旱地油用亚麻氮磷钾平衡施肥指标体系研究

闫志利 ，孙建军 ，高俊山 ，令 鹏 ，王宗胜 ，贾海滨 ，李爱荣 ，牛俊义

（1.河北科技师范学院，秦皇岛 066004；2.甘肃农业大学农学院，兰州730070；3.甘肃省临洮县农业技术推广中心，临洮 730600；4.内蒙古自治区鄂尔多斯市农业科学研究所，东胜017000；5.甘肃省定西市旱作农业科研推广中心，定西 743000；6.甘肃省平凉市农业科学研究所，平凉744000；7.内蒙古自治区乌兰察布市农业科学研究所，乌兰察布012000；8.河北省张家口市农业科学院，张家口075000）

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。然而，在现实农业生产中，仍存在着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]。为实现作物高产、肥料高效、环境友好，自上世纪80年代以来，国内部分学者应用农业部推荐的“3414”田间试验法，分别建立了水稻、小麦、马铃薯、油菜、花生等作物平衡施肥指标体系，生产上应用收到了较好的效果[2-6]，但有关亚麻施肥的研究仍限于氮肥单因素、氮磷两因素或聚焦于氮磷钾的营养特性等方面[7-9]，未见平衡施肥的报道。汪磊等[10]认为，我国关于亚麻施肥的研究远远落后于其他农作物，只达到棉花20世纪60年代水平。

油用亚麻（Linum usitatissimum L.）是我国北方干旱地区的主要经济作物。我国油用亚麻种植面积近70万hm2，主要分布于甘肃、河北、山西、内蒙、宁夏、新疆等省份，西藏、云南、贵州、广西、山东等地也有零星种植[11]。由于油用亚麻具有较强的抗旱、耐寒、耐瘠薄、适应性广等特性，在农业生产中具有其它作物不可替代的地位[12-13]。油用亚麻籽粒中含有丰富的亚麻胶，可做食品添加剂、化妆品原粉、医药原料等。油用亚麻茎秆纤维耐磨、吸水性好、膨胀率大，是制造防水布、印刷油和油画色工业原料，并广泛应用于肥皂、制革、橡胶工业。亚麻油是一种优质食用油，富含α—亚麻酸及各种不饱和脂肪酸，具有促进人体智能、强身健脑、防止心血管疾病等重要作用，也广泛用于油漆、石墨、染料、制革等工业领域[11]。研究亚麻平衡施肥技术，对提高亚麻产量和肥料利用率以及增加农民收入都具有十分重要的现实意义。

为构建旱地油用亚麻平衡施肥技术指标体系，本研究采用国家农业部《测土配方施肥技术规范》推荐的“3414”实验法，在河北省张家口市、山西省大同市和甘肃省白银市、定西市及内蒙古自治区鄂尔多斯市、乌兰察布市分别进行了田间试验，对试验获取的相关数据进行了分析。

1 材料与方法

表1 试验区自然条件概况Tab.1 Natural conditions of experimental sites

表2 供试田土壤基本理化性质Tab.2 Basic physicochemical soil properties in the six experimental sites

1.1 研究区概况

试验于2011年3～9月在河北省张家口市、山西省大同市和甘肃省平凉市、定西市及内蒙古自治区鄂尔多斯市、乌兰察布市同步进行，各试验地点自然条件状况如表1所示，供试田土壤基本理化性质如表2所示。

1.2 试验设计

张家口、鄂尔多斯、乌兰察布、大同和白银、定西试验点供试品种分别为当地主栽品种“坝选三号”、“轮选二号”、“陇亚 10 号”、“晋亚 10 号”和“陇亚 10 号”、“定亚 23”。试验采取“3414”完全试验法，即：氮、磷、钾3个因素，每因素4个水平，共14个处理。4个水平的含义为：0水平指不施肥，2水平为当地最佳施肥量的近似值，1水平=2水平×0.5，3水平=2水平×1.5。14个处理分别为：①N0P0K0，②N0P2K2，③N1P2K2，④N2P0K2，⑤N2P1K2，⑥N2P2K2，⑦N2P3K2，⑧N2P2K0，⑨N2P2K1，⑩N2P2K3，[11]N3P2K2，[12]N1P1K2，[13]N1P2K1，[14]N2P1K1。各试验区 2 水平氮、磷、钾肥用量如表3所示。3次重复，共42个试验小区。小区面积为20 m2（4 m×5 m），小区间、重复间分别设置30 cm、50 cm宽的走（过）道，四周设宽为1 m的保护行。种植密度均设定为750万粒/hm2，人工条播，播深3 cm，行距20 cm。各实验区其他管理方式同一般大田。

