特早熟棉花“3414”肥料效应函数模型研究

周大伟 崔新菊 侯丽丽 高丽丽 任磊 彭云承 陈疆

摘 要：通过“3414”回归最优设计原理设置的棉花肥效试验，获得肥料效应函数方程，由此数学模型得出理论氮、磷、钾的最佳施肥量，其中由三元二次方程得出的最佳施肥量为：N 309.975kg/hm2、P2O5 362.685kg/hm2、K2O  45.375kg/hm2，棉花产量为4629.45kg/hm2;一元二次方程得出N的最佳施肥量为N 297.84kg/hm2，棉花产量为4647kg/hm2;P的最佳施肥量为252kg/hm2，棉花产量为4640.4kg/hm2;K的最佳施肥量为58.305kg/hm2，棉花产量为4623.585kg/hm2。

关键词：棉花;“3414”肥料试验;三元二次施肥模型;一元二次施肥模型;最佳施肥量

中图分类号 S562文献标识码 A文章编号 1007-7731（2019）20-0092-03

长期以来，在伊犁河谷棉花栽培过程中，对于施肥量、施肥的种类及施肥的适宜时期都缺乏必要的试验，在生产栽培过程中，几乎是凭借经验进行，存在一定的盲目性。为了获得伊犁河谷棉花高产所需的氮、磷、钾的数量和比例以及了解适宜的施用时期，伊犁州农科所于2018年开展了棉花“3414”肥料效应试验。

1 材料与方法

1.1 供试土壤 试验地点选择在伊犁州农科所棉花试验地，试验地前茬为黄豆，土壤肥力中等，属中产田。试验前土壤养分测试结果如下：有机质含量2.0646%，全氮0.0784%，碱解氮109.76mg/kg，全磷0.2025%，速效磷41.88mg/kg，速效钾420mg/kg，pH8.3。

1.2 供试品种及肥料 供试棉花品种为伊陆早17号;供试氮肥为中国石油乌鲁木齐石化生产的“昆仑”牌尿素，含纯氮量（N）≥46%：磷肥为云南天化股份有限公司生产的粒状重过磷酸钙，含有效磷（P2O5）≥43%;钾肥为芬兰生产的硫酸钾，含钾量（K20）≥52%。

1.3 试验设计与方法 试验采用“3414”肥料效应田间试验设计，以氮肥（X1）、磷肥（X2）、钾肥（X3）为供试因子，研究棉花施肥的合理配比。共设14个处理（表1）。2次重复，随机排列，重复间设1.0m走道，每小区铺设1.2m宽薄膜1膜，宽窄4行区，小区长12m，小区净面积17m2，全试验净面积476m2。保证收获株数10000株以上，试验地四周设保护区。磷肥、钾肥的全部和氮肥40%作底肥，在播前犁地后用圆盘耙翻入，剩余的氮肥30%作花铃肥，20%作盖顶肥，10%作桃肥。

1.5 试验实施与田间管理 4月15日浇播前水，4月25日犁地，4月26日播种，行距30cm-50cm-30cm，播幅1.25m，株距10cm，播前喷禾耐斯90%乳液50g/hm2，6月16日施花铃肥（沟施），7月7日施盖顶肥（沟施），8月5日施桃肥（撒施）。7月14日定苗。整个生育期共浇水5次，中耕除草4次，于9月28日至10月5日霜前进行2～3次拾花，霜后1次。

2 结果与分析

2.1 经济性状及产量

2.1.1 经济性状 由试验记载可知，株高最高的是处理3、4、6、7，均在50cm以上，对照1株高最低为46cm。第一果枝高度也是处理1的最低为19.3cm，其余处理都在21cm以上，所有处理都为Ⅰ式果枝，果枝数处理1、2、8最低平均不到7台，处理3、6、7、11果枝数较多将近8台，处理1的单株鈴数最少不到6个，处理5、6、7、9、1的铃数较多都在7个以上，剩下的处理在6～7。从以上数据可知，N、P、K对棉花植株生长发育具有一定促进或抑制作用。

