甘薯田間肥料效應(yīng)試驗分析初報

?張道微，張超凡，黃艷嵐，張 亞，周 虹，董 芳，黃伯軍?

（1. 湖南省作物研究所，湖南 長沙 410125，2. 湖南省農(nóng)委對外經(jīng)濟合作中心，湖南 長沙 410005）

甘薯田間肥料效應(yīng)試驗分析初報

張道微1，張超凡1，黃艷嵐1，張 亞1，周 虹1，董 芳1，黃伯軍2

（1. 湖南省作物研究所，湖南 長沙 410125，2. 湖南省農(nóng)委對外經(jīng)濟合作中心，湖南 長沙 410005）

針對湖南地區(qū)具有代表性的中等肥力耕地，設(shè)計3414測土配方試驗，開展甘薯田間肥料效應(yīng)研究，利用SPSS 19.0版軟件對檢測數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，模擬出甘薯氮、磷、鉀肥施用量與甘薯產(chǎn)量、利潤關(guān)系的回歸方程。結(jié)果表明：（1）單因素施肥條件下，氮、磷、鉀肥最大施肥量范圍分別為8.71～23.32、5.59～6.32 、7.69～23.77 kg/667m2，最大產(chǎn)量范圍分別為2 960～3 595、2 866～3 205、2 993～3 678 kg/667m2。（2）實現(xiàn)甘薯最大產(chǎn)量的氮、磷、鉀施用量分別為8.73、6.64、7.06 kg/667m2，最高產(chǎn)量為3 190 kg/667m2，4個試驗點較對照增產(chǎn)51%～101%。（3）根據(jù)市場價格計算，實現(xiàn)最大經(jīng)濟效益的氮、磷、鉀最佳施肥量分別為14.03、11.75、32.2 kg/667m2，最高產(chǎn)量為3 288 kg/667m2，此時最大經(jīng)濟效益為3 147元/667m2，4個試驗點較對照增產(chǎn)54%～91%。根據(jù)甘薯田間肥效研究結(jié)果，推薦氮、磷、鉀肥施用范圍分別為8.71～23.32、5.59～6.32、7.69～23.77 kg/667m2，甘薯產(chǎn)量對氮肥施用最敏感，需要結(jié)合各地實際情況調(diào)整。

甘薯；施肥效應(yīng)；3414測土配方；回歸方程；最大施肥量；最佳施肥量

甘薯是湖南省第四大糧食作物，當前種植面積在18.67萬hm2以上，與省糧食產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、糧食安全直接相關(guān)。土壤肥力條件是影響糧食產(chǎn)量的重要因素，近年來，隨著耕作制度和耕作方式的改變，我國耕地土壤肥力結(jié)構(gòu)有一定的變化。因此，開展田間肥料效應(yīng)試驗，研究甘薯需肥規(guī)律，明確氮、磷、鉀肥的合理施肥量，制定科學(xué)的施肥方案，對提高甘薯產(chǎn)量和效益，減少肥料資源浪費，增加農(nóng)民收入，具有十分明顯的社會和經(jīng)濟效益。

1 材料與方法

1.1 試驗場地

在湖南省范圍選擇土壤肥力為中等水平的試驗點4處，地勢平坦、田形方正、光照充足、排灌方便、肥力水平中等，離村莊較遠，非連作用地。

試驗地點一：安化縣某村，沙壤，pH值5.0，有機質(zhì)23.65 g/kg，有效氮77 mg/kg，有效磷28.45 mg/kg，有效鉀101.84 mg/kg。

試驗地點二：慈利縣某村，沙壤，pH值5.2，有機質(zhì)20.37 g/kg，有效氮162 mg/kg，有效磷26 mg/kg，有效鉀59 mg/kg。

試驗地點三：汨羅市某村，粘土，pH值5.6，有機質(zhì)33.41 g/kg，有效氮147 mg/kg，有效磷32.1 mg/kg，有效鉀109 mg/kg。

試驗地點四：新田縣某村，粘土，pH值6.3，有機質(zhì)30.8 g/kg，有效氮119 mg/kg，有效磷45.1 mg/kg，有效鉀54 mg/kg。

1.2 試驗材料

供試肥料：尿素（含氮46%）、過磷酸鈣（含五氧化二磷12%）、氯化鉀（含氧化鉀60%）。

供試品種：湘薯20號。

1.3 試驗方法

1.3.1 施肥方法 施肥量按照3414試驗設(shè)計方案進行（見表1），在移栽后25 d施肥，施肥時所有的肥料都事先分小區(qū)過秤，再分別施用，確保施用均勻、方法一致。

