氮磷肥用量（精选5篇）
氮磷肥用量 篇1
夏玉米新品种东岳6355为泰安市农科院玉米研究所新育成的玉米一代杂交品种, 为了探索东岳6355的高产、稳产、高效性状, 选取密度、氮施肥量、磷施肥量3个因素进行试验, 建立夏玉米高产栽培模型, 以为夏玉米生产提供依据。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验地设在泰安市农科院试验田。土壤为潮土类砂壤, 前茬作物为小麦。土壤有机质、全氮、全磷、全钾含量分别为1.030%、0.065%、0.213%、2.160%;碱解氮、速效磷、速效钾含量分别为58、62、100 mg/kg。该地区年均气温、降水量分别为12.5℃、600 mm, ≥10℃积温 (80%保证率) 4 279.1℃, 全年日照时数为2 679.9 h[1,2]。
1.2 试验材料
参试玉米品种为泰安市农科院自育品种东岳6355。
1.3 试验方法
试验设密度、氮施肥量、磷施肥量3个因素, 每个因素设4水平, 共10个处理, 各因素设计水平及编号见表1。3次重复, 随机区组排列, 小区面积13.34 m2。氮肥分3次追施, 七叶期施20%, 大喇叭口期施60%, 抽雄期施20%;磷肥在播种前全部深施[3,4,5,6,7]。采用开沟点播。
2 结果与分析
2.1 玉米产量与氮磷肥及密度关系的数学模型
根据各试验处理产量结果见表2, 得出玉米产量与氮肥、磷肥、密度的数学模型效应方程为:Y=-13.61X12-2.85X22-45.52X32-1.09X1X2+2.69X1X3+15.90X2X3+36.20X1-12.51X2+69.15X3+575.40
2.2 玉米产量分析
该试验数学模型效应方程系数的大小可以反映各因素作用的方向、大小, 这是由于试验采用无量纲编码, 偏回归系数已标准化。因此, 由一次项系数相对数值可以看出各因素对玉米产量的影响从大到小依次为密度、氮肥、磷肥。
为获得夏玉米产量与每个因素的关系, 利用“降维法”进行求解。当将磷肥用量、密度2个因素的值固定在零水平, 获夏玉米产量与氮肥用量的关系:Y1=575.40+36.20X1-13.61X12, 可以看出, 玉米产量与氮肥用量成正相关, 在0~30kg/666.67 m2夏玉米产量未达到最高点, 增加氮肥的用量仍可以提高夏玉米产量。
当将氮肥用量、密度2个因素的值固定在零水平, 获夏玉米产量与磷肥用量的关系:Y2=575.40-12.51X2-2.85X22, 可以看出, 在试验条件下, 使用磷肥的效应为负效应, 随着磷肥用量的增加, 玉米产量反而下降, 这可能是该试验土壤速效磷含量较高, 可不施或少施磷肥。
当将氮肥用量、磷肥用量2个因素的值固定在零水平, 可获得夏玉米产量与密度的关系:Y3=575.40+69.15X3-45.52X32, 可以看出, 增加栽植密度, 夏玉米产量上升幅度较大, 当密度超过5 250株/666.67 m2时, 增产速度减小, 当栽植密度达到6 562株/666.67 m2时, 产量最高, 再增加密度, 产量反而下降, 可见密度是该试验中影响玉米产量的主要因素。
2.3 各因素交互效应
试验表明密度与磷肥交互作用较大, 所以生产中可以利用二者的交互作用提高玉米产量。由表3可以看出, 当密度、磷肥用量在低水平配合时, 交互作用较小, 当密度、磷肥用量的水平逐渐提高时, 增加了夏玉米产量, 交互作用增大, 当二者均在1水平时, 增加的夏玉米产量最高。
2.4 边际产量分析
由表4可以看出, 磷肥用量在最低水平时, 边际产量已是负值, 增加磷肥施用量, 夏玉米进一步减产。氮肥用量达到最高水平, 边际产量仍为正值, 增加单位的氮肥可增产玉米9.01 kg。密度在0水平前是正值, 在0.759水平变为零, 超过此点边际产量变为负值。由此表明, 在零点以前密度的边际产量最高, 增产作用最大。当超过零点后, 氮肥的边际产量大于密度, 此时氮肥的增产作用较大。
2.5 不同产量区段最佳栽培方案的确定
由于模型无极值, 采用模拟方法进行计算机模拟, 得到各产量区段各因素的平均值及95%置信区间。由表5可以看出, 当产量提高时, 栽培密度、氮肥施用量增加, 磷肥用量则相对减少。
在64个试验组合中最高单产为623.1 kg/666.67 m2, 方案为X1 (氮) 18 kg/666.67 m2、X2 (磷) 0.75 kg/666.67 m2、X3 (密度) 6 240株/666.67 m2。经计算机模拟, 产量最高为626kg/666.67 m2, 有9种方案, 其中氮肥用量均为20 kg, 磷肥和密度有一定差异。计算机模拟与实际试验结果基本吻合。在生产中可利用密度与磷肥的交互作用在较高产量范围内提高密度, 降低磷、氮肥用量。
