左裕 ，李博賑 ，劉子凡

（1.海南省文昌南陽(yáng)瓊島農(nóng)資店，海南文昌 571300；2.海南大學(xué)熱帶農(nóng)林學(xué)院，海南?？?570228；3.澄邁縣農(nóng)技服務(wù)中心土肥站，海南澄邁571900）

海南澄邁地區(qū)甘蔗氮磷鉀“3414”肥效研究

左裕1，2，李博賑3，劉子凡2*

（1.海南省文昌南陽(yáng)瓊島農(nóng)資店，海南文昌 571300；2.海南大學(xué)熱帶農(nóng)林學(xué)院，海南?？?570228；3.澄邁縣農(nóng)技服務(wù)中心土肥站，海南澄邁571900）

采用“3414”設(shè)計(jì)，研究氮、磷、鉀肥配施對(duì)甘蔗產(chǎn)量及產(chǎn)值的影響。結(jié)果表明，氮、磷、鉀肥對(duì)甘蔗產(chǎn)量均呈現(xiàn)單拋物線特性，且增產(chǎn)順序?yàn)镻＞N＞K；兩兩互作對(duì)甘蔗產(chǎn)量的影響均表現(xiàn)為負(fù)效應(yīng)。施肥量與產(chǎn)量間的三元二次方程、二元二次方程、一元二次方程和氮磷平方根模型的擬合結(jié)果為典型，能夠較好地反映施肥量同產(chǎn)量之間的關(guān)系。綜合考慮，本試驗(yàn)條件下獲得最高產(chǎn)量施肥方案為每667m2施 N 27.45 kg、P2O513.38 kg、K2O 23.47 kg，產(chǎn)量可達(dá) 6863.2 kg/667m2；最佳經(jīng)濟(jì)施肥方案為每667m2施 N 19.35 kg、P2O511.50 kg、K2O 23.22 kg，產(chǎn)值為 3094.1 元/667m2。

甘蔗；“3414”肥料設(shè)計(jì)；施肥模型；產(chǎn)值；產(chǎn)量

甘蔗是我國(guó)主要的糖料作物，在我國(guó)熱帶及亞熱帶地區(qū)廣為種植。澄邁縣是海南的甘蔗生產(chǎn)大縣，甘蔗產(chǎn)業(yè)對(duì)該區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)穩(wěn)定具有不可替代的作用。甘蔗具有生長(zhǎng)期長(zhǎng)、產(chǎn)量高、消耗養(yǎng)分多的特性，是對(duì)肥料需求較大的經(jīng)濟(jì)作物[1]。合理施肥能充分發(fā)揮肥料的增產(chǎn)作用，是實(shí)現(xiàn)甘蔗高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、降低成本的重要措施之一[2]?！?414”肥料效應(yīng)函數(shù)法是探討作物肥料配方的重要方法之一。本文在前人研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合本地甘蔗栽培情況及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，選在海南澄邁橋頭鎮(zhèn)進(jìn)行“3414”肥效試驗(yàn)，旨在探索甘蔗產(chǎn)量與氮磷鉀肥施用量之間的關(guān)系，為該區(qū)域甘蔗施肥決策、提高生產(chǎn)效益提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 試驗(yàn)地概況 試驗(yàn)在海南省澄邁縣橋頭鎮(zhèn)豐西村旱地蔗田進(jìn)行，前茬作物為甘蔗，土壤為磚紅壤土。0～25 cm土壤理化性狀：有機(jī)質(zhì)28.3g/kg，速效氮44.7mg/kg，速效磷59.1mg/kg，速效鉀134.1mg/kg，pH值4.4。

1.1.2 試驗(yàn)材料 供試甘蔗品種：新臺(tái)糖22號(hào)。供試肥料為尿素（N 46%）、過(guò)磷酸鈣（P2O514%）、氯化鉀（K2O 60%）。

1.2 方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)采用 “3414”完全實(shí)施方案，設(shè)氮、磷、鉀3個(gè)因素，（0、1、2、3）4個(gè)水平，14個(gè)處理，3次重復(fù)，共 42個(gè)小區(qū)，小區(qū)面積50m2，長(zhǎng)10m×3m，隨機(jī)排列。小區(qū)四周留保護(hù)行1行。在調(diào)查群眾習(xí)慣施肥的基礎(chǔ)上，結(jié)合當(dāng)?shù)氐亓顩r和經(jīng)驗(yàn)水平，設(shè)計(jì)出當(dāng)?shù)刈罴咽┓柿?，試?yàn)的施肥水平表如表1。

