□史沉魚(yú)

(河池學(xué)院化學(xué)與生物工程學(xué)院 廣西 宜州 546300)

不同氮磷鉀肥處理對(duì)洛川紅富士蘋(píng)果產(chǎn)量的影響

□史沉魚(yú)

(河池學(xué)院化學(xué)與生物工程學(xué)院 廣西 宜州 546300)

該田間試驗(yàn)采用N、P、K肥3因子二次回歸正交設(shè)計(jì)，研究了不同氮磷鉀肥料對(duì)洛川紅富士蘋(píng)果產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明，蘋(píng)果產(chǎn)量與氮磷鉀施肥量密切相關(guān)；P-N、P-K、N-K之間均存在交互作用；用建立的數(shù)學(xué)模型統(tǒng)計(jì)得到蘋(píng)果產(chǎn)量最高可以達(dá)到48.7Kg/株，此時(shí)對(duì)應(yīng)的氮、磷、鉀最佳施肥量為48g/株、30.0g/株、32.0g/株。

蘋(píng)果，屬于薔薇科，是世界四大水果之冠，其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，含有大量的葡萄糖、果糖、維生素和人體必需的銅、碘、錳、鋅、鉀等元素，由于其包含的可溶性營(yíng)養(yǎng)成份高，易被人體吸收，故有“活水”之稱(chēng)。國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家普遍認(rèn)為，陜西省是世界上最佳的蘋(píng)果適生區(qū)。陜西省由于其獨(dú)特的自然和氣候條件，是優(yōu)質(zhì)的蘋(píng)果適栽區(qū)和蘋(píng)果生產(chǎn)第一大省[1,2]。洛川縣作為陜西蘋(píng)果的主產(chǎn)區(qū)，蘋(píng)果種植面積約占全縣農(nóng)耕面積的80%～90%因此，蘋(píng)果產(chǎn)業(yè)是當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)和農(nóng)民增收的重要源泉［3,4］。但是，目前果農(nóng)在施肥方面普遍重氮輕鉀，從而引起果園土壤的鉀含量虧缺和土以及土壤養(yǎng)分不均衡等問(wèn)題，因此大大降低了氮肥的增產(chǎn)效應(yīng)從而導(dǎo)致了蘋(píng)果的減產(chǎn)[5-10]。氮磷鉀對(duì)維持作物的正常生長(zhǎng)必不可少，本研究采用三因素的二次回歸正交設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)不同N、P、K肥配比對(duì)紅富士蘋(píng)果產(chǎn)量的影響，通過(guò)數(shù)學(xué)模型得出蘋(píng)果產(chǎn)量和氮磷鉀肥之間的的最佳組合，本研究結(jié)果對(duì)指導(dǎo)當(dāng)?shù)毓r(nóng)合理施肥提供一定的理論基礎(chǔ)。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 材料及來(lái)源

試驗(yàn)果園位于陜西省延安市洛川縣舊縣鎮(zhèn)洛陽(yáng)村，該地為黃土高原洛川塬中心塬 面 ， 地 理 坐 標(biāo) 109°34.686'E，35° 51.673'N，海拔1326m，該地年平均氣溫9.2℃，年平均降雨量623mm，無(wú)霜期為182d[11]。試驗(yàn)果園土壤為黃綿土，耕層土壤（0～20cm）養(yǎng)分含量為，含N0.0567%、速效N2.653mgkg-1、速效P為11.143mgkg-1、速效K為119.71mgkg-1、有效Cu2.160mgkg-1、有效Fe8.935mgkg-1、有效 Mn17.595mgkg-1、有效Zn 0.940mgkg-1、有效Ca3415.25mgkg-1、有效Mg76.24mgkg-1、有機(jī)質(zhì)1.293%。

供試蘋(píng)果為處于盛果期紅富士品種，樹(shù)齡12年。試驗(yàn)地面積0.2hm2，果樹(shù)密度為3m×4m。

供試化肥氮肥使用尿素（產(chǎn)自陜西渭河化肥廠，含N量46%），使用的磷肥為過(guò)磷酸鈣（產(chǎn)地云南，含P2O5為16%），鉀肥使用硫酸鉀（產(chǎn)地為臺(tái)灣，含K2O為 50%）。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)和取樣方法

在試驗(yàn)蘋(píng)果果園中選取長(zhǎng)勢(shì)和樹(shù)齡一致的果樹(shù)45株，在2008年3月14日進(jìn)行施肥。分為基肥和追肥2次施入，基肥含有的N、P、K各占總設(shè)計(jì)施肥量的90%，95%，95%。施肥方法采用溝施法，在距果樹(shù)樹(shù)主桿70cm同側(cè)開(kāi)溝，溝長(zhǎng)1.3m，寬0.3m，深0.35m。施用的肥料與耕作層土壤混合后作為底肥施入，并澆水。每株果樹(shù)用30Kg沼液作肥底（沼液含N為0.24%、含P2O5為.0025%、K2O 0.061%）。

