隴東黃土高原區紫蘇“3414”肥效試驗研究

張占軍

（隴東學院農林科技學院，甘肅 慶陽 745000）

紫蘇是隴東黃土高原區特色經濟作物，籽粒α-亞麻酸含量達60%以上，葉片含有很豐富的β-胡蘿卜素、黃酮及Fe、Zn等多種礦質元素，既是很好的加工型油料作物，又是別具特色的芳香類蔬菜作物，紫蘇栽培多數為冬小麥收獲后移栽［1～5］。近年來，由于生產中存在氮、磷、鉀施肥不合理等問題，不僅增加了生產成本，影響了品質，而且造成環境污染和資源浪費。為了探索隴東黃土高原區紫蘇生產的最佳施肥標準，為紫蘇施肥指標體系的建立提供科學依據，隴東學院農林科技學院進行了紫蘇配方施肥試驗，現將結果報道如下。

1 材料與方法

1.1 供試材料

指示紫蘇品種為當地栽培品種正寧紫蘇。供試肥料為尿素（含N 46%，中石化寧夏化工廠生產）、普通過磷酸鈣（含P2O512%，陜西寶雞磷肥廠生產）、硫酸鉀（含K2O 50%，俄羅斯阿欽斯克聯合企業生產）。

1.2 試驗地概況

試驗于2012年在慶陽市寧縣湘樂鎮樊灣村進行，地處北緯35°38′54″，東經108°07′65″，當地海拔1 337m，土壤類型為黑壚土，前茬作物為冬小麥。試驗地四周開闊，地勢平坦，土壤肥力中等。耕作層土壤含有機質11.38 g/kg、全氮0.85 g/kg、堿解氮37.59mg/kg、有效磷10.60mg/kg、有效鉀125.00 mg/kg，pH 8.46。

1.3 試驗方法

試驗采用“3414”完全肥料試驗設計方案［6～9］，即3個因素（N、P、K），4個水平，0水平為不施肥，2水平為當地最佳施肥量的預測值，1水平為2水平×0.5，即少于最佳施肥量的施肥水平，3水平為2水平×1.5（即最高施肥水平），共14個處理。采用隨機區組排列，重復3次，小區面積15.0m2，行長6.0m、寬2.5m。區間距及走道均為0.5m。試驗方案見表1。試驗各小區均不施有機肥，冬小麥收獲后于7月9日及時旋耕、整地，并按試驗方案分小區準確稱取供試肥料，全部磷肥、鉀肥、60%氮肥按劃定小區一次性施入做底肥。于7月30日施入。4月25日紫蘇大田直播育苗。7月10日起苗，選擇生長健壯，整體一致的紫蘇苗，按行距50.0 cm、株距46.1 cm挖穴后帶土移栽，隨栽隨澆穩苗水，每小區栽植5行，每行栽14株。栽植密度為46 665株/hm2。移栽緩苗7 d后 （7月17日） 進行第1次中耕除草壅土，7月30日追施剩余的40%氮肥并進行第2次中耕除草。田間對各主要生育時期進行觀察記載。成熟期每小區隨機掛牌標記20株，統計株高、單株小穗數。從10月2日開始，各處理紫蘇相繼成熟，于10月6日按小區分別收獲，編碼插牌，堆放促其后熟。10月25日脫粒時進行室內考種，統計千粒重、單株產量，分小區計產。

表1 試驗設計方案

2 結果與分析

2.1 不同處理對紫蘇生育時期的影響

從表2可以看出，移栽后各處理開花期、座果期一致，但成熟期略有差異。其中處理1（N0P0K0）紫蘇較其它處理早成熟2～6 d，這是由于田間提早脫肥所致，而肥料配比較大的處理（N2P0K2、N2P1K2、N2P2K2、 N2P3K2、 N2P2K0、 N2P2K1、 N2P2K3、 N3P2K2）紫蘇莖葉密蔽、后期籽粒轉色推遲，導致成熟偏晚。

