莲藕“3414”肥料效应试验初探

曹国松，李茂年，李培亮，肖建华，雷雄浩，王胜军

（武汉市蔡甸区农业局，湖北武汉，430100）

莲藕是武汉市蔡甸区特色作物，种植面积达1万hm2，为探寻蔡甸区莲藕适宜的施肥指标体系，按国家测土配方施肥补贴项目要求和湖北省土肥站《2009年测土配方施肥项目试验示范总体方案》部署，2009年，蔡甸区农业局在省土肥站专家指导下，在莲藕作物上安排了田间肥料效应“3414”试验。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试莲藕品种为当地选用的主导中熟型品种武植二号。各田块在试验施肥前，均及时采集土壤农化样，按土壤常规测试方法进行测试。土壤农化性质见表1。

1.2 试验方法

所进行的3个3414试验，均按14处理完全试验方案设计。各试验各处理三要素施肥量见下表2。

各3414试验小区面积20 m2，均不设重复，各小区间插石棉瓦（插深40 cm，地上部分50 cm）并加薄膜糊泥隔离，田间单设排灌沟，各小区实行单灌单排，四周设保护行（下同）。氮肥（尿素）分3次施用，即基施、4～5 叶期（第 1 次站荷肥）、块茎膨大期追施（7～8叶期，第 2 次），比例按 4∶3∶3；磷肥和钾肥分两次施用，即基施和块茎膨大期追施，比例均按5∶5，磷肥采用含量为12%的过磷酸钙，钾肥采用含量为60%的氯化钾；硼肥和锌肥全作基肥施用，硼肥采用含量为11%的硼砂，每667 m2用量500 g，锌肥采用含量为20%的七水硫酸锌，每667 m2用量1 000 g。

2 结果与分析

2.1 氮、磷、钾不同施肥量与产量效应关系分析

①一元二次效应方程拟合与预测分析 从各3414试验中抽取各因子各处理的施肥量与产量结果数据，氮因子抽取2，3，6和11处理数据，磷抽取4，5，6和7处理数据，钾抽取8，9，6和10处理数据，按Y=aX2+bX+c一元二次回归模型，分别进行回归分析，拟合各试验莲藕产量（Y）与各因子养分（X）施用量的一元二次效应方程和绘制曲线图，结果见表4。可见，各试验各因子均能成功拟合一元二次效应方程。尽管各试验各因子各处理间的产量趋势基本表现为产量随养分施用量增加而增加的趋势，各效应方程二次项系数均为小于零，所绘制曲线均为正常的“抛物线”。对所拟合的各一元二次效应方程表现的莲藕产量与各因子养分施用量的相关关系进一步进行显著性分析，除各试验的磷因子肥料效应关系未达显著水平外，其他均达到了极显著的水平，相关系数在0.994 7～0.999 9。不同田块的莲藕“3414”试验，各因子所拟合的一元二次效应方程同样各不相同，但也比较接近。

依据一元二次效应方程，按最大边际效应求取偏导函数。最高施肥量按b+2aX=0方程求取，继而预测最高产量。最佳施肥量按b+2aX=Px/Py方程求取，继而预测最佳产量。可见（表5），各试验田块一元二次效应方程均能预测出正确结果。尽管所预测结果相比试验实际推荐采用的“最佳”施肥量均有所偏高，但相比三元二次效应方程预测结果更具有参考价值。也说明按预定指标确定所试田块的施肥量有一定的合理性，但仍需参考此预测结果适当修定，提高养分施用量指标。因各试验预测结果不一致，所以直接应用预测结果于大面积推广，可行性不大。

②3414试验中常规5处理结果分析 3414试验中 1，2，4，6 和 8 处理即“3414”试验中的常规 5 处理，分别是氮磷钾全不施、只不施氮、只不施磷、氮磷钾全施和只不施钾处理，各处理所施养分的用量均为推荐的“最佳”施用量（即3414试验中“2水平”用量）。从3414试验中抽取这5个处理的试验结果，进行相关分析。

