余世洪 ，陶文廣 ，金 鑫 ，丁 麗

（1.七星關(guān)區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，貴州 畢節(jié) 551700；2.畢節(jié)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，貴州 畢節(jié) 551700）

七星關(guān)區(qū)位于貴州省西北部，隸屬于畢節(jié)市，屬赤水河流域重要縣份，是國家鄉(xiāng)村振興重點縣份，同時是生態(tài)環(huán)境部重點監(jiān)測的對象。在七星關(guān)區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上推廣測土配方合理施肥，減少化肥投入是赤水河流域保護的重要手段。測土配方技術(shù)以土壤和肥料田間試驗為基礎(chǔ)，根據(jù)作物的需肥規(guī)律、肥料效應(yīng)和土壤供肥性能，提出氮磷鉀及其他元素的適宜比例、施肥量、施肥方法[1]，以促進糧食增產(chǎn)增效并優(yōu)化化肥使用結(jié)構(gòu)[2-3]。針對大田作物，目前測土配方主要圍繞氮、磷、鉀三大營養(yǎng)元素進行。氮、磷、鉀肥是影響玉米產(chǎn)量的重要因子[4-5]，三者的施用量、施用比例均與玉米產(chǎn)量存在明顯關(guān)系[6-7]。目前我國玉米施肥普遍存在化肥過量或不足的問題[8]，推廣測土配方施肥對確保玉米高產(chǎn)并提升土壤肥力具有重要作用[9]。玉米作為七星關(guān)區(qū)重要的旱糧作物，其產(chǎn)量高低不僅直接影響當(dāng)?shù)剞r(nóng)民收入，在其種植過程中合理施肥、減少化肥過量施用，對實現(xiàn)玉米種植節(jié)本增效及保護赤水河流域水質(zhì)環(huán)境具有積極意義。由于目前鮮見有關(guān)七星關(guān)區(qū)及其類似環(huán)境條件區(qū)域的玉米配方施肥試驗報道，為七星關(guān)區(qū)玉米種植的科學(xué)施肥提供指導(dǎo)依據(jù)，在七星關(guān)區(qū)開展玉米測土配方施肥3414 試驗，考察不同施肥處理的玉米生長及產(chǎn)量表現(xiàn)，分析氮、磷、鉀三大營養(yǎng)元素的田間施用量與玉米產(chǎn)量形成的關(guān)系，篩選適宜七星關(guān)區(qū)玉米種植的施肥方案。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗在七星關(guān)區(qū)八寨鎮(zhèn)新艾村進行，海拔1 435～1 442 m，高肥力、中肥力地塊土種為大土泥土，低肥力地塊土種為小黃泥土。不同肥力地塊的土壤背景值見表1。

表1 試驗地土壤背景值

1.2 試驗材料

參試玉米品種為盛農(nóng)三號，由畢節(jié)市盛農(nóng)種業(yè)有限責(zé)任公司提供。肥料品種為尿素（含N 46%，四川瀘天化股份有限公司生產(chǎn)）、普鈣（含P2O516%，湖北豐樂生態(tài)肥業(yè)有限公司生產(chǎn)）、氯化鉀（含K2O 60%，俄羅斯進口鉀肥），均由畢節(jié)市七星關(guān)區(qū)耀德物資貿(mào)易有限責(zé)任公司提供。

1.3 試驗設(shè)計

試驗采用回歸試驗3414 設(shè)計，設(shè)N、P、K 3 個因子，每個因子設(shè)0～3 共4 個水平，共14 個處理，每個處理2 次重復(fù)。高肥力地塊試驗小區(qū)面積為30 m2，中肥力地塊試驗小區(qū)面積為24 m2，低肥力地塊試驗小區(qū)面積為27 m2。各試驗水平線性編碼值見表2。

表2 不同土壤肥力等級地塊玉米種植肥效試驗因子水平設(shè)置kg/667m2

1.4 試驗過程

按1.5 m 分帶，寬窄行種植，雙行單株，小行距0.43 m，穴距0.25 m；高肥力試驗小區(qū)基本苗為160 株，中肥力試驗小區(qū)基本苗為128 株，低肥力試驗小區(qū)基本苗為144 株，折合3 555 株/667m2；營養(yǎng)坨育苗單株定向移栽，制作營養(yǎng)土?xí)r不加化肥。高肥力試驗地塊于4 月12 日播種，4 月28 日移栽，9 月25 日測產(chǎn)驗收；中肥力試驗地塊于4 月6 日播種，4 月24 日移栽，9 月26 日測產(chǎn)驗收；低肥力試驗地塊于4 月8 日播種，4 月24 日移栽，9 月21 日測產(chǎn)驗收。各小區(qū)單獨稱量計產(chǎn)，進行相關(guān)經(jīng)濟性狀的考種。

