不同施肥量对甘蔗产量的效应研究

樊仙，张跃彬*，郭兆建，张永港，晏祥玉

不同施肥量对甘蔗产量的效应研究

樊仙1，张跃彬1*，郭兆建2，张永港2，晏祥玉2

（1.云南省农业科学院甘蔗研究所/云南省甘蔗遗传改良重点实验室，开远661699；2.德宏州甘蔗科学研究所，云南德宏678707）

采用3因素5水平二次正交旋转回归试验方法袁研究甘蔗产量与氮尧磷尧钾施用量的关系袁获得施肥量与产量二次回归数学模型遥通过分析表明院施用氮尧磷尧钾肥均对云蔗06-407产量的影响较为显著袁且氮尧磷尧钾肥在较低施用水平比较高施用水平对于甘蔗产量具有更明显的增产作用袁各因子对甘蔗产量的影响顺序是院磷肥>氮肥>钾肥遥

S566.106

院A

1007-2624（2015）05-0022-02

甘蔗；产量；施肥；模型

甘蔗是我国重要的糖料作物，氮、磷、钾对甘蔗产量和品质有显著的影响[1]，每生产1000 kg蔗茎，需吸收氮（N）1.5 kg～2kg、磷（P2O5）1 kg～1.5 kg、钾（K2O）2kg～2.5kg[2]。目前甘蔗生产中存在着施肥盲目施氮肥，忽视磷、钾肥的现象，导致氮肥严重浪费，磷肥和钾肥得不到合理补偿。本试验针对这一问题，应用三元二次回归正交旋转组合设计方法[3]，探讨氮、磷、钾3种营养元素对甘蔗产量的影响，以期为甘蔗高产高效综合配套定量施肥技术提供科学依据。

1　材料与方法

1.1试验材料

供试甘蔗品种为云蔗06-407。供试土壤：试验地为水浇地，土壤肥力均匀，地势平坦，水肥条件一致。土壤为常年甘蔗连作红壤，下种前取耕作层土壤化验，其土壤理化性状指标：全磷0.91 g/kg，全氮0.45 g/kg，全钾2.3 g/kg，速效磷74.53 mg/kg，碱解氮71.26 mg/kg，速效钾168.17 mg/kg，pH 4.7，有机质25.6 g/kg。供试肥料：为尿素（含N 46.4%）、过磷酸钙（含P2O516%）和硫酸钾（含K2O 50%）。肥料按照生产施肥习惯分为基肥和追肥施用，30%氮肥和全部的磷、钾肥作基肥一次施入，70%氮肥在甘蔗伸长期作追肥结合中耕培土施用。

1.2试验设计

试验设在德宏综合试验站景恩水田试验示范基地，试验设计采用三元二次正交旋转通用组合设计，选择N、P、K三个营养因素作为决策变量，以甘蔗产量作为目标函数。因子水平及编码列于表1。田间试验按3个因子、5个水平来实施，试验共20个处理，小区面积15 m2，行距为1 m，5行区，行长3 m，下芽量为120000芽/hm2，各处理按随机区组设计排列。试验于2014年2月11日播种，次年1月5日收获测实产。

1.3数据分析

试验数据采用Excel 2003和DPS数据处理系统软件进行统计分析[4]。

2　结果与分析

2.1不同甘蔗品种产量数学模型建立

根据试验结果（表1），以氮、磷、钾肥不同施用量作为决策变量，以甘蔗产量为目标性状进行统计分析，得出云蔗06-407不同施肥量与甘蔗产量间的数学回归方程：

y=9814.59+76.70x1+40.66x2+37.79x3+0.03x12-0.21x22-0.02x33-0.14x1x2-0.12x1x3+0.15x2x3

对回归方程的显著性检验得出，云蔗06-407产量的数学回归方程拟合性检验F1=6.16

对回归方程的失拟性检验得出，数学回归方程显著性检验F2=0.65

回归系数绝对值的大小可以判断因子的重要程度[6]，由此，从回归方程一次项得出氮、磷、钾三因素对云蔗06-407产量的影响大小顺序是磷肥＞氮肥＞钾肥，采用降维法，对因子效应进行分析，以揭示甘蔗产量与某一肥料因素间的数量关系，得到氮、磷、钾不同施肥量对其产量的一元一次回归方程：

y1=9814.59+76.70x1+0.03x12

y2=9814.59+140.66x2-0.21x22

y3=9814.59+37.79x3-0.02x33

2.2单因子产量效益分析

对因子效应进行分析，揭示云蔗06-407产量与氮、磷、钾肥某一因素间的数量关系。根据回归方程绘制甘蔗产量与氮、磷、钾肥某一因素之间的关系（图1）。

云蔗06-407甘蔗产量和糖分均随着磷肥施用量的增加而增加，且各处理间差异显著。从图中看出，氮（x1）、磷（x2）、钾（x3）与甘蔗产量的曲线关系，在本试验设计的施肥水平下，施用氮、磷、钾肥均对产量的影响较为显著，而氮素、磷素和钾素的产量效应曲线呈开口向下的抛物线形，表明氮素、磷素和钾素都存在着合理施用幅度的问题，超出此范围，产量有持平或下降的趋势。

