陆良县大春马铃薯氮磷钾合理用量试验

栾红岗，谢红生，王谷珍，资正丽，柏琼芝，季寿堂*

（1.陆良县龙海乡农业综合服务中心，云南陆良 655604；2.陆良县农业技术推广中心，云南陆良 655600；3.陆良县活水乡农业综合服务中心，云南陆良 655604）

陆良县大春马铃薯氮磷钾合理用量试验

栾红岗1，谢红生1，王谷珍1，资正丽3，柏琼芝2，季寿堂2*

（1.陆良县龙海乡农业综合服务中心，云南陆良 655604；2.陆良县农业技术推广中心，云南陆良 655600；3.陆良县活水乡农业综合服务中心，云南陆良 655604）

为了确定陆良县大春马铃薯氮、磷、钾合理用量，以马铃薯品种会-2号为材料，采用农业部推荐的“3414”试验方案设计，通过N、P、K肥的不同水平组合，进行随机区组试验设计，重复3次。研究结果表明，施用纯N 66.49 kg/hm2、P2O5109.77 kg/hm2、K2O 90.68 kg/hm2的N、P、K组合产量最高，施用纯N 59.76 kg/hm2、P2O591.28 kg/hm2、K2O 87.99 kg/hm2的N、P、K组合可获得最佳经济产量。

大春马铃薯；肥料效应；施肥量；丰缺指标

大春马铃薯是陆良县高寒山区最主要的粮食作物，常年种植面积0.8万hm2，多年来大春马铃薯生产中农户盲目施肥、过量施肥现象普遍存在，施肥不合理降低大春马铃薯的抗病虫性[1]、产量、品质及综合效益。为此于2010年实施“3414”试验，首先分析不同处理产量差异的显著性[2]，然后进行多重比较，分析不同用量肥料产量差异的显著性，利用测土配方施肥数据系统“3414”试验得出肥料效应方程，最高产量和经济最佳产量施肥量，以及养分丰缺指标[3]，利用EXCEL 2013回归分析氮、磷、钾任意2种肥料最佳配比下另一肥料的合理用量，对三元二次施肥模型拟合进行很好的补充和优化[4]。从量化角度指导陆良县大春马铃薯合理施肥，为陆良县大春马铃薯大面积增产和节本增效服务。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

本次试验安排在龙海乡树搭棚村委会梨园山村，位于北纬24.951 667°，东经103.080 416 7°，海拔2 290.4 m。前作玉米，土壤类型为棕壤，土种为面油灰土，有机质含量丰富，耕性好，但所处气候冷凉，土壤肥力中等，质地疏松，土壤保水保肥能力较强，很适宜种植大春马铃薯。

1.2 试验材料

马铃薯品种会-2号；试验化学肥料：氮肥为沾化尿素（含纯N 46.4%）；磷肥为普钙（含P2O516%），钾肥为硫酸钾（含K2O 50%）。

1.3 试验设计

采用农业部推荐的“3414”试验方案设计（完全实施），“3414”是指氮、磷、钾3个因素，4个水平、14个处理。4个水平的含义：0水平指不施肥，2水平指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（该水平为过量施肥水平），陆良县大春马铃薯氮、磷、钾2水平施肥量分别为N 4个水平N0、N1、N2、N3，施肥量分别为0 kg/hm2、45 kg/hm2、90 kg/hm2、135 kg/hm2；P2O54个水平P0、P1、P2、P3，施肥量分别为0 kg/hm2、75 kg/hm2、150 kg/hm2、225 kg/hm2；K2O 4个水平K0、K1、K2、K3，施肥量分别为0 kg/hm2、37.5 kg/hm2、75 kg/ hm2、112.5 kg/hm2。14个处理组合为处理1（N0P0K0）、处理2（N0P2K2）、处理3（N1P2K2）、处理4（N2P0K2）、处理5（N2P1K2）、处理6（N2P2K2）、处理7（N2P3K2）、处理8（N2P2K0）、处理9（N2P2K1）、处理10（N2P2K3）、处理11（N3P2K2）、处理12（N1P1K2）、处理13（N1P2K1）、处理14（N2P1K1），每个处理重复3次，42个小区，采用随机区组排列。