表1 試驗(yàn)元素編碼值和對(duì)應(yīng)的元素量（kg/667m2）

試驗(yàn)采用完全隨機(jī)設(shè)計(jì)法，以用N（尿素）、P（過(guò)磷酸鈣）K（硫酸鉀）作為3因子，為二次回歸正交設(shè)計(jì)方案[12]。

表2 不同氮磷鉀肥配比對(duì)果實(shí)單株產(chǎn)量的影響

2 結(jié)果與分析

2.1 不同肥料配比對(duì)紅富士蘋(píng)果單株產(chǎn)量的分析

從表2能看出，處理D6、D2、D3、D4、D7和其他處理相比，差異極顯著，D10產(chǎn)量最高，為D6的2.2倍。

2.2 產(chǎn)量目標(biāo)函數(shù)數(shù)學(xué)模型的建立與檢驗(yàn)

根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，利用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)分析，分別以蘋(píng)果單株產(chǎn)量和N、P、K為目標(biāo)變量Y和決策變量x，得到如下的耦合數(shù)學(xué)模型：，表明蘋(píng)果單株產(chǎn)量Y與N、 P、K施肥量有密切的，關(guān)系。進(jìn)一步利用DPS作圖功能得到本文中的圖1、圖2、圖3、圖4。

2.2.1 N、P、K肥施用量對(duì)紅富士蘋(píng)果產(chǎn)量的影響的單因子效應(yīng)分析

圖1 N、P、K各因子對(duì)蘋(píng)果產(chǎn)量的影響

從圖1可以看出，氮磷鉀三種元素與產(chǎn)量均有密切相關(guān)性，蘋(píng)果高產(chǎn)對(duì)氮肥的需求量最大。

2.2.2 N、P、K肥互作效應(yīng)對(duì)紅富士蘋(píng)果產(chǎn)量的影響

從交互作用項(xiàng)可以看出，氮磷鉀肥兩兩配合施用都可以使蘋(píng)果增產(chǎn)，增產(chǎn)效應(yīng)P-K＞N-K＞N-P，將一因素固定為0，對(duì)數(shù)學(xué)模型降維分析，可以得到其他兩因素和產(chǎn)量的交互作用。

N、P相互作用效應(yīng)：當(dāng)鉀因子固定為0時(shí)，方程降維后得到關(guān)系式：經(jīng)數(shù)學(xué)模型分析，當(dāng)X1和X2分別為0.5672和0.4862時(shí)單株蘋(píng)果產(chǎn)量最高為43.71Kg/株。從圖2可以看出，當(dāng)施磷水平固定，在施氮磷肥量較高時(shí)NP互作為正效應(yīng)；施氮磷肥水平較低時(shí)，NP互作為負(fù)效應(yīng)。

圖2 N-P相互作用效應(yīng)

圖3 N-K互作效應(yīng)

N、K相互作用效應(yīng)：當(dāng)磷因子固定為0時(shí)，方程降維后得到關(guān)系式：Y=43.1273+0.5308X1+3.0387 X3-1.4847X12-4.3317X32+0.4962X1*X3。經(jīng)數(shù)學(xué)模型分析，當(dāng)X1和X2分別為0.2431和0.4051時(shí)，單株蘋(píng)果產(chǎn)量最高為43.74Kg/株。從圖3可以看出，當(dāng)施磷量一定，NK互作為正效應(yīng)。

圖4 N-K互作效應(yīng)

P、K相互作用效應(yīng)：當(dāng)?shù)潭?時(shí)，方程降維后得到關(guān)系式：Y=43.1273+1.9882X2+3.0387X3-3. 4736X22-4.3317X32+6.3795X2*X3。經(jīng)數(shù)學(xué)模型分析，當(dāng)X1和 X2分別為 1.2154和 1.2154時(shí)產(chǎn)量最高達(dá)47.1309 Kg/株。從圖4可以看出，當(dāng)施氮量一定，在施磷鉀肥量較高時(shí)PK互作為正效應(yīng)；施磷鉀肥量水平較低時(shí)，PK互作為負(fù)效應(yīng)。

3 討論與分析

合理施肥對(duì)果品產(chǎn)量和品質(zhì)的提高都有重要作用，同時(shí)也可以提高果園的土壤肥力和經(jīng)濟(jì)效益。陜西渭北高原核心區(qū)水肥兩大因素均對(duì)蘋(píng)果高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)具有重要影響。研究調(diào)查認(rèn)為蘋(píng)果果園有不科學(xué)地過(guò)量施肥的現(xiàn)象，當(dāng)施肥量較高時(shí)，即使增加果園的施肥量不僅不能增產(chǎn)，相反還能引起負(fù)面效應(yīng)[3]，因此加強(qiáng)果園養(yǎng)分管理中要注意氮磷鉀的養(yǎng)分平衡，防止過(guò)量施用氮磷肥，以提高肥料施用效果和肥料利用率。關(guān)于不同產(chǎn)量水平蘋(píng)果園的施肥效應(yīng)和有效養(yǎng)分與蘋(píng)果產(chǎn)量的關(guān)系已有一些研究[13,14]本試驗(yàn)條件下，氮磷鉀肥的施用對(duì)蘋(píng)果產(chǎn)量都有影響，得出了洛川紅富士蘋(píng)果氮磷鉀肥和蘋(píng)果產(chǎn)量的數(shù)學(xué)模型，且模型達(dá)到了顯著水平，可以在一定程度上用于預(yù)報(bào)和指導(dǎo)生產(chǎn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，蘋(píng)果高產(chǎn)對(duì)氮肥的需求量最大，這和已有的報(bào)道相一致[15]。在本試驗(yàn)條件下，施用氮磷鉀肥分別在48g/株、30.0g/株、32.0g/株時(shí)，蘋(píng)果產(chǎn)量最高可以達(dá)到48.7Kg/株。