表1　试验设计及结果

图1　云蔗06-407产量与单因素的关系

在3因子5个水平下，根据产量数学模型方程，为了取得在本试验生态环境条件下的最优组合以达到最高的甘蔗产量，采用频数分析法进行综合解析，在试验约束条件范围内（-2≤r≤+2），经DPS数据处理软件模拟寻优得到了试验中53=125套全部组合方案，以甘蔗产量80000kg/hm2为平均值进行分段并统计其频次，列出频次分布表（表2）。从频次分布表得出，按照软件模拟试验，甘蔗每公顷产量高于80000 kg的组合方案共53套，占42.4%，且绝大部分出现在中到高氮、中高磷、低到高钾的施肥处理上，相对来说，氮、磷的集中程度较高，钾较分散，说明在本试验条件下，钾肥对产量的影响小于氮肥和磷肥。

表2　频次分析

3　结论

在本试验设计的施肥水平下，施用氮、磷、钾肥均对云蔗06-407产量的影响较为显著，各因子对产量的影响顺序是：磷肥＞氮肥＞钾肥，通过单一因子效应分析得出氮素、磷素和钾素对甘蔗产量的影响较为显著，且3个肥料因子都存在着合理施用幅度的问题，超出此范围，产量有持平或下降的趋势，这与张跃彬研究结果一致[7]。氮、磷、钾肥在较低施用水平比高施用水平对于甘蔗产量具有更明显的增产作用。说明肥力较差的土壤，氮、磷、钾肥的增产效果比肥力高的土壤显著[8]。同时，试验结果得出，当肥料施用高出合理的范围时，磷、钾肥引起的减产效果要高于氮肥，云蔗06-407对磷钾肥较为敏感。

[1]沈有信.邓纯章，侯建苹.氮磷钾肥对甘蔗产量和含糖量的影响[J].云南农业大学学报，1998，13（2）：214-218

[2]邓绍同.现代甘蔗生产与科技[M].广州：广东科技出版社，1991：229

[3]王兴仁.现代肥料试验设计[M].北京：中国农业出版社，1996

[4]唐启义，冯明光.实用统计分析及其DPS数据处理系统[M].北京：科学技术出版社，2002

[5]汤颢军，曹凑贵，张似松，汪金平.稻鸭共育体系多因素正交旋转回归试验研究[J].湖北大学学报，2007，29（1）：99-104

[6]王介元.应用回归旋转设计确定最佳施肥量的探讨[J].土壤通报，1987（2）：87-89

[7]张跃彬，樊仙，刀静梅.不同氮水平对甘蔗生长的影响[J].中国糖料，2013（3）：15-17

[8]武杰，李宝珍，谌利，等.不同施肥水平对甘蓝型黄籽油菜产量的效应研究[J].西南农业大学学报，2004，26（5）：521-524

Effects of Fertilizer Rates on the Yield of Sugarcane

FAN Xian1,ZHANG Yue-bin1*,GUO Zhao-jian2,ZHANG Yong-gang2,YAN Xiang-yu2
(1.Sugarcane Research Institute,Yunnan Academy of Agricultural Sciences/Yunnan Key Laboratory of Sugarcane Genetics Improvement，Kaiyuan 661699；2.Sugarcane Research Institute of Yunnan Dehong,Dehong 678707)

Regression method of quadratic orthogonal gyration combination with 3 factors and 5 levels was used to simulate the level of fertilizers(N，P，K)applied to sugarcane yield.The mathematical model on the relationship between application level of fertilizers and the yield was set up.Results indicated that application of N,P and K significantly influenced yield of sugarcane variety'YunZhe 06-407',and the lower level of N,P and K fertilizer amount relatively increased yield of sugarcane than the high levels of fertilizer amount,the order of effect on cane yield was P＞N＞K.

sugarcane;yield;fertilization;model

10.13570/j.cnki.scc.2015.05.008

2015-04-22

国家甘蔗产业技术体系（CARS-20-3-4）和云南省甘蔗产业技术体系资助。

樊仙（1987-），女，云南富源人，助理研究员，主要从事甘蔗营养与施肥研究，E-mail：fanxian_87@163.com。

张跃彬（1969-），男，云南建水人，研究员，现代农业甘蔗产业技术体系岗位科学家。主要从事甘蔗综合技术方面的研究。Tel：0873-7227001，E-mail：ynzyb@sohu.com。