芝麻氮、磷、钾肥的效应研究

卫双玲，李春明，高桐梅，李丰，张海洋

(河南省农业科学院芝麻研究中心，河南郑州450008)

芝麻是我国重要的优质油料作物之一，因含油量和营养价值高而被誉为油料作物“皇后”［1］。近年来随着人们对芝麻营养保健价值认识的提高以及芝麻加工水平的提高，国内外市场对芝麻的需求量大幅增加，提高单产、增加芝麻总产已成为我国芝麻科研和生产发展的首要任务［2］。目前，我国芝麻多为夏芝麻，常因肥料的施用水平、施用比例、施用方法不当，造成芝麻产量水平低、投入产出比下降。因此，合理平衡施肥，提高土壤供肥能力，已成为提高芝麻产量的重要措施。前人围绕施肥对芝麻生长发育及产量的形成进行了较多研究，但这些研究多针对某单一肥料［3－7］或某两种肥料配施［8－11］进行，关于氮、磷、钾配施对芝麻产量及其经济效益影响的研究少有报道。农业部制定的“3414”肥料效应试验设计是确定作物最佳施肥数量、施肥品种、施肥比例，建立施肥指标体系的主要方法，是目前国内应用较为广泛的高效肥料效应田间试验设计［12］，并在花生［13］、大豆［14］、油菜［15］等油料作物的田间试验中应用，而在芝麻大田试验中未见报道。本文拟通过“3414”试验设计，研究芝麻不同氮、磷、钾肥料效应，旨在建立氮、磷、钾肥料效应模型，以确定最佳施肥量、最佳施肥配比等，达到提高肥料利用率、增加经济效益的目的，为指导芝麻生产提供科学的理论依据。

1 材料与方法

试验于2010年在河南省农业科学院试验基地进行，前茬作物为小麦。试验供试土壤有机质含量为 12.37 g/kg、全氮 1.95 g/kg、速效氮 92.2 mg/kg、速效磷27.8 mg/kg、速效钾169.4 mg/kg。供试芝麻品种为白芝麻郑芝98N09和黑芝麻冀9014。

试验设计采用农业部推荐的“3414”优化设计［16］，设N、P和K 3个因素，4个水平(0水平指不施肥，2水平施肥量为 N 120 kg/hm2、P2O5100 kg/hm2、K2O 120 kg/hm2，1 水平 =2 水平 ×0.5，3水平=2水平×1.5)，14个处理。供试肥料氮肥为尿素(含 N 46%)、磷肥为过磷酸钙(含 P2O512%)、钾肥为氯化钾(含K2O 60%)，氮肥、磷肥和钾肥均作基施，以不施肥为对照(见表1)。小区面积12m2，重复3次，随机区组排列，处理间设0.5m田埂进行隔离，四周设保护行，田间管理按照常规栽培要求进行。试验播种日期为2010年6月22日，郑芝98N09于9月21日收获，全生育期91 d;冀9014于9月12日收获，全生育期82 d。

试验数据采用Excel和DPS软件进行分析。

表1 芝麻“3414”试验方案Table 1 Designs of the“3414”fertilizer experiment on rapeseed

2 结果与分析

2.1 氮、磷、钾配施对芝麻经济性状及产量的影响

从表2可以看出，施肥处理的芝麻株高、果轴长度、单株蒴数、单蒴粒数、千粒重等经济性状和产量比对照均有所增加和改善。郑芝98N09以N2P2K2处理的单株蒴数(62.9个)最多，千粒重(3.179 g)最大，产量最高(690.754 kg/hm2)。分别较对照单株结蒴数增加78.19%，千粒重增加17.44%，增产85.39%。在同一磷钾、氮钾、氮磷水平，产量均随单一施肥量的增加呈现先增加后降低的趋势，均以N2P2K2产量最高，如磷钾用量相同条件下，N1P2K2、N2P2K2和N3P2K2处理较 N0P2K2处理分别增产18.47%、28.27%和27.30%，其余类推。表明郑芝98N09耐肥能力较差，仅施磷、钾肥或过量施用氮、磷、钾肥均降低其产量。

