劉建平

（河北省蔚縣農(nóng)牧局，河北 蔚縣075700）

蔚縣地處河北省西北部，位于北緯39°33″～40°12″、東經(jīng)114°11″～115°04″之間，海拔高度835～2 882m，屬于冀西北山間盆地。該區(qū)為大陸性季風(fēng)氣候，年平均氣溫7℃，年平均降水量400mm，年日照時(shí)數(shù)2 917h，年大于10℃積溫2 946.6℃，無霜期130d左右，耕地面積8萬hm2，其中旱地占80%。黍子是蔚縣繼玉米、谷子外種植的第三大作物，常年種植面積1.3萬hm2左右，其中旱地黍子占黍子總面積的80%。在黍子生產(chǎn)中，如何科學(xué)、合理地施用各種肥料，目前還沒有參考配方，而且關(guān)于黍子配方施肥的研究也未見報(bào)道。長(zhǎng)期以來，農(nóng)戶盲目施肥，不僅導(dǎo)致肥料浪費(fèi)，而且黍子的產(chǎn)量和品質(zhì)受到嚴(yán)重影響。為充分發(fā)揮肥料的增產(chǎn)效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)高產(chǎn)、高效、安全生產(chǎn)，2013年在蔚縣原種場(chǎng)下河試驗(yàn)田進(jìn)行了黍子 “3414＋1”肥效試驗(yàn)，通過對(duì)黍子的產(chǎn)量與施肥量間的關(guān)系分析構(gòu)建黍子施肥模型，旨在為蔚縣黍子施肥提供科學(xué)依據(jù)，也可為相近條件區(qū)域黍子科學(xué)施肥提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2013年6月－2013年9月在蔚縣原種場(chǎng)下河試驗(yàn)田旱地實(shí)施。供試土壤為沙壤土，pH8.2，有機(jī)質(zhì)含量1.39%，全氮0.49g·kg－1，堿解氮65mg·kg－1，速效磷22.5mg·kg－1速效鉀100mg·kg－1。

1.2 供試材料

供試黍子品種：“晉黍8號(hào)”。

供試化肥：尿素 （純N含量46%，河北陽(yáng)煤正元化工集團(tuán)石家莊柏坡正元化肥有限公司）、稀土過磷酸鈣 （P2O5含量12%，河北省礬山磷礦有限公司）和硫酸鉀 （K2O含量51%，中農(nóng)聯(lián)國(guó)際化肥進(jìn)出口集團(tuán) （煙臺(tái)）有限公司）；有機(jī)肥為麻餅。

1.3 試驗(yàn)處理及方法

1.3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用 “3414＋1”回歸試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)［1－3］，即3因素 （N、P2O5、K2O）4水平 （0、1、2、3水平）14個(gè)處理［4］，1個(gè)有機(jī)肥處理 （表1）。4個(gè)施肥水平中，0水平為不施肥，2水平為參考蔚縣土壤養(yǎng)分豐缺指標(biāo)確定的推薦施肥量，1水平為2水平的0.5倍，3水平為2水平的1.5倍；有機(jī)肥處理施胡麻餅750 kg·hm－2，不施任何化肥。小區(qū)面積5m×4m＝20m2，采用隨機(jī)排列，不設(shè)重復(fù)，高肥區(qū)與無肥區(qū)不相鄰，各試驗(yàn)小區(qū)的田間排列采用1行式，小區(qū)之間用小畦分開，留觀察走道，試驗(yàn)區(qū)四周設(shè)1m的保護(hù)帶。

表1 蔚縣黍子肥效試驗(yàn)的施肥水平及其用量

1.3.2 黍子栽培管理

試驗(yàn)于6月14日播種，所有磷肥和鉀肥作底肥一次性施入；氮肥底追比例為1∶2，追肥在拔節(jié)孕穗期趁雨1次施入。9月26日收獲。其它管理措施與當(dāng)?shù)卮筇镌耘嘞嗤?/p>

