3414肥效试验对甜高粱产量的影响

杨珍++陈志叶++李斌++刘辉生+++王凯

摘 要：通过田间“3414”肥效试验，研究N、P、K配方施肥对甜高粱产量的影响及施用氮磷钾肥的肥料效应，为甜高粱生产提供施肥理论依据。结果表明：各施肥处理组甜高粱产量均高于空白对照组，平均产量为5815.43 kg/667m2；在本试验条件下，N2P2K2處理的甜高粱产量最高，N、P和K肥对甜高粱产量均有明显的增产效果，其影响程度为氮肥>磷肥>钾肥；采用三元二次肥料效应函数模型得出甜高粱最大产量为6432.42 kg/667m2，最佳施肥量配比为N 26.89 kg/667m2、P2O516.48 kg/667m2、K2O 9.92 kg/667m2，3要素比例1：0.613：0.369；采用测土配方施肥能增加甜高粱产量，降低施肥成本，提高肥料当季利用率。

关键词：甜高粱；产量；施肥量；“3414”试验

中图分类号：S147.5 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20170931043

随着能源危机和环境危机日益严峻，生物质能成为最有潜力的可再生清洁能源[1，2]。甜高粱（Sweet sorghum）又称糖高粱，也叫甜芦粟，起源于非洲，20世纪70年代被引入我国，是粒用高粱的一个变种[3]。甜高粱喜温，为短日照C4植物[4]，具有生长快、营养价值高、适口性好、易栽培、适应性强及抗旱、耐涝、耐盐碱等多重抗逆性[5-7]。因其生物产量高、含糖量高、耗水量少等特点被认为是优良的饲料作物、糖料作物和我国最具潜力的能源作物之一[8-10]。甜高粱的种植不仅可以解决畜牧业的饲料问题；另外，由于甜高粱茎秆中含有丰富的糖分，可用于乙醇染料的制造，进而缓解能源危机。

肥料作为作物生长的关键因素，对甜高粱的产量和品质均有重大影响[11]。罗峰等[12]的研究也表明，施肥可以提高甜高粱的生物量和品质。本试验立足武威土壤条件进行甜高粱种植，探究适于河西地区甜高粱种植的最佳施肥配比，利用测土配方技术，围绕不同施肥量对甜高粱产量的影响进行探讨，探究甜高粱最佳施肥量与最佳产量之间的关系，以期为甜高粱合理施肥提供合理依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

本试验地设在甘肃省武威市农业科学研究院的试验田，该地位于E10248'35''，N381'10''，地处甘肃省西北部，河西走廊东端，祁连山北麓，武威市中部，平均海拔1450m，属温带大陆性干旱气候，具有干旱少雨、日照充足、昼夜温差大的特点。该地区年平均降水量100mm，年蒸发量2020mm，无霜期150d左右，日照时数2873.4h，≥10℃有效积温2714℃左右。年平均温度7.7℃，昼夜温差平均7.9℃，气温以7月最高，为36.6℃，1月最低，为-26.9℃。多年平均降水量160mm，年蒸发量2020mm。试验地地势平坦，土壤基本理化性质为容重1.51g·cm-3，有机质19.69g·kg-1，全氮0.83g·kg-1，全磷1.01g·kg-1，全钾19.23g·kg-1，有效磷13.50mg·kg-1，速效钾131.03mg·kg-1。

1.2 供试材料

供试品种为猛犸1180。

供试肥料N肥选用尿素（含N46%），P肥用普钙（含P2O516%），K肥用硫酸钾（含K5O%），施肥方式为撒施。各处理施肥中P、K肥全部作基肥，各处理小区肥料实际施用量按小区面积计算，试验各处理不施用有机肥。

1.3 试验设计

试验采用“3414”肥料效应完全试验方案，试验设计氮、磷、钾3个因素，4个水平，0水平指不施肥，2水平为当地推荐的适量水平施肥量，1水平（指施肥不足）=2水平×0.5，3水平（指过量施肥）=2水平×1.5，总共14个处理，每个处理设置3次重复，共计42个小区，均随机区组排列，试验设计各处理见表1。试验处理设计中，“N”指纯“N”，“P”指“P2O5”，“K”指“K2O”。本试验设计适量水平以武威市农科院玉米试验田常年产量1000～1100kg/667m2的施肥标准，即施纯氮25kg，纯磷（P2O5）12kg，纯钾（k2O）10kg。计算出试验中各个处理的N、P、K配比。试验设计各处理施肥情况见表2。

