砂姜黑土夏玉米“3414”施肥效應研究

陳道群

摘 要：為實現砂姜黑土夏玉米生產化肥減量、高產高效、生態安全的目標，開展了基于“3414”試驗設計的玉米田間肥效試驗。結果表明：供試土壤地力貢獻率平均為55.8%;氮、磷、鉀肥增產率分別為53.0%、9.5%和14.4%;供試土壤養分豐缺狀況表現為氮素屬低水平，磷、鉀素屬中等水平;供試土壤氮、磷、鉀相對產量分別為65.4%、91.4%和87.5%，氮、磷、鉀肥的最佳施肥量分別為267.0、58.5、100.5kg/hm2。

關鍵詞：夏玉米;砂姜黑土;肥料效應;最佳施肥量

中圖分類號 S513文獻標識碼 A文章編號 1007-7731（2021）07-0083-03

懷遠縣夏玉米種植區主要土壤類型為砂姜黑土。針對近年來玉米種植不合理施用化肥現象，筆者開展了基于“3414”試驗設計的夏玉米田間肥效試驗，以探究砂姜黑土夏玉米需肥規律、施肥效應以及肥料使用效率等，為建立玉米化肥減量增效施肥體系提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況 試驗設在懷遠縣鮑集鎮（中科院南土所中低產田改良試驗基地），地理位置117°12′08″E、33°17′92″N，土壤為砂姜黑土類青白土田，耕層質地為重壤，容重1.35g/cm3，有機質12.7g/kg、全氮11.2g/kg、有效磷25mg/kg、有效鉀122mg/kg、pH 6.6。試驗地塊平整，肥力均勻，前茬小麥。

1.2 試驗設計 試驗采用“3414”最優回歸設計，即氮磷鉀3因素、4水平、14個處理。4水平為：0水平為不施肥，2水平為當地近似最佳施肥量，1水平=2水平×0.5，3水平=2水平×1.5（該水平為過量施肥）。玉米近似最佳施肥量（2水平）為氮（N）240kg/hm2、磷（P2O5）75kg/hm2、鉀（K2O）90kg/hm2。試驗氮肥用尿素（N 46%），磷肥用過磷酸鈣（P2O5 45%），鉀肥用氯化鉀（K2O 60%）。磷、鉀肥作基肥一次施入，氮肥按7∶3分基肥和追肥施用。具體試驗方案見表1。小區面積30m2（6m×5m），小區間隔1m，雙行順序排列。玉米品種為雜交玉米淮河10號。

1.3 試驗管理 采用機條播方式，基本苗60000株/hm2，4～5葉期定苗。試驗田均按常規進行管理，及時中耕除草、灌溉排水、做好病蟲草害防治，除試驗設計要求的施肥處理差異外，其他管理措施均一致。試驗期間記錄每次農事操作、生育時期和氣候狀況。成熟后全區收獲，各小區單收單打，稱重計產，并取樣進行農藝性狀考種和樣品分析。

1.4 樣品分析 土壤有機質采用重鉻酸鉀氧化—稀釋熱法，土壤全氮采用半微量凱氏法，土壤有效磷采用碳酸氫鈉浸提—鉬銻抗比色法，土壤速效鉀采用乙酸銨浸提—火焰光度法。植物樣品經硫酸、雙氧水消煮后，半微量蒸餾法測氮，鉬銻抗吸光光度法測秸稈磷，釩鉬黃吸光光度法測籽粒磷，火焰光度法測鉀。

1.5 數據處理 采用中國肥料信息網土肥工具對試驗數據進行統計分析。

肥料增產率（%）=（全肥區產量-缺素區產量）/缺素區產量×100 （1）

相對產量（%）=缺素區產量/全肥區產量×100 （2）

土壤地力貢獻率（%）=無肥區產量/全肥區產量×100 （3）

2 結果與分析

2.1 玉米農藝性狀與產量構成 由表2可知，各處理有效穗數54450～56625穗/hm2，株高171～245cm，穗長17～22cm，穗粒數276～504粒，百粒重25.4～31.3g，理論產量4508～8539kg/hm2。其中產量超過7500kg/hm2的處理有9個，6000kg/hm2以上的處理有2個，低于6000kg/hm2的處理有3個。

