云南河口山地香蕉测土配方施肥的田间肥料效应研究

林木森+王娟+范志荣+李芹+李伟+罗国红+白永平+权正韬+常仕代

摘 要 为构建适合河口县老范寨乡山地香蕉的测土配方施肥指标体系，为香蕉生产提供科學合理的施肥措施，本试验采用“3414”田间肥效试验方案，对香蕉氮、磷、钾施肥效应进行了研究。试验结果表明，处理10（N2P2K3）的折合产量最高，为39.75 t/hm2；其次分别为处理7（N2P3K2）、处理6（N2P2K2）和处理11（N3P2K2），折合产量分别为39.06、39和38.85 t/hm2；处理8（N2P2K0）为除空白处理1（N0P0K0）外产量最低的一组，为18.75 t/hm2，说明不同施肥处理对香蕉的产量具有较大影响。在本试验条件下，三元二次方程拟合结果表明，该地区氮（N）、磷（P2O5）和钾（K2O）的最佳施肥量分别为632.25、198.3和1 207.95 kg/hm2。对于香蕉而言，该地区香蕉试验地基础地力贡献率为39.26%，土壤供钾能力极低，供氮能力较低，供磷能力中等，说明钾肥是影响香蕉产量的主要因素之一。

关键词 香蕉 ；配方施肥 ；产量 ；肥料效应

中图分类号 S668.1 文献标识码 A Doi：10.12008/j.issn.1009-2196.2017.06.004

Field Fertilizer Efficiency Trial Based on Soil Testing and Fertilizer

Recommendation for Banana Plantations in the Mountainous Areas

in Hekou， Yunnan Province

LIN Musen1） WANG Juan1） FAN Zhirong1） LI Qin1） LI Wei2）

LUO Guohong3） BAI Yongping4） QUAN Zhengtao5） CHANG Shidai5）

（1 Agricultural Technology Extension Service Center， Hekou Bureau of Agriculture &

Science and Technology， Hekou， Yunnan 661399；

2 Honghe Tropical Agriculture Research Institute of Yunnan， Hekou， Yunnan 661300；

3 Hekou Bureau of Agriculturel & Science and Technology， Hekhou， Yunnan 661300；

4 Hekou Nanxi Farm， Hekou， Yunnan 661302；

5 Hekou Yunshan Agricultural Science and Technology Co.Ltd， Hekou，Yunnan 661300）

Abstract In order to establish a system of soil testing and fertilizer recommendation suitable for banana plantations in mountainous areas of Laofanzhai Village in Hekou County， a“3414”field fertilizer efficiency trial was conducted to observe the effects of N， P and K fertilizers on banana planted in the mountainous areas. The results showed that Treatment 10（N2P2K3） gave the highest yield of 39.75 t/ha， followed by Treatment 7（N2P3K2）， Treatment 6（N2P2K2） and Treatment 11（N3P2K2）， which yielded 39.06 t/ha， 39 t/ha and 38.85 t/ha， respectively. Treatment 8（N2P2K0） had the lowest yield （18.75 t/ha） besides the control Treatment 1（N0P0K0）. This indicated that fertilizer treatment gave a significant effect on banana yield. The fitting of the quadratic equations with three variables showed that the optimum application rates of N， P2O5 and K2O fertilizers were 632.25， 198.3 and 1 207.95 kg/ha， respectively. In this area， the soil fertility contribution rate for banana was 39.26%， the soil supplying abilities of K， N and P were extremely low， very low， and intermediate， respectively. Therefore， K significantly affected banana yield.

Keywords Banana ； soil testing and fertilizer recommendation ； yield ； fertilizer effect

香蕉（Musa nane Lour.）属芭蕉科芭蕉属单子叶草本植物，被联合国粮农组织（FAO）认定为继水稻、小麦和玉米之后的第四大粮食作物[1-2]。在热带地区，香蕉为人们带来了很好的经济效益，高品质的有机香蕉消费市场越来越大[3]。我国香蕉种植主要分布在云南、广西、广东、海南、福建、台湾等地[4]。2013年，全国香蕉种植面积36万hm2，其中云南占全国种植面积约1/3，达10万hm2[5]。“3414”田间肥效试验在我国各地区已经进行多年，而且在各种农作物的生产实践中取得了很好的社会效益。目前已在水稻[6]、玉米[7]、大豆[8]、小麦[9]、马铃薯[10]、蚕豆[11]、香蕉[12-13]等各种农作物种植中广泛应用。

