氮·磷·鉀肥對伊犁地區甜菜產量的影響

曹 禹，孫 娜，孫桂榮，蔣桂英，李魯華

(1.石河子大學農學院，新疆石河子 832003；2.新疆維吾爾自治區伊犁州農業科學研究所，新疆伊寧 835000)

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氮·磷·鉀肥對伊犁地區甜菜產量的影響

曹 禹1，2，孫 娜2，孫桂榮2，蔣桂英1，李魯華1

(1.石河子大學農學院，新疆石河子 832003；2.新疆維吾爾自治區伊犁州農業科學研究所，新疆伊寧 835000)

[目的]尋求適合伊犁地區甜菜適宜的肥料用量及比例。[方法]從伊犁地區甜菜肥料高效利用角度出發，設置了氮、磷、鉀3因素4水平試驗，根據獲得的產量對氮、磷、鉀肥料效應進行模擬，研究適宜的肥料用量及比例。[結果]甜菜產量與氮、磷、鉀施用量的三元二次效應方程為y=3 319.323 7+297.974 9N-8.429 7P-8.860 2K-6.940 5N2-2.628 9P2-1.159 8K2-3.060 1NP-2.987 5NK+10.100 5PK。肥料實際用量為N 250.23 kg/hm2，P2O5138.15 kg/ hm2、K2O 165.73 kg/ hm2，3要素比例為1∶0.55∶0.66時，獲得最佳產量87.38 t/hm2；氮肥肥料貢獻率為35.65%，磷肥肥料貢獻率為12.04%，鉀肥肥料貢獻率為10.50%，限制甜菜產量提高的養分限制因子從大到小依次為氮、磷、鉀。[結論]伊犁地區甜菜生產中氮、磷、鉀適宜的施用比例為1∶0.55∶0.66。

甜菜；產量；最佳施肥量；肥料利用率

伊犁是新疆的甜菜主產區，該地區水源充足、土壤肥沃、光照日期較長，擁有較為理想的自然地理條件[1]。目前，甜菜已成為該地區的主要經濟作物和制糖輕工業的原料，產糖量和甜菜總產值在全國甜菜糖產區名列前茅，甜菜產業形成了一定的規模[1]。但是，近幾年甜菜種植戶為了追求更高產量，盲目加大肥料施用量，特別是氮肥用量，再加上市場上缺乏針對甜菜的復合肥，氮、磷、鉀肥配比不合理，種植方式不科學，導致收益不斷下降。筆者結合現有種植方式和伊犁地區土壤和環境條件，對伊犁地區土壤肥料利用率、最佳施肥量進行研究，尋求甜菜需肥規律和最佳施肥量，旨在為甜菜大田科學生產提供理論依據和技術支持。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況 試驗于2013年在新疆伊犁州農業科學研究所試驗基地進行。0～20 cm土壤N含量1.14 g/kg，P2O5含量1.56 g/kg，K2O含量17.13 g/kg，有機碳含量13.33 g/kg，有機質含量23.00 g/kg，pH 7.65[2]。

1.2 試驗材料 供試甜菜品種為ADV0401。供試氮肥為尿素(含N 46%)；磷肥為三料磷肥(含P2O546%)；鉀肥為硫酸鉀(含K2O 51%)。

1.3 試驗設計 土壤取樣采用對角線法。試驗采用二次回歸D-最優設計中的“3414”方案，設氮、磷、鉀3因素，各因素4水平。4個施氮量分別為N0(0 kg/hm2)、N1(90.00 kg/hm2)、N2(180.00 kg/hm2)、N3(270.00 kg/hm2)；4個施磷量分別為P0(0 kg/hm2)、P1(60.00 kg/hm2)、P2(120.00 kg/hm2)、P3(180.00 kg/hm2)；4個施鉀量分別為K0(0 kg/hm2)、K1(86.25 kg/hm2)、K2(172.50 kg/hm2)、K3(258.75 kg/hm2)。共14個處理，每處理重復3次。小區面積25 m2，株距20 cm，行距50 cm，行長5 m。2013年3月24日播種，4月5日出苗，10月15日收獲。全生育期灌6次水。“3414”試驗方案及折算后施肥量見表1。

1.4 測定項目與方法 全氮含量采用凱氏定氮法測定；全磷含量采用碳酸鈉熔融-酸溶鉬銻抗比色法測定；全鉀含量采用氫氧化鈉法測定；pH采用電位法測定；有機質含量采用重鉻酸鉀容量法測定。

產量測定：每個小區去掉邊行，按照GB/T 10496—2002標準切削后計數稱重，折算為公頃產量。增產率、肥料貢獻率和肥料農學利用率的計算公式見下：

1.5 數據統計 試驗數據采用Excel軟件和DPS數據處理系統進行統計與分析。

表1 “3414”試驗方案及折算后施肥量

Table 1 The “3414” fertilizer examination program and relative fertilizer inputs

kg/hm2

2 結果與分析

2.1 氮、磷、鉀肥料效應三元二次方程擬合與最佳施肥量的確定 由表2可知，CK的產量為50.09 t/hm2，其他處理均表現出不同程度的增產，其中，N2P2K2處理的產量最高，達89.82 t/hm2，增產率為79.09%；N3P2K2次之，為85.47 t/hm2，增產率為70.41%。

