濉溪县小麦肥料效应试验研究

周宗民

摘 要：小麦3414肥料效应试验表明：产量与氮磷钾施肥量呈三元二次相关关系。濉溪县同等地力土壤推荐施肥量为N225kg/hm2，P2O590kg/hm2，K2O90kg/hm2。配方：（1）普通复合肥18-12-12，每667m2基施50kg，拔节期追施尿素13kg。（2）控释（失）复合肥22-9-9，每667m2基施60kg。

关键词：肥料效应;施肥量;小麦;濉溪县

中图分类号 S512.1 文献标识码 A文章编号 1007-7731（2015）13-37-03

提高肥料资源效率是保证粮食安全的重要措施，肥料效应试验是确定施肥参数、提高肥料利用率的重要技术手段。3414肥效试验作为测土配方施肥项目重要技术方法，其利用14个处理能够有效反映出试验土壤的最高产量施肥量、最佳经济施肥量及营养元素间的交互作用等大量施肥信息[1]。当前，我国对3414肥效试验己经进行了大量研究，对于区域内的施肥指导取得了较好的效果。濉溪县位于安徽省淮北平原中北部，耕地面积12.6万hm2，常年播种小麦11万hm2，小麦产量突破7 500kg/hm2。在小麦生产中，农民习惯施肥氮磷钾比例失调，影响了小麦的产量和经济效益，带来了巨大的资源浪费，并在一定程度上造成环境污染[2]。为此，濉溪县农技推广中心在杨柳农业科学实验站安排了3414试验，试图建立县域范围内小麦施肥指标体系，以指导农民科学施肥。

1 材料与方法

1.1 供试材料

1.1.1 供试土壤 试验地土壤类型砂姜黑土，土壤质地粘壤土，耕层厚度20cm，地下水位3.5～4.5m。耕层土壤有机质含量20.45g/kg，全氮0.98g/kg，碱解氮74mg/kg，有效磷（P2O5）23.6mg/kg，速效钾（K2O）127mg/kg。一年两熟，前茬大豆，单产1 800kg/hm2。

1.1.2 供试肥料 试验在不施有机肥的基础上进行。供试肥料为市场采购。尿素来自安庆石化，含氮量46%，磷肥来自铜官山化工有限公司，含磷量12%，钾肥为俄罗斯产氯化钾，含钾量60%。氮肥60%基施，拔节期追施40%;磷钾肥基施。

1.1.3 供试品种 供试作物为小麦，品种为济麦22。

1.2 试验设计 按照农业部“测土配方施肥项目的技术规范”和“安徽省3414肥效田间试验总体方案”要求，试验设氮、磷、钾3个因素，每个因素设4个水平，共14个处理。4个水平：0水平指不施肥，2水平为设定的最佳施肥量，1水平=2水平×0.5，3水平=2水平×1.5（过量施肥水平）。设定的最佳施肥量为N210kg/hm2，P2O590kg/hm2，K2O90kg/hm2（表1）。

表1 试验因素水平编码（kg/hm2）

[因素＼&0＼&1＼&2＼&3＼&N＼&0＼&105＼&210＼&315＼&P2O5＼&0＼&45＼&90＼&135＼&K2O＼&0＼&45＼&90＼&135＼&]

田间排列采用3列制，重复间有走道，周围设有保护行，随机区组排列，重复3次，小区面积3m×6.67m=20m2，行距20cm，15行区，东西行向。

1.3 试验实施与田间管理 试验于2014年10月至2015年6月在濉溪县杨柳农业科学实验站进行。大豆收获后旋耕，分区按处理施用肥料。10月12日播种，播种量150kg/hm2，10月13日浇水补墒。6月5日收获，全区计产。田间管理按高产田要求进行。

1.4 数据处理 数据采用3次重复的平均值。数据处理利用Excel软件，差异性分析和回归方程配置采用DPS v7.05软件，多重比较用LSD法。

1.5 试验期间的气候条件 2014年10月中旬至2015年6月上旬，平均气温10.7℃，比历年平均高0.6℃。12月上中旬平均气温为1.6、1.7℃，比历年平均低3.0、1.3℃，小麦提前进入越冬期;4月上、中旬平均气温分别为10.5、14.0℃，比历年平均低3.1、1.5℃，小麦穗部冻害中度发生。降水量318.5mm，比历年平均多46.0mm。10月19～21日降水96.2mm，形成涝渍，导致不少田块重播;5月上旬雨日5d，比历年平均多2.4d，空气湿度大，导致赤霉病、锈病偏重发生。日照时数1418.3h，比历年平均少28.3h。5月日照时数比历年平均少16.5h，与病害合并导致穗粒数减少、千粒重降低。5月8日、5月14日局部地区（铁佛、杨柳）龙卷风，小麦倒伏严重，千粒重降低。产量较2014年减产20%左右。

2 结果与分析

2.1 不同处理的产量差异 表2列出了不同处理的产量及其差异。同一肥料，不同施肥水平的产量均表现为0水平<1水平<2水平>3水平，也就是说：在一定的地力水平下，氮、磷、钾肥料用量达到一定程度，增产幅度变小，甚至会出现负效应。

