氮磷钾配施对红小豆干物质积累、产量和效益的影响

王乐政 华方静 曹鹏鹏 田艺心 高凤菊

(德州市农业科学研究院，山东 德州 253015)

小豆(Vignaangulars)，又名红小豆，是我国主要食用豆类作物之一[1]，具有生育期短、耐瘠薄、适应性广、固氮养地等优良特点，是禾谷类、棉花、薯类等作物间作套种的适宜作物和良好前茬，在农业种植结构调整和优质高效农业生产中发挥着重要作用[2]，又因其富含营养，药食同源，已成为保健食品开发的重要资源，因而，红小豆的消费量、种植面积还将大幅提高[3]。但红小豆生产上仍存在单产提高缓慢、总产不稳等区域性问题[4]，因此，如何提高红小豆产量、增加种植效益已成为研究热点之一。通过施肥方式补充氮、磷、钾是获得作物高产的重要栽培措施，然而，肥料用量过高、比例不合理及施肥方法不科学等均会导致肥料利用率降低，生产成本升高，进而影响作物品质，降低农业的经济效益，造成养分资源的浪费和环境污染[5-7]。关于红小豆肥料效应方面已有大量报道。郭中校等[8]提出了吉林黑钙土区红小豆高产、低成本、高效益的氮、磷、钾适宜用量；古述江等[9]分析认为化肥减量施用增施磷细菌剂可明显促进小豆生长发育和改善小豆产品品质；韩彦龙等[10]研究表明，干旱区红小豆施肥增产效果显著，并明确了红小豆产量和产投比最高的氮、磷、钾配施比例；曾玲玲等[11]通过建立肥料效应函数模型，确定了当地红小豆氮、磷、钾配施的最佳方案。

鲁西北地区是粮食主产区，种植制度以小麦、玉米一年两熟为主[12]。随着农业种植结构的调整和优质高效农业的发展，红小豆等食用豆常年保持一定的种植面积，但大多种植在瘠薄地和盐碱地，广种薄收，管理粗放，栽培技术落后，导致红小豆产量和商品率较低[13]。目前，关于红小豆品种引进、筛选等方面的研究[14-15]已有大量报道，而针对鲁西北生态区夏播红小豆施肥方面的研究尚未见报道。由于在不同区域、不同种植模式下合理施肥量与配比存在较大差异，因此，针对鲁西北生态区一年两熟种植制度，从夏播红小豆的干物质积累、籽粒产量和经济效益方面进行肥料效应研究，并制定经济合理的施肥原则，对减少化肥投入、降低环境污染、实现节本增效具有重要意义。“3414”试验方案具备回归最优设计处理少、效率高的优点，且符合肥料试验和施肥决策的专业要求[16]，已在其他作物上得到了很好的应用[17-20]。本研究采用“3414”试验设计，研究氮、磷、钾配施对鲁西北夏播红小豆干物质积累、籽粒产量和经济效益的影响，明确肥料因子间交互作用的方向，并构建施肥效应模型，以期探索出氮、磷、钾肥最佳施用量，为鲁西北生态区夏播红小豆的合理施肥提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试肥料分别为尿素(含N 46%)、过磷酸钙(含P2O512%)、硫酸钾(含K2O 50%)，购自德州市金德农农资服务站；参试红小豆品种为冀红16号，由河北省农林科学院粮油作物研究所提供。

1.2 试验地概况

试验于2017年在德州市农业科学研究院现代农业科技园试验基地(37°27′N，116°18′E)进行，该地区属暖温带大陆性季风气候，年平均气温13.4℃，≥10℃的积温4 621.3℃，日照时数2 600 h，年均降雨量510 mm，主要集中在7-9月。供试土壤为黄潮土，试验地0～20 cm土层土壤基础理化性状为pH值7.87、有机质9.86 g·kg-1、全氮0.79 g·kg-1、速效氮63 mg·kg-1、速效磷8.04 mg·kg-1、速效钾95 mg·kg-1。前茬作物为冬小麦，小麦收获后秸秆还田。