施肥方式：尿素分4 次施用，總量的30%作基肥，15%作苗肥追施，15%在小喇叭口期施用，40%大喇叭口期施用；氯化鉀總量的60%作基肥施用，40%在大喇叭口期追施；普鈣全部作基肥一次性施用。各施肥時期分別將各小區(qū)對應(yīng)肥料純量折算成相應(yīng)的實物量，分次稱量，對應(yīng)施用。于5 月31 日、6 月24日、7 月16 日分別進行苗肥、小喇叭口期、大喇叭口期追肥。各小區(qū)除施肥水平不同外，其余管理措施均一致。

1.5 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)采用WPS 和農(nóng)業(yè)農(nóng)村部測土配方施肥數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)處理。應(yīng)用農(nóng)業(yè)農(nóng)村部測土配方施肥項目3 414 田間試驗數(shù)據(jù)分析軟件，對試驗相關(guān)數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，建立各試驗回歸方程并進行方差檢驗，在此基礎(chǔ)上，根據(jù)玉米產(chǎn)量與施肥量相關(guān)程度，綜合考慮肥料成本及玉米市場價格，計算最佳施肥量。

另外，計算各缺素區(qū)的相對產(chǎn)量、肥料元素貢獻(xiàn)率、土壤整體養(yǎng)分貢獻(xiàn)率。以缺素區(qū)的相對產(chǎn)量評價土壤養(yǎng)分的豐缺程度，相對產(chǎn)量低于50%的土壤養(yǎng)分為極低，50%～75%為低，75%～95%為中，95%以上為高。

缺素區(qū)相對產(chǎn)量＝（缺素區(qū)產(chǎn)量/全肥區(qū)產(chǎn)量）×100%

肥料元素貢獻(xiàn)率＝（施肥區(qū)作物產(chǎn)量－缺素區(qū)作物產(chǎn)量）/施肥區(qū)作物產(chǎn)量×100%

土壤整體養(yǎng)分貢獻(xiàn)率＝（空白區(qū)作物產(chǎn)量/2 水平施肥區(qū)作物產(chǎn)量）×100%

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理的玉米經(jīng)濟性狀

2.1.1 高肥力地塊 由表3 可知，高肥力地塊各處理中，處理N2P2K2的玉米產(chǎn)量最高，為728.9 kg/667m2，其氮、磷、鉀肥施用水平均較高。處理N2P3K2、N2P2K3、N2P1K2、N2P2K1、N3P2K2的玉米產(chǎn)量較高，分別為720.0 kg/667m2、704.5 kg/667m2、702.3 kg/667m2、700.0 kg/667m2、700.0 kg/667m2，其中，處理N2P3K2和N2P2K3的磷肥和鉀肥施用水平分別為最高，玉米產(chǎn)量排名也靠前。以上6 個處理的玉米禿尖較短（3.64～5.40 cm），果穗長適中（19.6～22.5 cm），千粒重較重（394.0～430.9 g），經(jīng)濟性狀表現(xiàn)較理想。

2.1.2 中肥力地塊 由表4 可知，中肥力地塊各處理中，處理N2P2K2的玉米產(chǎn)量最高，為708.5 kg/667m2，其氮、磷、鉀肥施用水平均較高。處理N2P3K2、N2P1K2、N2P2K3、N3P2K2的玉米產(chǎn)量較高，分別為680.4 kg/667m2、663.9 kg/667m2、663.9 kg/667m2、663.9 kg/667m2，其中，處理N2P3K2和N2P2K3的磷肥和鉀肥料施用水平分別為最高。以上5 個處理的玉米禿尖較短（4.2～4.6 cm），果穗長適中（20.6～21.6 cm），千粒重較重（395.2～438.4 g），經(jīng)濟性狀表現(xiàn)較理想。

表4 中肥力地塊各處理的玉米經(jīng)濟性狀

2.1.3 低肥力地塊 由表5 可知，低肥力地塊各處理中，處理N2P2K3的玉米產(chǎn)量最高，為681.5 kg/667m2，其鉀肥施用水平最高，氮肥和磷肥施用水平均較高。處理N2P1K2、N2P2K1、N2P3K2、N3P2K2、N1P2K1的玉米產(chǎn)量較高，分別為661.8 kg/667m2、656.8 kg/667m2、654.4 kg/667m2、654.4 kg/667m2、651.9 kg/667m2，其中，處理N2P3K2和N3P2K2的磷肥和氮肥施用水平分別為最高，但產(chǎn)量在該5 個處理中排名靠后。以上6 個處理的玉米禿尖度較小（2.28～3.60 cm），果穗長適中（19.8～21.6 cm），千粒重較重（363.2～385.6 g），經(jīng)濟性狀表現(xiàn)較理想。

