仙居红芋“3414”肥效试验

赵永彬，屈为栋，陈银龙，陈海平，王娇阳

(台州市农业科学研究院，浙江 临海 317000)

仙居是浙江省芋头主产地之一，年栽培面积670 hm2左右。仙居红芋是当地主栽品种之一，该品种中早熟，芋身卵圆形，皮红肉白，口感软糯，深受当地民众欢迎[1]。以前多为农户少量、分散种植，近年来由于土地流转等因素，开始进行规模化种植。种植大户为获得高产，多施肥、乱施肥成为常态，这样不仅提高了生产成本，还容易造成污染等问题。研究表明，化学肥料是农业面源污染的第一污染物[2]。改进施肥技术，平衡施肥对获得高产以及降低污染具有重要意义。“3414”施肥设计是农业部测土配方施肥技术规范推荐使用的方案，利用该方案可获得最佳施肥比例和施肥量，且按该方法试验设计处理少、效率高。本试验以仙居红芋为研究对象，在前期试验的基础上，采用“3414”施肥模式，研究氮、磷、钾对芋产量的影响，以达到优化施肥方案，提高经济效益的目的。

1 材料与方法

1.1 材料

试验在仙居县埠头镇进行，前茬为水稻。经检测，土壤有机质14.8 g·kg-1、碱解氮97.7 mg·kg-1、有效磷54.5 mg·kg-1、速效钾130 mg·kg-1，土壤pH值5.92。

供试材料为仙居本地主栽品种仙居红芋，由浙江省薯芋类种质资源圃提供。

试验选用氮肥为尿素(含N 46%)，磷肥为钙镁磷肥(含P2O512%)，钾肥为硫酸钾(含K2O 52%)。48%复合肥含N 18%，P2O512%，K2O 18%。

1.2 处理设计

采用“3414”施肥方案，设氮(N)、磷(P)、钾(K)3个因素，4个水平，13个处理组合，以当地习惯施肥为对照(CK)。0～3水平每667 m2用量，N分别为0、9、18和27 kg，P(P2O5)分别为0、3、6和9 kg，K(K2O)分别为0、15、30和45 kg。习惯施肥每667 m2施复合肥120 kg，尿素 20 kg。小区面积28 m2，随机区组排列，重复3次。种植株行距35 cm×90 cm。为减少小区之间肥料的互相影响，各小区间设保护行，保护行施肥参照当地习惯。各处理磷肥全部作为基肥，氮、钾肥60%作为基肥，40%作为追肥，在7月上旬左右结合培土追施。当地施肥习惯为48%复合肥基肥占40%，剩余的60%复合肥和尿素分2次等量追施，时间分别为6月中旬和7月上旬。种植时间为2015年2月10日，收获时间为10月25日。2016年对2015年的施肥方案进行验证。

收获期测定各小区子芋、孙芋总产量。数据采用DPS数据软件处理。

2 结果与分析

2.1 施肥模型建立及解析

仙居红芋“3414”施肥试验结果如表1所示。

将试验数据用DPS数据软件处理，得到氮(x1)、磷(x2)、钾(x3)的效应方程：

表1 各处理组合对仙居红芋产量的影响

Y=1 686.5+276.8x1+91.8x2+191.6x3-168.6x12-65.7x22-70.8x32+107.6x1x2+100.1x1x3-8.4x2x3。r=0.982，F=11.761*。

依次将3因素中的2个因素设为0水平，得到氮、磷、钾单肥效应方程。

Y氮=1 686.5+276.8x1-168.6x12；

Y磷=1 686.5+91.8x2-65.7x22；

Y钾=1 686.5+191.6x3-70.8x32。

根据回归方程可以看出，二次项系数均小于0，属于下开口抛物线，氮、磷、钾对产量的影响均为先增加后减少。当氮肥施肥量为0.820 9水平，即折合667 m2施氮(N)7.38 kg时产量最大，为1 801 kg；磷肥施肥量为0.698 6水平，即折合667 m2施磷(P2O5)2.10 kg时产量最大，为1 719 kg；钾肥施肥量为1.353水平，即折合667 m2施钾(K2O)20.23 kg时产量最大，为1 816 kg。由此可以看出，芋的产量形成对养分需求依次为钾>氮>磷。