1.3 试验设计

试验采用“3414”肥料完全试验设计方案[16]，设氮、磷、钾3个因素，4个水平(0水平为不施肥；2水平为常量施肥，专家推荐施肥量；1水平为减量施肥，施肥量为2水平的1/2；3水平为过量施肥，施肥量为2水平的1.5倍)，共14个处理，每个处理3次重复，完全随机区组排列，具体设计方案及施肥量见表1。N0、N1、N2、N3分别表示氮肥(N)用量为0、45、90、135 kg·hm-2，P0、P1、P2、P3分别表示磷肥(P2O5)用量为0、60、120、180 kg·hm-2，K0、K1、K2、K3分别表示钾肥(K2O)用量为0、50、100、150 kg·hm-2。小区面积为24 m2(4 m×6 m)，红小豆种植密度10万株·hm-2，四周设立保护行。全部磷肥、钾肥及40%氮肥做基肥，60%氮肥于红小豆始花期施入，之后全生育期不再施肥。试验除施肥量不同外，其他按当地生产管理水平进行生育期内的田间管理，各小区田间操作保持一致。

表1 红小豆施肥“3414”试验设计方案Table 1 Experiment design of “3414” fertilizer for adzuki bean

1.4 测定项目及方法

1)干物质积累的测定：于成熟期收获前，取各小区中间4行的任一行连续10株，按照茎、荚皮、籽粒(因植株成熟时叶片和叶柄自然脱落，故无法统计)分成三部分，105℃杀青30 min，80℃烘干至恒重并称量，按照公式计算单位面积干物质积累(kg·hm-2)：

单位面积干物质积累=单株各器官干物质积累量×单位面积株数

(1)。

2)籽粒产量的测定：于成熟期对试验小区分别实收测产，取中间4行(10 m2)计产，脱粒后子粒清选、风干，称量小区子粒产量，按照含水量13%折合成单位面积产量(kg·hm-2)。

单位面积产量=[(小区籽粒产量/10)×(1-实测籽粒含水率)/(1-13%)]×104

(2)。

3)经济效益的计算：以红小豆籽粒8.00元·kg-1、氮(N)3.05元·kg-1、磷(P2O5)6.00元·kg-1、钾(K2O)7.00元·kg-1的价格(由于各处理的田间耕作及管理成本一致，故不计入)，按照公式计算单位面积经济效益(元·hm-2)：

单位面积经济效益=籽粒产量×籽粒价格-施肥量×肥料价格

(3)。

4)参照Shukla等[21]的方法，按照公式分别计算氮肥(N)农学利用率(kg·kg-1)、磷肥(P2O5)农学利用率(kg·kg-1)、钾肥(K2O)农学利用率(kg·kg-1)：

氮肥农学利用率=(施氮区产量-无氮区产量)/施氮量

(4)

磷肥农学利用率=(施磷区产量-无磷区产量)/施磷量

(5)