1.4 试验方法

本试验于3月20日播种，小区面积20 m2，每小区种植105株，试验各处理所用化学肥料一次性作基施穴施，用农家肥37.5 t/hm2盖种；小区间马铃薯苗齐后，结合锄草松土，进行一次中耕浅培土，马铃薯现蕾前进行高培土，现蕾前防治晚疫病1次，现蕾后防治晚疫病2次，全生育期雨水调匀，马铃薯生长良好，8月7日收获。收获前进行经济性状调查，随后进行实际测产。

1.5 数据分析

在方差分析表明施肥有增产效果时，用“3414”试验数据分析软件，进行氮、磷、钾三元二次效应方程的拟合，得出最佳施肥方案，通过回归分析进行氮、磷、钾一元二次效应方程的拟合，得出任意2种肥料在2水平下另一肥料最高产量施肥量。

2 结果与分析

2.1 不同处理产量差异显著性分析

经实收测产得出各处理产量，见表1。本次试验方差分析区组间差异不显著，处理间F=14.290＞F0.01= 2.624，处理间存在极显著差异，见表2。处理之间差异是由不同处理造成，而不是因为田间误差所引起，为了进一步明确哪些平均数间差异显著，哪些不显著，尚需对各个平均数作多重比较。

表1 试验产量分析

表2 方差分析

从表3看出，不施肥的N0P0K0空白处理与只施用氮、磷肥不施用钾肥的N2P2K0处理产量较低，2个处理之间产量差异不显著，与其他12个处理相比产量差异达极显著水平，表明单施氮、磷肥增产效果不明显，氮、磷、钾肥配合使用具有显著增产效果。不施用氮肥的N0P2K2处理产量和N1P2K2、N2P2K2处理产量差异达到显著水平，与N3P2K2处理产量差异未达到显著水平，表明在磷、钾2水平下氮肥增施增产效果显著，过量施肥产量降低，不施用磷肥的N2P0K2处理产量和N2P1K2、N2P2K2、N2P3K2处理产量差异未达到显著水平，表明在氮、钾2水平下磷肥增施增产效果不显著。不施用钾肥的N2P2K0处理产量和N2P2K1、N2P2K2、N2P2K3处理产量差异达到极显著水平，表明在氮、磷2水平下钾肥增施增产效果显著。因此通过回归分析找出最高产量施肥量和经济最佳施肥量对于指导生产具有重要意义。

表3 不同处理多重比较

2.2 不同处理的回归分析

2.2.1 氮、磷、钾三元二次效应方程的拟合

利用测土配方施肥数据汇总系统的“3414”试验分析软件分析导出回归方程：Y=18771+48.214N+ 20.732P+207.22K-0.6821N2-0.146P2-1.146K2+ 0.2737NP+0.1365NK+0.077PK，R为0.98表示产量和氮、磷、钾施肥水平相关性较好，方差分析F= 71.18>F0.01=14.66，表明马铃薯产量与氮、磷、钾施用量之间具有显著回归关系，R2=0.99表明回归方程拟合效果较好。方程N、P、K的一次项偏回归系数为48.214、20.732、207.22，可知增施氮肥、磷肥、钾肥对马铃薯都能起到增产作用，其中以钾肥和氮肥增产作用最大。方程N、P、K的2次项偏回归系数为-0.6821、-0.146、-1.146，说明3种肥料在其中2种2水平下的效应曲线是一条抛物线，都存在一个合理施肥的范围，过量施肥会造成减产，因此选用处理2、处理3、处理6、处理11可在P2、K2基础上求得氮肥效应方程，选用处理4、处理5、处理6、处理7可在N2、K2基础上求得磷肥效应方程，选用处理6、处理8、处理9、处理10可在N2、P2基础上求得钾肥效应方程。

2.2.2 氮肥效应方程的拟合

在EXCEL软件中输入处理2、处理3、处理6、处理11氮肥用量及产量，进行氮肥一元二次方程拟合，得到图1氮肥肥料效应一元二次方程曲线图，即：y=-0.673N2+97.940N+26964，R2=0.999，表明回归方程拟合效果较好，通过方程的拟合图看出随着施氮量增加产量也增加且有一最大值，即N=97.940/（2×0.673）=72.7（kg/hm2）时，最高产量为30 522.9 kg/hm2。