表5 低肥力地塊各處理的玉米經(jīng)濟性狀

2.2 不同施肥處理的玉米生育表現(xiàn)及進程

經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn)，不同肥力地塊各處理中，處理N0P2K2和N0P0K0的玉米前期發(fā)育遲緩，植株長勢較差，后期表現(xiàn)早衰，出現(xiàn)明顯的缺素特征；N 素2 水平及3 水平的所有處理，其玉米植株長勢正常，葉色翠綠，其余特征無明顯差別，且生長發(fā)育階段基本同步。

2.2.1 高肥力地塊 由表6 可知，生育表現(xiàn)上，高肥力地塊各處理中，缺素的處理N2P2K0、N0P2K2和N0P0K0，其玉米株高均較低，分別為294 cm、293 cm、292 cm。處理N0P2K2的玉米穗位高較低，為121 cm，在各處理中排名第13 位；其玉米莖粗最小，為2.30 cm。生育進程上，處理N0P0K0和N0P2K2的玉米拔節(jié)期、孕穗期、成熟期相同。其他處理的玉米生育進程同步。

表6 高肥力地塊各處理的玉米生育表現(xiàn)及進程

2.2.2 中肥力地塊 由表7 可知，生育表現(xiàn)上，中肥力地塊各處理中，缺素的處理N2P0K2，其玉米株高較低，為274 cm。處理N0P0K0的穗位高較低，為90 cm，在各處理中排名第13 位；其玉米莖粗最小，為2.30 cm。生育進程上，處理N0P0K0和N0P2K2的玉米孕穗期相近，成熟期相同。其他處理的玉米生育進程同步。

表7 中肥力地塊各處理的玉米生育表現(xiàn)及進程

2.2.3 低肥力地塊 由表8 可知，生育表現(xiàn)上，低肥力地塊各處理中，缺素的處理N2P0K2、N2P2K0，其玉米株高較低，分別為224 cm、237 cm。處理N2P2K0的玉米穗位高較低，為92 cm，在各處理中排名第10 位；處理N2P0K2的玉米穗位高最低，為79 cm，其玉米莖粗較小，為2.26 cm，在各處理中排名第9 位。生育進程上，處理N0P0K0和N0P2K2的玉米孕穗期和成熟期相同，且早于其他處理。其他處理的玉米生育進程基本同步。

表8 低肥力地塊各處理的玉米生育表現(xiàn)及進程

2.3 不同施肥處理的玉米產(chǎn)量

經(jīng)測產(chǎn)，不同肥力地塊無肥區(qū)及缺素區(qū)均與相應(yīng)的施肥區(qū)在玉米產(chǎn)量上存在差異，均表現(xiàn)為缺素區(qū)產(chǎn)量較低、無肥區(qū)產(chǎn)量最低的特征。

2.3.1 高肥力田塊 由表9 可知，高肥力地塊各處理中，處理N2P2K2的玉米折干率最高，為78.5%，產(chǎn)量也最高，為728.9 kg/667m2，比處理N0P2K2（無氮區(qū)）、N2P0K2（無磷區(qū)）、N2P2K0（無鉀區(qū)）分別增加171.1 kg/667m2、84.4 kg/667m2、166.6 kg/667m2，比N0P0K0（無氮磷鉀區(qū)）增加208.9 kg/667m2。處理N0P2K2（無氮區(qū)）、N2P0K2（無磷區(qū)）、N2P2K0（無鉀區(qū)）的玉米產(chǎn)量較低，在各處理中分別排名第13 位、第11 位、第12 位。

表9 高肥力地塊各處理的玉米產(chǎn)量

2.3.2 中肥力田塊 由表10 可知，中肥力地塊各處理中，處理N2P2K2的玉米光棒鮮重最高，為46.33 kg，產(chǎn)量也最高，為708.5 kg/667m2，比處理N0P2K2（無氮區(qū)）、N2P0K2（無磷區(qū)）、N2P2K0（無鉀區(qū)）分別增加211.2 kg/667m2、100.1 kg/667m2、172.4 kg/667m2，比處理N0P0K0（無氮磷鉀區(qū)）增加241.8 kg/667m2。處理N0P2K2（無氮區(qū)）、N2P0K2（無磷區(qū)）、N2P2K0（無鉀區(qū)）的玉米產(chǎn)量較低，在各處理中分別排名第13 位、第10 位、第12 位。

