特早熟棉花“3414”肥料效應函數模型研究

周大偉 崔新菊 侯麗麗 高麗麗 任磊 彭云承 陳疆

摘 要：通過“3414”回歸最優設計原理設置的棉花肥效試驗，獲得肥料效應函數方程，由此數學模型得出理論氮、磷、鉀的最佳施肥量，其中由三元二次方程得出的最佳施肥量為：N 309.975kg/hm2、P2O5 362.685kg/hm2、K2O? 45.375kg/hm2，棉花產量為4629.45kg/hm2;一元二次方程得出N的最佳施肥量為N 297.84kg/hm2，棉花產量為4647kg/hm2;P的最佳施肥量為252kg/hm2，棉花產量為4640.4kg/hm2;K的最佳施肥量為58.305kg/hm2，棉花產量為4623.585kg/hm2。

關鍵詞：棉花;“3414”肥料試驗;三元二次施肥模型;一元二次施肥模型;最佳施肥量

中圖分類號 S562文獻標識碼 A文章編號 1007-7731（2019）20-0092-03

長期以來，在伊犁河谷棉花栽培過程中，對于施肥量、施肥的種類及施肥的適宜時期都缺乏必要的試驗，在生產栽培過程中，幾乎是憑借經驗進行，存在一定的盲目性。為了獲得伊犁河谷棉花高產所需的氮、磷、鉀的數量和比例以及了解適宜的施用時期，伊犁州農科所于2018年開展了棉花“3414”肥料效應試驗。

1 材料與方法

1.1 供試土壤 試驗地點選擇在伊犁州農科所棉花試驗地，試驗地前茬為黃豆，土壤肥力中等，屬中產田。試驗前土壤養分測試結果如下：有機質含量2.0646%，全氮0.0784%，堿解氮109.76mg/kg，全磷0.2025%，速效磷41.88mg/kg，速效鉀420mg/kg，pH8.3。

1.2 供試品種及肥料 供試棉花品種為伊陸早17號;供試氮肥為中國石油烏魯木齊石化生產的“昆侖”牌尿素，含純氮量（N）≥46%：磷肥為云南天化股份有限公司生產的粒狀重過磷酸鈣，含有效磷（P2O5）≥43%;鉀肥為芬蘭生產的硫酸鉀，含鉀量（K20）≥52%。

1.3 試驗設計與方法 試驗采用“3414”肥料效應田間試驗設計，以氮肥（X1）、磷肥（X2）、鉀肥（X3）為供試因子，研究棉花施肥的合理配比。共設14個處理（表1）。2次重復，隨機排列，重復間設1.0m走道，每小區鋪設1.2m寬薄膜1膜，寬窄4行區，小區長12m，小區凈面積17m2，全試驗凈面積476m2。保證收獲株數10000株以上，試驗地四周設保護區。磷肥、鉀肥的全部和氮肥40%作底肥，在播前犁地后用圓盤耙翻入，剩余的氮肥30%作花鈴肥，20%作蓋頂肥，10%作桃肥。

1.5 試驗實施與田間管理 4月15日澆播前水，4月25日犁地，4月26日播種，行距30cm-50cm-30cm，播幅1.25m，株距10cm，播前噴禾耐斯90%乳液50g/hm2，6月16日施花鈴肥（溝施），7月7日施蓋頂肥（溝施），8月5日施桃肥（撒施）。7月14日定苗。整個生育期共澆水5次，中耕除草4次，于9月28日至10月5日霜前進行2～3次拾花，霜后1次。

2 結果與分析

2.1 經濟性狀及產量

2.1.1 經濟性狀 由試驗記載可知，株高最高的是處理3、4、6、7，均在50cm以上，對照1株高最低為46cm。第一果枝高度也是處理1的最低為19.3cm，其余處理都在21cm以上，所有處理都為Ⅰ式果枝，果枝數處理1、2、8最低平均不到7臺，處理3、6、7、11果枝數較多將近8臺，處理1的單株鈴數最少不到6個，處理5、6、7、9、1的鈴數較多都在7個以上，剩下的處理在6～7。從以上數據可知，N、P、K對棉花植株生長發育具有一定促進或抑制作用。