3 结论与讨论
(1) 在该试验条件下, 东岳6355夏玉米最高产量可达623.1 kg/666.67 m2。单产>600 kg/666.67 m2栽培方案为施纯氮18 kg/666.67 m2、磷 (P2O5) 0.75 kg/666.67 m2, 种植密度为6 240株/666.67 m2 (实收5 500株/666.67 m2) 。
注:X1、X2、X3 (平均值、下限、上限) 单位分别为kg/666.67 m2、kg/666.67 m2、株/666.67 m2。
(2) 通过数学模型模拟可以根据产量要求设计氮肥、磷肥使用量及种植密度。
(3) 在该试验中磷肥的效应为负值, 有待于进一步的试验验证磷肥的增产作用。
参考文献
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氮磷肥用量 篇2
关键词：大豆；玉米；间作；氮肥水平；磷肥水平；植株生长
中图分类号： S344.2 文献标志码： A 文章编号：1002-1302（2014）07-0094-03
收稿日期：2013-09-13
基金项目：国家“973”计划（编号：2011CB100400）。
作者简介：陈建斌（1970—），男，云南红河人，硕士，副教授，主要从事植物保护技术推广与应用工作。E-mail：cjbin2@vip.sina.com。
通信作者：汤东生，男，湖北保康人，博士，副教授，主要从事植物生理生态学研究。E-mail：eastuptang@126.com。作物多样性是人类赖以生存的物质基础[1]，多种作物以间作或套种的方式种植在一起，利用形态上的差异进行空间上的合理互补，可充分利用田间光照[2-3]及肥、水[4]资源，增加作物产量[5]，有时还起到控制病、虫、草害[6]的作用。由于资源竞争或其他化学效应，生长在一起的不同作物种群中的一种作物群体可能会对另一作物群体的生长产生限制或促进作用[7-8]。作物栽培学家过去往往从提高资源利用率[9-11]的角度分析田间生物或经济产量来考察栽培的成效，而对于相邻作物之间直接相互影响的研究报道并不多见。玉米大豆间作是我国最为普遍的间作方式之一，人们选择这种种植模式的目的在于通过大豆的结瘤固氮来减少氮肥的投入，从而提高农业生产效率[12]。相对于玉米单作，大豆与玉米间作后，总产量和经济价值得到提高。而从生态学的角度看，间作在玉米行间的大豆是否对玉米生长产生积极或消极的影响并不清楚，特别是产生这种影响的条件还有待进一步研究。氮肥和磷肥是限制作物产量的2个重要因素，因为作物获得高产必须保证获得足够的氮肥和磷肥。本研究将探讨盆栽条件下，在不同氮、磷施肥水平下，大豆对玉米生长的作用，旨在深入揭示玉米大豆间作的生态效应，从而为提高间作的生产效益作出初步的理论探讨。
1材料与方法
1.1试验材料
供试玉米品种为寻单7号，由昆明市种子公司提供；供试大豆品种为滇豆6号，由云南省农业科学院经济作物研究所提供。
1.2试验设计
试验于2011年4月在云南农业大学的温室中开始实施。试验用土取自昆明市附近农田表层0～20 cm的耕作层土壤，经自然风干、粉碎后过直径为1 cm铁网筛。然后将过筛后的土与腐熟风干后的有机肥按体积比4 ∶1进行充分混合待用。土壤混合后经测定可知，含有機质50.65%、碱解氮115.44 mg/kg、速效磷55.92 mg/kg、速效钾 117.48 mg/kg，pH值为6.01。
采用裂区设计，主区为施磷处理，设低磷（100 mg/kg）、中磷（200 mg/kg）和高磷（400 mg/kg） 3个水平；副区为施氮处理，分别设0、150、300、450、600 mg/kg 5个氮肥施用水平。磷肥用过磷酸钙，以底肥一次性施入；氮肥用尿素，底肥施40%，4周后追施剩下的60%，为保证均匀性，追施氮肥时先溶于水中，再按量均匀施入土中。
采用盆栽试验，试验用盆为直径为30 cm、高25 cm的PVC塑料盆，每盆用土8 kg，装盆之前将化肥与土壤充分混合均匀，然后将催过芽的种子播入盆中，每种种子每穴播2粒，出苗后每穴保留1苗，设每盆1株玉米、每盆1株玉米1株大豆2种播种方式。以后根据土壤墒情适时补充水分。每个处理设5次重复。
1.3测定项目与方法
从大豆结荚初期（7月初）开始，用剪刀将大豆的地上部与地下部分开。然后将每盆的所有植株连土倒出，用自来水冲洗干净后测定株高，将地上部和地下部植株在70 ℃下烘72 h后称重。