钾肥农学利用率=(施钾区产量-无钾区产量)/施钾量

(6)。

1.5 数据处理

采用Microsoft Office Excel 2003进行数据处理和作图；DPS7.05进行统计分析，新复极差法标定5%差异水平。

2 结果与分析

2.1 施肥对红小豆干物质积累、籽粒产量和经济效益的影响

由表2可知，施肥对红小豆的干物质积累、籽粒产量和经济效益均有明显影响。常量和减量施肥(平衡施肥)处理的干物质积累、籽粒产量和经济效益的平均值分别为6 966.76、2 565.09 kg·hm-2和19 189.34 元·hm-2，较不施肥处理(N0P0K0)分别提高29.16%、22.49%和14.55%；过量施肥处理(N3P2K2、N2P3K2、N2P2K3)的干物质积累、籽粒产量和经济效益平均值分别为6 671.33、2 374.67 kg·hm-2和17 020.42 元·hm-2，较不施肥处理分别提高23.68%、13.40%和1.60%，较平衡施肥处理分别降低了4.24%、7.42%和11.30%；缺素施肥处理(N0P2K2、N2P0K2、N2P2K0)的干物质积累、籽粒产量和经济效益平均值分别为6 429.33、2 290.68 kg·hm-2和17 195.74元·hm-2，较不施肥处理分别提高19.19%、9.39%和2.65%，而与平衡施肥处理相比分别降低了7.71%、10.70%和10.39%；其中，过量施氮处理(N3P2K2)和缺氮处理(N0P2K2)显著降低了经济效益，较不施肥处理分别显著降低3.64%和3.32%。由此可见，氮、磷、钾平衡施肥明显增加了红小豆的干物质积累、籽粒产量和经济效益，而过量施肥和缺素施肥均不利于红小豆干物质积累、籽粒产量和经济效益的提高，甚至会降低经济效益。

表2 施肥对红小豆干物质积累、籽粒产量和经济效益的影响Table 2 Effect of fertilization on the dry matter accumulation, grain yield and economic benefits of adzuki bean

注：同列不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。下同。

Note:Different lowercase letters in the same column indicate significant difference at 0.05 level. The same as following.

2.2 氮、磷、钾施肥效应

2.2.1 氮肥效应 以不施氮(N0P2K2)、减量施氮(N1P2K2)、常量施氮(N2P2K2)和过量施氮(N3P2K2)处理对施氮效应进行分析，由表3可知，随着施氮水平的提高，红小豆干物质积累量、籽粒产量和经济效益均呈先升高后降低的趋势。不同施氮水平下红小豆干物质积累差异显著，氮肥效应依次表现为常量施氮>减量施氮>过量施氮>不施氮，与不施氮处理相比，常量施氮、减量施氮和过量施氮处理干物质积累分别显著增加20.89%、13.63%和8.44%，说明施氮明显增加了红小豆干物质积累。籽粒产量氮肥效应依次表现为常量施氮>减量施氮>过量施氮>不施氮，与不施氮处理相比，常量施氮、减量施氮、过量施氮处理籽粒产量分别增加18.44%、14.89%和2.04%，但过量施氮与不施氮处理间无显著差异，而其他处理间差异显著，说明常量施氮有利于红小豆籽粒产量的提高；从不同施氮处理的氮肥农学利用率看，减量施氮的氮肥农学利用率最高，1 kg氮肥(N)可使红小豆增产7.28 kg，均高于常量施氮和过量施氮处理。而经济效益依次表现为常量施氮>减量施氮>不施氮>过量施氮，与不施氮处理相比，常量施氮和减量施氮处理经济效益分别显著增加18.36%和15.34%，过量施氮处理则降低0.33%，但与不施氮处理间无显著差异，说明常量施氮有利于提高红小豆的经济效益。

表3 红小豆施氮效应Table 3 Effect of nitrogen fertilizer application on adzuki bean

2.2.2 磷肥效应 选取不施磷(N2P0K2)、减量施磷(N2P1K2)、常量施磷(N2P2K2)和过量施磷(N2P3K2)处理进行施磷效应分析，由表4可知，随着施磷水平的提高，红小豆干物质积累、籽粒产量和经济效益均呈先增加后降低的趋势。不同施磷水平下红小豆的干物质积累差异显著，磷肥效应依次表现为常量施磷>减量施磷>过量施磷>不施磷，与不施磷处理相比，常量施磷、减量施磷、过量施磷处理干物质积累分别显著增加10.96%、6.89%和2.93%，表现出与氮肥效应相似的趋势。籽粒产量依次表现为常量施磷>减量施磷>过量施磷>不施磷，与不施磷处理相比，常量施磷、减量施磷、过量施磷处理籽粒产量分别显著增加12.64%、11.96%和8.84%，但常量施磷与减量施磷处理间无显著差异，而其他处理间差异显著，说明常量施磷和减量施磷有利于红小豆籽粒产量的提高；从不同施磷处理的磷肥农学利用率看，减量施磷的磷肥农学利用率最高，1 kg磷肥(P2O5)可使红小豆增产4.62 kg，高于常量施磷和过量施磷处理。而经济效益依次表现为减量施磷>常量施磷>过量施磷>不施磷，与不施磷处理相比，常量施磷、减量施磷、过量施磷处理经济效益分别显著增加10.57%、9.24%和3.18%，但减量施磷与常量施磷处理间无显著差异，而其他处理间差异显著，说明减量施磷和常量施磷有利于提高红小豆的经济效益。

