陳建中，胡建芳，杜慧玲

（1.山西運(yùn)城農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 運(yùn)城 044000；2.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)文理學(xué)院，山西 太谷 030801）

谷子生育期短，抗旱、耐貧瘠、適應(yīng)性廣，是國(guó)家重點(diǎn)支持的有機(jī)旱作農(nóng)業(yè)品種。谷子營(yíng)養(yǎng)平衡，不僅含有較高蛋白質(zhì)和不飽和脂肪酸，而且含有豐富的維生素A、B1、D、E及必須礦物質(zhì)元素，莖稈也具有較高的飼用價(jià)值[1，2]。近年來(lái)，隨著農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化調(diào)整，運(yùn)城市谷子種植面積不斷擴(kuò)大。為了更好地指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，節(jié)本增效，構(gòu)建具有鮮明區(qū)域特色的有機(jī)旱作技術(shù)體系，推動(dòng)當(dāng)?shù)毓茸赢a(chǎn)業(yè)的發(fā)展，本試驗(yàn)以山西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)科院谷子所培育的抗除草劑優(yōu)質(zhì)谷子品種長(zhǎng)雜谷466為研究對(duì)象，通過(guò)構(gòu)建產(chǎn)量與施肥量模型，提供最佳施肥配方，為當(dāng)?shù)毓茸臃N植區(qū)科學(xué)施肥提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)

試驗(yàn)在山西運(yùn)城農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畔南實(shí)習(xí)農(nóng)場(chǎng)進(jìn)行，該區(qū)地理位置東經(jīng)110°58′50"，北緯35°9′27"，海拔370 m，屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，光熱資源豐富，年均降雨量559.3 mm，年均日照時(shí)數(shù)2 247.4 h，年均氣溫13.6℃，全年無(wú)霜期208 d左右，歷年總積溫平均為513.8℃。土壤有機(jī)質(zhì)15.90 g/kg，堿解氮62.54 mg/kg，有效磷19.54 mg/kg，速效鉀174.08 mg/kg，pH 8.76。

1.2 試驗(yàn)材料

供試谷子品種：長(zhǎng)雜谷466，由山西德利農(nóng)種業(yè)有限公司提供。

供試肥料：氮肥為尿素（含N4 6.0%）；磷肥為過(guò)磷酸鈣（含P2O516%）；鉀肥為硫酸鉀（含K2O50%）。

1.3 試驗(yàn)方法

采用“3414”試驗(yàn)設(shè)計(jì)，三因素（N、P2O5、K2O）四水平（0、1、2、3），4個(gè)施肥水平中：0水平指不施肥，2水平指當(dāng)?shù)赝扑]施肥量，1水平=2水平×0.5，3水平=2水平×1.5，共14個(gè)小區(qū)，小區(qū)面積8 m×3 m=24 m2，行距35 cm，各小區(qū)間用小畦分開(kāi)，隨機(jī)排列，試驗(yàn)區(qū)四周設(shè)1m的保護(hù)帶[2]。在調(diào)查當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶施肥習(xí)慣基礎(chǔ)上，結(jié)合土壤地力情況和目標(biāo)產(chǎn)量，確定當(dāng)?shù)赝扑]施肥量，試驗(yàn)因素水平與處理見(jiàn)表1。

表1 “3414”肥料效應(yīng)試驗(yàn)處理與各水平施肥量Tab.1 The 3414 fertilization experiment and the fertility amount of different levels

各處理谷子栽培管理方法相同。上年秋后深翻整地，翌年3月初旋耕機(jī)打地，每0.067 hm2施生物有機(jī)肥80 kg，5月20日趁墑播種，同時(shí)按照各處理設(shè)計(jì)的肥料配比施入肥料。播后苗前用單嘧磺?。ü扔眩┻M(jìn)行封地除草，3葉期—5葉期，噴灑專用除草劑拿捕凈（烯禾啶）。谷子成熟后，2021年9月6日收獲，各小區(qū)單獨(dú)收獲、脫粒、晾曬、測(cè)產(chǎn)[3，4]。

1.4 計(jì)算公式

土壤貢獻(xiàn)率（soil contribution rate，SC）、肥料增產(chǎn)率（fertilize growth rate，F(xiàn)GR）、肥料貢獻(xiàn)率（contribution rate，F(xiàn)CR）計(jì)算，參照陳二影等的方法[5]。

式中：Y1——無(wú)肥區(qū)產(chǎn)量；Y6——當(dāng)?shù)赝扑]施肥量產(chǎn)量；YF——施肥產(chǎn)量。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2007進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和圖表制作；DPS軟件進(jìn)行方差分析和回歸分析。