图1 氮肥效应曲线

2.2.3 磷肥效应方程的拟合

在EXCEL软件中输入处理4、处理5、处理6、处理7磷肥用量及产量，进行磷肥一元二次方程拟合，得到图2磷肥肥料效应一元二次方程曲线图，即：y=-0.119N2+32.78N+27812，R2=0.960表明回归方程拟合效果较好，通过方程的拟合图看出随着施磷量增加产量也增加且有一最大值，即P= 32.78/（2×0.119）=136.8（kg/hm2）时，最高产量为30 055.4 kg/hm2。

图2 磷肥效应曲线

2.2.4 钾肥效应方程的拟合

在EXCEL软件中输入处理6、处理8、处理9、处理10钾肥用量及产量，进行钾肥一元二次方程拟合，得到图3钾肥料效应一元二次方程曲线图，即：y=-1.259N2+222.0N+21141，R2=0.992表明回归方程拟合效果较好，通过方程的拟合图看出随着施钾量增加产量也增加且有一最大值，即K= 222.0/（2×1.259）=88.1（kg/hm2）时，最高产量为30 923.6 kg/hm2。

图3 钾肥效应曲线

2.3 养分丰缺指标确定、肥料增产效应测算

利用（N2P2K2）全肥区产量，和缺氮（N0P2K2）、和缺磷（N2P0K2）、和缺钾（N2P2K0）区产量的百分比，即：缺素相对产量确定养分丰缺，相对产量55%～75%为低；75%～85%为中；85%～95%为高；大于95%为极高，缺氮的相对产量89.00%为高，缺磷的相对产量92.2%为高，缺钾的相对产量69.4%为低，利用（N2P2K2）全肥区产量，和缺氮（N0P2K2）、和缺磷（N2P0K2）、和缺钾（N2P2K0）区产量的差值除以全肥区所增施肥料的量（纯量），得到每投入单位肥料量（纯量）所增加的经济产量，是肥料增产效应的体现。N肥农学效率为36.9、P肥农学效率为15.8、K肥农学效率为123.6，由上可知增施氮、磷肥，增产效果差，增施钾肥增产效果好（表4）。

表4 养分丰缺指标确定与肥料增产效应测算

2.4 最高产量施肥量和经济最佳施肥量的确定

以2010年化肥和当地马铃薯价格测算经济效益，利用分析软件求得最高产量施肥量和经济最佳施肥量（表5），最高产量施肥量：施用纯N 66.49 kg/ hm2、P2O5109.77 kg/hm2、K2O 90.68 kg/hm2时，最高产量为31 007.8 kg/hm2，经济效益为35 690.8元/ hm2；经济最佳产量施肥量：施用纯N 59.76 kg/hm2、P2O591.28 kg/hm2、K2O 87.99 kg/hm2时，产量为30 951.4 kg/hm2，经济效益为35 758.3元/hm2（扣除化肥成本，未扣除其它支出）。

表5 最高产量施肥量和经济最佳施肥量

3 讨论

试验根据马铃薯产量结果，利用测土配方施肥数据系统“3414”试验数据分析软件进行分析，拟合出N、P、K肥料效应模型，计算出最高产量施肥量和经济最佳施肥量，利用EXCEL进行N、P、K肥料在2肥料2水平下另1种肥料效应方程的拟合[3]，测算出最高产量施肥量，利用缺素相对产量确定养分丰缺[4]，利用农学效率测算肥料增产效应，以当年农资和农产品价格测算最高产量施肥量和经济最佳施肥量经济效益[5]。通过本次试验，为陆良县大春马铃薯科学施肥方案制定提供重要数据支撑，也是提高陆良县大春马铃薯科学种植水平，达到节本增效的重要保障。

[1]杨德.试验设计与分析[M].北京：中国农业出版社，2002.

[2]马维富，韩小燕，刘万莲，等.石楼县玉米“3414”肥料试验研究[J].中国农技推广，2011，27（12）：35-36.

[3]农业部.3414正规田间试验设计与统计分析[M].农业部测土配方施肥培训教材.

[4]王圣瑞，陈新平，高祥照，等.“3414”肥料试验模型拟合的探讨[J].植物营养与肥料学报，2002，8（4）：409-413.

[5]陈新平，张福锁.通过“3414”试验建立测土配方施肥技术指标体系[J].中国农技推广，2006，22（4）：36-39.

2014－01－21

栾红刚（1978-），男，本科，农艺师，主要从事农业技术推广工作，E-mail：lhg990241@163.com。

*为通讯作者。