表2 各處理的產量比較

利用DPS軟件對試驗數據進行“3414”試驗統計分析，得到甜菜產量與氮、磷、鉀施用量的三元二次效應方程：y=3 319.323 7+297.974 9N-8.429 7P-8.860 2K-6.940 5N2-2.628 9P2-1.159 8K2-3.060 1NP-2.987 5NK+10.100 5PK，R=0.985 0，說明方程擬合較好。當肥料實際用量為N 260.35 kg/hm2，P2O5126.24 kg/hm2，K2O 157.11 kg/hm2，3要素比例為1∶0.48∶0.60時，獲得最高產量87.35 t/hm2；當肥料實際用量為N 250.23 kg/hm2，P2O5138.15 kg/hm2，K2O 165.73 kg/hm2，3要素比例為1∶0.55∶0.66時，獲得最佳產量87.38 t/hm2。

對回歸方程進行顯著性檢驗，方差結果顯示F(14.493 0)>F0.05(6)，說明產量與氮、磷、鉀施用量之間具有顯著的回歸關系。

2.2 氮肥對甜菜產量的影響 選取N0P2K2、N1P2K2、N2P2K2、N3P2K24個處理對甜菜產量與氮肥肥效進行分析。由表3可知，隨著施氮量的提高，產量呈現先上升后下降的趨勢，N2P2K2產量最高，達89.82 t/hm2，與N0P2K2處理相比，增產率為55.42%，說明1 kg氮肥能使甜菜增產177.90 kg，高于N1P2K2和N3P2K2處理。

表3 氮肥對甜菜產量的影響

構建氮肥用量與甜菜產量的函數關系式：y=3 760.705 0+262.125 8N-8.299 3N2，R=0.969 3，即氮肥施用量為236.88 kg/hm2時，甜菜最高產量為87.46 t/hm2。

2.3 磷肥對甜菜產量的影響 選取N2P0K2、N2P1K2、N2P2K2、N2P3K24個處理對甜菜產量與磷肥肥效進行分析。由表4可知，不同施磷量處理的產量與氮肥呈相似的變化規律，表現出先上升后下降的趨勢。其中，N2P2K2處理的產量最高，達89.82 t/hm2增產率為13.70%；肥料貢獻率為12.04%，小于氮肥肥料貢獻率；肥料農學利用率為90.13 kg/kg，高于N2P1K2和N2P3K2處理。

表4 磷肥對甜菜產量的影響

構建磷肥用量與甜菜產量的函數關系式：y=5 205.650 0+141.587 5P-8.340 6P2，R=0.858 6，即磷肥施用量為127.32 kg/hm2時，甜菜最高產量為87.10 t/hm2。

2.4 鉀肥對甜菜產量的影響 選取N2P2K0、N2P2K1、N2P2K2、N2P2K34個處理對甜菜產量與鉀肥肥效進行分析。由表5可知，不同施鉀量處理的產量與氮、磷肥呈相似的變化規律，表現出先上升后下降的趨勢。N2P2K2產量最高，達89.82 t/hm2，增產率為11.74%，肥料貢獻率為10.50%，肥料農學利用率為54.68 kg/kg。

構建磷肥用量與甜菜產量的函數關系式：y=5 323.09+105.546 1K-4.964 8K2，R=0.933 3，即鉀肥用量為159.44 kg/hm2時，甜菜最高產量為88.26 t/hm2。

表5 鉀肥對甜菜產量的影響

3 結論與討論

3.1 氮、磷、鉀肥料效應三元二次方程擬合與最佳施肥量的確定 N2P2K2處理產量最高，達89.82 t/hm2，增產率為79.09%，N3P2K2處理次之，產量為85.47 t/hm2，增產率為70.41%；甜菜產量與氮、磷、鉀肥施用量的三元二次效應方程：y=3 319.323 7+297.974 9N-8.429 7P-8.860 2K-6.940 5N2-2.628 9P2-1.159 8K2-3.060 1NP-2.987 5NK+10.100 5PK；肥料實際用量為N 260.35 kg/hm2、P2O5126.24 kg/hm2、K2O 157.11 kg/hm2，3要素比例為1∶0.48∶0.60時，獲得最高產量87.35 t/hm2。當肥料實際用量為N 250.23 kg/hm2、P2O5138.15 kg/hm2、K2O 165.73 kg/hm2，3要素比例為1∶0.55∶0.66時，獲得最佳產量87.38 t/hm2。氮、磷、鉀肥對于甜菜產質量的提高具有明顯的互作效應，但最佳比例各不相同。蓋志佳[3]研究表明，甜菜塊根產量達到最高值時，3要素比例為1∶0．59∶0．52；于敦爽[4]研究認為，3要素比例為1∶0.67∶0.53時，甜菜獲得最高產量，3要素比例為1∶0.56∶0.38時，甜菜獲得最佳產量。前人對3要素比例進行了大量的研究，但目前尚無定論，可能與不同土壤、不同環境條件有關。