表2 试验结构矩阵与小麦产量

[编号＼&处理＼&N＼&P2O5＼&K2O＼&产量

（kg/hm2）＼&差异显著性＼&5%水平＼&1%水平＼&1＼&N0P0K0＼&0＼&0＼&0＼&3303.9＼&e＼&E＼&2＼&N0P2K2＼&0＼&2＼&2＼&3790.6＼&e＼&E＼&3＼&N1P2K2＼&1＼&2＼&2＼&6655.0＼&cd＼&CD＼&4＼&N2P0K2＼&2＼&0＼&2＼&7248.3＼&ab＼&ABCD＼&5＼&N2P1K2＼&2＼&1＼&2＼&7310.0＼&ab＼&ABCD＼&6＼&N2P2K2＼&2＼&2＼&2＼&7780.0＼&a＼&A＼&7＼&N2P3K2＼&2＼&3＼&2＼&7633.3＼&ab＼&A＼&8＼&N2P2K0＼&2＼&2＼&0＼&7410.0＼&ab＼&ABC＼&9＼&N2P2K1＼&2＼&2＼&1＼&7576.7＼&ab＼&AB＼&10＼&N2P2K2＼&2＼&2＼&3＼&7595.0＼&ab＼&AB＼&11＼&N2P2K2＼&3＼&2＼&2＼&7162.5＼&abc＼&ABCD＼&12＼&N1P1K2＼&1＼&1＼&2＼&6568.3＼&d＼&D＼&13＼&N1P2K1＼&1＼&2＼&1＼&6763.3＼&cd＼&BCD＼&14＼&N2P1K1＼&2＼&1＼&1＼&7126.7＼&bcd＼&ABCD＼&]

方差分析表明，重复间差异不显著，说明试验田土壤肥力较均匀，对试验结果无影响;而处理间差异极显著（F=42.234**）。说明不同施肥处理对产量的影响效应明显，可以进一步进行回归拟合分析[3]。经LSD法多重比较，N02处理差异不显著，N13处理差异不显著，但极显著高于N0处理;N2～39处理，N2P2K2处理产量最高，与N2P1K1差异显著，但未达极显著水平;余差异不显著。这说明濉溪县小麦产量差异主要来自氮肥施用量，施用磷钾肥的增产效果不明显。

2.2 地力产量和土壤供肥能力 试验方案中处理N0P0K0为空白区，处理N2P2K2为全素区，处理N0P2K2为缺氮区，处理N2P0K2为缺磷区，处理N2P2K0为缺钾区。空白区产量

3 303.9kg/hm2，缺氮区3 790.6kg/hm2，缺磷区7 310.0kg/hm2，缺钾区7 165.2kg/hm2。空白区相对产量42.47%，缺氮区48.72%，缺磷区93.96%，缺钾区92.06%。土壤养分限制产量提高的顺序表现为N>K>P。按相对产量将土壤肥力划分为4级：相对产量≤50%为极低，50%～75%为低，75%～90%为中，>90%为高。试点土壤肥力中等，供氮能力低，供磷、钾能力高[4]。施肥应抓住最小养分而为之。每生产100kg小麦籽粒需N3.0kg，P2O51.25kg，K2O3.0kg。缺素区吸收量即为该养分的土壤供肥量。土壤供氮能力113.7kg/hm2，供磷能力91.4kg/hm2，供钾能力214.9kg/hm2。

2.3 肥料利用率 随着施肥水平的增加，NPK肥料增产效果及吸收利用率均随之下降，增产效果表现为氮>磷>钾，肥料利用率氮>钾>磷（表3）。这说明试验区土壤，氮的增产效应大于磷、钾，小麦产量对钾的施肥敏感度较强。

表3 增产效果和肥料利用率

[编码值＼&氮肥增产（kg/hm2）＼&氮素利用率（%）＼&磷肥增产（kg/hm2）＼&磷素利用率（%）＼&钾肥增产（kg/hm2）＼&钾素利用率（%）＼&1＼&2864.4＼&68.20＼&247.5＼&8.25＼&266.7＼&17.78＼&2＼&3989.4＼&47.49＼&617.5＼&10.29＼&470.0＼&15.67＼&3＼&3457.8＼&27.44＼&470.8＼&5.23＼&285.0＼&6.33＼&平均＼&3723.6＼&37.5＼&544.2＼&7.8＼&377.5＼&11.0＼&]

注：增产效果=（施肥区产量-缺素区产量）/施肥量，肥料利用率（%）=（施肥区产量-缺素区产量）×吸收系数/施肥量×100。按每生产100kg小麦籽粒需吸收N2.5kg、P2O51.5kg、K2O3.0kg计算。

2.4 效应方程配置 以NmPnKi（m、n、i=0～3）的编码值为自变量，以各处理组合的产量为因变量，进行逐步回归分析，建立以小麦产量为目标函数的氮磷钾肥料效应三元二次回归模型：

Y=3305.6+2705.55N+826.87P+496.69K-815.10N2-113.85P2-106.79K2+161.38NP+275.40NK-313.08PK，r=0.998**，F=361.39**。各因素的偏回归系数见表4。

