劉美茹，吳鶴敏，鄭磊，張仙美，李志輝，戴晉，韓昕君，張權(quán)

（漯河市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，河南 漯河 462000）

芝麻（Sesamum indicum L.）為胡麻科芝麻屬的一年生草本作物，是我國(guó)油料作物中傳統(tǒng)的出口創(chuàng)匯優(yōu)勢(shì)農(nóng)產(chǎn)品，也是河南省主要的特色油料作物之一，在油料作物生產(chǎn)中占有重要地位。近年來，隨著人民生活水平的提高，芝麻特殊的營(yíng)養(yǎng)和保健價(jià)值備受青睞，國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)對(duì)芝麻的需求量日益增長(zhǎng)，市場(chǎng)供不應(yīng)求[1]。因此，提高芝麻單產(chǎn)、增加芝麻總產(chǎn)已經(jīng)成為我國(guó)芝麻科研和生產(chǎn)發(fā)展的首要任務(wù)[2]。

目前，我國(guó)芝麻多為夏芝麻，常因肥料的施用水平、施用比例、施用方法不當(dāng)，造成芝麻產(chǎn)量水平低、投入產(chǎn)出比下降[3]。合理施肥能夠提高芝麻產(chǎn)量、改善芝麻品質(zhì)，但大量施用化肥，不僅增加成本投入，降低作物品質(zhì)，還嚴(yán)重污染環(huán)境，造成土壤板結(jié)和水體富營(yíng)養(yǎng)化[4～6]。近年來，許多學(xué)者對(duì)芝麻的施肥效應(yīng)進(jìn)行了研究。如，趙莉等[7]在江淮黃褐土壤上開展了芝麻肥效的研究，發(fā)現(xiàn)適量施用氮磷鉀肥能夠改善芝麻的農(nóng)藝性狀，提高芝麻產(chǎn)量；易玉林等[8]在駐馬店砂漿黑土上進(jìn)行了夏芝麻氮磷鉀最佳施肥量的研究；鐘巖等[9]在長(zhǎng)春地區(qū)黑土地上研究了不同播種期和施磷量對(duì)芝麻生育和產(chǎn)量性狀的影響；汪瑞清等[10]在長(zhǎng)江中下游地區(qū)探索了旱地油菜-芝麻復(fù)種模式的高效施肥技術(shù)，結(jié)果表明，合理配比氮肥才能實(shí)現(xiàn)油料作物的高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)。目前，“3414”肥料效應(yīng)試驗(yàn)在糧食作物小麥[11]和玉米[12]以及油料作物花生[13]和油菜[14]上研究較多，但在漯河地區(qū)芝麻生產(chǎn)上尚未發(fā)現(xiàn)相關(guān)研究。為提高肥料利用率，節(jié)約成本，按照農(nóng)業(yè)部“測(cè)土配方施肥項(xiàng)目的技術(shù)規(guī)范”和“河南省‘3414'肥效田間試驗(yàn)總體方案”要求，開展漯河市芝麻的“3414”肥效試驗(yàn)，以期進(jìn)一步優(yōu)化氮磷鉀三大養(yǎng)分的施用配比，為指導(dǎo)當(dāng)?shù)刂ヂ樯a(chǎn)上科學(xué)施肥提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)在漯河市農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)基地進(jìn)行。該基地位于漯河市郾城區(qū)，地理位置東經(jīng)114°00′66″、北緯33°58′71″，海拔高度62 m；屬暖溫帶季風(fēng)氣候，光熱水資源豐富；土壤類型為黏土，肥力中上等。前茬作物為小麥。

1.2 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)芝麻品種為漯芝19號(hào)，由漯河市農(nóng)業(yè)科學(xué)院選育。該品種具有高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、抗逆、耐漬等特點(diǎn)，推廣范圍廣，適宜在當(dāng)?shù)刂ヂ橹鳟a(chǎn)區(qū)種植，平均產(chǎn)量水平900 kg/hm2。

