不同氮磷鉀施肥量對大豆產量的影響

王囡囡 張春峰 張洪權 宋英博 孟慶英 朱寶國 李 于 樊偉民

（黑龍江省農業科學院佳木斯分院 佳木斯154007）

大豆是僅次于小麥、玉米、水稻、大麥的第五大糧食作物，大豆是需肥量較多的作物，合理施用氮磷鉀肥可以有效提高大豆產量和品質[1-2]。大豆施肥方面的研究較多，孫振寧等[3]認為氮肥是影響大豆產量的主導因子，大豆產量隨施氮量的增加先增加后減小；馮麗娟等[4]研究表明，高油大豆產量隨著施肥量的升高而升高。科學合理的施肥量對于提高大豆產量是至關重要的，在實際的農業生產中應該正確地進行肥料施用，優化施肥量與施肥配比率，把握施肥時期及施肥方法，能夠以最經濟的施肥配方和用量，得到最高的產量效益，提高化肥利用率，改善大豆產品的質量，切實做到節肥卻增產、節支卻增收[5-6]。

本研究通過施氮量、施磷量、施鉀量3因素3水平的正交試驗設計，研究大豆氮磷鉀肥料對產量的影響，探索最優的大豆施肥量組合，以期為黑龍江省三江平原大豆施肥提供理論數據。

1 材料與方法

1.1 供試土壤

試驗地點在黑龍江省農科院佳木斯分院試驗區內。佳木斯市位于三江平原腹地，北緯130°27′55″、東經46°50′36″，屬中溫帶大陸性季風氣候，冬長夏短，無霜期130 d左右，年有效積溫平均值為2 521℃，年平均降水量510 mm左右，適合各類農作物生長。

試驗地土壤類型為草甸土，土壤pH 6.48，有機質35.5 g/kg，全氮1.45 g/kg，全磷1.52 mg/kg，全鉀28.43 mg/kg，堿解氮140.11 mg/kg，有效磷69.00 mg/kg，速效鉀181.72 mg/kg。前茬作物為玉米。

1.2 供試肥料

氮肥為尿素（N 46%），磷肥為重過磷酸鈣（P2O546%），鉀肥為氯化鉀（K2O 60%）。

1.3 試驗設計

2018年種植作物大豆，黑農48，采用3因素3水平9個處理組合正交試驗設計，3次重復，5行區，行長6 m，行距65 cm。單行雙粒點播，單行株距12 cm。3因素為施氮量（A）、施磷量（B）、施鉀量（C），3水平指每個試驗因素設3個水平，試驗除處理間施肥量差異外，其他栽培管理措施一致。試驗因素設置見表1，處理組合見表2。

1.4 數據分析

利用Microsoft Excel 2010和SPSS 19對數據進行分析。

表1 試驗因素與水平設計

表2 正交試驗設計

2 結果與分析

2.1 不同因素處理對大豆產量影響的直觀分析

不同施肥量對大豆產量影響的直觀分析結果見表3。m1、m2、m3分別為在不同因素及水平下大豆產量的平均值，其大小可用來反映同一因素的不同水平對產量影響的大小，以確定各因素的最佳水平[1-3]，根據m值得出A（施氮量）、B（施磷量）、C（施鉀量）因素的最佳水平分別為30 kg/hm2、150 kg/hm2、45 kg/hm2。標準差S反映了各因素的不同水平離散程度，標準差小，代表該因素較接近平均值；而極差R反映了各因素的水平變動對產量影響的大小[1-3]，通過分析顯示（表3），3因素各自水平間的標準差S和極差R值由大到小依次為C（施鉀量）＞A（施氮量）＞B（施磷量），從而得出施肥量對大豆產量的影響的主次因素為施鉀量、施氮量、施磷量。

表3 不同因素處理對大豆產量的直觀分析結果

2.2 不同因素對大豆產量影響的方差分析

對大豆產量進行方差分析，結果顯示（表4），得出A、B、C因素所對應的P值均小于0.01，從而說明了施氮量、施磷量、施鉀量對大豆產量的影響均達極顯著水平（P＜0.01）。該方差分析結果與直觀分析結果基本一致。

2.2.1 施氮肥對大豆產量的影響 本試驗中A因素的水平1、水平2、水平3分別代表每公頃施氮量為0、30 kg、60 kg。大豆產量由高到低的順序為A2＞A3＞A1（附圖），經方差分析得出A1、A2、A3之間產量均存在著極顯著差異（表5）。本研究中施氮量為30 kg/hm2時，大豆產量最高，而并非施氮量越高越好。