3.2 氮、磷、鉀肥施用量對甜菜產量的影響 隨著氮、磷、鉀肥施用量的增加，甜菜產量均呈先上升后下降的趨勢，氮肥施用量為180.00 kg/hm2時，甜菜產量最高，達89.82 t/hm2，與N0P2K2相比，增產率為55.42%，說明氮肥對甜菜產量有明顯的增產效果，肥料貢獻率為35.65%，肥料農學利用率為177.90 kg/kg；磷肥施用量為120.00 kg/hm2時，甜菜產量為89.82 t/hm2，增產率為13.69%，肥料貢獻率為12.04%，小于氮肥肥料貢獻率，肥料農學利用率為90.13 kg/kg；鉀肥施用量為172.50 kg/hm2時，甜菜產量為89.82 t/hm2，增產率為11.74%，肥料貢獻率為10.50%，肥料農學利用率為54.68 kg/kg。由此可知，限制甜菜產量提高的養分限制因子從大到小依次為氮、磷、鉀。

氮肥施用量與甜菜產量密切相關，在塊根產量相對較低的情況下，增施氮肥能顯著提高塊根產量。但在高氮水平下，繼續增加氮肥，產量不會繼續增加，反而有下降趨勢。適量的磷肥能促進甜菜幼苗的代謝及根系的發育，使幼苗生長健壯。曲文章等[5]研究表明，施磷能顯著增加甜菜須根的干物重、長度和表面積；施磷量與須根干物重呈極顯著正相關，施磷能增加甜菜株高和鮮葉數；施磷量與塊根產量呈顯著正相關，各施磷處理與對照間的產量差異極顯著，而磷肥處理間差異不顯著。鉀肥對甜菜產量的影響較小，它與氮、磷不同，不參與植物體的碳水化合物的組成，但鉀仍是作物所必需的3要素之一。鉀肥能增強甜菜光合作用，平衡氮肥、磷肥，從而提升甜菜品質。

[1] 耿清濤.伊犁地區甜菜產業發展現狀、問題及對策研究 [J].新疆農墾經濟，2012(5)：55-59.

[2] 魯如坤.土壤農業化學分析方法[M].北京：中國農業科學技術出版社，2000.

[3] 蓋志佳.定量施肥對黑龍江省紅興隆地區甜菜產質量的影響[D].哈爾濱：東北農業大學，2012.

[4] 于敦爽.黑龍江西北部甜菜配方施肥的研究[D].哈爾濱：東北農業大學，2012.

[5] 曲文章，耿立清，王紅鋼，等.磷素水平對甜菜生育及產質量的影響[J].中國甜菜糖業，2002(3)：7-9.

The Effect of Fertilizer Input to Yield of Sugar Beet in Yili Region

CAO Yu1,2, SUN Na2, SUN Gui-rong2et al

(1.College of Agronomy Shihezi Univerdity,Shihezi, Xinjiang 832003;2.Yili Institute of Agricultural Sciences of the Xinjiang Uygur Autonomous Region, Yining, Xinjiang 835000)

[Objective] The study aimed to seek suitable beet appropriate proportion and use level of fertilizer in Yili Region.[Method] From the angle of the Yili Region beet fertilizer utilization, set the NPK 3 factors 4 levels test, according to the production to simulate the effect of NPK fertilizer to seek suitable beet appropriate proportion of fertilizer in Yili Region.[Result] The relationship of beet yields with NPK fertilizer inputs was simulated out into a ternary quadratic formula. The formula isy=3 319.323 7+297.974 9N-8.429 7P-8.860 2K-6.940 5N2-2.628 9P2-1.159 8K2-3.060 1NP-2.987 5NK+10.100 5PK; through the formula we could calculated out that when the real fertilizer inputs were N=250.23 kg/hm2, P2O5=138.15 kg/hm2, K2O=165.73 kg/hm2, these three fertilizer elements ration was 1∶0.55∶0.66, the beet could output the best suitable yield, 87.38 t/hm2. The rate of contribution of N fertilizer was 35.65%, the rate of contribution of P fertilizer was 12.04%, the rate of contribution of P fertilizer was 10.5%. The limit factor in beet yield growth was N>P>K.[Conclusion] Suitable beet appropriate proportion of fertilizer NPK elements ration was 1∶0.55∶0.66 in Yili region.

Sugar beet; Yield; The best fertilizer amount; Utilization rate of fertilizer

國家甜菜現代農業產業技術體系項目(CARS-210409)。

曹禹(1986- )，男，內蒙古烏蘭浩特人，研究實習員，從事甜菜栽培技術推廣工作。

2016-09-09

S 506.2

A

0517-6611(2016)31-0137-03