表2 不同處理紫蘇的主要生育時期 日/月

2.2 不同處理對紫蘇主要農藝性狀和產量構成因子的影響

從表3可以看出，不同處理的株高、單株小穗數、小穗籽粒數、千粒重、單株產量有一定的差異，其中處理1（N0P0K0）株高、單株小穗數、小穗籽粒數、千粒重、單株產量均低于其余處理。株高以處理6（N2P2K2）最高，為120 cm；處理4（N2P0K2）次之，為119 cm；處理5（N2P1K2）、處理9（N2P2K1）、處理10（N2P2K3）居第3位，均為117 cm。單株小穗數以處理14（N2P1K1）最多，為126個；處理9（N2P2K1）次之，為125個；處理5（N2P1K2）、處理8（N2P2K0）居第3位，均為124個。每穗籽粒數以處理5（N2P1K2）最多，為72粒；處理9（N2P2K1）次之，為70粒；處理11（N3P2K2）居第3位，為68粒。千粒重以處理5（N2P1K2）、處理10（N2P2K3）最高，為5.12 g；處理6（N2P2K2）次之，為4.97 g；處理9（N2P2K1）居第3位，為4.96 g。單株產量以處理9（N2P2K1）最高，為0.041 g；處理5（N2P1K2）次之，為0.040 g；處理10（N2P2K3）、處理11（N3P2K2）居第3位，均為0.039 g。綜合以上分析，認為處理5（N2P1K2）、處理9（N2P2K1）的紫蘇綜合性狀表現好。

表3 不同處理紫蘇的主要農藝性狀及產量構成因子

2.3 不同處理對紫蘇產量的影響

從表4可以看出，13個施肥處理均比處理1（N0P0K0）增產。其中處理9（N2P2K1）的折合平均產量最高，為1 933.33 kg/hm2，比處理1增產94.63%；處理5（N2P1K2）次之，為1 873.33 kg/hm2，比處理1增產88.59%；處理10（N2P2K3）居第3位，為1 840.00 kg/hm2，比處理1增產85.24%；處理11（N3P2K2）居第4位，為1 820.00 kg/hm2，比處理1增產83.22%；處理2（N0P2K2）最低，為1 340.00 kg/hm2，比處理1增產34.90%，其余施肥處理為1 626.67～1 806.67 kg/hm2，比處理1增產63.75%～81.88%。對產量用LSD法進行方差分析，結果表明，處理9（N2P2K1）與處理5（N2P1K2）、處理10（N2P2K3）、處理11（N3P2K2）差異不顯著，與其余處理差異均極顯著；處理5（N2P1K2）、處理10（N2P2K3）、處理11（N3P2K2）之間差異不顯著，與處理3（N1P2K2）差異顯著，與其余處理差異均極顯著。

表4 不同配方施肥處理產量結果

2.4 肥料的互作效應和肥力分析

以NPK互作效應最高，比處理1（N0P0K0）增產77.18%；其次是NP互作效應，增產率為69.80%；再次是NK互作效應，增產率為63.76%；PK互作效應最差，增產率34.90%。從表5可以看出，處理1（N0P0K0）產量為最佳施肥區產量的56.44%，即本試驗地肥力水平中等。缺N區產量為最佳施肥區產量的76.14%（75.00%＜76.14%＜95.00%），缺P區產量為最佳施肥區產量的92.42%（75.00%＜92.42%＜95.00%），即土壤中的有效N、P含量均中等；缺K區的產量為最佳施肥區產量的95.83%（95.00%＜95.83%＜100%），即土壤中的有效K含量較為豐富。N是限制產量的主要因子，其次是P，再次是K，對產量貢獻由大到小的次序為N、P、K。