1.4数据分析与处理
用Microsoft Excel 2007软件进行绘图，用SAS 9.2软件分析数据，采用邓肯氏法进行平均数显著性检验。
2结果与分析
2.1不同施肥水平下大豆对玉米株高的影响
由图1可见，在不同施肥水平下，大豆对玉米生长的影响差异较大。低磷（100 mg/kg）条件下，在氮肥施用量较低情况下，大豆对玉米株高有一定的促进作用，但不显著；当氮肥用量增加到450 mg/kg时，大豆显著影响了玉米株高的增加。在中磷（200 mg/kg）条件下，仍然是低氮条件下大豆对玉米的株高有一定的促进作用；300mg/kg的氮肥用量就显著地抑制了玉米株高。在高磷（400 mg/kg）条件下，尽管玉米株高均比低磷、中磷水平下同等氮肥用量的增加许多，但氮肥用量在300 mg/kg或更高的情况下，则表现出大豆对玉米株高的抑制作用。由图1还可以看出，在同样氮肥用量条件下，玉米株高随着磷肥用量的增加而增加；大豆对玉米株高的影响规律基本不随磷肥用量增加而改变。
2.2不同施肥水平下大豆对玉米地上部生物量的影响
由图2可知，在不同氮磷水平下，大豆对玉米地上部生物量的影响差异较大。在低磷（100 mg/kg）条件下，除 300 mg/kg 氮肥处理外，其他各氮肥施用量下的大豆均对玉米生长有一定的促进作用；随着氮肥用量的增加，差异显著性增强，在600 mg/kg的氮肥用量下，玉米地上部干质量增加12.29%。在氮肥用量相同的情况下，玉米地上部干质量随磷肥用量的增加迅速增加，但大豆对玉米的促进作用却表现得越来越弱。由此可知，在低磷、高氮条件下，大豆对玉米地上部生物量的促进作用最强。
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2.3不同施肥水平下大豆对玉米地下部生物量的影响
由图3可以看出，不同水平的氮、磷肥对玉米地下部的生长具有不同程度的抑制作用。在低磷（100 mg/kg）水平下，随着氮肥用量的增加，大豆对玉米的抑制强度呈现先增加后降低的趋势；最大抑制强度发生于氮肥用量为450 mg/kg时，抑制率达48.34%。在中磷（200 mg/kg）水平下，随着氮肥用量的增加，大豆对玉米的抑制强度持续增加，在氮肥用量为600 mg/kg时，抑制强度达36.03%。在高磷（400 mg/kg）水平下，只有在600 mg/kg氮肥用量水平下，大豆对玉米地上部生长才有抑制作用。结果表明，在低磷水平和一定氮肥用量范围内，大豆对玉米地下部生长的抑制作用逐渐增加；大豆对玉米根系的生长没有促进作用。
3结论与讨论
本研究从物种间相互作用的角度探讨了在不同施肥条件下，大豆对玉米生长的影响。结果显示，在低磷和高氮肥条件下，大豆对玉米株高的抑制作用较强；对玉米地上部干质量的促进作用较强；同时对玉米地上部生物量的抑制作用较强；随着磷肥用量的增加，大豆对玉米生长的影响作用减轻。
物种间的关系是复杂的，在不同的环境因子作用下，生活在一起的相邻2个物种间的关系可能会发生变化[13]。本研究表明，大豆对玉米的影响在不同的氮磷肥施用水平下会表现不同强度的抑制或促进效应。在农业生产中，通过更低的投入获得更高的产量是提高栽培管理水平的目标。通过间作提高作物对光、温、肥、水等热资源高效利用的前提是提高农田的栽培管理水平，而不同肥料的合理搭配是重要的田间栽培管理措施。维护土壤健康、减少肥料的损失和浪费是现代农业栽培管理的重要目标之一[14-16]。当前我国肥料使用过程中的浪费现象较为严重，农业污染程度持续增加，其中关键的因素是化肥使用的数量和结构极不合理，农业效率低下。因此，深入研究间作系统下作物稳产甚至增产条件下，作物对肥料数量和结构的需求规律显得十分重要。
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黑龙江省大豆磷肥适宜用量研究 篇3
1 材料与方法
1.1 试验设计
试验地点为黑龙江省依安县先锋乡长山村、红兴隆分局853农场 (宝清县境内) 、海伦市东林乡长荣村, 供试土壤为别为黑土、白浆土和黑土, 土壤理化性状见表1。
试验设5个处理, 在氮钾基础上做磷肥单因素试验, 磷设5个水平。采用小区试验方法, 小区面积30 m2, 3次重复, 随机区组排列。依安县供试大豆品种为东农53, 种植密度为25万株·hm-2、海伦县大豆品种为绥农26, 种植密度为28万株·hm-2、853农场大豆品种为合丰50, 种植密度为28万株·hm-2。所有肥料全部作种肥施入, 开深沟, 侧条施, 确保一次播种保全苗。氮肥用尿素, 磷肥用重过磷酸钙, 钾肥用氯化钾。2009年5月7～12日播种, 9月25日～10月4日收获, 试验处理及肥料用量见表2。