表1 甘薯3414試驗施肥方案

1.3.2 田間設(shè)置 田間試驗小區(qū)隨機區(qū)組排列。高壟栽培，壟寬1 m（包溝），株距0.37 m，3 600株/667m2，行距20 m，小區(qū)面積20 m2， 每個小區(qū)種植108株。周邊設(shè)置1 m以上的保護行。試驗區(qū)除肥料因子不同以外，其他田間管理措施均一致，甘薯栽插后生長期在120～140 d。

1.4? 試驗數(shù)據(jù)檢測

1.4.1 土壤肥力檢測 測取pH值，有機質(zhì)，有效氮，有效磷，有效鉀。

pH值用pH值測定儀檢測，有機質(zhì)用有機質(zhì)濃度檢測儀測定，土壤中有效養(yǎng)分含量的測定，則采用常規(guī)的方法[1]：有效氮(即堿解氮)一采用堿解擴散法；有效磷(也稱OlsenP)-采用的是0.5 mol/L碳酸氫鈉溶液浸提，鉬銻抗比色法(也稱為Olsen法)；有效鉀采用的是1 mol/L乙酸銨提取，火焰光度計測定的方法。

1.4.2 產(chǎn)量測定 收獲期每個小區(qū)取連續(xù)的5株，測定莖葉、薯塊產(chǎn)量和干率等數(shù)據(jù)，小區(qū)薯塊產(chǎn)量為收獲時每個小區(qū)實際薯塊產(chǎn)量。

1.4.3 數(shù)據(jù)處理 利用SPSS 19.0版軟件分析計算出線性回歸方程，獲得回歸系數(shù)等參數(shù)，并通過回歸方程獲得最大施肥方案和最佳施肥方案參數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素施肥效應(yīng)計算

對4個試驗點單因素變量與產(chǎn)量進行相關(guān)性分析，建立線性回歸方程，具體線性回歸方程見表2，各組線性回歸方程R值大于R0.05值，說明建立的線性關(guān)系可信，其中新田試驗點氮肥用量、安化試驗點磷肥用量與產(chǎn)量關(guān)系線性回歸方程R值小于R0.05，存在一定的試驗誤差。根據(jù)建立的線性回歸方程，計算出氮、磷、鉀單因素最大施肥量，各點單因素最大施肥量與各因素施肥水平2接近，說明試驗施肥方案設(shè)計的合理性。

2.2 三因素變量線性回歸方程計算

計算出各試驗點氮、磷、鉀三因素的二次曲線方程（見表3），各回歸曲線方程的R值均明顯小于R0.05，說明建立的回歸方程能較準確地反應(yīng)三因素變量與產(chǎn)量之間的關(guān)系，統(tǒng)計過程中df=13，F(xiàn)值均高于F0.05=6，說明模擬的回歸方程具有統(tǒng)計學(xué)意義。

表2 單因素施肥與產(chǎn)量關(guān)系的線性回歸方程（R0.05=0.918 559）

表3 單因素施肥與產(chǎn)量關(guān)系的線性回歸方程（df=13；F0.05=6；R0.05=0.918 559）

2.3 三因素施肥效應(yīng)分析

根據(jù)求得的二次曲線方程，計算求出缺素相對產(chǎn)量（見圖1），相對于空白對照，不同施肥方案均有增產(chǎn)效果，適量磷肥和鉀肥施用對產(chǎn)量的影響較穩(wěn)定，氮肥施用量對甘薯產(chǎn)量有較大的影響。

圖1 4個試驗點缺素相對產(chǎn)量平均值與空白對照組相對產(chǎn)量比較

根據(jù)三因素線性回歸方程計算出各試驗點最大施肥方案，從表4可見，慈利試驗點土壤速效氮含量為162 mg/kg，明顯高于其余3個試驗點，在最佳施肥方案中，所求的需肥量為負數(shù)，能較好地反應(yīng)甘薯在不同肥力條件下的施肥規(guī)律。最佳施肥方案條件下，甘薯產(chǎn)量可達3 000 kg/667m2以上，相對于空白對照能達到相對較理想的栽培增產(chǎn)結(jié)果。

對化肥和甘薯進行市場價格調(diào)查，按照氮肥2元/kg，磷肥0.8元/kg，鉀肥3.2元/kg，鮮薯1元/kg的價格計算，根據(jù)三因素曲線方程求得4個試驗點的最佳施肥方案，可作為生產(chǎn)示范推薦用費方案（見表5）。

