

另外，比較各試驗(yàn)小區(qū)的產(chǎn)量可知，香蕉的產(chǎn)量并沒有隨著施肥量的不斷增加而無限增加，甚至?xí)霈F(xiàn)產(chǎn)量減少的情況，這與前人的研究結(jié)果相一致。本試驗(yàn)中香蕉N、P2O5和K2O的最佳施肥量分別為576、182.7和1 122.15 kg/hm2，得到最佳產(chǎn)量為41.44 t/hm2，但是肥料市場(chǎng)價(jià)格各年有所不同，加之香蕉收購價(jià)格也隨市場(chǎng)供需關(guān)系不斷變化，在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)當(dāng)根據(jù)當(dāng)年市場(chǎng)變化適當(dāng)調(diào)整肥料配比。不同農(nóng)作物對(duì)營(yíng)養(yǎng)元素有著不同的需求特性，各種農(nóng)作物試驗(yàn)最終推薦的施肥配比也不盡相同，需要根據(jù)各農(nóng)作物的生長(zhǎng)特性制定專一的配方施肥方案；不同地區(qū)不同土壤的理化性質(zhì)和養(yǎng)分豐缺指標(biāo)也各有不同，所以也需要以各地區(qū)具體情況制定適合該地區(qū)的配方施肥技術(shù)，使農(nóng)作物最大效益化。

最后，值得注意的是，根據(jù)前期對(duì)試驗(yàn)地土壤基本情況的測(cè)定，試驗(yàn)地土壤全鉀和有效鉀含量較高。但是，本試驗(yàn)結(jié)果表明，對(duì)于香蕉來說，該地區(qū)的土壤供鉀能力極低。結(jié)合試驗(yàn)地具體情況，該地為山地，坡改臺(tái)后栽種香蕉，對(duì)于水分的保持能力相對(duì)較低，這可能導(dǎo)致土壤中的有效鉀不能及時(shí)運(yùn)移到根系表面；另外，由于坡地的排水不當(dāng)，也可能導(dǎo)致有效鉀的徑流損失。前人就有研究表明，土壤中鉀素的有效性收到水分的影響較大，增加土壤的含水量能相應(yīng)增加向根表運(yùn)移的有效鉀[17]。從土壤鉀的作物有效性方面來講，土壤中各形態(tài)之間可以相互循環(huán)轉(zhuǎn)化，當(dāng)向土壤中施入鉀肥，土壤水溶性和交換性鉀濃度升高，打破原有平衡，這部分鉀可以被固定，有效鉀降低[18]；而土壤鉀素的有效和無效化過程受土壤水分條件、土壤質(zhì)地、土壤酸堿度、粘土礦物類型、人為施用鉀肥等因素的影響[19-20]。從香蕉自身的養(yǎng)分需求來講，香蕉在生長(zhǎng)發(fā)育過程中，所需要的養(yǎng)分供應(yīng)很大，特別是鉀肥的需求。香蕉對(duì)鉀肥的需求遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一般作物，其吸鉀量是水稻或玉米的5～7倍。香蕉對(duì)氮磷鉀的吸收比例一般為N∶P2O5∶K2O=1∶0.3∶5.4[21]。因此，這些都可能是造成該地區(qū)土壤全鉀和有效鉀含量較高，但供鉀能力極低原因。

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