注:尿素含N 46%, 2 000元·t-1;重过磷酸钙含P2O5 46%, 2 700元·t-1;氯化钾含K2O 60%, 3 600元·t-1。
1.2 分析方法
有机质含量测定采用重铬酸钾容量法 (外加热法) ;土壤碱解氮 (N) 用碱解扩散法;速效磷用0.5 mol·L-1 NaHCO3法;速效钾用NH4OAc浸提, 原子吸收法;有效硫、有效硼、有效锌采用国际农化服务公司 (ASI) 方法[5]测定。
2 结果与分析
2.1 磷对大豆生长发育的影响
结果表明, 磷肥对大豆生长发育影响显著 (见表3) 。施磷处理大豆株高、单株荚数、单株粒数和百粒重均高于不施磷处理, 空瘪率则低于不施磷肥处理。对大豆生长发育效果最好的磷肥用量是P2处理, 即P2O5 90 kg·hm-2, 与P0比较, 3个点大豆平均株高增加16.0 cm、单株荚数增加8.6个、单株粒数增加19.4个、百粒重增加1.99 g、空瘪率降低2.9%。可见, 不施磷肥会严重影响大豆生长发育及干物质的积累。
2.2 磷对大豆产量及经济效益的影响
大豆是低产作物, 目前, 黑龙江省农民种植大豆施肥投入较低, 一般施N 30 kg·hm-2、P2O5 45 kg·hm-2、K2O 35 kg·hm-2, 满足不了高产的需要[6,7]。研究表明, 黑龙江省大豆主产区土壤含磷量较高, 但种植大豆仍然需要施较高量的磷肥, 主要原因是大豆磷肥利用率较低和大豆重迎茬对土壤养分消耗的不均衡造成的, 因此, 明确磷肥适宜用量是获得大豆高产高效的重要保障。
依安试验点, 产量和经济效益最好的是P2处理, 其次是P3处理, 增产幅度28.5%～45.3%, 平均增产38.2%, 平均增收2 026元·hm-2。海伦试验点, 产量和经济效益最好的是P2处理, 其次是P3处理, 增产幅度22.3%～41.1%, 平均增产32.4%, 平均增收1 707元·hm-2。853 农场试验点, 产量和经济效益最好的是P3处理, 其次是P2处理, 增产幅度8.3%～27.1%, 平均增产19.8%, 平均增收1 274元·hm-2。从3个点平均结果来看 (见表4) , 施磷肥增产幅度8.3%～41.1%, 平均增产率30.1%, 产量和经济效益最好的是P2处理, 即P2O5 90 kg·hm-2, 平均增产775 kg·hm-2, 平均增产率为36.2%, 平均增收2 260元·hm-2;其次是P3处理, 即P2O5 135 kg·hm-2, 平均增产772 kg·hm-2, 平均增产率34.7%, 平均增收1 985元·hm-2;再次是P4、最差的是P1处理, 可见, 磷肥过高和过低均达不到增产和增收效果。
注:大豆价格3.8元·kg-1。
2.3 大豆施磷模型的建立
模型是指导科学施肥的依据之一, 对大豆产量和施磷量进行回归分析, 发现产量和施磷量具有显著的回归关系。依安黑土试验统计结果, 产量与磷肥用量之间存在显著回归关系:y=1 975.600+14.004x-0.056x2, R=0.983 6, P=0.032 6<0.05, 方程显著。上式中:y为大豆产量, 单位是kg·hm-2;x为P2O5用量, 单位是kg·hm-2;当最高施磷量为P2O5 125.0 kg·hm-2, 最高产量达2 851 kg·hm-2。
海伦黑土试验, y=2 018.457+13.935x-0.059x2, R=0.989 2, P=0.021<0.05, 方程显著;当施磷量为P2O5 118.0 kg·hm-2, 最高产量为2 841 kg·hm-2。853 农场白浆土试验, y= 2 062.400+10.882x-0.040x2, R=0.976 3, P=0.0467<0.05, 方程显著。当施磷量为P2O5 136.0 kg·hm-2, 最高产量为2 802 kg·hm-2。3个试验点回归分析结果表明, 大豆产量与施磷量回归方程显著, 可以用来指导施肥决策。
2.4 不同磷肥用量对磷肥利用率的影响