表3 各试验区油用亚麻“3414”完全实施试验2水平施肥量Tab.3 Fertilization treatment according to the second level of“3414”experiment method in the six sites

1.3 调查项目

收获时按小区单收单打，晒干后称取亚麻籽粒重量，测得小区实际产量。同时，每个处理取样20株，进行室内考种，测定单株生产力及产量构成因子状况。

1.4 计算方法

表4 各实验地点N、P、K肥料及油用亚麻籽粒价格（元/kg）Tab.4 The price of fertilizer N,P,K and oil flax seeds in the six experimental sites（¥/kg）

按王圣瑞等[14]的方法，采用三元二次典型肥料效应函数模拟平衡施肥模型；按Cerrato等[15]的方法，根据拟合的平衡施肥模型和边际效应分析，确定每个试验点的氮、磷、钾最大施肥量和最佳施肥量。氮、磷、钾肥料及油用亚麻籽粒价格按试验点所在区域市场价格计算（表4）。

采用Excel 2003软件进行数据处理。

2 结果与分析

2.1 不同氮磷钾施用量的增产效应

各试验点不同配方施肥处理的产量结果由表5所示。比较处理⑥N2P2K2（全肥区）与处理②N0P2K2（未施氮肥区）、处理④N2P0K2（未施磷肥区）、处理⑧N2P2K0（未施钾肥区）产量，分别得出氮、磷、钾肥对增加油用亚麻籽粒产量的效果（表6）。各试验点施用氮、磷、钾肥对增加油用亚麻籽粒产量的效果分别在11.35%～43.39%、5.52%～41.62%、5.46%～34.05%之间，平均增幅分别为24.06%、19.69%、19.07%。施用氮肥增幅最大，磷肥次之，钾肥最低；各试验点单位养分平均增产量钾肥最高（5.10 kg/kg）、氮肥次之（3.48 kg/kg）、磷肥最低（3.14 kg/kg）；张家口、大同、平凉 3个试验点施用钾肥产量增幅最大，分别为34.05%、19.63%、22.16%，单位养分增产量分别为16.89 kg/kg、3.82 kg/kg、2.57 kg/kg；鄂尔多斯、乌兰察布、定西3个实验点施用氮肥产量增幅最大，分别为13.02%、43.39%、29.52%，单位养分增产量分别为5.98%、2.42%、2.89%。

表5 各实验地点不同施肥处理的产量效应Tab.5 Seed yields of oil flax with different treatment levels of N,P and K in the six experimental sites(kg/hm2)

表6 各实验地点不同施肥处理的增产效果Tab.6 The increased rate of oil flax seeds under different treatment levels of N,P and K in the six experimental sites

2.2 氮磷钾肥对植株性状及产量构成因子的影响

各试验点不同缺素施肥处理植株形状及产量构成因子情况如表7所示。各实验点缺素施肥处理株高均比全肥处理降低，其中未施氮肥处理株高降幅最大，未施钾肥次之，未施磷肥第三；未施氮肥处理主茎分枝数均低于全肥处理。除定西试验点外，未施磷肥、钾肥处理与全肥区未表现出明显差异；各缺素施肥处理单株有效蒴果数均低于全肥处理。除鄂尔多斯试验点外，各试验点均为未施氮肥有效蒴果数降幅最大，未施磷肥次之，未施钾肥第三。鄂尔多斯试验点为未施钾肥降幅第一，未施氮肥次之，未施磷肥第三；各缺素施肥处理果粒数均低于全肥处理，其中，大同、平凉、定西试验点未施氮肥果粒数降幅最大，未施磷肥次之、未施钾肥第三。张家口、乌兰察布试验点为未施钾肥果粒数降幅最大，未施氮肥次之，未施磷肥第三。鄂尔多斯为未施磷肥果粒数降幅最大，未施氮肥次之，未施钾肥第三；各缺素施肥处理对千粒重的影响状况与对蒴果数的影响状况一致；各试验点缺素施肥处理单株籽粒产量均低于全肥处理。除鄂尔多斯试验点外，均为未施氮肥处理降幅最大，未施磷肥次之，未施钾肥第三。鄂尔多斯试验点为未施钾肥处理降幅最大，未施氮肥次之，未施磷肥第三。