2.1.2 产量 由表2可知，各小区产量有很大差异，产量最低的为不施肥的处理1，最高的是2水平的处理6。不同用量的氮磷钾肥配合施用是引起棉花产量差异的重要因素，N2P2K2、N2P3K2、N2P2K1、N2P1K2、N3P2K2、N2P1K1等6个处理单产均为4200kg/hm2以上，较无肥区和低氮低钾区有明显的增产效果。

2.2 产量结果肥料效应函数

2.2.1 三元二次方程的拟合 各处理产量结果（表3），通过结果作回归分析（表4），得出施肥量与产量数量模型如下：

Y=221.2+7.67X1-0.47X2+2.64X3-0.5X12-0.158X22-2.68X32+0.402X1X2+1.116X1X3-0.019X2X3

对方程进行显著性检验，F=6.080864>F0.05=0.048851874达显著水平，其他回归系数也符合相关要求，说明棉花产量与施肥量有显著的回归关系，计算结果有一定的应用价值。

由此数学模型经过偏导计算得出，最大施肥指标为N 335.445kg/hm2、P2O5 369.45kg/hm2、K2O 71.55kg/hm2，最大产量为4675.635kg/hm2。N按2.00元/kg、P2O5按2.50元/kg、K2O 按5元/kg、棉花按5.00元/kg，由此数学模型通过偏导计算得出，最佳施肥指标分别为N309.975kg/hm2、P2O5 362.685kg/hm2、K2O 45.375kg/hm2，最佳产量为4629.45kg/hm2。

2.2.2 一元二次方程的拟合

2.2.2.1 N的一元二次方程散点图及一元二次方程

Y=67.72+24.64X1-0.61414X12

经检验R2=0.9679，说明该方程描述在本实验最佳PK肥量下的N肥效应恰当。其相关系数为0.9369，由此数学模型通过偏导计算得出，N的最大施肥指标为303.15kg/hm2、最大产量为4737.45kg/hm2。最佳施肥量297.84kg/hm2，最佳产量为4647kg/hm2（图1）。

2.2.2.2 P的一元二次方程散点图及一元二次方程

Y=234.7565+8.8746X2-0.24676X22

经检验R2=0.9967，说明该方程描述在本实验最佳NK肥量下的P肥效应恰当。其相关系数为0.9983，由此数学模型通过偏导计算得出，P的最大施肥指标为267kg/hm2、最大产量为4710.15kg/hm2。最佳施肥量252kg/hm2，最佳产量为4640.4kg/hm2（图2）。

2.2.2.3 K的一元二次方程散点图及一元二次方程

Y=266.253+21.576X3-2.467X32

经检验R2=0.94288，说明该方程描述在本实验最佳NP肥量下的K肥效应恰当。其相关系数为0.88903，由此数学模型通过偏导计算得出，K的最大施肥指标为61.14kg/hm2、最大产量为4653.3kg/hm2。最佳施肥量58.305kg/hm2，最佳产量为4623.585kg/hm2（图3）。

3 结论

（1）产量最高的为处理6（全肥产量），达4639.05kg/hm2，施肥水平为N2P2K2;处理l（地力产量）产量最低，为3333.45kg/hm2;处理6的单株成桃数和单铃重明显高于处理1的。

（2）经济效益以N2P2K2最高，产投比以N2P0K2为最佳。说明第2水平确定的相对合理，产投比中以N2P0K2水平最高，说明N、K是当地棉花生产过程中需要重点验证施用量的因素。

（3）从肥料效应函数法（三元二次方程回归分析）试验结果分析可以得出，最佳施肥指标为N 309.975kg/hm2、P2O5 362.685kg/hm2、K2O 45.375kg/hm2，由此得出最高籽棉产量为4629.45kg/hm2。N、P、K三要素对棉花产量均有不同程度的影响，在一定范围内，棉花的产量随N、P、K施用量的增加而增加;K对棉花产量影响不显著，N、P、K的一元方程在生产中也有一定的应用价值。因此，N、P、K合理配比施用，既能提高经济效益，又可提高肥料利用率，保持土壤养分平衡，提升土壤肥力。

（责编：张宏民）