氮磷鉀配施對大豆產量的影響*

陳 峰，張開文，劉 波，程高亮，紀永民**，張存嶺，曹 杰

（1.安徽省濉溪縣五鋪農場，安徽 濉溪 235100；2.安徽省濉溪縣科技開發中心，安徽 濉溪 235100；3.安徽省濉溪縣科學技術協會，安徽 濉溪 235100；4.安徽省豐和農業作物試驗站，安徽 濉溪 235100）

大豆是需肥量較大，需要營養元素較全的作物。然而，目前夏大豆產區的土壤一般肥力不足，農民很少對夏大豆施肥，土壤供肥不足已成為限制大豆產量的主要因素之一。增施肥料，培肥地力，提高土壤供肥能力已成為當前提高大豆產量的重要措施[1]。

“3414”肥料效應田間試驗是獲得作物最佳施肥數量、施肥品種、施肥比例的基本途徑，也是篩選、驗證土壤養分測試結果和建立施肥指標體系的基本環節[3]。開展氮磷鉀配施試驗研究與示范，為濉科998、濉科8號的大面積推廣應用提供依據，也為安徽沿淮淮北地區推廣大豆優化配方施肥提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試土壤

田間試驗在濉溪縣五鋪農場、豐和農業有限公司柳湖農場兩點同時進行。五鋪農場土壤類型為潮土，土質為沙壤土，肥力中等，前茬小麥，耕層(10～20cm)土壤有機質16.03g/kg，全氮(N)1.19g/kg，有效磷(P2O5)10.10mg/kg，速效鉀(K2O)104.00mg/kg。柳湖農場土壤類型為砂姜黑土，土質為粘壤土，肥力中等，前茬小麥，耕層土壤有機質17.65g/kg，全氮(N)1.52g/kg，有效磷(P2O5)13.90mg/kg，速效鉀(K2O)172.00mg/kg。

1.2 供試肥料

氮肥為尿素，含N 46%；磷肥為過磷酸鈣，含P2O516%；鉀肥為硫酸鉀，含K2O 50%。磷肥和鉀肥基施，氮肥60%做基肥，40%初花期（7月31日、8月1日）追施。

1.3 供試品種

五鋪農場供試品種為濉科998，柳湖農場供試品種為濉科8號。

1.4 試驗方法

采用農業部推薦的“3414”最優回歸設計，設氮、磷和鉀3個因素、4個水平，共14個處理（見表1）。其中，0水平指不施肥；2水平的施用量為N 75kg/hm2、P2O560kg/hm2和 K2O 45kg/hm2；1水平=2水平×0.5；3水平=2水平×1.5。隨機區組排列，3次重復。小區面積10m2（2.0m×5.0m），小區和重復間隔0.5m。柳湖點6月24日人工開溝帶水播種，五鋪農場點6月29日機播（干種等雨，7月1至2日降水20.4mm），10月2日、6日收獲。播前旋耕，分區施肥。期間進行間苗、定苗和化學除草，密度22.5萬株/hm2，行距40cm。全區收獲，小型脫粒機脫粒計產。

1.5 數據處理

作物產量與施肥量存在著一定的數學關系，這種關系可用數學方程來表達，即肥料效應函數。試驗采用二次拋物線模型[4]，應用DPS處理數據。將試驗產量進行回歸分析，建立一元二次、二元二次和三元二次肥料效應函數方程，按當時市場價格N 5.40元/kg、P2O56.93元/kg、K2O 6.84元/kg、大豆4.5元/kg計算，求得最佳施肥量。

1.6 試驗年度氣象條件

2010年6 月中旬至10月上旬平均氣溫25.8℃，比歷年平均高0.56℃；日照時數894.5h，比歷年平均多64.6h，溫度和日照時數對大豆產量形成和蛋白質積累有利。降水量387.2mm，比歷年平均少170.2mm。其中6月中下旬（大豆播種出苗期）無降水（歷年平均降水量分別為24.7mm、49.6mm）；7月上旬至8月中旬降水159.7mm，比歷年平均少181.4mm。前期降雨量偏少，尤其是大豆播種出苗期偏旱。整個9月降水量142.2mm，比歷年平均多83.2mm；平均氣溫22.8℃，比歷年平均低0.8℃；日照時數188.6h，與歷年平均持平。后期的氣候條件對大豆籽粒形成有利。

2 結果與分析

2.1 氮磷鉀配方施肥對大豆籽粒產量的影響

2.1.1 不同施肥處理的大豆產量 兩試點不同處理的產量見表1。N0P0K0產量最低，分別為1852.9kg/hm2、2137.7kg/hm2（前五鋪農場，后柳湖農場；下同），N2P2K2產量最高，分別為2395.4kg/hm2、2760.0kg/hm2，分別比N0P0K0增產29.3%、29.1%。全要素施肥處理產量差異不顯著，比N0P0K0分別增產17.9%～29.3%、15.2%～29.1%。

2.1.2 地力產量與土壤肥力 試驗方案中處理N0P0K0為空白區，處理N2P2K2為全素區，N0P2K2為缺氮區，N2P0K2為缺磷區，N2P2K0為缺鉀區。空白區相對產量分別為77.35%、77.45%，缺氮的相對產量分別為82.82%、79.82%，缺磷的相對產量分別為85.87%、85.97%，缺鉀的相對產量分別為89.70%、87.64%。以不施肥和缺素區相對產量評價土壤供肥能力，試點土壤肥力中等，供氮能力中等偏高，供磷、供鉀能力較高。施肥應抓住最小養分而為之[5]。