所用三大肥料均為化肥，其中，氮肥為尿素（N含量46%，心連心牌），磷肥為過磷酸鈣（P2O5含量12%，鄂中牌），鉀肥為氯化鉀（K2O含量60%，鹽橋牌）。N0P0K0組合處理產(chǎn)量最低，最高產(chǎn)量是最低產(chǎn)量的1.34倍。

表2 不同施肥處理的芝麻產(chǎn)量Table 2 Effects of different fertilization treatments on the yield of sesame

1.3 試驗(yàn)方法

采用“3414”最優(yōu)回歸試驗(yàn)設(shè)計(jì)（表1），共14個(gè)處理。小區(qū)面積12 m2，隨機(jī)區(qū)組排列，3次重復(fù)。不同處理之間有0.5 m的隔離帶，小區(qū)四周設(shè)保護(hù)行。

表1 不同水平的氮、磷、鉀肥施用量Table 1 Dosage of N，P2O5and K2O of different levels （kg/hm2）

2017年6月10日采用條播方式播種芝麻，行距0.4 m，定苗密度12萬株/hm2。芝麻播種前，將全部的磷肥和鉀肥以及50%的氮肥做基肥一次性深施；芝麻現(xiàn)蕾期，結(jié)合灌溉追施剩余的50%氮肥。芝麻其他栽培管理措施均同大田常規(guī)。9月5日收獲，芝麻全生育期86 d左右。全小區(qū)收獲測(cè)產(chǎn)。

利用Microsoft Office Excel 2007軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析和做圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理對(duì)芝麻產(chǎn)量的影響

不同施肥處理的芝麻產(chǎn)量為902.10～1210.35kg/hm2，差異較大（表2）。其中，N2P2K2組合處理產(chǎn)量最高，

2.2“3414”試驗(yàn)三元二次方程肥料效應(yīng)函數(shù)模型

根據(jù)不同施肥處理的芝麻產(chǎn)量結(jié)果，得到肥料效應(yīng)的三元二次函數(shù)方程為：

Y=902.49+2.99N+1.19P+0.70K-0.01NP+0.012NK-0.006 5PK-0.018N2-0.002P2-0.004 9K2

相關(guān)系數(shù)r=0.97，F(xiàn)（7.69）＞F0.05，回歸方程檢驗(yàn)達(dá)到顯著水平。表明芝麻產(chǎn)量與氮、磷、鉀施肥量之間具有顯著的回歸關(guān)系。

2.3“3414”試驗(yàn)一元二次方程肥料效應(yīng)函數(shù)模型

2.3.1 氮肥效應(yīng) 將磷肥和鉀肥固定于最佳水平，分析不同施氮水平對(duì)芝麻產(chǎn)量的影響。根據(jù)處理2（N0P2K2）、3 （N1P2K2）、6 （N2P2K2） 和 11 （N3P2K2）的產(chǎn)量結(jié)果，得到施氮量（x）與產(chǎn)量（y）關(guān)系的一元二次方程為：

y=-0.019x2+3.615x+1 008.0（R2=0.862）

隨著施氮量的增加，芝麻產(chǎn)量呈先增加后降低的變化（圖1）。當(dāng)施氮量為95.3 kg/hm2時(shí)，芝麻產(chǎn)量最高，為1 179.9 kg/hm2。按照市場(chǎng)上N價(jià)格5元/kg、芝麻價(jià)格12元/kg，根據(jù)方程計(jì)算得到最佳施氮量為84.17 kg/hm2。