3 結(jié) 論

3.1 單因素施肥對產(chǎn)量的影響

根據(jù)表2計算獲得的單因素施肥與產(chǎn)量關(guān)系的線性回歸方程，可分別計算獲得最大產(chǎn)量的單因素施肥量，四個試驗點中，氮肥最大施肥量范圍為8.71～23.32 kg/667m2，最大產(chǎn)量范圍為2 960～3 595 kg/667m2，磷肥最大施肥量為5.59～6.32 kg/667m2，最大產(chǎn)量范圍為2 866～3 205 kg/667m2，鉀肥的最大施肥量為7.69～23.77 kg/667m2，最大產(chǎn)量范圍為2 993～3 678 kg/667m2。比較4個試驗點單因素最大施肥量與產(chǎn)量的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)單因素磷肥的變化范圍最小，產(chǎn)量波動幅度也最小，而四個點有效磷的含量為26～45.1 mg/kg 之間，變化幅度較大，說明相對于氮肥和鉀肥，施用磷肥施用對甘薯產(chǎn)量的影響最小。從單因素施肥缺失計算的相對產(chǎn)量（圖1）可以看出，三因素中缺氮肥對甘薯的產(chǎn)量影響較缺鉀肥大，說明單因素施肥對甘薯產(chǎn)量影響大小順序為氮肥>鉀肥>磷肥，這決定了在施肥方案制定時考慮的優(yōu)先順序。

3.2 最大施肥方案與最佳施肥方案

根據(jù)表3計算可以獲得最大施肥方案（表4），甘薯最大產(chǎn)量的施肥方案為：氮肥8.73 kg/667m2，磷肥6.64 k kg/667m2，鉀肥7.06 kg/667m2，最高產(chǎn)量為3 190 kg/667m2，4個試驗點的甘薯最大產(chǎn)量范圍為2 693～3 190 kg/667m2，較對照增產(chǎn)51%以上，說明最佳施肥方案的實施有較理想的增產(chǎn)效果。根據(jù)表3結(jié)合市場價格又能計算出最佳施肥方案（表5），計算出甘薯最佳施肥方案為：氮肥14.03 kg/667m2，磷肥11.75 kg/667m2，鉀肥32.2 kg/667m2，最高產(chǎn)量為3 288 kg/667m2，此時最大經(jīng)濟效益為3 147元/667m2，4個試驗點的甘薯最大產(chǎn)量范圍為2 376～3 288 kg/667m2，較對照增產(chǎn)也能達54%以上。

最大施肥方案僅考慮三因素施肥組合條件下獲得可能的最高產(chǎn)量，代表的是該試驗點最佳肥力條件下甘薯的產(chǎn)量潛力，試驗計算出的湘薯20號產(chǎn)量潛力為2 693 kg/667m2以上。而最佳施肥方案綜合考慮了施肥成本與甘薯產(chǎn)出效益，以經(jīng)濟效益為考核目標，計算求出的值是該試驗點產(chǎn)生最佳經(jīng)濟效益的施肥方案，以實現(xiàn)最大經(jīng)濟產(chǎn)出。

表4 三因素線性回歸方程計算得出的4個試驗點最大施肥方案

表5 三因素線性回歸方程計算得出的4個試驗點最佳施肥方案

4 討 論

甘薯栽培施肥技術(shù)研究是甘薯高產(chǎn)高效栽培技術(shù)的重要課題。近年來，甘薯機械化和輕簡化栽培技術(shù)的應(yīng)用與推廣已成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要思路，其對傳統(tǒng)土壤結(jié)構(gòu)和甘薯栽培方式都有一定影響；同時，隨著優(yōu)質(zhì)專用型甘薯新品種的培育和推廣，其配套栽培技術(shù)也有了嚴格的要求和生產(chǎn)需要，不同應(yīng)用類型甘薯品種的需肥規(guī)律存在一定的差異[1]。如何在耕作方式和耕作制度有所改變的趨勢中，把握甘薯栽培過程中的施肥規(guī)律，對增產(chǎn)和增效具有重要指導(dǎo)意義。

許黎龍[2]研究了福建省甘薯栽培需肥規(guī)律，為甘薯需肥規(guī)律提供了參考，鄭荔敏和朱賢聰?shù)萚3-4]分別開展了福建省和浙江省部分地區(qū)甘薯測土配方施肥技術(shù)研究，對最佳施肥方案和最大施肥方案進行了測算，劉飛燕[5]嘗試建立了湖北省水稻、玉米、油菜、小麥的肥料效應(yīng)函數(shù)，張微微等[6]提出南方丘陵地區(qū)測土配方施肥技術(shù)的應(yīng)用對各地區(qū)實際生產(chǎn)應(yīng)用有著指導(dǎo)作用。但是，針對湖南省各地區(qū)甘薯測土配方試驗的研究和應(yīng)用較少。