田间种植图见表3。

1.4 种植方式与田间管理

试验栽培按覆膜平作穴播方式进行，小区面积24 m2，长7.5 m，宽3.2 m，行距40 cm，株距18 cm，每667m2保苗9300穴。全生育期灌水4次，每次灌水80立方。在生育期间，不去除甜高粱分蘖，去除杂草，在早霜前收获计产。

1.5 试验测定项目

甜高粱成熟后，按各小区分别考种计算高粱产量。

1.6 试验数据处理

利用Excel 2010和SPSS 17.0软件进行试验数据的处理及各处理的施氮水平与产量之间回归关系，比较各指标在不同施肥处理间的差异，显著性水平设定为P<0.05。

2 结果与分析

2.1 不同肥料配比对高粱产量的影响

对“3414”试验中缺素处理2，4，8的高粱产量分别于全肥料区处理6的产量进行比较，以缺素产量占全肥区产量的百分数即相对产量的高低反映土壤N、P、K养分的丰缺情况。试验方案中处理1 为空白区处理，处理2为无氮区，处理4为无磷区，处理8为无钾区。从表5可见，在N、P、K缺素区与全肥区处理6的高粱产量进行比较，相对产量分别为79.83%、91.27%、93.39%。以相对产量评价供试土壤的肥力，一般相对产量低于50%的土壤养分为极低水平，50%～75%为低水平，75%～95%为中等水平，大于95%的为高水平，因此，本试验区域的土壤N、P、K均处于中等水平。

不同施肥条件下，高粱的产量不同，在14个施肥处理中，N、P、K肥施用量适宜的第2水平（处理6，N2P2K2）的高粱产量最高，与N、P、K缺素区的处理2，4，8的产量相比较得出适宜的NPK配比有利于产量的提高。endprint

从表4可见，在K2水平下，不同N、P配比（处理2-7、11、12），高粱产量依次为N2>N3>N1>N0，P2>P3>P1>P0。N1水平下（处理3、12），高粱产量表现为P2>P1；在P1水平下（处理5、12），高粱产量表现为N2>N1。这个结果表明，在本试验条件下，高粱对氮肥和磷肥的反应良好，氮磷合理配施可获得高产。在N2水平下（处理4-7），高粱产量的顺序依次为处理6>处理7>处理5>处理4，这表明，高粱产量随磷肥施用量的增加先提高后降低，到P2水平时达到最大值；在P2水平下（处理2、3、6、11），高粱产量的顺序依次为处理6>处理11>处理3>处理2，这表明，高粱产量也随氮肥施用量的增加先提高后降低，到N2水平时达到最大值。

在P2水平下，不同N、K配比（处理3、6、8-11、13），高粱产量依次为N2>N3>N1>N0，K2>K1>K0>K3。N1水平下（处理3，13），高粱产量表现为K2>K1，由此可见，在氮水平较低的情况下，增施钾肥会在一定程度上增加高粱的产量；在K1水平下（处理9、13）高粱产量表现为N2>N1，说明在钾水平较低的情况下，增施氮肥的施用量有助于提高高粱的产量。在N2水平下（处理6，8-10），高粱产量的顺序依次为处理6>处理9>处理8>处理10，P2水平时产量达到最大值；在K2水平下（处理2、3、6、11），高粱产量的顺序依次为处理6>处理11>处理3>处理2，这表明，高粱产量随氮肥施用量的增加先提高后降低，到N2水平时达到最大值。

