施肥貢獻率、依存率與煙草產量的相關性研究

周孚美++肖亦雄++高小俊

摘 要：為探討衡陽市“3415”方案和校正試驗，通過田間試驗研究了烤煙的貢獻率及依存率與煙草產量的關系。結果表明：在煙草測土配方施肥技術參數中，肥料利用率、土壤養(yǎng)分校正系數與土壤速效氮磷鉀含量呈負相關，依存率與土壤速效養(yǎng)分含量呈正相關；煙草施肥的貢獻率為94.7%，遠遠大于油菜等其他作物，表明煙草的產量對施肥的依賴性最大。揭示了科學施肥的重要性，為煙草測土配方施肥技術推廣和應用提供了簡便實用的操作平臺。

關鍵詞： 施肥；貢獻率；依存率；煙草產量；相關性

中圖分類號：S572 文獻標識碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2014.10.015

Correlation Between Contribution Rate of Fertilization and Interdependent Rate and the Output of Tobacco

ZHOU Fu-mei1， XIAO Yi-xiong1 ， GAO Xiao-jun2

（1.Leiyang Tobacco Monopoly Administration in Hunan Province， Leiyang， Hunan 421800，China； 2. Leiyang Vocational Technical School， Leiyang， Hunan 421800，China）

Abstract： In order to investigate the Hengyang "3415" plan and calibration experiment of flue-cured tobacco， the contribution rate and dependency， and tobacco yield was studied by field test. The results showed that among the tobacco fertilization technology parameters， the utilization rate of fertilizer， soil correction coefficient and soil available nitrogen， phosphorus and potassium content was negatively related to positive rate of dependence， and soil available nutrient content. The tobacco fertilizer contribution rate was 94.7%， far greater than the other crop rape. It showed that the largest dependence of fertilizer application and the important role of scientific fertilization to tobacco yield， and could provide a simple and practical operation platform for the tobacco fertilization technology popularization and application.

Key words： fertilization； contribution rate； dependent rate； tobacco yield； correlation

氮、磷、鉀素營養(yǎng)對烤煙生長發(fā)育、代謝過程、產量和品質等均有較大的影響[1-7]。制定優(yōu)化配方施肥方案， 可使土壤養(yǎng)分供應與煙草生長發(fā)育規(guī)律相吻合， 進而促進煙葉適產、優(yōu)質[8-9]。衡陽市是湖南省煙葉生產優(yōu)勢區(qū)域，常年向國家交售優(yōu)質煙葉在30萬擔以上。有關“3415”試驗方案的烤煙測土配方施肥內容尚未見報道，為此，本研究旨在探求施肥貢獻率及依存率與煙草產量的關系，通過配置肥料效應模型[10]，結合經濟效益分析，確定烤煙經濟最佳施肥量，尋找耒陽市烤煙適產、優(yōu)質、高效的田間優(yōu)化施肥方案，為當地烤煙的科學施肥提供理論依據。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

供試品種為耒陽市大面積種植的云煙87和K326，采用大棚漂浮育苗，各個小區(qū)移栽的煙苗是同批次的秧苗，葉齡和生長一致，整個試驗除了施肥量不同以外，其他操作均同等對待。

1.2 方 法

1.2.1 試驗設計 采用聯合國糧農組織（FAO）提出的“3414”完全試驗設計方案[11-12]，即氮、磷、鉀3因素4水平14個處理的田間試驗方案。4個水平分別是：0水平指不施肥，2水平指當地最佳施肥量，1水平=2水平×0.5，3水平=2水平×1.5，該水平為過量施肥水平。為掌握有機肥的增產作用，便于成果應用，在“3414”基礎上增加一個施火土灰1 000 kg·（667 m-2）和不施化肥的空白處理。這樣成為有15個處理的“3415”肥效試驗，小區(qū)面積為6 m×5 m=30 m2，隨機排列，不設重復。栽煙行株距為120 cm×50 cm，每小區(qū)栽5行，每行栽11蔸，共計55蔸，四周保護行在2 m以上。