表4 偏回归系数和t检验值

[因素＼&偏相关＼&t检验值＼&p-值＼&N＼&0.992＼&15.297＼&0.0001＼&P＼&0.919＼&4.675＼&0.0055＼&K＼&0.815＼&2.808＼&0.0376＼&N2＼&-0.996＼&23.087＼&0.0001＼&P2＼&-0.850＼&3.225＼&0.0233＼&K2＼&-0.834＼&3.025＼&0.0293＼&NP＼&0.710＼&2.017＼&0.0998＼&NK＼&0.865＼&3.441＼&0.0184＼&PK＼&-0.890＼&3.912＼&0.0113＼&]

小麦产量与氮磷钾施用量之间的回归关系达到极显著水平，真实反映了氮磷钾三因素用量与产量变化的关系。三要素间交互作用明显。一次项、二次项回归系数N>P>K，N、P、K主效应符合供试土壤养分状况及小麦的需肥特性。这说明濉溪县目前的小麦生产中：氮是影响产量的主要因素，磷钾次之;施肥应以氮为主，稳磷补钾[5-6]。

2.5 推荐配方 当边际产量等于0时，产量最高;当边际产量的销售收入与所增加的投入相等时，效益最高。

2.5.1 单元素施肥效应 将其它2元素施量固定在2水平，得单元素效应方程：YN=3817.8+3579.11N-815.1N2，YP=7124.1+523.47P-113.85P2，YK=7300.2+421.33K-106.79K2。当施肥水平分别为2.2、2.3和1.97时，产量最高。施肥量为：N230.5kg/hm2，P2O5103.5kg/hm2，K2O88.8kg/hm2。最高产量均突破7 700kg/hm2。

2.5.2 二元素施肥效应 将其中1元素施肥量固定在2水平，得二元素效应方程：

YNP=3871.8+3256.35N+200.71P-815.1N2-113.85P2+161.38NP，

YNK=4503.9+3028.31N-129.47K-815.1N2-106.79K2+275.4NK，

YPK=5456.3+1149.63P+1047.49K-113.85P2-106.79K2-313.08PK。

当编码值分别为2.24、2.47，2.24、2.29和1.67、2.46时，产量最高，同样突破7 700kg/hm2。

2.5.3 三元素施肥效应 经测算，最高产量施肥量为：N236.9kg/hm2，P2O587.2kg/hm2，K2O107.8kg/hm2，最高产量7753.1kg/hm2。肥料和农产品价格按市场价计算（N5.0元/kg，P2O56.7元/kg，K2O6.6元/kg，小麦2.3元/kg），经济施肥量为：N214.0kg/hm2，P2O586.0kg/hm2，K2O88.2kg/hm2，经济产量7690.3kg/hm2。推荐施肥量[7～8]为：N225kg/hm2，P2O590kg/hm2，K2O90kg/hm2。推荐的肥料配方为：（1）普通复合肥18-12-12，每667m2基施50kg，拔节期追施尿素13kg。（2）控释（失）复合肥22-9-9，每667m2基施60kg。

3 结论与讨论

（1）土壤是作物养分的供应库，但是土壤中各种养分的有效数量和比例一般与作物的需求相差较大，影响作物各组织器官的正常生长发育。因此，要切实改善土壤环境和结构，提供充足合理的养分，促进作物正常健康生长，进而达到增产增收目的，就要进行培肥土壤、精准施肥。

（2）小麦产量与氮磷钾施肥量呈三元二次相关关系。濉溪县同等地力土壤推荐施肥量为N225kg/hm2，P2O590kg/hm2，K2O90kg/hm2。配方：（1）普通复合肥18-12-12，每667m2基施50kg，拔节期追施尿素13kg。（2）控释（失）复合肥22-9-9，每667m2基施60kg。

参考文献

[1]银英梅，银友善，韩凤群，等.关于测土配方施肥中土壤供肥性能的研究[J].黑龙江农业科学，2006（4）：44-49.

[2]左建传，陆同兰，刘盛炀，等.兴化市小麦3414肥料效应试验研究[J].现代农业科技，2007（7）：71-72，74.

[3]王祝余，龚成华，孙国跃，等.响水县小麦3414肥料效应试验[J].安徽农学通报，2007，13（23）：122-124.

[4]李祥轩.运用3414试验探索小麦高产施肥模型[J].安徽农学通报，2007，13（24）：84-85.

[5]胡凤桂，黄占亮，李宏松.寿县小麦3414田间肥效研究[J].安徽农业科学，2008，36（13）：5527-5531.

[6]赵怀瑾，高正宝，柴文北，等.砂泥田小麦测土配方施肥模型的建立[J].农技服务，2007，24（11）：24-25，30.

[7]高福平，李孔浩，黄守营.小麦3414肥料效应试验初报[J].中国农村小康科技，2008（5）：61-64.

[8]游建秋，周福红，李品健，等.明光市小麦测土配方施肥研究[J].安徽农学通报，2007，13（9）：120-122.

（责编：张长青）