表4 大豆產量的方差分析結果

2.2.2 施磷肥對大豆產量的影響 試驗中B因素的水平1、水平2、水平3分別代表每公頃施磷量為0、75 kg、150 kg。大豆產量由高到低的順序是B3＞B2＞B1（附圖），經方差分析得出B1、B2、B3之間產量差異均達顯著水平，并且B3與B1的大豆產量差異達到了極顯著水平。因此，在本試驗中多施磷肥有利于大豆產量的增加，當施磷量為150 kg/hm2時，大豆產量最高。

2.2.3 施鉀肥對大豆產量的影響 試驗中C因素的水平1、水平2、水平3分別代每公頃施鉀量為0、75 kg、150 kg。大豆產量由高到低的順序是C2＞C3＞C1（附圖），經方差分析得出C2、C3與C1之間產量差異達極顯著水平，而C2、C3之間產量不存在顯著性差異。當施鉀量為45 kg/hm2時，大豆產量最高。

附圖 各因素不同水平對大豆產量的影響

表5 不同因素對大豆產量的影響

2.3 不同處理組合間產量的方差分析

將本試驗9個處理組合的大豆產量進行方差分析，結果顯示（表6），不同處理組合的產量為2 330.70～4 517.00 kg/hm2。處理組合5（A2B2C3）產量最高，與處理組合9（A3B3C2）產量無顯著差異，與其余7個處理組合產量差異達顯著或極顯著水平。

表6 不同處理組合間產量的方差分析和多重比較結果

2.4 處理組合最優施肥分析

根據直觀分析結果m值及各因素方差分析結果，得出本試驗的最優施肥為施氮量30 kg/hm2、施磷量150 kg/hm2、施鉀量45 kg/hm2。根據正交試驗的不同處理組合間產量的方差分析得出，處理組合5（A2B2C3）產量最高，其次是處理組合9（A3B3C2），他們之間的產量差異不顯著，再結合不同因素對大豆產量方差分析的結果，處理組合5（A2B2C3）的施氮量（A因素）30 kg/hm2為最佳，處理組合9（A3B3C2）的施磷量（B因素）150 kg/hm2和施鉀量（C因素）45 kg/hm2為最佳量。由此在本試驗中可得出，各因素最適宜的搭配組合為A3B3C3，即肥料氮、磷、鉀的適宜施用量分別為純N 60 kg/hm2、P2O5150 kg/hm2、K2O 45 kg/hm2。而通過直觀分析和各因素方差分析得出的最優施肥量組合，純N 30 kg/hm2、P2O5150 kg/hm2、K2O 45 kg/hm2，本試驗中并未設置，但大豆本身具有固氮能力，并非施氮量越高越好，因此，此施肥量組合仍可作為大豆施肥的最優選擇。

3 結論與討論

大豆高產，主要取決于氮磷鉀肥的平衡吸收，優化和平衡大豆施肥可促進大豆正常生長發育，進而提高大豆產量。大豆本身具有固氮作用，但不能因此就忽視它的肥料供給，因為大豆幼苗期，根瘤菌很少或者未形成時期，必須要補充一定的氮肥作為基礎。在大豆生長期，除了繼續補充氮肥外，大豆對磷肥的需要也比其他農作物高很多，因為磷可以促進根瘤菌的生長，提高它的固氮能力。同氮、磷一樣，鉀肥也是大豆成長的主要營養供應。

本研究結果表明，不同施肥量對大豆產量具有一定的影響，方差分析結果顯示，施氮量為30 kg/hm2時，大豆產量最高，且與其他水平間均存在著極顯著差異，表明并非施氮量越高越好。這可能與大豆本身具有固氮能力有關，因此大豆施氮肥應該根據農作物實際生長情況科學施肥，否則，不僅會造成肥料的浪費，而且會影響農作物的正常生長，造成減產。多施磷肥有利于大豆產量的增加，當施磷量為150 kg/hm2時，大豆產量最高，磷肥的充足施用是大豆得以正常生長、提高產量的保障。當施鉀量為45 kg/hm2時，大豆產量最高，其產量差異與其他水平之間達極顯著水平。根據正交試驗的不同處理組合間產量的方差分析得出，本試驗中各因素最適宜的搭配組合為A3B3C2，即肥料氮、磷、鉀的適宜施用量分別為純N 60 kg/hm2、P2O5150 kg/hm2、K2O 45 kg/hm2。而通過直觀分析和各因素方差分析得出的最優施肥量組合，純N 30 kg/hm2、P2O5150 kg/hm2、K2O 45 kg/hm2，本試驗中并未設置此處理組合，但大豆本身具有固氮能力，并非施氮量越高越好，因此，此施肥量組合仍可作為大豆施肥的最優選擇。