河口县位于云南省东南部的红河谷地，平均海拔在150～500 m，具有独特的高原型立体气候特征，降雨量充沛，热量较高，终年无霜，可以种植正造蕉，也是反季节香蕉难得的天然种植区[14]。但有研究表明，该地区缺乏科学的土壤养分管理，蕉园长期施用化学肥料，施肥不足或施肥过量问题明显，土壤结构恶化，肥力明显下降[15]。河口县被列为2009年国家农业部“测土配方施肥补贴示范项目县”，结合香蕉产业已成为该地区农业发展支柱的现状，针对性地制定“河口县测土配方施肥补贴项目工作实施方案”，以“河口香蕉产业提质增效”为目标，笔者按照国家测土配方施肥补贴项目工作的要求，在河口县老范寨乡对山地香蕉进行“3414”田间肥效试验，为今后有序开展香蕉测土配方施肥技术的试验研究及示范推广奠定基础，对该地区香蕉产业的可持续发展和维护农业生态环境具有重要现实意义。

1 材料与方法

1.1 材料

试验地位于河口县老范寨乡（地理位置：北纬22°51′26″，东经103°52′38.6″），坡度20°，海拔250 m，年降雨量1 700 cm，常年积温8 577℃；土壤为砖红壤，酸性较强，肥力适中，土壤中有效磷含量极高，全钾和有效钾含量较高，基本情况见表1；前茬栽种作物为玉米。

试验采用统一的“3414””最优回归试验设计，试验田共分14个小区，随机排列。由于试验地为坡地，所以坡改台，台高约70 cm，宽约1.8 m，香蕉定植后，相邻两台植株的距离约2 m，整片坡地改造后由下往上共12台。由于坡地高处与低处的土壤栽培条件并不完全一致，所以为保证试验地各小区的栽培条件基本一致，试验地由低往高处方向定植行，行间距为3 m，共44行，除去第一行和最后一行，每3行为一个小区，小区之间挖沟隔开（宽50 cm，深50 cm）。借助随机数字表，根据随机区组排列的方法布置14个小区，每个小区田间管理操作要求一致。每株施用有机肥5 kg；氮肥从栽种后每20～30 d施肥1次，分8次施入，施入量依次为氮肥总量的4%、6%、10%、15%、20%、30%、10%和5%；钾肥从栽种1个月后开始施肥，具体在氮肥施入10 d左右后施入钾肥，同样分8次施入，施入量依次为钾肥总量的4%、6%、10%、15%、20%、30%、10%和5%；磷肥一次性施用总量的60%作为底肥，剩余40%的磷肥分2次施入（同第五和第六次施入氮钾肥的时候一起施入）；施肥量以株计算，田间肥效试验因素水平设计以及各小区每株香蕉施肥量见表2。

试验当季栽种香蕉品种‘威廉斯B6；定植时间为2011年11月15日；采收时间为2012年12月中下旬。试验用肥料为尿素（N≥46%）、过磷酸钙（P2O5≥16%）和氯化钾（K2O≥60%）。

1.2 数据收集和处理

在香蕉收获时，测定各小区单株产量。具体操作如下：由于试验地为坡改台，由下往上选取第4、5、6、7和8台地定植的香蕉进行单株测产。各小区内，每台地为3棵香蕉，小区香蕉共15株，测产时每台地随机测量2株香蕉的单株产量，即每个小区共测量10株香蕉的单株产量。记录各小区的单株果实重量，计算各小区的平均单株产量后，根据试验地的定植密度，换算出试验地的平均产量（试验地株行距为2 m×3 m，可定植香蕉1 650株/hm2）。试验数据用Microsoft Excel 2003 统计处理。

根据计算，分别得到14个处理的平均产量，当年香蕉市场收购价为2.5元/kg，当年氮（N）、磷（P2O5）和钾（K2O）肥料市场价格分别为5.4、6.6和4.2元/kg。以平均产量（Y）为因变量，施肥水平（X1、X2、X3、X12、X22、X32、X1X2、X1X3和X2X3）为自变量，运用统计软件（IBM SPSS Statistics 19）和测土配方施肥“3414”试验分析器SG-2.3进行三元二次回归数据分析。