表4 红小豆施磷效应Table 4 Effect of phosphorus fertilizer application on adzuki bean

2.2.3 钾肥效应 选用不施钾(N2P2K0)、减量施钾(N2P2K1)、常量施钾(N2P2K2)和过量施钾(N2P2K3)处理进行红小豆施钾效应分析，由表5可知，随着施钾水平的提高红小豆干物质积累、籽粒产量和经济效益均先增加后降低，与氮肥及磷肥效应表现出相似的趋势。干物质积累钾肥效应依次表现为常量施钾>减量施钾>过量施钾>不施钾，与不施钾处理相比，常量施钾、减量施钾、过量施钾处理干物质积累分别增加9.47%、4.22%和0.35%，其中过量施钾与不施钾处理间无显著差异，而其他处理间差异显著。籽粒产量钾肥效应依次表现为常量施钾>减量施钾>过量施钾>不施钾，与不施钾处理相比，常量施钾、减量施钾、过量施钾处理籽粒产量分别增加10.77%、9.88%和0.10%，其中常量施钾与减量施钾处理、过量施钾与不施钾处理之间均无显著差异，而其他处理间差异显著；从不同施钾水平的钾肥农学利用率看，减量施钾处理最高，1 kg钾肥(K2O)可使红小豆增产4.65 kg，高于常量施钾和过量施钾处理。而经济效益表现为减量施钾>常量施钾>不施钾>过量施钾，与不施钾处理相比，减量施钾和常量施钾处理经济效益分别显著增加8.47%和7.45%，过量施钾则显著降低5.78%，但减量施钾与常量施钾处理间无显著差异，而其他处理间差异显著。上述结果表明，红小豆施用钾肥效应明显，常量施钾有利于增加红小豆的干物质积累和籽粒产量，减量施钾有利于增加经济效益。

表5 红小豆施钾效应Table 5 Effect of potassium fertilizer application on adzuki bean

2.3 氮、磷、钾肥交互效应

2.3.1 不同磷钾水平的氮肥效应 由图1可知，不同磷、钾水平对氮肥效应影响显著，当钾肥施用量相同时(钾常量)，氮肥用量(N)从45 kg·hm-2增加到90 kg·hm-2，磷减量(P2O560 kg·hm-2)和磷常量(P2O5120 kg·hm-2)水平下，因氮肥用量的增加，红小豆干物质积累分别增加207.33和438.00 kg·hm-2，籽粒产量分别增加66.31和78.32 kg·hm-2，经济效益分别提高393.19和489.31元·hm-2，差异显著(P<0.05)，说明磷肥用量的提高有利于氮肥肥效的发挥，即氮、磷肥的交互效应为正效应。当磷肥用量相同时(磷常量)，氮肥用量(N)从45 kg·hm-2增加到90 kg·hm-2，钾减量(K2O 50 kg·hm-2)和钾常量(K2O 100 kg·hm-2)水平下，因氮肥用量的增加，红小豆干物质积累分别增加64.00和438.00 kg·hm-2，籽粒产量分别增加31.51和78.32 kg·hm-2，经济效益分别提高114.86和489.31 元·hm-2，说明钾肥用量的增加提高了氮肥肥效，即氮、钾肥的交互效应为正效应。由此可见，本试验条件下，最有利于氮肥肥效发挥的是磷常量和钾常量水平。

图1 不同磷钾水平的氮肥效应Fig.1 Nitrogen fertilizer response under different phosphorus and potassium fertilizer levels