于收获期取样分别测定各处理生物产量, 取植株和籽粒样品, 分析全磷含量, 计算植株吸磷量、磷肥利用率及农学效率。分析结果表明, 施磷肥处理大豆植株和籽粒全磷含量明显增加, 随着施磷量增加全磷含量增加优势更加明显, 3个试验点呈同样趋势。磷肥利用率和农学效率则随着施肥量的增加而下降。从3个试验点平均结果来看, P1、P2、P3、P4处理磷肥利用率分别为19.33%、18.85%、13.46%和9.58%;农学效率分别为8.90、8.61、5.72和3.57 kg·kg-1从磷肥利用率和农学效率上看, 最好的是P1、其次是P2、再次是P3和P4。由于磷素在土壤中容易被固定, 有效性较低, 加之土壤、气候和田间管理等诸多因素影响, 试验中磷肥利用率和农学效率均较低, 也体现了肥料报酬递减率的原则。在生产上应该注意科学使用磷肥, 因土、因作物、环境和产量施肥, 适当降低磷肥用量, 提高磷肥利用率, 达到高产、高效的目。
3 结论
黑龙江省土壤肥沃, 土壤中速效磷的含量也较高, 但试验结果显示, 大豆施用磷肥效果仍然显著。
适宜的磷肥用量对大豆生长发育具有显著促进作用。与不施磷比较, 施P2O5 90 kg·hm-2, 大豆株高、单株荚数、单株粒数、百粒重分别增加16.0 cm、8.9个、19.4个、1.99 g, 空瘪率平均降低2.9%, 为高产奠定了基础。
适宜的磷肥用量对大豆产量和经济效益有显著的正效应。施磷增产幅度为8.3%～41.1%, 平均增产30.1%, 施P2O5 90 kg·hm-2产量和经济效益最好, 平均增产775 kg·hm-2, 平均增收2 260元·hm-2;其次是施P2O5 135 kg·hm-2, 平均增产772 kg·hm-2, 平均增产34.7%, 平均增收1 985元·hm-2。磷肥用量过低达不到增产效果, 过高影响出苗、生长发育和产量, 同时造成资源浪费和环境污染, 适当施用磷肥是大豆高产高效的重要措施。
科学施用磷肥, 提高磷肥利用率。从磷肥利用率和农学效率上看, 低量和中量磷肥经济效益最好, 磷肥用量高虽然增产但经济效益低, 增产不
增收, 体现了肥料报酬递减率的原则。在生产上应该注意适量施用磷肥, 同时注意磷肥与氮、钾及中微量元素的配合施用, 提高磷肥利用率, 达到高产、高效的目。
摘要：在黑龙江省北部黑土和东部白浆土大豆主产区设置大豆磷肥用量试验, 以明确该地区大豆施磷效果和适宜的磷肥用量。结果表明:黑龙江省大豆磷肥适宜用量为P2O590 kg.hm-2, 平均增产775 kg.hm-2, 平均增产率为36.2%, 平均增收2 260元.hm-2。在施磷量为 (P2O5) 45、90、1351、80 kg.hm-2条件下, 磷肥利用率分别为19.33%、18.85%、13.46%和9.58%;磷肥农学效率分别为8.90、8.61、5.72和3.57 kg.kg-1, 适量施用磷肥是大豆高产高效的重要措施。
关键词：黑龙江,大豆,磷肥用量,产量,效益
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氮磷肥用量 篇4
1 材料与方法
1.1 试验区概况
试验设在黑龙江省宁安市宁安镇明星村,土壤为暗棕壤。土壤pH6.17、有机质2.97%、NH4-N 15.3 mg·L-1、速效磷6.8 mg·L-1、速效钾45.9 mg·L-1、有效钙3718.0 mg·L-1、有效镁826.0 mg·L-1、有效硫33.9 mg·L-1,有效铁 119.4 mg·L-1、有效铜 5.7 mg·L-1、有效锰26.9 mg·L-1、有效锌2.4 mg·L-1、有效硼0.24 mg·L-1。该土壤速效氮磷钾均处于缺乏状态;有效钙、镁、硫、铁、铜、锰含量均处于丰富状态,应注意硫化氢和铁锰毒害;有效锌含量适中;而有效硼含量缺乏。上茬作物为水稻。
1.2 方法
试验在氮、钾含量一定的基础上做磷肥单因素试验,设5个处理,分别记为P0、P1、P2、P3、P4(见表1)。采用小区试验方法,小区面积21 m2,3次重复,随机区组排列。氮肥40%作基肥,60%作追肥;磷肥和钾肥及其它肥料全部作基肥耙地时施入。供试品种为上育397,插秧密度为 29.7 cm×16.5 cm,单排单灌,以免影响肥料效果。试验处理见表1和表2。
注:尿素含N 46%,2 200元·t-1;三料含P2O5 46%,2 800元·t-1;氯化钾含K2O 60%,3 000元·t-1。
2 结果与分析
2.1 磷肥对水稻生长发育的影响
试验结果表明,磷肥对宁安市暗棕壤上水稻生长发育有明显的正效应(见表3)。从水稻有效穗数、株高、穗长、穗粒数、千百粒重及空瘪率等指标综合考虑,以P2处理最好,其空瘪率最低,其它指标则较高。说明,磷肥用量过高和过低均不利于水稻的生长发育,同时也浪费宝贵的磷肥资源并污染环境。
2.2 磷肥对水稻产量和经济效益的影响