通过对效应方程分析可知，任意两因素之间均存在互作效应。氮、磷互作最佳区间为667 m2施氮肥9.9～15.3 kg，磷肥3.6～7.5 kg，可获1 900 kg产量。氮、钾互作最佳区间为667 m2施氮肥9.9～16.2 kg，钾肥24～45 kg，可获2 050 kg产量。磷、钾互作最佳区间为667 m2施磷肥0.3～3.3 kg，钾肥12～28.5 kg，可获1 800 kg产量。

2.2 施肥方案优化

根据肥料效应模型，采用数学求导的方法计算出芋氮、磷、钾肥的最高产量施肥量和最佳施肥量。结果表明，每667 m2施氮22.8 kg,磷7.74 kg，钾44.7 kg,即尿素49.2 kg，钙镁磷肥64.5 kg，硫酸钾86.0 kg时，芋理论最高产量可达2 441 kg。但由于肥效的边际效应是逐渐递减的，盲目追求最高产量而不考虑投入是没有实际意义的。因此，每667 m2施氮18～21 kg，磷5～7 kg，钾30～40 kg即可以获得较为满意的产投比。取该推荐施肥区间的中间值，即施氮19.4 kg，磷6 kg，钾35 kg，折合每667 m2施尿素42 kg、钙镁磷肥50 kg、硫酸钾68 kg，芋理论产量可达到2 410 kg。

2.3 经济效益

将优化后的施肥方案与当地习惯用肥方式进行比较(表2)，推荐方案每667 m2用肥成本为440.5元，而当地传统习惯为592元。2016年实际生产验证显示，推荐方案的667 m2产量可达2 465 kg，习惯用肥方式对照为2 114 kg，增产16.6%，经济效益比对照高21.7%。

表2 仙居红芋优化施肥方案验证试验经济效益的比较

3 小结与讨论

土壤肥力是提供作物所需各种营养元素的综合能力，施肥是维持土壤持续生产力、改善土壤营养状态、提高土壤肥力和维持稳定增产的有效措施，合理施肥可促进作物生长，有效提高产量、经济效益[3-5]。本试验结果显示，钾肥是芋生产的重点控制因子，其次是氮肥，最后为磷肥。这与宋春风等[6]开展的氮、钾肥对芋产量影响的研究结果相一致。营养元素不仅具有主要效应，其交互作用效应也是影响作物产量的重要因素[7]。本试验表明，任意两营养元素之间均存在互作效应。

对试验得出的施肥模型进行模拟寻优，计算出芋氮、磷、钾肥的最高产量施肥方案。结果表明，每667 m2施氮22.8 kg，磷7.74 kg，钾44.7 kg，即尿素49.2 kg，钙镁磷肥64.5 kg，硫酸钾86.0 kg时，芋理论最高产量可达2 441 kg。考虑成本等因素，推荐667 m2施尿素42 kg、钙镁磷肥50 kg、硫酸钾68 kg，芋理论产量可达到2 410 kg。通过对该施肥方案的实际验证，实际产量可达2 465 kg，比习惯用肥方式对照增产16.6%，经济效益达到5 968元，比对照高21.7%。因此，该施肥方案可作为仙居红芋大田生产的施肥指导方案。

[1] 屈为栋,赵永彬,陈银龙，等.覆膜方式和栽培密度对仙居红芋生长与产量的影响[J].浙江农业科学,2016,57(3):332-334.

[2] 刘钦普.中国化肥使用强度及安全阈值时空变化[J].农业工程学报,2017,33(6):214-221.

[3] 张驰,高美萍,莫志欢.“3414”肥效试验对慈姑产量及经济效益的影响[J].安徽农业科学，2017,45(9):47-50.

[4] 张荣超,辛杰,郭庆梅.“3414”肥效试验对瓜蒌产量的影响[J].作物杂志,2016(4):150-155.

[5] 齐浩,陈垣,郭凤霞，等.唐古特大黄“3414”施肥效果及推荐施肥量研究[J].草业学报,2015,24(9): 19-29.

[6] 宋春凤,徐坤.氮钾配施对芋头产量和品质的影响[J].植物营养与肥料学报,2004,10 (2): 167-170.

[7] 李生秀.植物营养与肥料学科的现状与展望[J].植物营养与肥料学报，1999,5(3): 193-205.