2.3.2 磷肥效應(yīng) 將氮肥和鉀肥固定于最佳水平，分析不同施磷水平對(duì)芝麻產(chǎn)量的影響。根據(jù)處理4（N2P0K2）、5（N2P1K2）、6（N2P2K2）和7（N2P3K2）的產(chǎn)量結(jié)果，得到施磷量（x）與產(chǎn)量（y）關(guān)系的一元二次方程為：

y=-0.007x2+1.168x+1 157.0（R2=0.911）

圖1 施氮量對(duì)芝麻產(chǎn)量的影響Fig.1 Effect of N application on the yield of sesame

隨著施磷量的增加，芝麻產(chǎn)量呈先增加后降低的變化（圖2）。當(dāng)施磷量為83.43 kg/hm2時(shí)，芝麻產(chǎn)量最高，為1 205.7 kg/hm2。按照市場(chǎng)上P2O5價(jià)格4.5元/kg、芝麻價(jià)格12元/kg，根據(jù)方程計(jì)算得到最佳施磷量為56.64 kg/hm2。

圖2 施磷量對(duì)芝麻產(chǎn)量的影響Fig.2 Effect of P2O5application on the yield of sesame

2.3.3 鉀肥效應(yīng) 將氮肥和磷肥固定于最佳水平，分析不同施鉀水平對(duì)芝麻產(chǎn)量的影響。根據(jù)處理8（N2P2K0）、9（N2P2K1）、6（N2P2K2） 和 10 （N2P2K3） 的產(chǎn)量結(jié)果，得到施鉀量（x）與產(chǎn)量（y）關(guān)系的一元二次方程為：

y=-0.005x2+10 233x+1 103.0（R2=0.522）

圖3 施鉀量對(duì)芝麻產(chǎn)量的影響Fig.3 Effect of K2O application on the yield of sesame

隨著施鉀量的增加，芝麻產(chǎn)量呈先增加后降低的變化（圖3）。當(dāng)施鉀量為123.30 kg/hm2時(shí)，芝麻產(chǎn)量最高，為1 179.0 kg/hm2。按照市場(chǎng)上K2O價(jià)格4.5元/kg、芝麻價(jià)格12元/kg，根據(jù)方程計(jì)算得到最佳施鉀量為77.47 kg/hm2。

3 結(jié)論與討論

本研究結(jié)果表明，在一定程度上施肥可以提高芝麻產(chǎn)量，但施肥量超過一定數(shù)量后，繼續(xù)增施肥料，芝麻產(chǎn)量反而會(huì)降低。這與謝富欣等[15]和趙莉等[16]的研究結(jié)果一致。氮磷鉀肥配合施用對(duì)芝麻生長(zhǎng)發(fā)育具有良好的促進(jìn)作用[17～20]。通過回歸分析發(fā)現(xiàn)，氮、磷、鉀肥施用量與芝麻產(chǎn)量均存在顯著的回歸關(guān)系。王圣瑞等[21]分析發(fā)現(xiàn)，采用一元肥料效應(yīng)模型計(jì)算“3414”試驗(yàn)推薦施肥量時(shí)擬合成功率較高，能夠利用三元二次模型不能利用的信息資源，結(jié)果更為全面合理；但也存在不足之處，就是不能把肥料之間的交互作用量化出來。采用一元肥料效應(yīng)能夠補(bǔ)充和優(yōu)化三元二次肥料模型擬合的不足，因此，本研究在三元二次方程肥料效應(yīng)函數(shù)模型的基礎(chǔ)上，根據(jù)一元二次方程模型，結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際生產(chǎn)情況、肥料價(jià)格、芝麻價(jià)格以及經(jīng)濟(jì)效益，得出漯河地區(qū)芝麻種植的氮、磷、鉀肥料最佳施用量分別為84.17、56.64和77.47 kg/hm2。

雖然“3414”肥效試驗(yàn)結(jié)果表明施用氮磷鉀肥可以提高芝麻產(chǎn)量，但是在具體的試驗(yàn)實(shí)施過程中肥料的產(chǎn)量效應(yīng)易受氣候等自然因素的影響，因此，本試驗(yàn)結(jié)果僅具有參考意義，并不能完全應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)際。在芝麻生產(chǎn)上，可根據(jù)氣候、土壤等因素的變化適當(dāng)進(jìn)行施肥調(diào)整。