[1]張雪陽(yáng),朱海霞,張會(huì)新.陜西蘋(píng)果產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展思路[J].西北大學(xué)學(xué)報(bào),2015,35(1):36-41.

[2]趙佐平,同延安,高義名.不同肥料配比對(duì)富士蘋(píng)果產(chǎn)量及品質(zhì)的影響[J].植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào),2010,15 (5):1130—1135.

[3]楊秀山,趙魯邦,張 東,等.洛川縣蘋(píng)果果園施肥現(xiàn)狀與對(duì)策[J]陜西農(nóng)業(yè)科學(xué),2017,63(1):61-63

[4]史恒通,霍學(xué)喜.陜西洛川蘋(píng)果產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r調(diào)查[J].中國(guó)果樹(shù),2013,3(02):65-69.

[5]張西露,湯小明,劉明月,等.NPK對(duì)馬鈴薯生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響及營(yíng)養(yǎng)動(dòng)態(tài)[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué), 2010,38(18):9466—9469.

[6]熊先勤,王柏淵,韓永芬.氮磷鉀配比對(duì)稻田輪作黑麥草產(chǎn)量的影響 [J].貴州農(nóng)業(yè)科學(xué),2010,38(6):134—136.

[7]朱毅,李世琛,李大肥,等.不同氮磷鉀配比對(duì)烤煙生長(zhǎng)及產(chǎn)質(zhì)量的影響[J].浙江農(nóng)業(yè)科學(xué),2017,58(2):221—223

[8]王旭剛,郝明德,李建民,等.氮磷配施對(duì)旱地小麥產(chǎn)量和吸肥特性的影響[J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),200735(2):138—142

[9]彭建偉,劉強(qiáng),榮湘民,等.氮磷鉀配比及氮用量對(duì)水稻光合特性及產(chǎn)量的影響[J].湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2004,30(2):123—127.

[10]韋偉,高雪,陳海燕,等.氮磷鉀配施對(duì)貴椒4號(hào)產(chǎn)量及品質(zhì)的影響[J].貴州農(nóng)業(yè)科學(xué),2010,38(7):31—34.

[11]許蘭州,王希珍.陜西省地圖冊(cè)[M].西安地圖出版社，2004:238.

[12]史沉魚(yú),李向民,李曉東,等.兩種施肥處理對(duì)紅富士蘋(píng)果香氣成分的影響[J].北方園藝,2010(3):1-3.

[13]彭福田,姜遠(yuǎn)茂.不同產(chǎn)量水平蘋(píng)果園氮磷鉀營(yíng)養(yǎng)特點(diǎn)研究[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué),2006,39(2):361-367.

[14]王海云,姜遠(yuǎn)茂,彭福田,等.膠東蘋(píng)果園土壤有效養(yǎng)分狀況及與產(chǎn)量關(guān)系研究[J].山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2008,39(1):31-38.

[15]高義民,同延安,路永莉,等.陜西渭北紅富士蘋(píng)果園土壤有效養(yǎng)分及長(zhǎng)期施肥對(duì)產(chǎn)量的影響[J].園藝學(xué)報(bào), 2013,40(4):613-622.

N,P,K fertilizer three factors quadratic regression orthogonal was uesd to study the influence of NPK fertilizer onluochuan Fuji apple production.Results show that the apple production is closely related to the NPK fertilizer rate,presenting a quadratic power function relationship.P-N,P, K,N-K have the interaction between;apple production up to 48.7 K g/strains,the corresponding N PK fertilizer for 48 g/strain,30.0 g/strain,32.0 g/strain.

蘋(píng)果；產(chǎn)量；N、P、K肥料

apple;production;N,P,K fertilizers

1004-7026（2017）05-0057-03

S661.1

A

10.16675/j.cnki.cn14-1065/f.2017.05.032

1.“桂西北特色植物資源開(kāi)發(fā)與功能研究中心”科研平臺(tái)；2.廣西教育廳科研項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)“K Y 2015ZD 105”）。

史沉魚(yú)（1982.3-），女，漢族，陜西咸陽(yáng)，講師，植物生理學(xué)。