土壤供肥力指標计算方法如下：

基础地力贡献率=（N0P0K0区产量/N2P2K2区产量）×100%；

缺氮区相对产量=（N0P2K2区产量/N2P2K2区产量）×100%；

缺磷区相对产量=（N2P0K2区产量/N2P2K2区产量）×100%；

缺钾区相对产量=（N2P2K0区产量/N2P2K2区产量）×100%；

农业部2008年3月制定的《测土配方施肥技术规范》，根据缺素区的相对产量来反应供试土壤N、P、K养分的丰缺，并对供试土壤的养分丰缺进行评定：当相对产量小于50%时，土壤供肥力为极低；当相对产量为50%～60%时，土壤供肥力为低；当相对产量为60%～70%时，土壤供肥力为较低；当相对产量为70%～80%时，土壤供肥力为中；当相对产量为80%～90%时，土壤供肥力为较高；当相对产量大于90%时，土壤供肥力为高。

2 结果与分析

2.1 对香蕉产量的影响

从表3可以看出，各施肥处理的香蕉产量均高出空白对照处理1。试验数据的三元二次回归显著性分析结果表明，不同施肥水平间具有显著差异，如表4所示。与各个处理相比较，处理10（N2P2K3）产量最高，为39.75 t/hm2；其次分别为处理7（N2P3K2）、处理6（N2P2K2）和处理11（N3P2K2），产量分别为39.06、39.00和38.85 t/hm2，其产量相差不大；处理8（N2P2K0）的产量为18.75 t/hm2，为各处理中产量最低的一组，也是除了空白处理1外，唯一没有施用钾肥的一组，可见钾肥对该地区香蕉产量的影响之大。

对处理3、6和9进行比较分析，在磷和钾的施肥水平为2时，香蕉产量并没有随着氮的施肥水平提高而增加，反而有产量降低的趋势，因而当氮肥施用过度时，其施肥量和产量之间并不成正比关系。处理5、6和7相比较可以看出，在氮和钾的施肥水平为2时，不同的磷肥施用量对香蕉产量有一定影响，但是当磷肥施用量达到一定水平后，再增加施肥量对香蕉的产量没有太大意义。对处理9、6和10进行比较发现，在氮和磷的施肥水平为2时，香蕉的产量随着钾肥施用量的增加而增加，并且不同施肥水平的产量变化相对较大。

2.2 对土壤供肥能力和缺素处理相对产量的影响

根据数据处理中的土壤供肥力指标计算方法，计算得到香蕉田间肥效试验缺素相对产量，如表5所示。该地区香蕉试验地基础地力贡献率为39.26%，缺氮区、缺磷区、缺钾区的相对产量分别为63.46%、73.85%、48.08%。根据农业部2008年3月制定的《测土配方施肥技术规范》对供试土壤养分丰缺的评定等级可以看出：该地区的土壤对于香蕉来说，供钾能力极低，供氮能力较低，供磷能力中等。由此说明，钾肥是限制该地区香蕉产量的主要因素，其次是氮肥，然后才是磷肥。

2.3 肥料效应回归数学模型建立与分析

以表4中的产量为因变量（Y），N、P2O5和K2O的施肥量水平（分别为自变量X1、X2和X3）进行回归分析，得到三元二次肥料效应回归数学模型，方程如下：

Y=1 051.328 5+16.092 6 X1-0.820 6 X12+44.905 9 X2-6.051 2 X22+26.958 1 X3-0.258 2 X32+2.316 7 X1X2+0.278 9 X1X3+0.216 7 X2X3

对方程进行检验，R=0.98，R2=0.96，标准差为181.37，F=11.39，P=0.016<0.05，表明香蕉产量与氮、磷、钾肥之间有显著的回归关系，肥料效应回归数学模型拟合效果好，可以用来指导本地区香蕉生产过程中的配方施肥。方程中的常数项为1 051.328 5，与实际生产过程中的空白施肥处理1（N0P0K0）的产量（15.30 t/hm2）相差较小，表明该肥料效应回归数学模型与实际生产情况吻合。另外，方程中一次项系数为正值，二次项系数为负值，表现出标准的肥料报酬递减规律。