表5 肥料互作效應結果

2.5 施肥模型建立及最佳施肥量和最大施肥量的確定

2.5.1 氮磷鉀肥效應模型 通過回歸分析可得出N、P、K與產量的三元二次方程回歸模型：Y=70.26+1.47X1+5.21X2+15.86X3-0.13X12-0.32X22-1.50X32+0.25X1X2+0.28X1X3-1.45 X2X3（式中Y為產量，X1為施氮量，X2為施磷量，X3為施鉀量）。

對該回歸方程進行顯著性檢驗，F=9.37＞F0.05=6.0，說明N、P、K肥施用量與產量有顯著的回歸關系，可以用該回歸方程確定N、P、K肥的最大施肥量和最佳施肥量。根據回歸方程計算得出最大施肥量分別為N 249.45 kg/hm2、P2O5131.10 kg/hm2、K2O 39.30 kg/hm2，該水平下紫蘇產量為1 892.55 kg/hm2。最佳施肥量分別為N 193.05 kg/hm2、P2O5117.90 kg/hm2、K2O 30.00 kg/hm2，該水平下紫蘇產量為1 759.65 kg/hm2。

2.5.2 氮肥效應模型 在P2O5、K2O施用量固定的情況下，對不同施氮處理進行回歸分析，得出N的一元二次回歸模型：

Y=-0.12N2+3.94N+91.54（R2=0.9377）

應用N的一元二次回歸方程計算得出，N的最大施量為247.35 kg/hm2、最佳施用量為213.30 kg/hm2。

2.5.3 磷肥效應模型 在N、K2O施用量固定的情況下，對不同施磷處理進行回歸分析，得出P2O5的一元二次回歸模型：

Y=-0.23P2+3.38P+110.54（R2=0.775 8）

應用該一元二次回歸方程計算得出，P2O5的最大施用量為107.70 kg/hm2、最佳施用量為81.15 kg/hm2。

2.5.4 鉀肥效應模型 在N、P2O5施用量固定的情況下，對不同施K處理進行回歸分析，得出K2O的一元二次回歸模型：

Y=-1.24 K2+6.87K+114.78（R2=0.581 6）

應用該一元二次回歸方程計算得出，K2O的最大施用量為41.55 kg/hm2，最佳施用量為37.35 kg/hm2。

2.5.5 最大施肥量與最佳施肥量的確定 將三元二次方程模型與一元二次方程模型得出的N、P、K最大施肥量和最佳施肥量結果進行比較（表6），兩種方法中N、K2O的施用量基本差別不大，但一元二次方程模型得出P2O5最佳施用量為81.55 kg/hm2，而三元二次方程得出P2O5最佳施用量為117.90 kg/hm2，二者相比較差異較大。綜合考慮評價認為，在隴東黃土高原區應采用三元二次方程得出的最大施肥量和最佳施肥量作為紫蘇施肥標準。

表6 不同方程的最大施肥量與最佳施肥量比較

3 結論

隴東黃土高原區土壤中有效養分含量豐缺程度表現為高K、中P、中N，N是限制紫蘇產量的主要因子，其次是P，再次是K。以施N 225.0 kg/hm2、P2O5120.0 kg/hm2、K2O 22.5 kg/hm2處理的折合平均產量最高，為1 933.33 kg/hm2，N、P、K比例為1∶0.53∶0.10。配方施肥處理以N、P、K的互作效應最高，NP、NK互作效應明顯，PK的互作效應最差，N、P、K肥對產量貢獻由大到小的次序為N、P、K。推薦隴東黃土高原區紫蘇最大施肥量為N 249.45 kg/hm2、 P2O5131.10 kg/hm2、 K2O 39.30 kg/hm2，N、P、K比例為1∶0.52∶0.15，該水平下紫蘇產量為1 892.55 kg/hm2。最佳施肥量為N 193.05 kg/hm2、P2O5117.90 kg/hm2、K2O 30.00 kg/hm2，N、P、K比例為1∶0.61∶0.15，該水平下紫蘇產量為1 759.65 kg/hm2。

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