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基于“3414”试验模型的冬季亚麻氮磷钾效应研究

2012-12-05朱炫王学明羊国安杨凤刚陈晓艳孙朝辉李贵鲁贵山王字袜唐明兰汤永斌张红斌

中国麻业科学 2012年6期
关键词:亚麻氮磷钾肥

朱炫,王学明,羊国安,杨凤刚,陈晓艳,孙朝辉,李贵,鲁贵山,王字袜,唐明兰,汤永斌,张红斌

(1.大理州经济作物科学研究所,云南宾川671600;2.耿马县农技推广中心,云南 耿马677500;3.耿马县地方产业发展办公室,云南耿马677500)

我国是世界上最大的化肥消费国,化肥施用量接近世界总量的1/3。但农业生产中化肥施用不足或过量、养分利用效率低、增肥不增产以及环境污染等问题,严重制约着我国农业的可持续发展[1]。为通过高效的化肥运筹达到作物高产、环境友好的效果,国家农业部制订了《测土配方施肥技术规范》,将“3414”试验作为指定的肥料效应函数研究试验方法,在全国各主要农作物中组织开展测土配方施肥技术研究,取得了较显著的研究效果,目前已建立了水稻、小麦、马铃薯、油菜、花生等作物平衡施肥指标体系[2-6]。

亚麻是人类最早使用的天然植物纤维,距今已有1万年以上的历史。我国纤维用亚麻主要在东北春播种植,20世纪80年代后连续引进南方冬作。云南亚麻生产是从20世纪90年代后出现了较快发展,2003年云南冬作亚麻种植面积达到2.2万hm2,收获亚麻原茎13.1万t,并具备了一定的初加工能力[7-10]。同时,相关科研人员也从诸多方面对冬作亚麻进行了研究,在有关亚麻施肥的研究中多限于氮肥单因素、氮磷两因素或聚焦于氮磷钾的营养特性等方面[11-13]。查阅相关资料:2012年闫志利等对油用亚麻开展了氮、磷、钾三元平衡施肥的“3414”试验[14],2011年李国斌对旱地亚麻开展了类似试验[15],这两项研究都在春播条件下进行,而冬季亚麻尚未见相关研究报道。采用“3414”试验方案研究冬季亚麻平衡施肥技术,对提高南方冬季亚麻产区亚麻生产效益和肥料利用率,增加农民收入具有十分重要的现实意义。

1 材料与方法

1.1 试验概况

试验于2009年10月30日至2010年6月30日在云南省耿马县耿马镇允楞村芒楞组俸志军家承包田内进行,海拔1100m,试验地前作水稻。土壤肥力见表1。

表1 试验地土壤肥力情况Tab.1 Soil fertility of the experimented field

1.2 供试品种及肥料

供试亚麻品种为云南省农科院选育的云亚1号(YY-1);供试肥料为尿素(含N≥46%)、普通过磷酸钙(P2O5≥16%)、硫酸钾(K2O=50%)。

1.3 试验设计

试验设计采用二次回归D -最优设计中的“3414”方案[7-9],设置氮、磷、钾肥施用量三个因素,0、1、2、3四个水平,14个处理组合,3次重复,各处理随机排列;其中0水平为不施肥、2水平为当地较适施肥量,1水平为2水平×0.5,3水平为2水平×1.5。本试验设2水平N:P2O5:K2O施肥量(kg/hm2)为207:72:150;则0水平为0:0:0;1水平为103.5:36:75;3水平为310.5:108:225。详细施肥方案见表2。

表2 试验施肥方案Tab.2 Fertilizing programs

1.4 试验方法

试验小区净面积6m2(2×3m);小区间用塑料薄膜筑埂,埂宽0.30m,以防肥水渗漏;重复间间隔1m,其中包括2个埂,一条沟,埂宽0.30m,沟宽0.4m;小区单灌单排;四周设置保护行。肥料施用为:过磷酸钙(P2O5≥16%)、硫酸钾(K2O=50%)一次性作底肥施用;尿素(含N≥46%)以50%作底肥施用,30%作枞形期追肥,20%作现蕾期追肥。其他管理措施与当地大田生产一致。按照《云南省亚麻田间试验观察记载标准》,及时记录各生育时期,在工艺成熟期,每小区按5点取样法随机采集亚麻植株50株,对株高、茎粗、工艺长度、分枝数、分茎数、蒴果数、蒴粒数、千粒重、全麻率、干茎制成率等项目进行考量,适时收获、及时分区拔麻晾晒,晒干后及时脱粒晒种并风干扬净,按原茎和种子分区称量计产,折算为每公顷的产量,运用农业部推荐的“3414田间试验设计与数据分析管理系统(版本2.0)”进行回归数学模型拟建和分析。

2 结果与分析

2.1 不同氮磷钾施用量的增产效应

产量差异显著性方差分析(表3)表明,氮肥对亚麻原茎、种子和全麻产量影响较大,试验中无氮肥处理(N0P0K0和N0P2K2)较其余处理差异达极显著水平;而无磷肥处理(N2P0K2)和无钾肥区(N2P2K0)其它处理对亚麻原茎、籽粒和全麻产量影响不明显,这与供试土壤肥力有关。