由表4可知,磷肥对该地区水稻有显著增产效果,施磷肥处理较对照增产幅度9.6%～17.2%,平均增产12.15%,平均增效757元·hm2。水稻产量随着磷肥用量的增加呈抛物线形状,即随着磷肥用量的增加,水稻产量增加,达到最高值,随着磷肥用量的继续增加,水稻产量反而降低。差异显著性检验表明P2处理水稻产量显著高于对照不施磷肥处理。由于2008年磷肥价格高,施高量磷肥不但产量下降同时经济效益也显著下降。施肥效益与产量的关系可以用一元二次方程表示:
Y=-0.016 X2+32.938 X-14 981.777 (R=0.994 7**)
方程中,Y为效益(元·hm-2),X为增产量(kg·hm-2)。从产量和经济效益上看,宁安市暗棕壤水稻磷肥最佳用量为P2,即P2O590 kg·hm-2,比不施磷肥处理增收1 527元·hm-2。
注:水稻价格1.70元·kg-1。
3 结论
磷肥对宁安市水稻生长发育和产量有明显的促进作用,与不施磷肥P0处理相比,施磷的各处理增产由高到低顺序为:P2>P1>P3>P4。
施肥效益与产量的关系可以用一元二次方程Y=-0.016 X2+32.938 X-14 981.777(R=0.994 7**)来表示。
磷的适宜用量为P2O590 kg·hm-2,增产17.2%,增效1 527元·hm-2。磷肥用量过低不能满足水稻高产优质的需要,过高影响水稻正常生长发育,并造成资源浪费和环境污染。
摘要：为探讨黑龙江省暗棕壤土水稻施磷肥的适宜用量,在宁安市对水稻磷肥增产效果及其适宜用量进行了试验研究。结果表明:磷肥对水稻生长发育和产量有明显的促进作用;施磷的各处理增产由高到低顺序为:P2>P1>P3>P4。磷的适宜用量为P2O590kg·hm-2,增产17.2%,增效1 527元.hm-2。磷肥用量过低不能满足水稻高产优质的需要,过高影响水稻正常生长发育。
关键词：磷肥,增产效果,适宜用量
参考文献
氮磷肥用量 篇5
超级杂交水稻由于生物量大,肥料需求量特别是氮肥需求量多,如果不能有效地提高氮肥利用效率,因种植超级杂交水稻增施氮肥对环境的压力无疑也会不断增加。如何既不影响超级杂交稻正常高产生理,又在减少氮肥总用量下获得较高产量,已成为超级杂交稻节氮高产栽培研究的重要技术难题[6]。国内外有关研究表明,缓/控释肥料是提高氮肥利用效率的有效途径[7,8]。由于生产成本等方面原因,以往对缓/控释肥料的应用研究主要集中研究养分释放与水稻需肥的同步性、对水稻产量影响及其对氮素利用效率等的效应方面[9,10,11],但关于缓/控释氮肥在水稻超高产栽培条件下的最适用量及与磷钾等养分的配合施用效应研究极少,在超级杂交稻方面的应用研究未见系统的报道。为探索缓释尿素(简称SCU)应用于超级杂交中稻节氮栽培的适宜用量范围及其与磷钾最佳搭配比例,2007年我们以缓释氮肥为氮源肥料,探讨了SCU最佳用量及其与磷钾配合施用的最佳比例,以期丰富超级杂交稻节氮栽培技术体系,并为缓释氮肥应用于水稻生产提供技术依据。
1 试验材料和方法
1.1 试验地点和试验材料
本试验于2007年5月在湖南中方县花桥镇梅树冲村的超级杂交稻示范基地进行。选用湖南杂交水稻研究中心培育的超级杂交中稻新组合Y两优1号为供试材料。用硫包衣缓释尿素SCU作氮源(含N37%),磷肥用过磷酸钙(含P2O512%),钾肥用KCl(含K2O 60%)。试验田面积1364m2,土壤理化性质是:有机质含量49.0g/kg、pH值5.6、全氮2.0g/kg、碱解氮102.3mg/kg、全磷1.0g/kg、速效磷17.1mg/kg、全钾49.9g/kg、速效钾72.5mg/kg。
1.2 试验设计
采用“3414”试验设计。3种肥料(N、P、K)因素分别设置4种施用水平,即每hm2施SCU 0kg、243kg、486kg、729kg(分别折合纯氮0、90、180、270kg,表示为N0,N1,N2,N3);施过磷酸钙0kg、375kg、750kg、1125kg(分别折合P2O545、90、135kg,表示为P0,P1,P2,P3);施KCl 0kg、150kg、300kg、450kg(分别折合K2O0、90、180、270kg,表示为K0,K1,K2,K3),共14个处理组合,重复3次,42个小区,小区面积30m2。小区间起埂隔离,埂上覆膜,实行单独排灌。NPK各因子水平编码及肥料用量(表1)。
氮肥(SCU)和磷肥于水稻移栽前作基肥一次性施下,钾肥分3次施用,其中基肥施40%、移栽后7d施30%,晒田复水时施30%。水稻于4月20日播种,5月23日移栽,小区划行规格移栽,移栽密度20cm×26.7cm。移栽时选个体素质好、生长匀称的秧苗,保证各小区秧苗长势一致;每穴插2粒谷秧。移栽后3d查缺补苗,发现缺苗死苗及时进行补栽,保证全苗。其它管理同超级杂交稻节氮高产栽培。