1.3.3 產(chǎn)量測(cè)定

黍子成熟后，每小區(qū)均單獨(dú)收獲、脫粒、晾曬和測(cè)產(chǎn)，然后折算產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)結(jié)果用Excel 2003進(jìn)行回歸分析，建立產(chǎn)量與施肥量之間的回歸方程，并求得最高產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)最佳產(chǎn)量時(shí)氮、磷、鉀施肥量。按市場(chǎng)價(jià)格計(jì)算投入和產(chǎn)值，其中，N 5.7元·kg－1、P2O55.3元·kg－1、K2O 8.6元·kg－1、黍子2.5元·kg－1。

2 結(jié)果與分析

2.1 施肥對(duì)黍子產(chǎn)量的影響

各處理產(chǎn)量結(jié)果顯示（表2），各施肥處理黍子的產(chǎn)量與空白區(qū)產(chǎn)量相比，均有不同程度的增加。說明施肥能增加黍子的產(chǎn)量。不施肥處理（N0P0K0）產(chǎn)量最低，僅為905.3kg·hm－2；其他14個(gè)處理產(chǎn)量在939.8～2 450.3kg·hm－2之間，其中處理6產(chǎn)量最高為2 450.3kg·hm－2，比不施肥處理增產(chǎn)170.7%；其次，處理10產(chǎn)量為2 135.3kg·hm－2，比不施肥處理增產(chǎn)135.9%；再次，有機(jī)肥處理產(chǎn)量為2 030.3kg·hm－2，比不施肥處理增產(chǎn)124.3%；第四，處理9產(chǎn)量為1 925.3kg·hm－2，比不施肥處理增產(chǎn)112.7%。

表2 不同施肥處理對(duì)黍子產(chǎn)量及效益的影響

2.1.1 N肥

處理2、3、6、11以P2K2為基礎(chǔ)，并施用不同用量的N肥量。從表2可以看出，隨著N肥施用量的增加，以上處理產(chǎn)量呈先提高后降低的趨勢(shì)。處理6（N2P2K2）產(chǎn)量最高，處理11（N2P2K3）產(chǎn)量明顯高于處理3（N1P2K2），說明N肥最佳施用量范圍為105～157.5kg·hm－2。

2.1.2 P肥

處理4、5、6、7以N2K2為基礎(chǔ)，并施用不同用量的P肥量。從表2可以看出，隨著P肥施用量的增加，以上處理產(chǎn)量呈先提高后降低的趨勢(shì)。處理6（N2P2K2）產(chǎn)量最高，處理7（N2P3K2）產(chǎn)量高于處理5 （N2P1K2），說明P肥最佳施用量范圍為75～112.5kg·hm－2。

2.1.3 K肥

處理6、8、9、10以N2P2為基礎(chǔ)，并施用不同用量的K肥量。從表2可以看出，隨著K肥施用量的增加，以上處理產(chǎn)量呈先提高后降低的趨勢(shì)。處理6（N2P2K2）產(chǎn)量最高，處理10（N2P2K3）產(chǎn)量高于處理9 （N2P2K1），說明K肥最佳施用量范圍為75～112.5kg·hm－2。

2.1.4 缺素營(yíng)養(yǎng)

處理2、4、8分別是缺N、缺P、缺K的小區(qū)。從表2可以看出，3個(gè)處理產(chǎn)量分別比處理6（N2P2K2）減少61.6%、54.1%、48.6%，說明該地塊土壤種植黍子均受N、P、K肥缺失影響，其中N肥影響最為明顯。

2.2 施肥對(duì)黍子經(jīng)濟(jì)效益的影響

從表2可以看出，經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值與產(chǎn)量表現(xiàn)相同，不施肥處理收益最低，處理6（N2P2K2）產(chǎn)值最高，比不施肥處理的產(chǎn)值高7 725元·kg－1；其次，處理10（N2P2K3）產(chǎn)值比不施肥處理高6 150元·kg－1；再次，處理9（N2P2K1）產(chǎn)值比不施肥處理高5 100元·kg－1。