1.2.2 計算公式 肥料利用率=[（全肥區(qū)作物吸收養(yǎng)分量（kg·hm-2）-缺素區(qū)作物吸收養(yǎng)分量（kg·hm-2）]/肥料施用純量（kg·hm-2）×100%

用目標產量法確定推薦施肥量的計算方法。采用美國土壤學家斯坦福（Stanford）提出的施肥量估算公式：

養(yǎng)分施用量（kg·hm-2）=（作物所需養(yǎng)分吸收量（kg·hm-2））-土壤養(yǎng)分供應量（kg·hm-2））/肥料當季養(yǎng)分利用率endprint

其中，作物所需養(yǎng)分供應量=目標產量×作物養(yǎng)分吸收系數。

農作物吸收的全部養(yǎng)分有55%～75%是來自土壤提供的養(yǎng)分。作物產量對土壤養(yǎng)分的依賴程度叫做依存率，其計算公式為：依存率=無肥區(qū)作物產量/完全肥區(qū)作物產量×100%。

土壤養(yǎng)分供應量（kg·hm-2）=土壤有效養(yǎng)分測試值（mg·kg-1）×耕層土質量（15 t）×土壤有效養(yǎng)校正系數。

土壤有效養(yǎng)分校正系數=缺素區(qū)作物地上部分吸收該元素量（kg·hm-2）/ 土壤養(yǎng)分供應量（kg·hm-2）×100%。

煙草氮磷鉀養(yǎng)分吸收系數分別為：60.3 （kg·t-1），15.1（kg·t-1），82.1（kg·t-1）。

肥料貢獻率=（全肥區(qū)產量-缺素區(qū)產量）/缺素區(qū)產量×100%。

2 結果與分析

2.1 煙草施肥相關技術參數分析

2.1.1 煙草化肥利用率與土壤養(yǎng)分之間的相關性從表1可看出，煙草對氮素利用率最高，達到41.8%，其次是鉀素利用率，為20.27%，磷素利用率最低，僅有10.13%。對氮、磷、鉀肥利用率與土壤養(yǎng)分含量進行相關性分析，得到：氮肥利用率與土壤堿解氮的關系，RN=-0.055 7，磷肥利用率與有效磷的關系，RP=-0.360 9，鉀肥利用率與速效鉀的關系，RK=-368 7，均呈負相關。結果表明，化肥利用率隨著土壤養(yǎng)分含量的增加而降低，呈負相關。

2.1.2 校正斯坦福施肥量估算公式中的土壤有效養(yǎng)分校正系數 建立土壤有效養(yǎng)分校正系數與土壤測試值的數學模型。從表2可看出，堿解氮的有效養(yǎng)分校正系數在10.64%～22.33%范圍，有效磷在23.82%～108.30%范圍，速效鉀在13.60%～62.20%，并且與土壤養(yǎng)分測試值呈顯著的負相關，其相關系數分別為：R=-520 2，R =-919 3，R =-878 5，表明土壤有效養(yǎng)分校正系數隨著土壤養(yǎng)分測試值的增加而減小，與肥料利用率的相關趨勢一致。綜合12個試驗來看，分別以堿解氮、有效磷、速效鉀為自變量X，以土壤有效養(yǎng)分校正系數為依變量Y，建立最佳數學模型：

以上3個數學模型均達到顯著水平和極顯著水平，表明對土壤有效養(yǎng)分校正系數的擬合程度較高。因此，可以采用以上模型計算土壤速效養(yǎng)分含量所對應的有效養(yǎng)分校正系數。根據以上3個模型，分別取堿解氮、有效磷、速效鉀的有效含量范圍，制定土壤有效養(yǎng)分提供量的檢索表（表3），為制定準確的推薦施肥量提供依據。

2.2 煙草產量對土壤養(yǎng)分的依存率

從表4可看出，平均依存率為29.8%，比水稻、油菜等其他作物偏低，由此可見煙草的產量所需的養(yǎng)分主要來源于外部施肥。用依存率與各試驗對應的土壤速效氮、磷、鉀養(yǎng)分測試值進行相關分析，其相關系數分別為：0.548 3**，0.279 3，0.477 4*。土壤堿解氮含量的多少與依存率的相關性最大，速效鉀次之，有效磷最低，說明氮、鉀對基礎產量和依存率的影響程度要大于磷。