2.3 氮磷钾三元施肥模型的构建

选择三元二次肥料效应模型对各实验点平衡施肥模型进行拟合，得到各试验点的氮、磷、钾平衡施肥模型如表8所示，经F检验均达到极显著相关（F>F0.01）水平，说明拟合程度良好。进一步对回归方程进行偏相关系数检验，也达到极显著水平，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。

2.4 氮磷钾肥料施用量的确定

根据表8各实验点肥料效应回归模型和表2各试验点所在区域当地市场氮、磷、钾肥料及油用亚麻籽粒价格，计算施用氮磷钾肥油用亚麻籽粒的最高产量、最佳施肥产量和最大施肥量、最佳施肥量如表9所示。综合各试验点情况，油用亚麻最大施氮量为67.05～157.50 kg/hm2，最大施磷量为80.40～142.05 kg/hm2，最大施钾量为 37.80～67.65kg/hm2，油用亚麻籽粒最高产量可达 961.35～2908.50 kg/hm2；最佳施氮量为 26.40～132.45 kg/hm2，最佳施磷量为 28.05～97.80 kg/hm2，最佳施钾量为19.05～48.00 kg/hm2，油用亚麻籽粒最佳产量可达813.30～2862.30 kg/hm2。可见，各试验点间差异较大，这与实验点土壤基础肥力以及品种需肥特性有关。张家口、鄂尔多斯、乌兰察布、大同、平凉和定西6试验点氮磷钾最大施肥量平衡配比分别为1.00:1.07:0.50、1.00:1.56:0.45、1.00:1.65:0.69、1.00:0.68:0.55、1.00:1.54:0.90、1.00:0.90:0.24，最佳施肥量平衡配比分别为 1.00:1.07:0.50、1.00:1.85:0.71、1.00:1.38:0.66、1.00:0.77:0.86、1.00:1.06:0.72、1.00:0.72:0.21。注：1）公式中，y表示油用亚麻籽粒产量，N、P、K 分别表示氮（N）、磷（P2O5）、钾（K2O）的施用量；2)** 表示 P<0.01。

表7 各实验地点不同施肥处理的植株性状表现及产量效应Tab.7 Plant properties and yields with different treatment levels of N,P and K in the six experimental sites

表8 氮磷钾三元二次肥料效应回归模型Tab.8 Three variable quadratic regression models of N,P and K fertilizers

表9 油用亚麻最高、最佳施肥量及最高、最佳产量Tab.9 The highest and optimal yields of oil flax under the maximum and optimal fertilization rates of N,P,K(kg/hm2)

3 结论与讨论

汪磊等[10]认为，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污染。本研究通过在4省6市进行的“3414”完全实验，确认施用氮、磷、钾肥均能有效地提高油用亚麻籽粒产量，依据各实验点平均产量分析，氮肥增幅最大，磷肥次之，钾肥最低，这与李文珍[16]研究结论一致。但张家口、大同、平凉3个试验点钾肥产量增幅高于氮肥，与李文珍研究结论不同，这与实验田基础肥力、基础产量以及品种需肥特性有关。缺素施肥对植株性状及产量构成因子影响的分析结果表明，氮肥对株高、蒴果数、果粒数、千粒重及单株产量的影响最大，钾肥次之，磷肥第三。但各试验点表现也不尽相同，故生产上应针对当地土壤养分情况确定最佳施肥量[17]。本研究选择三元二次肥料效应模型对各实验点的配方施肥模型进行拟合，得到了各试验点氮磷钾平衡施肥模型，可在运用于油用亚麻生产对施肥量的预测。依据油用亚麻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，可在相关试验区域油用亚麻生产上推广。

高小丽等[18]研究认为，科学合理施肥可大幅度提高油用亚麻单位面积产量，以氮、磷、钾肥增产效果最为显著。本研究结果表明，基于基础产量（不施肥）推行氮磷钾最大施肥量，张家口、鄂尔多斯、乌兰察布、大同、平凉和定西试验点油用亚麻籽粒最高产量比基础产量可分别增加40.53%、25.46%、71.15%、30.68%、16.21%和34.71%。推行氮磷钾最佳施肥量，油用亚麻籽粒产量最佳产量可比基础产量增加37.73%、23.47%、62.23%、26.07%、8.77%和24.68%。施用氮、磷、钾肥比不施对应肥料产量平均增幅分别为24.06%、19.69%、19.07%。

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