2.3 不同肥料施用量與黍子產(chǎn)量的回歸分析［5－7］

各處理黍子產(chǎn)量與施肥量之間用三元二次肥料效應(yīng)模型進(jìn)行擬合，結(jié)果表明，蔚縣旱地黍子產(chǎn)量與氮、磷、鉀肥施用量之間三元二次回歸關(guān)系不顯著。當(dāng)三元二次回歸模型擬合不成功時(shí)，可以再用一元二次回歸模型進(jìn)行擬合，結(jié)果表明，氮、磷、鉀施肥量與黍子產(chǎn)量之間可以用一元二次肥料效應(yīng)函數(shù)模型進(jìn)行擬合且回歸關(guān)系顯著。磷肥和鉀肥均處在2水平時(shí)，氮肥用量與黍子產(chǎn)量之間的一元二次回歸方程為y＝－0.109 8 N2＋23.639 N＋820.33 （r2＝0.763 4），黍子產(chǎn)量與氮肥施用量之間具有顯著的回歸關(guān)系。氮肥和鉀肥均處在2水平時(shí)，磷肥用量與黍子產(chǎn)量之間的一元二次回歸方程為y＝－0.210 8P2＋30.945P＋1 030.2（r2＝0.800 3），黍子產(chǎn)量與磷肥施用量之間具有顯著的回歸關(guān)系。氮肥和磷肥均處在2水平時(shí)，鉀肥用量與黍子產(chǎn)量之間的一元二次回歸方程為y＝－0.174 3 K2＋28.008 K＋1 225.00 （r2＝0.967 8），黍子產(chǎn)量與鉀肥施用量之間具有顯著的回歸關(guān)系。其中y、N、P、K分別為黍子產(chǎn)量、純N、P2O5、K2O施用量 （以下同）。

2.4 根據(jù)一元二次回歸模型推薦的化肥施肥量

N、P、K任2種養(yǎng)分以中等用量配合時(shí)，運(yùn)用黍子產(chǎn)量與另一種養(yǎng)分的施肥量間的回歸方程，求得擬合結(jié)果。N肥用量為107.6kg·hm－2，黍子最高產(chǎn)量為2 092.6kg·hm－2；P肥用量為73.4kg·hm－2，黍子最高產(chǎn)量為2 166.5kg·hm－2；K肥用量為80.3kg·hm－2，黍子最高產(chǎn)量為2 350.1kg·hm－2；N肥用量為102.5kg·hm－2，黍子經(jīng)濟(jì)最佳產(chǎn)量為2 089.7kg·hm－2；P肥用量為70.9kg·hm－2，黍子經(jīng)濟(jì)最佳產(chǎn)量為2 165.2kg·hm－2；K肥用量為75.4kg·hm－2，黍子經(jīng)濟(jì)最佳產(chǎn)量為2 345.9kg·hm－2。

3 討論與結(jié)論

氮、磷、鉀三要素適時(shí)、適量供應(yīng)是作物產(chǎn)量形成的重要條件之一［8］，合理施用氮、磷、鉀肥可以有效提高黍子產(chǎn)量，增加收益。試驗(yàn)結(jié)果表明，磷肥和鉀肥作底肥一次施用，氮肥底追比例為1∶2，追肥在黍子拔節(jié)孕穗期趁雨1次施入土壤后，各處理產(chǎn)量均比對(duì)照有明顯的提高，說明氮、磷、鉀肥合理配施在蔚縣黍子生產(chǎn)中才能取得高產(chǎn)高效。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，中國(guó)化肥用量增加84%，而糧食只增產(chǎn)12%［9］，過量施肥增產(chǎn)作用下降甚至引起減產(chǎn)［10］，化肥利用率降低［11］，生態(tài)環(huán)境惡化［12］。因此，科學(xué)合理施肥對(duì)提高作物產(chǎn)量，保護(hù)環(huán)境有重要意義。王圣瑞等研究表明，一元肥料效應(yīng)模型的擬合是對(duì)三元二次肥料模型擬合的補(bǔ)充和優(yōu)化［1］。本試驗(yàn)研究結(jié)果：蔚縣黍子產(chǎn)量與氮、磷、鉀肥施用量之間三元二次回歸關(guān)系不顯著。用一元二次回歸模型擬合初步建立了蔚縣黍子產(chǎn)量與氮、磷、鉀肥的效應(yīng)方程，以描述各肥料的增產(chǎn)效應(yīng)。根據(jù)擬合結(jié)果推斷出蔚縣同類土壤條件下的最高產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)最佳產(chǎn)量施肥量，初步提出合理施肥對(duì)策，指導(dǎo)蔚縣黍子生產(chǎn)合理施肥，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益雙贏，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。黍子最高產(chǎn)量時(shí)N、P2O5、K2O施用量分別為107.6、73.4、80.3kg·hm－2，比例為1∶0.68∶0.75；黍子經(jīng)濟(jì)最佳產(chǎn)量 N、P2O5、K2O施用量分別為：102.5、70.9、75.4kg·hm－2，比例為1∶0.69∶0.74。該試驗(yàn)結(jié)果模擬的預(yù)測(cè)值與實(shí)際值相吻合，可用來指導(dǎo)當(dāng)?shù)睾档厥蜃由a(chǎn)經(jīng)濟(jì)施肥，也可為相似條件地區(qū)旱地黍子科學(xué)施肥提供參考。