图2 不同氮钾水平的磷肥效应Fig.2 Phosphorus fertilizer response under different nitrogen and potassium fertilizer levels

2.3.2 不同氮、钾水平的磷肥效应 由图2可知，不同氮钾水平对磷肥效应产生显著影响，当钾肥用量相同时(钾常量)，磷肥(P2O5)用量从60 kg·hm-2增加到120 kg·hm-2，氮减量(N 45 kg·hm-2)和氮常量(N 90 kg·hm-2)水平下，因磷肥用量的增加，红小豆干物质积累分别增加37.33和268.00 kg·hm-2，籽粒产量分别增加3.69和15.71 kg·hm-2，而经济效益分别减少330.44和234.33元·hm-2(负效应减弱)，说明低氮水平不利于磷肥肥效的发挥，氮肥用量提高后施用磷肥效果更佳，即氮、磷肥的交互效应为正效应。当氮肥用量相同时(氮常量)，磷肥(P2O5)用量从60 kg·hm-2增加到120 kg·hm-2，钾减量(K2O 50 kg·hm-2)和钾常量(K2O 100 kg·hm-2)水平下，因磷肥用量的增加，红小豆干物质积累分别增加42.00和268.00 kg·hm-2，而籽粒产量分别增加30.57和15.71 kg·hm-2(正效应减弱)，经济效益分别减少115.44和234.33元·hm-2(负效应增强)，说明钾肥用量增加促进磷肥肥效的发挥，仅有利于红小豆干物质积累，而不利于籽粒产量和经济效益的提高，即磷、钾肥对干物质积累的交互效应为正效应，而对籽粒产量和经济效益的交互效应为负效应。综上，本试验条件下，最有利于磷肥肥效发挥的是氮常量和钾减量水平。

图3 不同氮磷水平的钾肥效应Fig.3 Potassium fertilizer response under different nitrogen and phosphorus fertilizer levels

2.3.3 不同氮、磷水平的钾肥效应 由图3可知，不同氮磷水平对钾肥效应产生显著影响，当磷肥用量相同时(磷常量)，钾肥(K2O)用量从50 kg·hm-2增加到100 kg·hm-2，氮减量(N 45 kg·hm-2)水平下，红小豆干物质积累、籽粒产量和经济效益分别减少(负效应)24.00、25.83 kg·hm-2和556.67元·hm-2，而氮常量(N 90 kg·hm-2)水平下，干物质积累和籽粒产量分别增加(正效应)350.00和20.97 kg·hm-2，经济效益则减少了182.22元·hm-2(负效应减弱)，说明氮肥用量的提高有利于钾肥肥效的发挥，即氮、钾肥的交互效应为正效应。当氮肥用量相同时(氮常量)，钾肥(K2O)用量从50 kg·hm-2增加到100 kg·hm-2，磷减量(P2O560 kg·hm-2)水平下，红小豆干物质积累和籽粒产量分别增加(正效应)124.00和35.83 kg·hm-2，经济效益减少63.33元·hm-2(负效应)，而磷常量(P2O5120 kg·hm-2)水平下，干物质积累增加350.00 kg·hm-2(正效应增强)，籽粒产量仅增加20.97 kg·hm-2(正效应减弱)，经济效益则减少了182.22元·hm-2(负效应增强)，说明增加磷肥用量可促进钾肥肥效的发挥，但仅有利于红小豆干物质积累，而不利于提高籽粒产量和经济效益，即磷、钾肥对干物质积累的交互效应为正效应，而对籽粒产量和经济效益的交互效应为负效应。综上，本试验条件下，最有利于钾肥肥效发挥的是氮常量和磷减量水平。

2.4 氮、磷、钾配施的优化方案

采用三元二次回归模型Y=b0+b1x1+b2x2+b3x3+b4x12+b5x22+b6x32+b7x1x2+b8x1x3+b9x2x3，对表1各试验处理的结果进行回归分析，分别建立干物质积累(Y1)、籽粒产量(Y2)和经济效益(Y3)与施肥量N(N)、P(P2O5)、K(K2O)的肥料效应模型。由表6可知，回归模型R2值均大于0.97，P值均小于0.01，且一次项系数为正值，二次项系数为负值，均属于典型肥料效应函数，可用于红小豆干物质积累、籽粒产量和经济效益的肥料效应分析。