表10 中肥力地塊各處理的玉米產(chǎn)量

2.3.3 低肥力田塊 由表11 可知，低肥力地塊各處理中，處理N2P2K3的玉米折干率最高，為79.0%，產(chǎn)量也最高，為681.5 kg/667m2，比處理N0P2K2（無氮區(qū)）、N2P0K2（無磷區(qū)）、N2P2K0（無鉀區(qū)）分別增加195.1 kg/667m2、153.1 kg/667m2、62.1 kg/667m2，比處理N0P0K0（無氮磷鉀區(qū)）增加256.8 kg/667m2。處理N0P2K2（無氮區(qū)）、N2P0K2（無磷區(qū)）、N2P2K0（無鉀區(qū)）的玉米產(chǎn)量較低，在各處理中分別排名第13 位、第12 位、第9 位。

表11 低肥力地塊各處理的玉米產(chǎn)量

2.4 玉米產(chǎn)量和肥料用量的相關(guān)性

采用回歸分析法對玉米產(chǎn)量和肥料用量進行分析，分別建立高肥力、中肥力、低肥力地塊玉米產(chǎn)量與氮、磷、鉀肥施用量的回歸方程：

y＝519.630 0＋15.081 0N－0.694 0N2－0.717 0P－0.717 0P2＋9.640 4K－0.589 0K2＋0.369 2NP＋0.207 5NK＋0.700 2PK

y＝468.760 0＋16.222 0N－0.910 0N2＋5.117 7P－0.975 0P2＋9.393 8K－0.722 0K2＋0.323 2NP＋0.518 5NK＋0.612 1PK

y＝423.810 0＋20.489 0N－1.142 0N2＋0.212 3P－1.678 0P2＋17.191 0K－0.949 0K2＋1.365 4NP－0.097 0NK＋0.997 3PK

對各回歸方程進行方差檢驗，由表12 可知，高肥力和低肥力地塊的回歸方程表現(xiàn)極顯著，中肥力地塊的回歸方程達(dá)顯著水平，表明氮磷鉀肥施用量與玉米產(chǎn)量之間顯著相關(guān)，所得回歸方程擬合度較好，可供相似生態(tài)條件下大田生產(chǎn)進行參考。

表12 回歸方程的方差檢驗

2.5 不同肥力地塊的最大施肥量與最佳施肥量

2.5.1 最大施肥量 僅考慮產(chǎn)量因素，根據(jù)上述回歸方程計算實現(xiàn)最高產(chǎn)量的肥料配比分別為高肥力地塊施氮肥17.25 kg/667m2、磷肥13.27 kg/667m2、鉀肥19.18 kg/667m2，玉米產(chǎn)量可達(dá)737.04 kg/667m2；中肥力地塊施氮肥15.44 kg/667m2、磷肥10.34 kg/667m2、鉀肥16.44 kg/667m2，玉米產(chǎn)量可達(dá)697.71 kg/667m2；低肥力地塊施氮肥14.33 kg/667m2、磷肥9.92 kg/667m2、鉀肥13.54 kg/667m2，玉米產(chǎn)量可達(dá)688.08 kg/667m2（表13）。

表13 不同肥力地塊最大施肥量及其玉米產(chǎn)量kg/667m2

2.5.2 最佳施肥量 按純氮5.52 元/kg，純磷5.25 元/kg，純鉀8.33 元/kg，玉米3.20 元/kg 計算，綜合肥料成本及玉米市場價格因素，得出不同肥力地塊的最佳施肥量為：高肥力地塊施氮肥13.49 kg/667m2、磷肥8.01 kg/667m2、鉀肥13.11 kg/667m2，玉米產(chǎn)量可達(dá)720.27 kg/667m2；中肥力地塊施氮肥13.01 kg/667m2、磷肥7.94 kg/667m2、鉀肥12.75 kg/667m2，玉米產(chǎn)量可達(dá)688.83 kg/667m2；低肥力地塊施氮肥12.54 kg/667m2、磷肥8.03 kg/667m2、鉀肥11.27 kg/667m2，玉米產(chǎn)量可達(dá)682.02 kg/667m2（表14）。