通过比较全肥区(N2P2K2)与未施氮肥区(N0P2K2)、未施磷肥区(N2P0K2)、未施钾肥区(N2P2K0)的原茎、种子和全麻产量,分别得出氮、磷、钾肥对增加亚麻种子和全麻产量的效果(表4)。施用氮、磷、钾肥对增加亚麻种子产量的效果分别为77.79%、0.07%、-6.29%。施用氮肥增幅最大,磷肥次之,钾肥最低且为副效应;对全麻产量的效果分别为76.13%、7.56%、3.66%。同样是施用氮肥增幅最大,磷肥次之,钾肥最低;对原茎产量的效果分别为76.05%、6.72%、8.28%。施用氮肥增幅最大,钾肥次之,磷肥最低。单位养分对亚麻种子的平均增产量氮肥最高(2.45 kg/kg)、磷肥次之(0.07 kg/kg)、钾肥最低(-0.27 kg/kg);对亚麻原茎的平均增产量氮肥最高(48.58kg/kg)、钾肥次之(7.77kg/kg)、磷肥最低(6.72kg/kg);对亚麻全麻的平均增产量氮肥最高(5.52kg/kg)、磷肥次之(1.57 kg/kg)、钾肥最低(0.86kg/kg)。

表3 产量差异显著性分析Tab.3 Analysis of significant differences of seed,straw and plant yields

表4 不同施肥处理的产量效应Tab.4 Yields of seeds,straws and plants based on different fertilizer treatments

2.2 氮磷钾三元施肥模型的构建

运用“3414田间试验设计与数据分析管理系统(版本2.0)”对试验所得的种子产量、原茎产量和全麻产量进行分析,得到耿马试验点的氮、磷、钾三元二次肥料效应数学模型如表5所示,对回归模型进行显著性检验结果,种子产量模型达到显著(F=6.46>F0.05=5.99)水平、原茎产量和全麻产量均达到极显著(F>F0.01=14.66)水平,说明三元二次肥料效应回归模型拟合程度良好,能反应种子产量、原茎产量和全麻产量与氮、磷、钾三要素的效应关系。试验产量与模型预测产量的相关分析结果,种子产量、原茎产量、全麻产量的相关系数分别为:0.9673、0.9945、0.9950,可见这三个模型的预测精度较好,说明氮磷钾三元二次肥料效应回归模型具有实际价值,可供生产上参考应用。

表5 氮磷钾三元二次肥料效应回归模型Tab.5 Regression models of the three-factor-quadratic functions of N,P and K

2.3 氮磷钾肥料施用量的确定

试验点耿马县当地市场氮、磷、钾肥料及亚麻种子、原茎、全麻价格分别为4.62元/kg、4.25元/kg、10.40 元/kg、3.00 元/kg、1.30 元/kg和 14.00 元/kg。根据表 5 肥料效应回归模型,通过分析得到亚麻种子、原茎和全麻的最高产量、最佳产量和相应的氮、磷、钾肥最大施用量、最佳施用量如表6所示。

对应亚麻种子产量的最大施氮量为181kg/hm2,最大施磷量为73kg/hm2,最大施钾量为120kg/hm2,平衡施肥配比为1.00:0.40:0.66,最高产量可达754kg/hm2;最佳施氮量为62kg/hm2,不施磷,最佳施钾量为153 kg/hm2,平衡施肥配比为1.00:0.00:2.45,最佳产量为634kg/hm2。

对应亚麻原茎产量的最大施氮量为250kg/hm2,最大施磷量为68kg/hm2,最大施钾量为200kg/hm2,平衡施肥配比为 1.00:0.27:0.80,最高产量可达13374kg/hm2;最佳施氮量为 223kg/hm2,最佳施磷量为 52kg/hm2,最佳施钾量为 174kg/hm2,平衡施肥配比为 1.00:0.23:0.78,最佳产量为13193kg/hm2。

对应亚麻全麻产量的最大施氮量为231kg/hm2,最大施磷量为78kg/hm2,最大施钾量为171kg/hm2,平衡施肥配比为 1.00:0.34:0.74,最高产量可达 3533kg/hm2;最佳施氮量为 223kg/hm2,最佳施磷量为 72kg/hm2,最佳施钾量为 165kg/hm2,平衡施肥配比为 1.00:0.32:0.74,最佳产量为3530 kg/hm2。

表6 亚麻最高、最佳施肥量及相应种子、全麻最高、最佳产量Tab.6 The highest and best fertilizers and the corresponding highest and best yields of seeds,straws and plants

3 小结与讨论

平衡(配方)施肥是目前研究施肥量最为科学有效的途径,通过多点试验总结出来的平衡施肥配方,能有效地调节和解决作物需肥与土壤供肥之间的矛盾,提高肥料使用效率,减少肥料浪费所造成的污染[16]。本“3414”完全试验表明:施用氮、磷、钾肥均能有效地提高亚麻原茎、全麻和种子产量。对种子产量的效应,施氮肥增幅最大,磷肥次之,钾肥最低;对全麻产量而言,施氮能有效提高产量,施磷对产量影响很小,施钾不利于产量的提高;对原茎产量的而言,施用氮肥增幅最大,钾肥次之,磷肥最低。本研究选择三元二次肥料效应对耿马试验点的配方施肥模型进行拟合,得到了该试验点氮磷钾平衡施肥模型,可用于冬季亚麻生产上对施肥量的预测,为完善冬季亚麻配方施肥方案提供了依据。跟据产量最高目标和最佳目标确定的氮、磷、钾最大施肥量和最佳施肥量及其配比,可在耿马冬季亚麻产区及类似区域亚麻生产上推广。

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