2 結(jié)果分析

2.1 不同施肥處理對(duì)谷子產(chǎn)量的影響

由圖1、圖2可以看出，不同配比施肥處理的谷子產(chǎn)量均高于無(wú)肥區(qū)產(chǎn)量，表明施肥均能提高谷子產(chǎn)量，其中，N3P2K2增產(chǎn)幅度最大，與無(wú)肥區(qū)相比，增產(chǎn)25.21%。缺氮（N0P2K2）、缺磷（N2P0K2）和缺鉀（N2P2K0）處理與當(dāng)?shù)赝扑]施肥處理（N2P2K2）相比，分別減產(chǎn)18.0%、8.4%和17.6%，表明缺氮、缺鉀對(duì)谷子產(chǎn)量影響較大。無(wú)肥區(qū)（基礎(chǔ)地力）的土壤貢獻(xiàn)率約為80.0%，以P2K2為基礎(chǔ)，隨著施氮肥水平的提高，氮肥增產(chǎn)率和貢獻(xiàn)率呈逐漸升高的趨勢(shì)，以N2K2為基礎(chǔ)，隨著施磷量的增加，磷肥增產(chǎn)率和貢獻(xiàn)率呈先升高后降低的趨勢(shì)，以N2P2為基礎(chǔ)，得到鉀肥增產(chǎn)率和貢獻(xiàn)率呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)。

圖1 施肥處理對(duì)谷子產(chǎn)量的影響Fig.1 The effects of fertilization on millet yield

圖2 不同配比施肥的增產(chǎn)率與貢獻(xiàn)率Fig.2 The yield increase rate and contribution rate of different fertilization ratios

2.2 肥料施用量與谷子產(chǎn)量的效應(yīng)方程與推薦施肥量

2.2.1 氮肥、磷肥、鉀肥施用量的單因素回歸分析與最優(yōu)施肥量

磷肥和鉀肥施用量均為2水平時(shí)，對(duì)處理2、3、6、11進(jìn)行擬合，可得到氮肥的施用量與產(chǎn)量之間的一元二次回歸方程：y=5149.960+12.272xN-0.032xN2，R2=0.9998，P＜0.05，說(shuō)明產(chǎn)量與氮肥施用量間具有顯著的回歸關(guān)系。對(duì)回歸模型進(jìn)行解析，可得到最優(yōu)施氮肥量為192.5 kg/hm2。

氮肥和鉀肥施用量均為2水平時(shí)，對(duì)處理4、5、6、7進(jìn)行擬合，可得到磷肥的施用量與產(chǎn)量之間的一元二次回歸方程：y=5 753.760+13.831xP-0.090xP2，P＜0.05，R2=0.999 8，說(shuō)明產(chǎn)量與磷肥施用量間具有顯著的回歸關(guān)系。對(duì)回歸模型進(jìn)行解析，可得到最優(yōu)施磷肥量為76.8 kg/hm2。

氮肥和磷肥施用量均為2水平時(shí)，對(duì)處理6、8、9、10進(jìn)行擬合，可得到鉀肥的施用量與產(chǎn)量之間的一元二次回歸方程：y=5 177.685+67.226xK-1.009xK2，P＜0.05，R2=0.999 8，說(shuō)明產(chǎn)量與鉀肥施用量間具有顯著的回歸關(guān)系。對(duì)回歸模型進(jìn)行解析，可得到最優(yōu)施鉀肥量為33.3 kg/hm2。

2.2.2 三元二次肥料效應(yīng)模型建立及推薦施肥量

對(duì)各處理谷子產(chǎn)量與施肥量用三元二次肥料效應(yīng)模型進(jìn)行擬合，可建立回歸方程：Y=5 004.732+9.103 8xN-2.466 1xP+8.521 2xK-0.024 8xN2-0.058xP2-0.804xK2-0.012xN·xP+0.089xN·xK+0.495xP·xK，P＜0.01，R2=0.9777，說(shuō)明谷子產(chǎn)量與氮肥、磷肥和鉀肥施用量之間存在高度顯著的回歸關(guān)系。對(duì)回歸模型進(jìn)行解析，當(dāng)?shù)剩∟）、磷肥（P2O5）、鉀肥（K2O）用量分別為224.971 kg/hm2、112.330 kg/hm2、45.000 kg/hm2時(shí)，谷子籽粒產(chǎn)量達(dá)到最高值6 645.574 kg/hm2。

3 結(jié)論與討論

“3414”肥料效應(yīng)田間試驗(yàn)是獲取作物最佳施肥量、施肥配比、施肥時(shí)間和基追肥分配比例的根本途徑，也是摸清區(qū)域土壤供肥能力、作物吸收養(yǎng)分量、肥料利用效率等基本參數(shù)，因地制宜、建立施肥指標(biāo)體系的基本環(huán)節(jié)[3，4]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，施肥均能提高谷子產(chǎn)量。N3P2K2增產(chǎn)幅度最大，缺氮、缺鉀對(duì)谷子產(chǎn)量影響較大。通過(guò)對(duì)谷子產(chǎn)量和氮、磷、鉀肥施用量分別進(jìn)行單因素回歸分析，結(jié)果表明氮肥、磷肥和鉀肥均隨施用量的提高呈先增加后降低的趨勢(shì)，最優(yōu)氮肥、磷肥、鉀肥施用量分別為192.5 kg/hm2、76.8 kg/hm2、33.3 kg/hm2。通過(guò)建立三元二次肥料效應(yīng)模型，得到氮肥（N）、磷肥（P2O5）、鉀肥（K2O）的推薦施肥量分別為224.971 kg/hm2、112.330 kg/hm2、45 kg/hm2，此時(shí)，谷子籽粒產(chǎn)量達(dá)到最高值6 645.574 kg/hm2。