表1 2008年蔡甸区莲藕作物各试验示范田块土壤与养分测试结果

表2 各3414试验各处理3因素养分施用量 kg/667 m2

a.3414试验中常规5处理不同处理对作物产量的影响。从表6可以看出，各个3414试验常规各5处理中，均以N、P、K养分全施处理6的莲藕产量，比不施肥处理1的增产量和增产率别为469.0 kg/667 hm2和104.9%，不施肥相对 NPK配施平均减产率为51.2%，初步说明所试田块一季不施肥，就较大幅度地减产，作物产量对肥料的依赖性大，必需施肥才能获得较高的产量；各试验田块N、P、K三要素配施（处理6）的产量，都比其中任何两要素配施（处理 2，4，8）的产量要高，相对PK、NK、NP配施的平均增产率分别为75.6%，66.3%和 74.1%，即三要素养分中不施任何某一肥料养分相对三要素配合施用均要减产。分别比较各试验的处理 2（PK 配施）、4（NK 配施）、8（NP 配施）三处理的产量，各试验基本上是处理2（PK配施）的产量最低，相对不施肥处理1的增产率平均仅为16.7%，处理4（NK配施）相对不施肥处理1的增产率平均为23.2%，处理8（NP配施）相对不施肥处理1的增产率平均为17.7%，即处理2（PK配施）相对减产最重，处理4（NK配施）则相对最轻，说明所试区域田块影响莲藕产量的最关键的因素是氮，其次是钾，磷影响最轻。本试验分析还说明，氮、磷、钾作为肥料三要素，不管土壤中某养分再丰富，仍然是三要素配施的增产效果最好，而不提倡某养分丰富而实行“0”施肥量，而保证一定的或最低的施肥量，发挥三要素配施的最佳协同增产效应。

表3 蔡甸区莲藕3414各试验各处理鲜藕产量结果

b.3414各试验常规不施肥处理的相对产量与土壤有效养分含量比较。从表7结果可见，各试验不施肥、不施氮（仅PK配施）、不施磷（仅NK配施）和不施钾（仅NP配施）处理相对NPK配施的相对产量，均是不施肥的相对产量最低，平均为48.8%；施肥处理中不施氮（仅PK配施）的相对产量最低，平均为57.0%，不施磷（仅NK配施）的相对产量最高，平均为60.1%，不施钾（仅NP配施）的相对产量居中，平均为57.4%，不过三者之间相差不是很大。平均土壤养分均为中等缺乏状态，相对产量基本都在60%左右。所试各田块测试的土壤氮磷钾有效养分丰缺状况与其相对产量表现有一定的一致性。分别比较各试验田块的相对产量和土壤碱解氮和速效钾养分测试结果，基本上是土壤有效养分含量较高的，其相对产量也相对较高，含量较低的，产量也相对较低；不同土壤有效磷含量，其不施磷的相对产量基本一致。这基本上和理论上相对产量与土壤养分含量呈正相关关系基本相符合。说明常规法测试结果基本能反映土壤氮、磷、钾有效养分的高低趋势，土壤常规测试法是可行的。

表4 蔡甸区莲藕各3414试验产量与施肥量一元二次效应方程拟合和应用预测结果

2.2 土壤养分丰缺指标和莲藕作物肥料养分施用指标修定

应用一定区域某作物多点3414肥料效应试验结果，拟合各养分相对产量与土壤含量的关系方程，按相对产量分级法并结合预测最佳施肥量结果，可统计分析得出所试区域与作物的土壤养分丰缺指标和作物肥料养分施用指标。且不谈该方法获得指标的可行性，但有限点数的试验，是无法直接获得指标的。