表1 甘蔗“新臺(tái)糖22號(hào)”3414試驗(yàn)施肥水平表

1.2.2 試驗(yàn)方法 pH：電位法；有機(jī)質(zhì)：油浴加熱-重鉻酸鉀容量法：速效鉀：火焰光度法；速效磷：鉬銻抗比色法；速效氮：堿解擴(kuò)散法。

1.2.3 試驗(yàn)觀測(cè)方法 試驗(yàn)于2016年3月4日犁耙地，開種植溝，3月8日施基肥，3月9日種植，種植規(guī)格為行距100cm，單行斜排種植，每米約種8～10個(gè)雙芽苗，各小區(qū)蔗芽數(shù)基本一致，2016年6月20日追肥，2017年2月13日收獲。收獲時(shí)分小區(qū)人工單收稱重（僅測(cè)定中間3行作為小區(qū)產(chǎn)量）。肥料施用方法：尿素和氯化鉀50%作基肥，50%作追肥，過(guò)磷酸鈣肥全部作基肥。其他栽培管理如除草、防治病蟲害等均按甘蔗栽培管理技術(shù)要求進(jìn)行。

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)圖表都在Excel 2007上處理，肥料回歸方程和顯著性檢驗(yàn)等應(yīng)用DPS軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 地力產(chǎn)量與土壤肥力

不同肥料處理的甘蔗小區(qū)產(chǎn)量經(jīng)折算為每667m2產(chǎn)量（表2）。以N、P2O5和K2O相對(duì)產(chǎn)量高低反映土壤N、P、K養(yǎng)分的豐缺。相對(duì)產(chǎn)量低于50%的土壤養(yǎng)分為極低水平，50%～75%為低水平，75%～95%為中水平，大于95%為高水平[4]。供試土壤地力貢獻(xiàn)率為71.49%，說(shuō)明甘蔗產(chǎn)量對(duì)地力依賴度中等偏低，施肥增產(chǎn)潛力中等。缺氮區(qū)產(chǎn)量占全肥區(qū)產(chǎn)量的93.68%，缺磷區(qū)產(chǎn)量占全肥區(qū)產(chǎn)量的91.65%，缺鉀區(qū)產(chǎn)量占全肥區(qū)產(chǎn)量的97.32%，以地力產(chǎn)量評(píng)價(jià)供試土壤的肥力，試驗(yàn)區(qū)域土壤的供氮和供磷水平中上，供鉀水平較豐。

2.2 單種肥料的效應(yīng)分析

選用處理2、3、6和11的產(chǎn)量，處理4、5、6和7的產(chǎn)量，

處理6、8、9和10的產(chǎn)量，可分別繪制出氮、磷、鉀單因素影響下的產(chǎn)量曲線圖。由圖1可以看出，氮、磷、鉀單因素對(duì)甘蔗產(chǎn)量的影響均是先增長(zhǎng)后呈下降的單峰拋物線趨勢(shì)，且氮、磷、鉀肥對(duì)甘蔗的增產(chǎn)程度也有所不同，其中磷肥對(duì)產(chǎn)量的影響最為明顯，氮肥次之，鉀肥對(duì)產(chǎn)量的影響最不明顯。由計(jì)算可知，氮、磷、鉀各自相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為2.93%、3.78%和1.28%，同樣也可得增產(chǎn)順序?yàn)镻＞N＞K。

2.3 氮、磷、鉀肥交互作用分析

氮、磷、鉀肥交互作用分析見圖2。圖2顯示，在K2施肥條件下，當(dāng)?shù)视昧繌腘1增加到N2時(shí)，P1水平增產(chǎn)204.7kg/667m2，P2水平增產(chǎn)38.5kg/667m2，說(shuō)明一定的磷肥用量可減緩氮肥肥效的發(fā)揮，對(duì)氮肥具有減效作用。在P2水平施肥條件下，氮肥用量從1水平增加到2水平，K1水平增產(chǎn)123.3 kg/667m2，K2水平增產(chǎn)38.3kg/667m2，說(shuō)明鉀肥用量的增加減緩氮肥肥效的發(fā)揮。