1.3 测定项目和方法
1.3.1 经济性状调查
收获前2d调查各处理的平均有效穗数,每处理选有代表性的稻株5蔸,进行室内考种分析株高、穗长、平均穗数、总粒数、实粒数、结实率、千粒重。
1.3.2 收获计产
小区单收单晒,单独计产,三次重复总计后平均为不同处理实际产量。
1.3.3 氮磷钾三元素与产量关系数学模型建立
根据不同处理实际产量进行回归分析建立数学模型,再根据数学模型计算最高产时的施肥量,以及最经济施肥量。
2 结果与分析
2.1 不同处理产量及产量结构
氮磷钾是水稻生长最重要的三大营养元素。从不同处理产量结果可知(表2),氮磷钾三者必须配合施用才能达到高产,任何一种营养受到胁迫都不利于高产。在氮、磷、钾养分水平相等,每两种化肥配施的情况下,以N、K配施的产量最高,N、P配施次之,P、K配施最低,但产量差异不显著。对不同处理产量结果经方差分析,结果表明:(1)较低缓释氮肥条件下(N1水平),不同磷钾配比的处理间产量没有显著差异;(2))中等缓释氮肥条件下(N2水平),当磷钾元素均不受到空白胁迫时,处理间产量仍然没有显著差异;(3)高等缓释氮肥时(N3水平),水稻产量反而较中等施氮处理产量低。说明本试验条件下,超级杂交中稻Y两优1号的产量主要限制因子是缓释氮肥用量水平,与缓释氮肥与磷钾肥配比关系不大,但缓释氮用量以不超过180kg/hm2(折合纯氮)为宜,其与磷钾配比为1:0.5:1时达到最高产量与磷钾配比过高和过低都不利于高产。
进一步分析不同处理产量结构差异可知,有效穗数和穗均总粒的变化最大,其CV分别为5.22%和5.57%,实粒数变幅相对较小,CV为4.04%,结实率变异幅度较小,CV为3.75%,千粒重变化最小,CV仅0.45%。这说明穗均总粒数和有效穗受施肥水平影响最大,实粒数受施肥影响大于株高、穗长,千粒重最不易受栽培条件的影响,所以最稳定。分析不同缓释氮用量对不同产量结构影响,有效穗数和千粒重均表现为与施氮量呈极显著的正相关,相关系数分别为r=0.687(P<0.01)和r=0.734(P<0.01),即随施氮水平的提高有效穗数有极显著增加,同时千粒重也随氮用量的增加有显著提高;穗均总粒数、穗均实粒数与施氮水平呈正相关,但相关关系均不显著;结实率则与施氮水平呈负相关,相关关系也不显著。
2.2 施肥量与产量数学模型的建立
2.2.1 产量与施肥量回归模型
根据最后不同处理实际产量,按照“3414”试验设计通用统计分析方法,以水稻产量为因变量(Y),以氮磷钾三元素为自变量(Xi),X1、X2、X3分别代表N、P、K三种营养元素,用计算机模拟建立NPK肥料与水稻产量数学模型表达式为:
式中Y表示水稻产量,X1为N素水平码值、X2为P2O5水平码值、X3为K2O水平码值(方程决定系数R2=0.729662)。
2.2.2 回归模型的F测验
为了检验上述数学模型的实际意义,对上述回归方程进行F测验,F=9.5967,查表F0.01(9,32)=3.02,F>F0.01,因此表明:该总回归方程回归关系极显著,表示水稻产量与三元素间存在极显著的回归关系,说明方程具有实际意义。
为了确认各个肥料因子对水稻产量的作用大小,对各回归系数的显著性进行t测验(表3)。由表3可知,在本试验的肥料用量水平下,回归方程一次中和二次趋势一致,即只有氮处理达到极显著水平,磷钾都没达到显著水平,说明氮是影响水稻产量的关键;交互项则除磷钾交互作用接近5%的显著水平外,且氮磷、氮钾交互作用均没达显著水平,说明磷钾肥交互作用对水稻产量大于氮磷和氮钾的交互作用影响。
注:t0.05=2.021,t0.01=2.704,*表示接近5%显著水平,**表示1%显著水平。
2.2.3 主因子效应分析
从各主因互单独效应看,根据回归方程中一次项系数的值,N、P、K的一次系数分别为:1789.756、29.1481、481.507(绝对值),说明本试验条件下,对水稻产量影响中最大的因素是氮,其次是钾,磷最小,所以可以认为提高水稻产量的关键在于氮肥施用量。
为求取不同肥料品种的单因素效应,采用固定另2个因素为0水平,代入原数学模型,分别得到单因素效应函数:
将三个单因素与产量的方程绘成图1,从图1可以看出,氮、磷二种肥料与产量关系符合报酬递减规律,但钾肥则表现出与氮磷完全不同趋势,表现为先降后升,即钾肥用量从无到有少量增加时产量反有减少趋势,当钾肥用量增加到一定程度时,产量开始随钾肥用量的增加而提高,但总体上变化幅度不大。钾肥的这种现象可能与土壤有效钾含量高低有关,可能是本试验区钾素水平较高,所以施用后水稻产量影响不显著。
