河南省濟源市小麥施肥技術參數與指標體系的研究

?

河南省濟源市小麥施肥技術參數與指標體系的研究

本文在總結分析濟源市小麥田間試驗結果的基礎上，系統地提出了小麥施肥技術參數。通過分析小麥相對產量和土壤養分測試值之間的關系，提出了小麥P、K豐缺指標。在建立土壤養分豐缺指標的基礎上，根據田間肥效試驗結果，選用適合的回歸分析方法，擬合出肥料效應回歸模型，通過多年多點的試驗結果，按照養分豐缺指標匯總，確定了不同豐缺等級下的平均推薦施肥量及上下限，通過效應方程計算土壤分級指標下的肥料用量范圍，建立了小麥施肥指標體系。

小麥；施肥技術參數；豐缺指標；指標體系

濟源市位于河南省西北部，常年小麥種植面積30萬畝，但多年來，在小麥施肥上一直缺乏與本市土壤類型、養分狀況相配套的施肥技術指導體系。近年來，我們利用小麥“3414”和豐缺試驗所取得的結果，進行統計分析，建立了與濟源市土壤條件、產量水平相適宜的施肥參數體系、豐缺指標和施肥指標體系，以期為本市的農業生產和科學施肥起到指導作用。

1　材料與方法

1.1供試品種。鄭麥366。

1.2試驗方法

1.2.1小麥“3414”試驗。該試驗在濟源市的農田進行，共10個試驗點。“3414”是指3因素、4水平、14個處理的試驗。3個因素即氮、磷、鉀三因素。4水平中，0水平為不施肥，2水平為濟源市最佳施肥量的近似值，1水平為2水平的0.5倍，3水平為2水平的1.5倍（為過量施肥水平）。

“3414”試驗在不施有機肥的基礎上進行。施肥品種氮素選用尿素，磷肥選用過磷酸鈣（施用前須測定有效磷含量），鉀肥選用進口氯化鉀。試驗不設重復，小區面積24 m2。

1.2.2小麥豐缺試驗。豐缺試驗設置按照全省統一的小麥肥料效應田間試驗方案進行，試驗在不施有機肥基礎上按要求設置5個處理，即N0P0K0、N0P8K6、N14P0K6、N14P8K0、N14P8K6，每個處理設3次重復，隨機排列，小區面積24 m2。試驗田間隨機排列。豐缺試驗共10個試驗點。

2　結果與分析

2.1小麥百公斤產量所需養分量。根據濟源市小麥肥效試驗產量結果和植株養分含量化驗結果計算，即可得到小麥每生產100 kg籽粒所需N、P、 K養分吸收量（見表1）。

表1　濟源市小麥百公斤產量養分吸收量

從表1可以看出，全肥區的養分吸收量相對于無肥區和缺素區稍高一些，即全肥區土壤養分的吸收利用最多，無肥區養分吸收量相對較低。無肥區、全肥區、缺素區氮、磷、鉀的吸收比例差異較小，分別為1∶0.24∶1.02、1∶0.24∶1.05、1∶0.23∶1.07。

2.2土壤養分供應量。根據無肥區籽粒產量和無肥區百公斤養分吸收量，計算出氮、磷、鉀的土壤供應量分別為8.59 kg、2.75 kg、9.96 kg。

2.3肥料利用率。根據施肥區和缺素區氮、磷、鉀養分的吸收量和肥料施用量計算，可得出肥料利用率，計算公式為：

通過對濟源市20個試驗點的肥料利用率進行匯總分析發現，濟源市小麥對不同品種肥料的吸收利用存在較大差異，對氮肥、鉀肥（K2O）的平均利用率相對較高，分別為14.04%、17.41%，對磷肥（P2O5）的平均利用率較低，為4.25%。2.4相對產量。相對產量是指缺素區產量占全肥區產量的百分比，是劃分土壤養分豐缺指標的重要參數。根據2006～2009年的田間試驗結果計算出小麥N、P、K相對產量，不同養分相對產量之間存在差異，K的相對產量最高，為96%，P次之，為92.6%，N最低，為89.6%。

3　土壤養分豐缺指標

3.1小麥相對產量和土壤有效養分測試值之間的關系。分析相對產量和土壤有效養分測試值之間的關系，N的相對產量和土壤全氮之間無相關性，說明依據相對產量劃分土壤N的豐缺狀況不可行。無磷區相對產量和土壤有效磷（0.5 mol/L NaHCO3浸提—鉬銻抗比色法）有很好的相關性（見圖1）。無鉀區相對產量和土壤速效鉀（1.0 mol/L NH3Ac浸提—火焰光度法）也有很好的相關性（見圖2）。

圖1　小麥無磷區相對產量與土壤有效磷的關系

從圖1可以看出，試驗點土壤有效磷含量在8.55～24.25 mg/kg之間，盡管無磷區相對產量和土壤有效磷之間有顯著的相關性，但施用磷肥的總體效果偏低，相對產量均在85%以上。圖2顯示，小麥試驗點土壤速效鉀含量在78～219 mg/kg之間，其中大多數試驗點速效鉀的含量較高。

圖2　小麥無鉀區相對產量與土壤速效鉀的關系

3.2小麥相對養分吸收量和土壤有效養分值的關系。分析小麥N、P、K相對吸收量與土壤有效養分測試值之間的關系，可以發現，土壤氮素相對吸收量與土壤全氮之間相關性不好，而P、K相對吸收量分別與土壤有效磷、速效鉀之間呈顯著的對數關系（圖3、圖4），說明土壤有效磷、速效鉀的測試值能夠反映土壤有效P、K的供應水平。