圖2還顯示，在K2施肥條件下，磷肥用量從1水平增加到2水平，N1水平增產(chǎn)284.6kg/667m2，N2水平增產(chǎn)118.4 kg/667m2，表明氮肥用量的提高不利于磷肥肥效的發(fā)揮。在N2水平下，磷肥用量從1水平增加到2水平，K1水平增產(chǎn)516.7 kg/667m2，K2水平增產(chǎn)118.4 kg/667m2，說(shuō)明鉀肥用量的增加減緩磷肥肥效的發(fā)揮。

表2 不同處理的甘蔗產(chǎn)量及方差分析

圖1 氮磷鉀單因素影響下的產(chǎn)量變化

圖2 氮磷鉀交互效應(yīng)分析

同樣，在P2水平下，鉀肥用量從1水平增加到2水平，N1水平增產(chǎn)213.2 kg/667m2，N2水平增產(chǎn)128.4 kg/667m2，表明氮肥用量增加減緩K肥肥效的發(fā)揮。在N2水平下，鉀肥用量從1水平增加到2水平，在P1水平增產(chǎn)526.7 kg/667m2，P2水平增產(chǎn)128.4 kg/667m2，說(shuō)明磷肥用量的增加減緩鉀肥肥效的發(fā)揮。

2.4 肥料效應(yīng)函數(shù)的建立與氮磷鉀適宜施肥量的確定

從圖1知氮、磷、鉀單因素對(duì)甘蔗產(chǎn)量的影響均是先增長(zhǎng)后呈下降的單峰拋物線趨勢(shì)，線性加平臺(tái)模型與二次加平臺(tái)模型多用于即使過(guò)量施肥產(chǎn)量也不下降的情況，故本試驗(yàn)效應(yīng)函數(shù)不考慮。依據(jù)“3414”田間肥料試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，可配置氮磷鉀三因素二次肥料效應(yīng)函數(shù)和氮磷、氮鉀、磷鉀二元二次肥料效應(yīng)函數(shù)、氮磷鉀一元二次及平方根4類共10種肥料效應(yīng)函數(shù)。采用1～14處理，擬合甘蔗產(chǎn)量與氮、磷、鉀三元二次肥料效應(yīng)函數(shù)；采用 1～7、11、12 處理，采用 1～3、6、8～11、13 處理，采用 1、4～10、14 處理，分別擬合甘蔗產(chǎn)量與氮磷、氮鉀、磷鉀的二元二次肥料效應(yīng)函數(shù)，采用 2、3、6、11 處理，4、5、6、7 處理，6、8、9、10 處理，分別擬合甘蔗產(chǎn)量與氮、磷、鉀單因素一元二次肥料平方根效應(yīng)函數(shù)，共得到4類10種肥料效應(yīng)函數(shù)（表3）。從表3可知，施肥量與產(chǎn)量間的三元二次方程、二元二次方程、一元二次方程及平方根的氮磷模型的擬合結(jié)果為典型，能夠較好地反映施肥量同產(chǎn)量的關(guān)系，但僅有4個(gè)肥料效應(yīng)函數(shù)達(dá)到顯著水平。

表3 二次肥料效應(yīng)函數(shù)的配置及檢驗(yàn)結(jié)果

“3414”試驗(yàn)大多采用一種效應(yīng)函數(shù)分析施肥量。若通過(guò)剔除不顯著水平的肥料效應(yīng)函數(shù)，求出氮、磷、鉀的平均施肥量，可克服單種肥料效應(yīng)函數(shù)獲得施肥量的誤差，提高試驗(yàn)成功率和精確度[5]。甘蔗最高產(chǎn)量施肥量和最佳經(jīng)濟(jì)施肥量見表4。