表6 三元二次肥料效应模型Table 6 The ternary quadratic response model based on fertilizer levels

在回归模拟计算过程中应用的是无量纲线性编码代换，所求得的偏回归系数已标准化，故其绝对值大小可直接反映各变量对因变量的影响程度[22]。由回归方程的一次项偏回归系数可知，施用N、P、K肥料对干物质积累影响程度依次为N>P>K，对籽粒产量、经济效益影响程度依次为N>K>P，均以氮肥效应最大，氮肥是影响红小豆干物质积累、籽粒产量和经济效益的主要因素。N、P、K肥料因子的二次项回归系数均为负数，说明3个肥料因子的效应曲线为凸型抛物线，应存在一个适宜的区间，如果超过适宜区间可能会降低干物质积累、籽粒产量和经济效益。当N、P、K编码值分别为1.714 2、1.694 9、1.575 3，即N、P、K施肥量分别为77.1、101.7、78.8 kg·hm-2时，红小豆干物质积累最高，为7 151.8 kg·hm-2；在N、P、K编码值分别为1.508 2、1.588 2、1.407 5，即N、P、K施肥量分别为67.9、95.3、70.4 kg·hm-2时，红小豆籽粒产量最高，为2 659.9 kg·hm-2；在N、P、K编码值分别为1.396 3、1.135 2、1.115 3，即N、P、K施肥量分别为62.8、68.1、55.8 kg·hm-2时，红小豆经济效益最高，为20 147.9 元·hm-2。

根据建立的肥料效应模型，在试验约束条件范围内(0≤r≤3)，采用频率分析法进行模拟寻优和筛选优化组合方案[22]。以干物质积累≥6 500 kg·hm-2为目标，筛选出19套氮、磷、钾配施的优化组合方案；以籽粒产量≥2 350 kg·hm-2为目标，筛选出20套优化方案；以经济效益≥17 800元·hm-2为目标，筛选出19套优化方案。各优化方案及对应的技术参数见表7。

表7 氮磷钾配施的优化组合方案Table 7 The optimum combination of N, P and K fertilizer levels

以优化施肥调控群体结构、增加干物质积累、提高籽粒产量和经济产值为目标，采取多函数集合的多频率分析方法[22]，取95%置信区间，从模拟的组合方案中筛选出干物质积累≥6 500 kg·hm-2、籽粒产量≥2 350 kg·hm-2、经济效益≥17 800元·hm-2的氮、磷、钾配施优化组合方案15套(表8)，其相应的施氮量(N)为67.6～76.4 kg·hm-2，施磷量(P2O5)为85.8～105.0 kg·hm-2，施钾量(K2O)为52.5～67.5 kg·hm-2，其比例为N∶P2O5∶K2O=1∶0.99∶0.75。

表8 氮磷钾配施的优化组合频数分析Table 8 The optimum combined frequencies of N, P and K fertilizer levels

3 讨论

合理施肥是改善作物生长的矿质营养状况、保障作物健壮成长、获得高产的重要栽培措施之一[23]。研究表明，适宜配比的氮、磷、钾养分供应能够提高茎叶的光合性能，促进同化产物的累积[24-25]，并能够协调源、库关系，促进光合产物向籽粒的转移，从而获得较高的经济产量[26]。研究发现氮、磷、钾肥合理配施可以显著提高红小豆的产量和产投比[8,10]。也有研究表明，在一定施肥量范围内，氮、磷肥对红小豆的产量影响显著，而钾肥效应甚微[11]，这与本研究结果基本一致。本研究中，常量和减量施肥(平衡施肥)处理的平均干物质积累、籽粒产量和经济效益较不施肥处理分别提高29.16%、22.49%和14.55%，较过量施肥处理分别提高4.24%、7.42%和11.30%，较缺素施肥处理分别提高7.71%、10.70%和10.39%。此外，本研究还发现过量施氮处理和缺氮处理的经济效益显著降低。这表明适宜氮、磷、钾配比的平衡施肥使矿质营养状况和生育中后期各器官干物质分配更加优化，表现出更好的稳、增产效应[27]；而施氮不足导致植株发育不良，产量降低[28-29]，过量施氮又会导致植株徒长、光能利用率[30]和肥料利用率降低[31]，从而影响经济效益。因此，适宜的氮磷钾配比施肥有利于红小豆产量、干物质积累量和经济效益的提高。