表2 不同处理对芝麻经济性状及产量的影响Table 2 Effects of different treatments on sesame economic character and Yield

黑芝麻品种冀9014以N3P2K2处理单株蒴数(93.2个)、单蒴粒数最多(44.5粒)，千粒重达3.1g以上，且产量最高(885.003 kg/hm2)，较对照(605.855 kg/hm2)增产46.08%。N2P2K3处理的千粒重最大(3.163 g)，产量为870.101 kg/hm2，分别较对照的千粒重增加11.77%，产量提高43.62%。从氮、磷、钾肥用量来看，除磷肥外，其它两种肥料处理均以 3水平的产量最高，其中 N3P2K2较N2P2K2处理每公顷增产15 kg左右，表明黑芝麻冀9014的耐肥能力较强，氮、钾肥均以3水平处理的经济性状和产量最高。

2.2 芝麻经济性状与氮、磷、钾肥的相关分析

由表3可以看出，在产量构成因素中，单株蒴数受氮、磷、钾肥用量的影响最大。从不同肥料来看，施氮量与两品种的株高、单株蒴数、单蒴粒数及千粒重均达到显著正相关，生产上可以通过适当增施氮肥提高芝麻产量来提高肥料利用率，减少氮肥损失。增施磷肥能提高郑芝98N09的单株蒴数(r=0.61)和单蒴粒数(r=0.62)，钾肥对冀9014的经济性状影响较大，与其株高、果轴长度及单株蒴数达到显著正相关，与果轴长度(r=0.65)、单株蒴数(r=0.67)和千粒重(r=0.79)达到极显著正相关，因此在冀9014的生产中，适量增施钾肥能显著改善其经济性状。从表3还可以看出，氮、磷、钾肥对郑芝98N09的经济性状的影响大小为氮＞磷＞钾，对冀9014经济性状的影响大小为氮＞钾＞磷。

表3 经济性状与氮、磷、钾肥的相关分析Table 3 Correlation coefficients between the economic characters and the fertilizers

2.3 氮、磷、钾肥及其配施对芝麻产量效应方程的建立及其推荐用量

分别对郑芝98N09和冀9014各处理的芝麻产量进行回归统计分析，建立三元二次肥料效应函数模型。

郑芝98N09和冀9014的三元二次肥料效应方程的F值分别为1030.13和417.31，均大于F0.01=14.65，呈极显著水平。根据肥料模型用偏导方式得到氮、磷、钾肥料的最大施肥量、最佳施肥量以及相对应的两品种的最大产量和最佳产量结果列于表4。郑芝98N09的最大施肥量分别为 N 142.21 kg/hm2、P2O5110.10 kg/hm2、K2O 145.65 kg/hm2，最大产量达696.26 kg/hm2;最佳施肥量分别为N 123.09 kg/hm2、P2O560.13 kg/hm2、K2O 73.31 kg/hm2，最佳产量达661.68 kg/hm2。冀9014的最大施肥量分别为 N 192.01 kg/hm2、P2O5128.02 kg/hm2、K2O 186.64 kg/hm2，最大产量达 906.93 kg/hm2;最佳施肥量分别为 N 133.92 kg/hm2、P2O570.85 kg/hm2、K2O 110.80 kg/hm2，最佳产量为864.84 kg/hm2。根据所采用的价格计算出，郑芝98N09的最大产值为8215.87 Yuan/hm2，最大施肥量的成本为2257.25 Yuan/hm2，纯收入为5958.62 Yuan/hm2;最佳产值为7807.82 Yuan/hm2，最佳施肥量的成本为 1426.22 Yuan/hm2，纯收入为6381.60 Yuan/hm2。冀 9014的最大产值为11790.09 Yuan/hm2，最大施肥量的成本为2851.24 Yuan/hm2，纯收入为8938.85 Yuan/hm2;最佳产值为 11242.92 Yuan/hm2，最佳施肥量的成本为1756.79 Yuan/hm2，纯收入为 9486.14 Yuan/hm2。