结合回归方程(1)分析,三元素肥料的两两互作效应中只有磷肥与钾肥的交互作用为正值,氮肥与磷肥、氮肥与钾肥的互作效应均为负值。这说明本试验条件下,在一定用量范围内增施磷肥或钾肥有利于提高钾肥或磷肥的肥效。
图2是设定三元素肥料中一个因素码值为0水平时,其它两因素互作效应图,磷钾肥互作曲面为唯一最大值的向上凹起的曲面,表明增施氮肥时不宜过量增施磷肥,过高氮和磷肥配合不利于水稻高产;而氮与磷互作的产量曲面图则为一个凸形曲面,说明增施氮肥时应注意适当增施钾肥,则更容易获得高产;氮与钾互作的产量曲面则是一个“鞍状”不规则曲面。由图可以看出,低磷和低钾时不易获得高产,高磷时增施钾肥有利于水稻高产。比较三个互作图产量变化趋势可知,三元素肥料中氮肥对产量影响最大,但其在土壤中的变化也大,受到土壤类型、肥料品种及地力等因素的影响。
2.3 最高产量及经济产量的确定
目标函数的最大值就是水稻最高产量。根据经济学原理,每增加一个单位的肥料投入量所能增加的作物产量,就称边际产量。利用对回归方程求导,即得到最高产量的施肥量。
利用这一原理对上述回归方程分别求出N、P、K的最高施肥量。经计算(方法略),最后求得最高产时NPK施用量(均为折纯量)分别为205.2 kg/hm2、38.8 kg/hm2、158.6kg/hm2,此时最高产量为:10500.9kg/hm2。
经济产量是根据边际成本(即每增加一个单位肥料投入所增加的生产成本)和其得到的边际效益之差(边际利润)确定。当边际利润为0时,即最后一个单位投入的肥料成本与收益相等时的产量称为最佳经济产量,此时的施肥量即为最佳经济施肥量。按照此方法,求得本试验条件下经济产量为9615.0 kg/hm2,此时N、P2O5、K2O施用量分别为:204.3kg/hm2、39.0 kg/hm2、158.9 kg/hm2。
2.4 产量的数学模拟与方案综合选优
由上述最高产量可知,方程极值产量并不是实际产量最大值,其实只是一个最优配比组合产量。为此,采用随机数列的方法对本试验NPK肥料的施用量内,分别取值进行组合,做施肥最优组合频率分析,即:氮磷钾三因素分别从0~3水平间隔1取值(各得4个取值);共得64套农艺方案的产量经结果,用产量模型进行计算机模拟仿真选优,从中筛选产量在9750kg/hm2以上的组合方案12套,占18.8%,然后进行频率分析,以分别对应确定N、P、K的取值范围(表4)。
3 结论与讨论
3.1 关于不同肥料及互作对水稻产量的影响
氮磷钾是水稻生产需要的三大营养元素,但不同营养元素对水稻产量影响程度不同。本试验结果表明,水稻产量变化主要原因是氮用量的增减,不是氮磷钾三元素比例变化;但氮磷钾三者存在显著的相互作用,只有当NPK三者配比合适时,三者的相互作用达到最优易获得高产。本试验结果表明:N2P2K2处理产量最高,说明此时氮磷钾配比最佳。同时,氮磷钾三因素对水稻产量影响次序是:氮>钾>磷。氮磷钾相互作用对产量的影响次序是:PK>NK>NP。关于氮、磷、钾施肥在水稻生产上应用比例的问题一直存在争议。大多数研究结果趋向于1∶0.3~0.5∶0.6~0.7[12],有人认为在有机质含量较高的土壤上,可采用1∶0.6∶0.8~1[13]。本试验模拟寻优求得的氮、磷、钾的最佳比例约为1∶0.5∶1。
本试验建立的超级杂交中稻Y两优1号施肥模型以及由此决策的最佳施肥组合对于试验点周边地区具类似条件的栽培区域具有实际指导意义。但实际生产应用时应根据土壤质地、土壤有机质和速效氮磷钾的含量以及当地气候、品种、肥料种类、栽植密度、管理措施等因素进行调整,以达到最优化施肥。
3.2 关于缓释尿素及磷钾在超级杂交中稻上的最佳施用量
缓释氮肥SCU养分缓释效果良好,能有效减少超级杂交中稻上氮肥施用总量。以往研究表明[6,14]:缓释氮肥SCU养分缓释效果良好,其氮素释放与超级杂交中稻的吸氮规律基本同步,能有效提高氮肥利用效率,实现不减少水稻产量的前提下降低总氮用量。本试验条件下,Y两优1号单产达到9750kg/hm2以上的氮、磷、钾肥最适施用量范围是:N 163.3~196.7 kg/hm2、P2O557.2~85.3 kg/hm2、K2O 175.5~214.5kg/hm2,其氮用量水平与以往研究结果相似,这更进一步验证了SCU的节氮效果,说明SCU在中国南方稻区超级杂交稻中稻生产上有着广阔的节氮增效应用前景。
3.3 关于本试验的设计方法