試驗選擇湖南省具有土壤代表性的4個試驗點開展了甘薯測土配方試驗研究，對甘薯需肥規(guī)律進行測算，獲得較理想的施肥方案。試驗點土壤背景肥力對試驗結(jié)果存在一定影響，部分試驗點氮肥含量偏高時，如慈利試驗點測算的線性回歸方程存在較大的偏差。氮肥施肥方案對甘薯產(chǎn)量的影響最大，推測氮肥對甘薯營養(yǎng)生長和塊根膨大生長都有較大影響；鉀肥對甘薯產(chǎn)量的影響較為明顯，在最大施用鉀肥方案中，可以實現(xiàn)所有單因素施肥方案最大產(chǎn)量3 678 kg/667m2，說明鉀肥對實現(xiàn)甘薯最大產(chǎn)量有重要影響；磷肥施用對甘薯產(chǎn)量的影響相對其他兩因素最小。

[1] 張立明，汪寶卿. 甘薯高產(chǎn)高效栽培十大關(guān)鍵技術(shù)[M]. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社，北京，2016.

[2] 許黎龍. 甘薯氮磷鉀3414試驗[J]. 福建農(nóng)業(yè)科技，2013，（8）：56-58.

[3] 朱賢聰，陳 謇，周 洪. 甘薯測土配方施肥技術(shù)研究[J]. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2007，（10）：106-110.

[4] 鄭荔敏，黃珍發(fā)，潘春揚. 甘薯測土配方施肥指標體系研究[J]. 農(nóng)學(xué)學(xué)報，2015，5（5）：19-24.

[5] 劉艷飛. 基于測土配方施肥試驗的肥料效應(yīng)與最佳施肥量研究[D].華中農(nóng)業(yè)大學(xué)，2008.

[6] 張微微，梁少君. 南方丘陵山地適用性測土配方施肥技術(shù)體系[J].貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)2017，45（1）：73-77.

Initial Report and Analysis of Sweetpotato Field Fertilizer Effect Experiment

ZHANG Dao-wei1，ZHANG Chao-fan1，Huang Yan-lan1，Huang Ya1，ZHOU Hong1，DONG Fang1，HUANG Bo-jun2

（1. Hunan Crops Research Institute, Changsha 410125, PRC; 2. Center for Froreign Economic Coorperation of Hunan Agricultural Committee, Changsha 410005, PRC）

Four test points were selected in Hunan province to implemented the 3414 test scheme, which representative medium fertility level of arable land. The regression equation of the relationship between the N, P, K fertilizers application to yield and profit of sweet potato cultivation was simulated by SPSS19.0 software, and the following conclusions were listed. (1)According to single factor fertilization effect analysis, the relationship between nitrogen, phosphorus, potassium fertilizer and sweet potato yield were obtained. The ranges of maximum application of N, P, K fertilizer were as follows: 130.65-349.80, 83.85-94.80, 115.35-491.55 kg/hm2, and the corresponding maximum yield were 44 400-53 925, 42 990-48 075 and 44 895-55 170 kg/hm2respectively. (2) The more suitable N, P, K fertilizers for the higher yield of sweet potato were 130.95, 99.60, 105.90 kg/hm2respectively, the highest yield was 47 850 kg/hm2. The maximum yield of four test points under maximum fertilization scheme increased 51%-101% to control. (3) According to the market price, the maximum economic benefit of fertilization scheme of N, P, K were 210.45, 176.25, 483.00 kg/hm2, the highest yield was 49 320 kg/hm2. The maximum yield of four test points under maximum economic benefit fertilization scheme increased by 54-91%%, and the best economic benefit is 47 205yuan/hm2(RMB). It is suggested that the supply range of N, P, K fertilizers are130.65-349.80, 83.85-94.80, 115.35-491.55 kg/hm2, which need to be adjusted according to the actual situation in filed.

sweet potato; fertilization effect; 3414 measurement of soil formula; linear regression equation; maximum optimal fertilizer;optimal fertilizer

S531

A

1006-060X（2017）11-0021-04

10.16498/j.cnki.hnnykx.2017.011.007

2017-09-15

中央財政測土配方施肥補貼項目（2015）；湖南省重點研發(fā)計劃（2016NK2201）；湖南農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新資金（2017XC13）；長沙市甘薯工程技術(shù)研究中心項目（kq1701024）

張道微（1987-），男，湖南邵陽市人，助理研究員，主要從事甘薯育種和栽培工作。

黃伯軍

（責任編輯：肖彥資）