氮、磷、钾对作物生长发育及产量建成具有极其重要的作用[32]。大量研究证实，氮、磷是影响产量的主要因素，适量增施氮肥可以促进花后干物质累积以及营养器官贮存干物质向籽粒转运，从而提高籽粒产量[33]，并能提高地上部光合产物对籽粒的贡献率[34]。缺磷可降低植株干物质的积累量[35]。本研究中，氮、磷、钾肥的单因子效应分析表明，随着氮、磷、钾施肥水平的提高，红小豆干物质积累、籽粒产量和经济效益均呈先增加后降低的趋势，干物质积累和籽粒产量均以常量施肥最高，经济效益以常量施氮、减量施磷钾最大，肥料的农学利用率则以减量施肥最高。进一步回归分析表明，施用氮磷钾肥料对红小豆干物质积累影响程度依次为N>P>K，对籽粒产量、经济效益影响程度依次为N>K>P，即均以氮肥效应最大，表明氮肥是影响红小豆干物质积累、籽粒产量和经济效益的主要因素，因此，在红小豆生产中，应重视氮肥的用量和比例。这与前期研究结果[8，10-11]不尽一致，可能是由于不同施肥水平、不同红小豆品种在吸收利用土壤养分方面存在差异[36]。因此，根据品种和土壤养分状况合理施用氮、磷、钾肥，才能增加红小豆的干物质积累，提高产量，获得较高的经济效益。

氮、磷、钾肥配合施用对于肥效的发挥具有相互促进作用，肥料因子间的交互作用显著影响作物的产量[37-39]。研究表明，氮、磷、肥配施对红小豆产量、利润有显著的正交互作用[40]；氮磷、氮钾对红小豆产量有显著的正交互作用，磷钾呈负交互作用[11]。本研究发现氮和磷、氮和钾、磷和钾之间存在一定的交互作用，在一定施肥量范围内，氮水平的提高有利于磷钾肥效的发挥，磷水平的提高也有利于氮钾肥效的发挥，钾的情况与前二者相似。这与前期研究[8，10-11]结果不一致，可能与氮、磷、钾肥间的交互作用随着地力水平的变化有关[41]。因此，应根据不同的地力水平选择合适的氮、磷、钾肥配比，从而提高肥效。本研究通过三元二次回归模型进行回归分析，获得氮、磷、钾的肥料效应方程，进而获得了适于该土壤肥力水平红小豆生产的氮、磷、钾配比最佳方案，可为当地的红小豆生产提供理论指导，但不同生态区不同土壤肥力水平红小豆的氮、磷、钾肥配施方案还有待进一步研究。

4 结论

本研究结果表明，氮、磷、钾肥合理配施可以增加红小豆的干物质积累，提高产量，获得较高的经济效益。以红小豆干物质积累≥6 500 kg·hm-2、籽粒产量≥2 350 kg·hm-2、经济效益≥17 800元·hm-2的综合优化为目标，氮、磷、钾配施方案为施氮量(N)为67.6～76.4 kg·hm-2、施磷量(P2O5)为85.8～105.0 kg·hm-2，施钾量(K2O)为52.5～67.5 kg·hm-2，N∶P2O5∶K2O=1∶0.99∶0.75。本研究结果为鲁西北生态区相似土壤肥力水平夏播红小豆的合理施肥提供了理论依据。