對(duì)有機(jī)肥試驗(yàn)結(jié)果分析認(rèn)為：在該地塊土壤上施用有機(jī)肥增產(chǎn)效果非常明顯。由此，建議農(nóng)戶在種植黍子前增施有機(jī)肥、培肥地力、改善土壤結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)黍子產(chǎn)量持續(xù)、穩(wěn)定高產(chǎn)［13］。

缺素區(qū)試驗(yàn)結(jié)果表明：施氮、磷、鉀肥對(duì)黍子產(chǎn)量和效益的影響效果不同，其中氮肥對(duì)黍子產(chǎn)量、效益的影響較磷、鉀肥大。因此，氮、磷、鉀肥合理搭配與適時(shí)施用才能有效提高黍子產(chǎn)量和品質(zhì)，增加收益。

［1］王圣瑞，陳新平，高祥照，等.“3414”肥料試驗(yàn)?zāi)Ｐ蛿M合的探討［J］.植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2002，8（04）：6－9，409－413.

［2］陳新平，張福鎖.通過“3414”試驗(yàn)建立測(cè)土配方施肥技術(shù)指標(biāo)體系［J］.中國(guó)農(nóng)技推廣，2006，22（04）：36－39.

［3］全國(guó)農(nóng)牧漁業(yè)豐收計(jì)劃辦公室.平衡施肥配套技術(shù)［M］.北京：經(jīng)濟(jì)科學(xué)出版社，1996：66－103.

［4］徐金榮，陳麗梅，劉梅，吉林春玉米施肥模型的研究［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，（33）：18839－18841.

［5］宋朝玉，高峻嶺，張清霞，等.“3414”肥料試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析方法的探討［J］.山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，（09）：93－96.

［6］吳秋艷，羅家傳.“3414”肥料試驗(yàn)分析方法［J］.山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，（08）：90－94.

［7］王興仁，張福鎖.現(xiàn)代試驗(yàn)設(shè)計(jì)［M］.北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，1996：5－46.

［8］李伶俐，房衛(wèi)平，馬宗斌，等.施氮量對(duì)雜交棉氮、磷、鉀吸收利用和產(chǎn)量及品質(zhì)的影響［J］.植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2010，16（03）：663－667.

［9］張麗光，仝少杰，李迎春，等.定州市土壤肥力演變規(guī)律與玉米推薦施肥量研究［J］.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2013，36（01）：32－36.

［10］申麗彼，王璞，蘭林旺，等.施氮對(duì)夏玉米碳氮代謝及穗粒數(shù)形成的影響［J］.植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2007，13（06）：1074－1079.

［11］李秋梅，陳新平，張福鎖，等.冬小麥—夏玉米輪作體系中磷鉀平衡的研究［J］.植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2002，8（02）：152－156.

［12］王艷群，彭正萍，薛世川，等.過量施肥對(duì)設(shè)施農(nóng)田土壤生態(tài)環(huán)境的影響［J］.農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2005，24（增刊）：81－84.

［13］劉建平，李龍江.冀西北春谷子“3414”肥效試驗(yàn)研究［J］.河北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，17（06）：1－5.