2.2 玉米產量 由表3可知，各處理施肥水平不同，其籽粒產量差異較大。以不施肥處理1（[N0P0K0]）產量最低，為4300kg/hm2;其次是不施氮肥處理2（[N0P0K0]），產量為5034kg/hm2。14個處理中產量靠前的均為氮、磷、鉀全肥處理，2水平N養分較為明顯，產量排在前3位的分別為處理6（N2P2K2）、處理10（N2P2K3）和處理7（N2P3K2），產量分別為7700、7350和7300kg/hm2，分別較處理1增產3400、3050、3000kg/hm2。由此可見，施用適量氮肥是玉米獲得高產的養分基礎。

2.3 土壤地力貢獻與肥料增產效果 本次試驗條件下，土壤地力貢獻率為55.8%，氮、磷、鉀肥增產率分別為53.0%、9.5%和14.4%，表明地力提供了50%以上的貢獻率，氮肥是玉米首要增產因子，其次是鉀肥和磷肥。這表明了培肥地力的重要性，以及玉米配方施肥時應注意氮、磷、鉀肥的合理搭配，以達到節本增效的目的。

2.4 土壤養分豐缺狀況 根據《測土配方施肥技術規程》（NY/T2911），采用相對產量表達土壤養分的豐缺狀況：相對產量在50%以下為“極低”，相對產量在50%～75%為“低”，相對產量在75%～95%為“中”，相對產量大于95%為“高”。通過計算，本次試驗缺氮、缺磷、缺鉀的相對產量分別為65.4%、91.4%和87.5%。根據分級標準，本次試驗的土壤氮素含量屬“低”水平，而磷、鉀含量屬“中等”水平。因此，在同類土壤的玉米種植區要合理運籌施肥，協調土壤養分比例。

2.5 施肥效應方程和最佳施肥量 運用“3414”田間試驗設計與數據分析統計軟件對試驗產量結果進行數學模擬，獲得三元二次模型下的肥料效應方程：

y=284.2626+24.79459N-0.45171N2+5.37189P-

0.805081P2-14.296K+0.317167K2-1.316193NP+

0.19183NK+3.962108PK（r=0.937006）

經回歸方程系數的顯著性檢驗，F=6.61>F0.05=6.0，說明玉米籽粒產量與氮、磷、鉀的施肥量呈顯著相關。分別把價格參數（籽粒價格：2.00元/kg;肥料價格：N 3.90元/kg、P2O5 5.8元/kg、K2O 4.0元/kg）帶入肥料效應方程，獲得三元二次模型下氮、磷、鉀肥理論最佳施用量分別為267.0、58.5、100.5kg/hm2。

3 結論與討論

試驗結果表明：砂姜黑土夏玉米種植區缺素相對產量氮、磷、鉀依次為65.4%、91.4%、87.5%，土壤氮素含量仍屬較低水平，磷、鉀素含量屬中等水平。供試土壤地力貢獻率平均為55.8%，所施氮、磷、鉀肥增產率分別為53.0%、9.5%和14.4%。由此可見，玉米總收獲量的50%以上的養分需求是由基礎土壤地力提供，氮肥仍是玉米增產的首要因子，其次是鉀肥和磷肥。因此，砂姜黑土玉米種植區在培肥地力的基礎上要注意合理運籌氮、磷、鉀，協調養分比例，以達到化肥減量增效的目的，確保土壤養分的可持續利用和作物高產高效。通過數學模擬獲得三元二次模型下的玉米肥料效應方程，表明玉米產量與施肥量呈顯著相關。帶入價格參數求得氮（N）、磷（P2O5）、鉀（K2O）肥理論最大施肥量分別為307.5、52.5、106.5kg/hm2，最佳施肥量分別為267.0、58.5、100.5kg/hm2。

試驗區域從玉米播種到收獲期間累計降雨量680mm，8月上、中旬高溫，9月上、中旬出現旱象。因此，玉米苗期土壤含水量處于飽和漬澇狀態，而抽雄揚花期又遇高溫干旱。不利的氣候條件疊加在一定程度上影響了玉米的生長發育及對養分的吸收利用。本次試驗也難免排除同類非正常因素的影響，對于有關產量與養分的數據也有待進一步的探究。

（責編：徐世紅）