表1 不同處理的產量

土壤養分肥力往往是不均衡的。土壤肥力依存率以及各缺素區（N0、P0、K0）的相對產量、土壤供肥能力、肥料利用率等施肥參數，與土壤肥力密切相關[6]。根據田間試驗結果，按每100kg大豆籽粒吸收7.0kg氮（N）、2.3kg磷（P2O5）、3.2kg鉀（K2O）計，試點土壤供肥能力和肥料利用率見表2。

表2 試點土壤配方施肥參數

2.1.3 肥料的邊際效益 在相同磷鉀肥基礎上，氮肥施用量依次增加的4個處理N0P2K2、N1P2K2、N2P2K2和N3P2K2，產量表現出先增加后降低的趨勢，且單位數量的氮肥投入產量增加幅度降低。施氮量從0增至37.5kg/hm2，兩點平均產量增加327.0kg/hm2；繼續增施氮肥37.5kg/hm2，平均只增產157.2kg/hm2；再增加氮肥37.5kg/hm2投入量，則平均降低126.4kg/hm2。同理，磷肥和鉀肥也具有肥料的邊際效益遞減。但是，氮、磷、鉀肥的邊際效益遞減速率不同，這是由于大豆對不同肥料吸收比例不同及不同肥料在土壤中的有效性不同造成的。

2.1.4 肥料效應函數方程的配置 采用一元肥料效應模型進行擬合時，以處理2、3、6和11（P、K適量）進行N肥效應擬合；以處理4、5、6和7（N、K適量）進行P肥效應擬合；以處理8、9、6和10（N、P適量）進行K肥效應的擬合[5]。兩試點單元肥料效應函數分別為：

五鋪農場：

柳湖農場：

其中N、P和K分別表示氮磷鉀3種肥料施用量（以N、P2O5和K2O計），y為大豆產量。在其他兩種肥料用量不變的基礎上，氮、磷、鉀肥的施用量與大豆產量均呈拋物線相關關系。

由回歸方程可以得到，大豆產量與施氮、磷、鉀肥量的關系均符合報酬遞減律，即隨著施肥量的增加大豆產量呈先增加后減少的趨勢。

以處理2、3、4、5、6、7、11和12（K適量）產量進行氮磷肥效擬合；氮鉀肥料效應以處理2、3、6、8、9、10、11和13（P適量）進行擬合；處理4、5、6、7、8、9、10和14（N適量）則用來進行磷鉀肥效的擬合。擬合方程分別為：

五鋪農場：

柳湖農場：

由回歸方程中氮、磷和鉀肥的主效應系數及交互效應系數可知：在鉀肥適量情況下，氮肥對大豆的產量效應大于磷肥效應；磷肥適量的情況下，氮肥比鉀肥產量效應大；氮肥適量條件下，磷肥產量效應較大。

所有處理大豆產量擬合可得氮磷鉀三元肥料效應函數，擬合方程式為：

五鋪農場：

柳湖農場：

以處理編碼值為自變量，進行氮磷鉀三元肥料效應函數，擬合方程式為：

五鋪農場：

柳湖農場：

根據方程可知，在本試驗條件下，氮磷鉀對大豆產量影響大小的順序為N＞P＞K[8]。生產上要重點運籌氮素化肥，磷肥次之，鉀肥更次之，并力求做到三者合理組合，以較大程度地發揮肥效[9]。

當邊際產量αx/αy=0時，產量最高；αx/αy=產品價格/肥料價格時施肥效益最高。兩試點最高產量（max）及其施肥量、經濟產量（opt）及其施肥量測算結果見表3。

表3 試點最高產量、經濟產量及其施肥量

2.2 氮磷鉀配方施肥對大豆產量構成的影響

以五鋪農場為例，對表1的產量結果進行效應函數方程配置得：

單株粒數：

百粒重：

從氮磷鉀施肥量對單株粒數、百粒重的效應方程可以看出：單株粒數受磷施用量影響較大，百粒重受氮磷施用量影響較大。

3 結論

（1）通過施肥方式補充氮磷鉀是獲得大豆高產的重要措施[2]。本試驗施肥最高能增產29.1%～29.3%。兩點氮磷鉀3種肥料對大豆產量的效應函數擬合性較好，可作為大豆施肥依據。綜合3類7種肥料效應函數，推薦的高產施肥量為：N 75～85kg/hm2、P2O565～70kg/hm2、K2O 45～55kg/hm2，比例為：N:P2O5:K2O=1.60:1.35:1；經濟施肥量為：N 65～75kg/hm2、P2O545～50kg/hm2、K2O 30～40kg/hm2，比例為：N:P2O5:K2O=2:1.36:1。

（2）大豆單株粒數受磷施用量影響較大，百粒重受氮磷施用量影響較大。

（3）大豆氮磷鉀配施可以使用單元肥料配施，也可以使用復合(混)肥。根據試驗結果，推薦的高濃度復合(混)肥配方為N:P2O5:K2O=2:1.5:1，用量為每公頃施用復合(混)肥350kg。

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