3 討論

表4 甘蔗氮、磷、鉀適宜施肥量

任一養(yǎng)分因素過(guò)量施用均會(huì)導(dǎo)致作物產(chǎn)量的降低。另外，營(yíng)養(yǎng)元素的交互效應(yīng)也會(huì)影響作物產(chǎn)量[6]，故需探明養(yǎng)分間的交互作用方向（正向還是負(fù)向），方能充分發(fā)揮肥料的肥效。本試驗(yàn)N2P2K2處理的蔗莖產(chǎn)量最高，N0P0K0處理的產(chǎn)量最低，表明3種肥料的配合施用能夠最大限度提高產(chǎn)量，試驗(yàn)最佳配比設(shè)計(jì)也較為合理。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)單施氮、磷、鉀肥在一定范圍內(nèi)產(chǎn)量隨肥料的增加而提高，但超過(guò)此范圍反而降低，這與張躍彬[7]研究結(jié)果一致，也符合“報(bào)酬遞減律學(xué)說(shuō)”[8]；同時(shí)發(fā)現(xiàn)限制甘蔗產(chǎn)量的主要養(yǎng)分作用為磷＞氮＞鉀，氮磷，氮鉀和磷鉀的互作效應(yīng)均為負(fù)互作效應(yīng)，這與樊仙等的研究結(jié)果相一致[9]，與謝良商等的研究結(jié)果不一致[10]。其可能原因：⑴甘蔗對(duì)磷素的需求量較大[11]，磷的營(yíng)養(yǎng)臨界期為幼苗期；⑵與試驗(yàn)區(qū)土壤養(yǎng)分含量有關(guān)，試驗(yàn)區(qū)土壤供鉀水平較豐，供氮和供磷水平中上。但近年來(lái)有研究結(jié)果表明旱地堿解氮含量與作物產(chǎn)量相關(guān)性不強(qiáng)[12]，土壤氮素供應(yīng)能力與土壤有機(jī)質(zhì)含量密切相關(guān)，本試驗(yàn)地有機(jī)質(zhì)含量高達(dá)2.8%，高產(chǎn)蔗田土壤有機(jī)質(zhì)含量一般大于2.5%，即土壤氮素的供應(yīng)能力也較豐富。

綜合考慮，本試驗(yàn)條件下獲得最高產(chǎn)量施肥方案為每667m2施N 27.45 kg、P2O513.38 kg、K2O 23.47 kg，產(chǎn)量可達(dá)6863.2 kg/667m2，最佳經(jīng)濟(jì)施肥方案為每667m2施N 19.35 kg、P2O511.50 kg、K2O 23.22 kg，產(chǎn)值為3094.1 元/667m2。

[1]江永，敖俊華，盧穎林，等.湛江市甘蔗“3414”肥料效應(yīng)試驗(yàn)[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，38（19）：69-72.

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The"3414"Fertilizer Effect on Sugarcane in Chengmai,Hainan

ZUO Yu1,2,LI Bo-zhen3,LIU Zi-fan2*
（1.Qiongdao Store of Agricultural Materials，Wenchang 571300,Hainan;2.Tropical Agriculture and Forestry Institute,Hainan University,Haikou 570228,Hainan;3.Soil and Fertilizer Station,Agro-Tech Service Center,Chengmai 571900,Hainan）

To determine the optimal fertilization program for sugarcane，based on the"3414"fertilization design,the effects of different amounts of nitrogen,phosphorus and potassium fertilizers on the yield and economic benefits of sugarcane were evaluated.The results showed that:⑴The influence on yield from high to low was P＞N＞K.⑵The effect of pairwise interactions of N,P,K on yields were negative.⑶The data for plant yield under the different fertilizer treatments fitted well with ternary quadratic,binary quadratic,simple quadratic equations and square root of N and P2O5.Therefore,these equations represented the relationships between fertilizer quantity and cane yield.Taken together,the results of this study showed that the fertilization program per 667m2producing the highest yield （6863.2 kg）under the local experimental conditions was N 27.45 kg,P2O513.38 kg and K2O 23.47 kg,the fertilization program resulting per 667m2in the best economic benefits was N 19.35 kg,P2O511.50 kg and K2O 23.22 kg with output value of 3094.1 yuan/667m2.

sugarcane;"3414"fertilizer design;fertilization model;economic benefit;cane yield

S566.106

A

1007－2624（2017）06－0026－03

10.13570/j.cnki.scc.2017.06.007

2017-06-16

左 裕（1981-），男，海南省文昌市人，農(nóng)藝師，從事農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣工作。

劉子凡（1975-），男，副教授，主要從事熱帶作物高效栽培研究，E-mail：jiangxilaobiao@163.com。