首先取12個煙草試驗的依存率為依變量（Dr），Dr =x/y（y為目標產量，x為基礎產量），以對應試驗田的基礎產量（空白區(qū)產量）為自變量（X基），建立煙草基礎產量對依存率的最佳數學模型，從而建立目標產量與無肥區(qū)產量的關系式。作物對土壤養(yǎng)分的依存率：

Dr =0.173 616+0.003 054X基 F=6.831*（4）

然后取煙草試驗的基礎產量為依變量（Y），以對應試驗田土壤速效氮、磷、鉀養(yǎng)分含量為自變量（XN、XP、XK），建立煙草土壤速效養(yǎng)分對基礎產量的三元回歸數學模型，由此可以推算出土壤在各養(yǎng)分含量時煙草的基礎產量，可依據基產量的高低采用地力差減法設計施肥配方。

Y=-0.454 99+0.192 07XN-0.260 40XP +0.062 07XK F=1.515 （5）

2.3 肥料的貢獻率分析（增產效率）

統(tǒng)計“3414”試驗中的處理6（全肥區(qū)）和處理2、4、8（缺素區(qū)）的產量，按照計算公式：肥料貢獻率=（全肥區(qū)產量-缺素區(qū)產量）/缺素區(qū)產量×100%，分別計算出各個試驗的肥料增產效率，如表5、表6。從煙草的肥料貢獻率看，氮肥的增產效果最大，其次是磷肥和鉀肥，因此，在農作物施肥上應在確保氮肥的基礎上適當增施磷鉀肥才能達到較好的施肥增產效果。從各作物來講（表6），煙草的平均施肥的貢獻率最高，對氮磷鉀的施肥依賴性最高，施肥的增產效果最好，說明其產量主要來源于施肥；油菜施肥增產效率較高，僅次于烤煙，說明在油菜栽培中需要平衡施肥，才能獲得較高的產量；水稻早稻、中稻的氮磷鉀施肥增產率均高于晚稻，其增產效果也好于晚稻，說明晚稻的產量形成中對施肥的依賴較少，主要來源于土壤的肥力。

2.4 煙草最佳經濟施肥量數學模型

建立煙草最佳經濟施肥量數學模型，校正氮、磷、鉀“2”水平的施肥量標準，氮磷鉀最佳施肥比例。取12個“3415”試驗各處理的平均值，進行回歸分析，分別以XN、XP、XK為試驗中氮、磷、鉀施用量，以各個處理的產量為依變量Y，建立三元二次回歸模型，由回歸模型分別獲得煙草氮磷鉀肥的最高產量施肥量和最佳經濟施肥量，分析結果如下。

三元二次函數式為：

Y=39.89+8.158 69XN+5.210 2XP+1.847 8XK-0.630 3XN2-0.605 3XP2-0.083 78XK2+0.320 46XNXP+0.103 05XNXK+0.177 3XPXK （6）

最高產量施肥量：XN=12.10，XP=12.08，XK=31.25，Y =149.6。

最佳經濟施肥量：XN=11.35，XP=11.16，XK=27.47，Y =148.7。

參與計算的物質均價分別是純N為5.2元·kg-1，P為4.2元·kg-1，K為7.9元·kg-1，煙葉為20.1元·kg-1。endprint

最佳經濟施肥量的氮磷鉀比為：1∶0.98∶2.42。

2.5 施用有機肥的增產效果

“3415”試驗中在不施用化肥情況下，處理15 667 m2施土雜肥1 000 kg和處理1不施任何肥料的無肥區(qū)比較（表6），12個試驗中施用土雜肥的小區(qū)平均667 m2產53.1 kg，無肥區(qū)平均667 m2產38.9 kg，667 m2增產14.2 kg，增產36.4%。