表14 不同肥力地塊最佳施肥量及其玉米產(chǎn)量kg/667m2

2.6 氮磷鉀各因子缺素對玉米產(chǎn)量的影響

由表15 可知，高肥力地塊氮、磷、鉀缺素區(qū)的玉米相對產(chǎn)量分別為76.53%、88.42%、77.14%，其土壤氮、磷、鉀均屬中等偏低水平，氮、磷、鉀肥貢獻(xiàn)率分別為23.65%、11.58%、22.86%，氮、磷、鉀肥對其玉米產(chǎn)量的影響程度表現(xiàn)為氮肥＞鉀肥＞磷肥，土壤整體養(yǎng)分貢獻(xiàn)率為71.34%。中肥力地塊氮、磷、鉀缺素區(qū)的玉米相對產(chǎn)量分別為70.19%、85.87%、75.67%，其土壤氮屬低水平，磷屬中等水平，鉀屬中等偏低水平，氮、磷、鉀肥貢獻(xiàn)率分別為29.81%、14.13%、24.33%，氮、磷、鉀肥對其玉米產(chǎn)量的影響程度表現(xiàn)為氮肥＞鉀肥＞磷肥，土壤整體養(yǎng)分貢獻(xiàn)率為65.87%。低肥力地塊氮、磷、鉀缺素區(qū)的玉米相對產(chǎn)量分別為71.37%、82.25%、77.53%，其土壤氮屬低水平，磷屬中等水平，鉀屬中等偏低水平，氮、磷、鉀肥貢獻(xiàn)率分別為28.63%、17.75%、22.47%，氮、磷、鉀肥對其玉米產(chǎn)量的影響程度表現(xiàn)為氮肥＞鉀肥＞磷肥，土壤整體養(yǎng)分貢獻(xiàn)率為67.71%。綜合表明，氮素肥料對高、中、低肥力地玉米產(chǎn)量的影響程度均最大，鉀肥次之，磷肥第三。

表15 不同肥力地塊缺素區(qū)的玉米相對產(chǎn)量%

3 結(jié)論

在畢節(jié)市七星關(guān)區(qū)不同土壤肥力等級地塊開展玉米測土配方施肥3414 試驗，結(jié)果表明，不同肥力等級地塊玉米生長均對氮、磷、鉀素敏感，不同肥力等級地塊缺氮處理的玉米前期發(fā)育遲緩，植株長勢較差，后期表現(xiàn)早衰，出現(xiàn)明顯的缺素特征；氮肥施用2 水平及3 水平的所有處理，玉米植株長勢正常，其余特征無明顯差別，生長發(fā)育階段基本同步。不同肥力等級地塊氮、磷、鉀肥施用水平相對較高的處理，其玉米的禿尖較短，果穗長度適中，籽粒較飽滿，千粒重較高，經(jīng)濟性狀表現(xiàn)較理想。同時，不同肥力地塊缺素處理的玉米產(chǎn)量均較低，且低于相應(yīng)的非缺素處理，其中氮肥施用水平相對較高的處理，其玉米產(chǎn)量較高；氮、磷、鉀肥對玉米產(chǎn)量的影響程度表現(xiàn)為氮肥＞鉀肥＞磷肥。另外，根據(jù)玉米產(chǎn)量與其施氮、磷、鉀肥施用量的回歸分析結(jié)果，綜合肥料成本及玉米種植經(jīng)濟效益，試驗區(qū)域不同肥力地塊最佳施肥量為高肥力地塊施氮肥13.49 kg/667m2、磷肥8.01 kg/667m2、鉀肥13.11 kg/667m2，玉米單產(chǎn)可達(dá)720.27 kg/667m2；中肥力地塊施氮肥13.01 kg/667m2、磷肥7.94 kg/667m2、鉀肥12.75 kg，玉米單產(chǎn)可達(dá)688.83 kg/667m2；低肥力地塊施氮肥12.54 kg、磷肥8.03 kg/667m2、鉀肥11.27 kg/667m2，玉米單產(chǎn)可達(dá)682.02 kg/667m2。

試驗中還發(fā)現(xiàn)，定量施肥在操作上有一定難度，生產(chǎn)上需配備相應(yīng)的施肥器具，以盡量精確控制每穴肥料施用量，使玉米群體營養(yǎng)均衡、生長一致。另外，受作物特性、土壤養(yǎng)分變化的影響，作物最佳需肥量是一個動態(tài)的值，因此，測土配方施肥是一項長期性、持續(xù)性的工作。而試驗僅為一季數(shù)據(jù)，且僅在較低海拔梯度區(qū)域進行試驗，所得回歸方程的擬合度經(jīng)理論檢驗雖表現(xiàn)較好，具備一定可信度，但其與生產(chǎn)實踐的擬合狀況仍需通過更多試驗驗證，且針對不同海拔區(qū)域玉米種植適宜的肥料配方仍需進一步試驗探索。