应用该肥料效应回归方程，计算得到N、P2O5和K2O的最大施肥量和最佳施肥量如表6所示。当N、P2O5和K2O分别为632.25、198.3和1 207.95 kg/hm2时，得到最大产量为41 592.6 kg/hm2；当N、P2O5和K2O分别为576、182.7和1 122.15 kg/ hm2时，得到最佳产量为41 439.15 kg/hm2。

3 讨论

“3414”试验方案是全国农业技术推广服务中心推荐的主要田间试验方案，该方案设计具有回归最优设计处理少、效率高的优点[16]。其中，相对合理施肥量（施肥量的第二个水平）的确定是试验中的关键。在本试验中，根据本地区多年来的香蕉种植经验以及大量前期大量的土样分析结果总结，确定了相对合理的第二水平施肥量，与本试验结果推荐的最佳施肥量相比，应该适当增加施肥量，特别是钾肥的施用量应该相对增加。从试验结果来看，肥料效应回归数学模型拟合效果好，可以作为该地区香蕉生产中基于传统土壤测试方法的土壤养分丰缺指标和推荐施肥指标。

本试验结果表明，N2P2K3、N2P3K2、N2P2K2、N3P2K2处理香蕉产量较高，都比不施肥处理N0P0K0产量高1.5倍以上。比较N0P2K2、N2P0K2、N2P2K0处理对香蕉产量的影响，其产量分别为24.75、28.80、18.75 t/hm2，说明缺少氮、磷、钾3种中任何一种元素都会造成香蕉大幅度减产，这与多年的实践经验和前人的试验结果相一致[12-13]。在香蕉整个生长发育时期里，分不同时段多次进行氮、磷、钾的肥料施入，调控土壤中肥料供应与香蕉植株生长各时期肥料需求同步，也从一定程度上提高了肥料的利用效率。

另外，比较各试验小区的产量可知，香蕉的产量并没有随着施肥量的不断增加而无限增加，甚至会出现产量减少的情况，这与前人的研究结果相一致。本试验中香蕉N、P2O5和K2O的最佳施肥量分别为576、182.7和1 122.15 kg/hm2，得到最佳产量为41.44 t/hm2，但是肥料市场价格各年有所不同，加之香蕉收购价格也随市场供需关系不断变化，在实际生产中应当根据当年市场变化适当调整肥料配比。不同农作物对营养元素有着不同的需求特性，各种农作物试验最终推荐的施肥配比也不尽相同，需要根据各农作物的生长特性制定专一的配方施肥方案；不同地区不同土壤的理化性质和养分丰缺指标也各有不同，所以也需要以各地区具体情况制定适合该地区的配方施肥技术，使农作物最大效益化。

最后，值得注意的是，根据前期对试验地土壤基本情况的测定，试验地土壤全钾和有效钾含量较高。但是，本试验结果表明，对于香蕉来说，该地区的土壤供钾能力极低。结合试验地具体情况，该地为山地，坡改台后栽种香蕉，对于水分的保持能力相对较低，这可能导致土壤中的有效钾不能及时运移到根系表面；另外，由于坡地的排水不当，也可能导致有效钾的径流损失。前人就有研究表明，土壤中钾素的有效性收到水分的影响较大，增加土壤的含水量能相应增加向根表运移的有效钾[17]。从土壤钾的作物有效性方面来讲，土壤中各形态之间可以相互循环转化，当向土壤中施入钾肥，土壤水溶性和交换性钾浓度升高，打破原有平衡，这部分钾可以被固定，有效钾降低[18]；而土壤钾素的有效和无效化过程受土壤水分条件、土壤质地、土壤酸碱度、粘土礦物类型、人为施用钾肥等因素的影响[19-20]。从香蕉自身的养分需求来讲，香蕉在生长发育过程中，所需要的养分供应很大，特别是钾肥的需求。香蕉对钾肥的需求远远高于一般作物，其吸钾量是水稻或玉米的5～7倍。香蕉对氮磷钾的吸收比例一般为N∶P2O5∶K2O=1∶0.3∶5.4[21]。因此，这些都可能是造成该地区土壤全钾和有效钾含量较高，但供钾能力极低原因。

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