从表4还可以看出，冀9014和郑芝98N09在肥料效应上存在差异性，冀9014的氮、磷、钾最大和最佳施肥量均高于郑芝98N09。从最佳施肥量来看，冀9014比郑芝98N09的最佳氮、磷、钾施肥量高出 10.83 kg/hm2、10.72 kg/hm2和 37.49 kg/hm2。从施肥比例来看，郑芝98N09的氮、磷、钾的最佳施肥量的施肥比例为2.0∶1.0∶1.2;冀9014的氮、磷、钾的最佳施肥量的施肥比例为1.9∶1∶1.6。表明在生产中郑芝98N09施肥应重施氮肥，适配磷、钾肥;冀9014应重施氮、钾肥，兼施磷肥。

表4 芝麻氮、磷、钾肥的推荐用量(kg/hm2)Table 4 Recommended nitrogen，phosphorus and potassium application amounts for sesame

3 讨论与结论

适量氮、磷、钾用量及其配施能显著改善芝麻的经济性状，提高芝麻产量。白芝麻品种郑芝98N09以N2P2K2处理产量最高，较对照增产85.39%，而黑芝麻品种冀9014则以N3P2K2产量最高，较对照增产46.08%;仅施磷、钾肥或过量使用氮、磷、钾肥均降低其产量;芝麻株高、单株蒴数、单蒴粒数、千粒重等经济性状与氮肥用量呈显著正相关，氮、磷、钾肥对郑芝98N09经济性状的影响大小为氮＞磷＞钾，冀9014为氮＞磷＞钾，两芝麻品种对磷、钾肥的效应表现不同，可能与品种本身遗传特性有关，这与刘翠霞［17］的研究结果施磷对芝麻有效蒴果数和产量因品种而异相似。

确定氮、磷、钾肥用量是芝麻科学施肥的重要内容，既要考虑不同品种对氮、磷、钾等营养元素的吸收特性，又要考虑土壤的养分供应状况。魏根林［18］等研究表明，在赣东北红壤田块条件下，芝麻于6月10日左右播种，并施N 114.6 kg/hm2、P2O5116.5 kg/hm2、K2O 179.1 kg/hm2，可获得芝麻最高产量为796.8 kg/hm2。姚殿立［19］等开展淮北平原夏芝麻高产平衡施肥技术研究，指出中等肥力地块条件施用 N 150 kg/hm2、P2O560～90 kg/hm2、K2O 90～120 kg/hm2，若土壤肥力较低，可考虑应用较高的施肥量;反之，适当减少施肥量。本试验研究条件下，利用建立的三元二次肥料效应方程，模拟出各品种最大和最佳产量及对应的最大和最佳施肥量，郑芝98N09的最佳施肥量为 N 123.09 kg/hm2、P2O560.13 kg/hm2、K2O 73.31 kg/hm2，纯收入达到6381.60 Yuan/hm2;冀9014最佳施肥量分别为N 133.92 kg/hm2、P2O570.85 kg/hm2、K2O 110.80 kg/hm2，纯收入达到 9486.14 Yuan/hm2。郑芝98N09和冀9014两品种对氮、磷、钾肥的最佳施肥量存在差异，且在生产中，郑芝98N09施肥时应重施氮肥，适配磷、钾肥;冀9014应重施氮、钾肥，兼施磷肥。表明不同品种的芝麻对肥料的需求量和对肥料反应不同。因此，针对不同地区、不同芝麻品种制定出合理的施肥指标体系，仍是当前芝麻施肥工作研究的重点。

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