圖3　小麥無磷區相對吸收量與土壤有效磷的關系

圖4　小麥無鉀區相對吸收量與土壤速效鉀的關系

3.3磷、鉀養分豐缺指標。利用小麥田間肥效試驗的結果，依據相對產量與土壤養分值的關系，結合土壤肥力等級的分級標準：相對產量大于95%的為高、75%～95%之間的為中、50%～75%之間為低、小于50%的為極低。根據小麥P、K養分豐缺指標等級，劃分出相應的土壤養分豐缺指標（表2）。

土壤有效P與缺P區相對產量的關系：

y=28.017Ln（x）+10.945 R1=0.9122

土壤速效K與缺K區相對產量的關系：

y=38.997Ln（x）-101.88 R2=0.9389

表2　小麥不同肥力等級相對產量對應的土壤養分值

4　肥料效應模型與小麥施肥指標體系

4.1推薦施肥方法。在建立土壤養分豐缺指標的基礎上，根據3414試驗和豐缺試驗的結果，確定不同豐缺指標下的推薦施肥量及上下限，通過采用三元二次、二元二次和一元二次方程擬合出肥料效應回歸模型，然后根據邊際效應計算出最佳施肥量。氮肥采用以產定氮、分次施肥推薦施肥，磷、鉀肥采用恒量監控法推薦施肥。

4.2小麥氮肥回歸模型與推薦施氮量。將小麥肥效試驗數據進行一元二次方程擬合，根據擬合出的方程計算出各個試驗點的最佳施氮量和目標產量，發現最佳施氮量和目標產量之間具有較好的相關性，這說明由試驗得出的產量可以反映土壤肥力的高低，肥力水平高的地塊生產出小麥的產量較高，對應的最佳施氮量也相對較少，反之，肥力低的地塊得出的產量較低，相對應的最佳施氮量較高。通過將最佳施氮量和對應的目標產量做散點圖，依據目標產量的高低把地力水平劃分為高、中、低三個水平（擬合出的方程如下）。從表3可以看出，在高、中、低三個肥力水平下，小麥的最佳施氮量分別為10.8 kg/667 m2、12.6 kg/667 m2、13.6 kg/667 m2。

高水平：y=-0.5960x2+12.872x+466.49

中水平：y=-0.4328x2+10.9058x+409.8

低水平：y=-0.4810x2+13.0825x+356.49

表3　小麥目標產量與氮肥推薦

4.3小麥磷、鉀肥效應模型和推薦施肥量。依據相對產量，將濟源市土壤有效磷、速效鉀含量劃分為高、中、低、極低四個豐缺等級（表4）。

表4　濟源市小麥土壤磷　鉀養分豐缺等級

4.3.1小麥磷肥效應模型及推薦施肥量。依據表4土壤有效磷的分級結果，將小麥土壤有效磷含量在相同豐缺等級的3414試驗4、5、6、7的產量結果平均，建立不同有效磷水平下的磷肥效應回歸模型（圖5）。根據磷肥效應模型得出不同水平等級下的推薦施磷量（表5）。濟源市的土壤磷含量數據中等偏高水平，當磷含量達到20 mg/kg時，不需要施磷肥，土壤中磷含量已經完全可以滿足作物生長的需要，當土壤中磷含量在15～20 mg/kg時，最佳施磷量為5.76 mg/kg，推薦施磷范圍5～7 mg/kg。當磷含量在10～15 mg/kg范圍之內，最佳施磷量6.47 mg/kg，推薦施磷6～8 mg/kg。

圖5　小麥磷肥效應模型

表5　濟源市不同豐缺等級小麥推薦施磷量

4.3.2小麥鉀肥效應模型及推薦施肥量。依據表4土壤有效鉀的分級結果，將小麥土壤有效鉀含量在相同豐缺等級的3414試驗6、8、9、10的產量結果平均，建立不同有效鉀水平下的鉀肥效應回歸模型（圖6）。根據鉀肥效應模型得出不同水平等級下的推薦施鉀量。從表6可以看出，濟源市的速效鉀含量處于較高的水平，在高水平條件下，小麥地塊可以不施鉀肥，在中水平地塊，最佳施肥量為2.21kg，推薦施肥量范圍2～3 kg，低水平地塊，最佳施肥量為3.82 kg，推薦施肥量范圍3～4 kg。

圖6　小麥鉀肥效應模型

表6　濟源市不同豐缺等級小麥推薦施磷量

5　討論

根據濟源市田間試驗結果，初步建立了測土配方施肥指標體系和小麥磷、鉀土壤養分豐缺指標體系，這對指導本市小麥施肥具有一定的現實意義。但從試驗結果來看，試驗點主要分布在中、高肥力水平區域，低肥力水平的試驗田塊較少，建議今后的試驗安排應盡量包含不同等級肥力水平，增加試驗點數量，擴大覆蓋面，以便建立和完善作物施肥指標體系。

由于在小麥實際生產過程中，小麥產量受諸如生態、氣候、生產等多種因素的制約和影響，土壤養分不是唯一因素，且土壤養分狀況處于動態變化過程中，建立一定條件下的小麥施肥指標體系及土壤養分豐缺指標是相對的，這些指標體系隨著生產、生態等條件不斷變化過程中隨之加以修正和完善。因此，小麥施肥指標體系及土壤養分豐缺指標的補充完善，是一項長期性的工作，要常抓不懈。

459000河南省濟源市農牧局王儷梅