在N2水平下，不同P、K配比（处理4-10、14），高粱产量依次为P2>P3>P1>P0，K2>K1>K0>K3。在P1水平下（处理5、14），高粱产量表现为K2>K1；在K1水平下（处理9、14），高粱产量表现为P2>P1。由此结果说明，在磷肥和钾肥用量较低的水平下，适当的增加钾肥或磷肥的施用量，其正交互作作用表现明显，可以有效地提高高粱的产量。在P2水平下（处理6，8-10），高粱产量的顺序依次为处理6>处理9>处理8>处理10，这表明，K2水平时产量达到最大值；在K2水平下（处理4-7），高粱产量的顺序依次为处理6>处理7>处理5>处理4，高粱产量随磷肥施用量的增加先提高后降低，到P2水平时达到最大值。通过上述对比可以看出P2K2（处理6）的肥料配比适宜，能够促进高粱产量的提高。

2.2 肥料效应函数的配置与施肥参数的计算

2.2.1 三元二次肥料效应函数

由表5、表6、表7可以看出，拟合系数R2=0.994505，

FF统计量，t统计量P值，表明在本试验中，各处理组间具有显著性差异，由此作各施肥水平与高粱产量间的回归分析可知具有十分显著的线性关系。同时，得出产量与各施肥水平间的函数关系如下：

Y=649.4327+184.0277N+128.9877P+423.6219K-0.73307N2-1.19906P2-5.57307K2-1.14541NP-10.3204NK-5.84077PK

联立方程组（2）、（3）、（4），求解得：

N=26.89kg/667m2，P=16.48 kg/667m2，K=9.92 kg/667m2，将所求的得N、P、K值代入产量函数关系（1）式，得最大产量为Y=6432.42 kg/667m2。这个结果恰好与处理6（推荐施肥组）N2P2K2的甜高粱产量值相近似，也和前文得到的结论相一致。

2.2.2 二元二次肥料效应函数

通过处理2-7，11，12可以建立以K2水平为基础的氮磷二元二次肥料效应函数方程 ；通过处理2，3，6，8-11，13可以建立以P2水平为基础的氮、钾二元二次肥料效应函数方程；通过处理4-10，14可以建立以N2水平为基础的磷钾二元二次肥料效应函数方程。另外连同处理1（N0P0K0）组成9×6阶的码制矩阵设计，得出二元二次肥料效应函数方程。所得到的二元二次回归方程如下：

氮、磷二元二次肥料效应函数方程：

Y=5154.2609+0.08498N+49.6281P+1.1224N2-2.1739P2+0.6870NP（F=9.8874，Sig=0.023）；

氮、钾二元二次肥料效应函数方程：

Y=1777.6662+228.2696N+331.3434K-2.3841N2-7.7817K2-8.6319NK（F=18.5048，Sig=0.017）；

磷、钾二元二次肥料效应函数方程：

Y=4345.0603+156.0039P+204.0575K-3.0702P2-7.7817K2-5.9007PK（F=3.3932，Sig=0.038）。

3 结论与讨论

测土配方施肥有利于作物正常生长发育，具有良好的增产效果[13，14]，试验结果表明，合理施肥可以提高甜高粱的产量，本实试中N、P、K对甜高粱产量有较大的影响，各施肥处理均高于空白对照组，平均产量为5815.43 kg/667m2；不同施肥处理对甜高粱产量的影响较大，其中以N2P2K2处理的肥料配施效果最佳。

通过对“3414”试验进行肥料效应和产量之间关系的分析可知，产量与氮、磷、钾施肥量之间具有显著的回归关系，其最大产量（6432.42 kg/ 667m2）的氮、磷、鉀施肥量依次为26.89 kg/667m2、16.48 kg/667m2、9.92 kg/667m2，推荐施肥组（处理6）N2P2K2的甜高粱产量为6445.17 kg/ hm2，其氮、磷、钾施肥量依次为25.0 kg/667m2、15.0 kg/667m2、10.0 kg/667m2。试验结果表明，甜高粱测土配方施肥技术的应用，增产增收效益明显。氮磷钾的不同配比对甜高梁产量的影响十分明显，其中，缺氮区、缺磷区、缺钾区的相对产量分别为79.83%、91.27%、93.39%，这表明，该地区氮、磷、钾肥对甜高粱产量的影响程度为氮肥>磷肥>钾肥，氮肥是本地区甜高粱产量提高的第一限制因子。endprint

参考文献

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作者简介：杨珍，大学本科，高级农艺师，主要从事作物育种与栽培；陈志叶，大学本科，高级农艺师，主要从事土壤肥料研究。endprint