2.1.2 產量 由表2可知，各小區產量有很大差異，產量最低的為不施肥的處理1，最高的是2水平的處理6。不同用量的氮磷鉀肥配合施用是引起棉花產量差異的重要因素，N2P2K2、N2P3K2、N2P2K1、N2P1K2、N3P2K2、N2P1K1等6個處理單產均為4200kg/hm2以上，較無肥區和低氮低鉀區有明顯的增產效果。

2.2 產量結果肥料效應函數

2.2.1 三元二次方程的擬合 各處理產量結果（表3），通過結果作回歸分析（表4），得出施肥量與產量數量模型如下：

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

對方程進行顯著性檢驗，F=6.080864>F0.05=0.048851874達顯著水平，其他回歸系數也符合相關要求，說明棉花產量與施肥量有顯著的回歸關系，計算結果有一定的應用價值。

由此數學模型經過偏導計算得出，最大施肥指標為N 335.445kg/hm2、P2O5 369.45kg/hm2、K2O 71.55kg/hm2，最大產量為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，由此數學模型通過偏導計算得出，最佳施肥指標分別為N309.975kg/hm2、P2O5 362.685kg/hm2、K2O 45.375kg/hm2，最佳產量為4629.45kg/hm2。

2.2.2 一元二次方程的擬合

2.2.2.1 N的一元二次方程散點圖及一元二次方程

Y=67.72+24.64X1-0.61414X12

經檢驗R2=0.9679，說明該方程描述在本實驗最佳PK肥量下的N肥效應恰當。其相關系數為0.9369，由此數學模型通過偏導計算得出，N的最大施肥指標為303.15kg/hm2、最大產量為4737.45kg/hm2。最佳施肥量297.84kg/hm2，最佳產量為4647kg/hm2（圖1）。

2.2.2.2 P的一元二次方程散點圖及一元二次方程

Y=234.7565+8.8746X2-0.24676X22

經檢驗R2=0.9967，說明該方程描述在本實驗最佳NK肥量下的P肥效應恰當。其相關系數為0.9983，由此數學模型通過偏導計算得出，P的最大施肥指標為267kg/hm2、最大產量為4710.15kg/hm2。最佳施肥量252kg/hm2，最佳產量為4640.4kg/hm2（圖2）。

2.2.2.3 K的一元二次方程散點圖及一元二次方程

Y=266.253+21.576X3-2.467X32

經檢驗R2=0.94288，說明該方程描述在本實驗最佳NP肥量下的K肥效應恰當。其相關系數為0.88903，由此數學模型通過偏導計算得出，K的最大施肥指標為61.14kg/hm2、最大產量為4653.3kg/hm2。最佳施肥量58.305kg/hm2，最佳產量為4623.585kg/hm2（圖3）。

3 結論

（1）產量最高的為處理6（全肥產量），達4639.05kg/hm2，施肥水平為N2P2K2;處理l（地力產量）產量最低，為3333.45kg/hm2;處理6的單株成桃數和單鈴重明顯高于處理1的。

（2）經濟效益以N2P2K2最高，產投比以N2P0K2為最佳。說明第2水平確定的相對合理，產投比中以N2P0K2水平最高，說明N、K是當地棉花生產過程中需要重點驗證施用量的因素。

（3）從肥料效應函數法（三元二次方程回歸分析）試驗結果分析可以得出，最佳施肥指標為N 309.975kg/hm2、P2O5 362.685kg/hm2、K2O 45.375kg/hm2，由此得出最高籽棉產量為4629.45kg/hm2。N、P、K三要素對棉花產量均有不同程度的影響，在一定范圍內，棉花的產量隨N、P、K施用量的增加而增加;K對棉花產量影響不顯著，N、P、K的一元方程在生產中也有一定的應用價值。因此，N、P、K合理配比施用，既能提高經濟效益，又可提高肥料利用率，保持土壤養分平衡，提升土壤肥力。

（責編：張宏民）