3 結論與討論

有關施肥貢獻率及依存率與煙草產量相關性研究幾乎未見報道，本試驗研究表明，在煙草測土配方施肥技術參數中，肥料利用率、土壤養(yǎng)分校正系數與土壤速效氮磷鉀含量呈負相關，依存率與土壤速效養(yǎng)分含量呈正相關，煙草施肥的貢獻率為94.7%。在斯坦福公式中，土壤養(yǎng)分供應量是用耕層土壤的養(yǎng)分含量絕對值乘以土壤養(yǎng)分利用系數來估算的。由于土壤養(yǎng)分利用系數變異大、穩(wěn)定性差，它會隨土壤養(yǎng)分測試值的不同而不同，因此，在實際應用該公式進行離心肥量估算時，很難準確把握土壤養(yǎng)分利用系數的數值，造成估算的施肥量不夠準確，這有待進一步研究提高。

參考文獻：

[1] 陳江華，劉建利，李志宏，等.中國植煙土壤及煙草養(yǎng)分綜合管理[M].北京：科學出版社， 2008.

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[12] 杜建文，張志平. “3414”肥效試驗的準確度控制[J].山西農業(yè)科學，2010（6）：92-93.endprint

最佳經濟施肥量的氮磷鉀比為：1∶0.98∶2.42。

2.5 施用有機肥的增產效果

“3415”試驗中在不施用化肥情況下，處理15 667 m2施土雜肥1 000 kg和處理1不施任何肥料的無肥區(qū)比較（表6），12個試驗中施用土雜肥的小區(qū)平均667 m2產53.1 kg，無肥區(qū)平均667 m2產38.9 kg，667 m2增產14.2 kg，增產36.4%。

3 結論與討論

有關施肥貢獻率及依存率與煙草產量相關性研究幾乎未見報道，本試驗研究表明，在煙草測土配方施肥技術參數中，肥料利用率、土壤養(yǎng)分校正系數與土壤速效氮磷鉀含量呈負相關，依存率與土壤速效養(yǎng)分含量呈正相關，煙草施肥的貢獻率為94.7%。在斯坦福公式中，土壤養(yǎng)分供應量是用耕層土壤的養(yǎng)分含量絕對值乘以土壤養(yǎng)分利用系數來估算的。由于土壤養(yǎng)分利用系數變異大、穩(wěn)定性差，它會隨土壤養(yǎng)分測試值的不同而不同，因此，在實際應用該公式進行離心肥量估算時，很難準確把握土壤養(yǎng)分利用系數的數值，造成估算的施肥量不夠準確，這有待進一步研究提高。

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[12] 杜建文，張志平. “3414”肥效試驗的準確度控制[J].山西農業(yè)科學，2010（6）：92-93.endprint

最佳經濟施肥量的氮磷鉀比為：1∶0.98∶2.42。

2.5 施用有機肥的增產效果

“3415”試驗中在不施用化肥情況下，處理15 667 m2施土雜肥1 000 kg和處理1不施任何肥料的無肥區(qū)比較（表6），12個試驗中施用土雜肥的小區(qū)平均667 m2產53.1 kg，無肥區(qū)平均667 m2產38.9 kg，667 m2增產14.2 kg，增產36.4%。

3 結論與討論

有關施肥貢獻率及依存率與煙草產量相關性研究幾乎未見報道，本試驗研究表明，在煙草測土配方施肥技術參數中，肥料利用率、土壤養(yǎng)分校正系數與土壤速效氮磷鉀含量呈負相關，依存率與土壤速效養(yǎng)分含量呈正相關，煙草施肥的貢獻率為94.7%。在斯坦福公式中，土壤養(yǎng)分供應量是用耕層土壤的養(yǎng)分含量絕對值乘以土壤養(yǎng)分利用系數來估算的。由于土壤養(yǎng)分利用系數變異大、穩(wěn)定性差，它會隨土壤養(yǎng)分測試值的不同而不同，因此，在實際應用該公式進行離心肥量估算時，很難準確把握土壤養(yǎng)分利用系數的數值，造成估算的施肥量不夠準確，這有待進一步研究提高。

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[12] 杜建文，張志平. “3414”肥效試驗的準確度控制[J].山西農業(yè)科學，2010（6）：92-93.endprint