参考一定区域内的作物肥料效应等试验结果，对区域内预定的作物肥料养分施用指标体系进行修定，采用所修定的施肥指标体系即按丰缺指标法，推荐确定各取样田块所种作物较合理的施肥量，相比仅依据3414试验预测结果或效应方程提出较合理或较高产经济的施肥量，更具有较高的合理性和实用性。本试验综合上述各3414肥料效应试验和各效果试验示范结果及其分析，并考虑区域藕田土壤有效养分含量、作物产量和施肥水平现状，对初步制定的蔡甸区水田土壤养分丰缺指标和莲藕作物肥料养分施用指标进行了初步合理调整。所试各3414试验预测的氮、磷、钾养分最佳施肥量平均结果均高于推荐施用量，分别偏高 4.7 kg/667 m2，2.1 kg/667 m2和 2.5 kg/667 m2，但试验效果氮肥养分利用率有所下降，氮肥养分指标施用可考虑暂不调整，磷、钾肥养分指标施用量可适当提高一点。土壤氮、磷、钾有效养分丰缺指标仍按预定指标。不过区域内莲藕施肥指标体系的合理性，尚有待于区域内其他肥力类型田块的进一步试验而修定完善。初步修定指标见表8和表9。

表5 蔡甸区莲藕各3414试验常规5处理中相关处理间增产效果

表6 蔡甸区莲藕各3414试验常规不施肥处理的相对产量等结果

3 结论

①各3414试验，各所拟合的莲藕作物产量与肥料养分用量的一元二次方程效应关系，均呈正常的“抛物线”关系，这与理论上和前人的试验研究结果相一致[5]。且各所拟合的一元二次效应方程，表现莲藕产量与肥料养分施用量的关系有较好的相关性，相关系数在 0.994 7～0.999 9。一元二次效应关系方程基本均能预测最高和最佳施肥量与产量结果，一元二次效应关系方程预测结果相对较成功或具有较高的准确性，对制定或修定区域早藕型莲藕作物施肥指标体系具有参考应用价值；各试验各所拟合的效应方程和各所预测的最高、最佳施肥量，各不相同，应用有限田间试验结果拟合的效应方程或预测结果直接指导大面积的施肥推荐，合理性和可行性不大。

表7 初步修定的蔡甸区水田土壤主要养分丰缺指标（常规法测试值)

表8 初步修定蔡甸区早藕型莲藕作物肥料养分施用指标（kg/667 m2）

②所试各3414试验抽取常规5处理试验结果分析表明，氮、磷、钾肥料养分三要素三元配施的肥料养分当季表观协同利用率，均明显高于任何两要素间配施的肥料养分当季表观利用率。且不同试验田块，所测算的肥料养分当季表观利用率各不相同。所试作物氮、磷、钾肥料养分三元配合施用相对不施肥的养分当季表观协同利用率平均分别为 30.8%、19.7%和 58.2%，相对某养分不施的该养分当季表观利用率平均分别为 25.9%、15.4%和 48.4%；

③3414试验常规5处理结果分析表明，氮、磷、钾三因子中各因子平均每1 kg养分施量的鲜藕增产量（农学效率） 分别为 23.9 kg、65.2 kg 和 43.3 kg；不施氮（PK 配施）、不施磷（NK 配施）、不施钾（NP配施）和NPK配施的协同效率中NPK配施的协同效率最高，平均每增施1 kg养分，不施氮（PK配施）、不施磷（NK配施）、不施钾（NP配施）和NPK配施莲藕增产量（协同效率）分别为 5.1，4.1，3.6 和15.1 kg。所试区域田块影响莲藕产量的最关键的因素是氮，其次是钾，磷影响最轻。

④各试验表明，按预定的土壤养分丰缺指标和莲藕作物肥料养分施用指标，采用丰缺指标法确定所试田块的氮、磷、钾肥料养分的推荐施肥量，表现有较好的合理性，但仍有必要适当调整修定。综合各3414肥料效应试验和各效果试验示范结果及其分析，并考虑区域藕田土壤有效养分含量、作物产量和施肥水平现状，初步修定区域莲藕施肥指标体系见表8。