氮磷钾追施对夏大豆产量的影响*
2011-06-04卓越
卓 越
(安徽省濉溪县农业科学研究所,安徽 濉溪 235100)
大豆是需肥量较大、需要营养元素较全的作物[1]。据试验资料,生产100kg大豆籽粒需吸收6.5~8.5kg N、1.8~2.8kg P2O5、2.7~3.7kg K2O、3.5~4.8kg CaO、1.8~2.9kg MgO、4.5~9.5g Zn,高于水稻、小麦、玉米等同等产量的养分吸收量,其中N的需求量高出2~3倍[2]。大豆氮肥施用国内外研究较多[3],但目前在安徽磷钾肥基施和追施尚未引起足够的重视。为此,笔者进行了氮磷钾追施试验研究,以期为大豆高产栽培提供依据。
1 材料与方法
1.1 试验方法
1.1.1 氮肥试验 氮素化肥用量设为75kg/hm2,设置 8个处理:J100、J80H20、J60H40、J40H60、J20H80、J60H20L20、J40H30L30和 J20H40L40,以 J100为对照(J—基施,H—初花期(7月31日)追施,L—鼓粒期(8月28日)追施,下标为所占比例)。另设N0、N0P0K0两个空白区,以测定缺氮相对产量和不施肥产量。除 N0P0K0外,底施 P2O560kg/hm2、K2O 45kg/hm2。
1.1.2 初花期追施磷钾肥试验 试验采用二次饱和D-最优设计,设磷肥基肥追肥比、钾肥基肥追肥比两个因素,磷钾肥追施比例变幅均为0~80%(追肥比例=40%+编码值×40%,编码值-0.13代表追肥34.8%,编码值0.39代表追肥55.6%)。主处理6个处理组合,施磷量为60kg/hm2,施钾量45kg/hm2,追肥时期为大豆初花期。另设缺钾区、缺磷区、缺磷钾区和空白区4个副处理,共10个处理组合。除空白区外,氮肥施用量均为75kg/hm2。其中底施60%,初花期追施40%。
两试验均在丰和农业有限公司柳湖农场进行。土壤类型为砂姜黑土,土质粘壤土,肥力中等,前茬小麦产量7300kg/hm2,耕层土壤有机质17.65g/kg,全氮(N)1.52g/kg,有效磷(P2O5)13.90mg/kg,速效钾(K2O)172.00mg/kg。
试验采用随机区组排列,3次重复。小区面积10m2(2.0m×5.0m),小区和重复间隔0.5m。2010年6月23日整地(焚烧、旋耕)施肥,6月24日人工开沟带水播种,7月7日定苗。密度22.5万株/hm2,行距40cm。10月2日全区收获,小型脱粒机脱粒计产。
供试品种濉科8号是濉溪县科技开发中心杂交选育的夏大豆新品系。
1.2 数据处理
数据处理和图表绘制利用Excel进行,应用DPS和PEMS软件,分析供试土壤氮磷钾对大豆的供肥能力,研究氮肥不同运筹方式和磷钾肥基追比的产量效应和效益,寻求氮肥最佳运筹方式;建立产量与磷钾肥基追比之间的相关关系,寻求磷钾肥最佳基追比。
1.3 试验年度气象条件
2010年6 月中旬至10月上旬平均气温25.8℃,比历年平均25.3℃高0.5℃;日照时数894.5h,比历年平均829.9h多64.6h,温度和日照时数对大豆产量形成和蛋白质积累有利。降水量387.2mm,比历年平均557.4mm少170.2mm。其中6月中下旬(大豆播种出苗期)无降水(历年平均降水量分别为24.7mm、49.6mm);7月上旬至8月中旬降水159.7mm,比历年平均341.1mm少181.4mm。总体上尤其是大豆播种出苗期偏旱。整个9月降水量142.2mm,比历年平均多83.2mm;平均气温22.8℃,比历年平均低0.8℃;日照时数188.6h,与历年平均持平。总体上对大豆鼓粒有利。
2 结果与分析
2.1 氮肥不同施用方式对大豆产量的影响
2.1.1 氮肥不同施用方式对大豆籽粒产量的影响 从表1可以看出:基肥追肥结合各处理均较一次性基施不同程度上提高了大豆的产量,增产0.66%~11.88%。以处理J40H30L30最高,达2680.3kg/hm2;J40H60次之,为2661.7kg/hm2。总体上J+H+L>J+H>J。基肥追肥结合各处理产量差异不显著[4-8]。
分析J100和J+H五处理的产量变化可以看出:随氮肥后移量增加,产量变化呈现先增加后降低的变化趋势;J100和J+H+L四处理表现出同样的变化趋势。这说明适量的氮肥后移能提高产量[9]。以基氮比例为自变量(x),以产量为因变量(y),进一步分析表明:随着基氮比例的升高,产量呈近似于抛物线的变化趋势(见图1),相关方程为:
表1 不同氮肥运筹处理的产量
y=1539.40 + 321.076x1/2-23.941x,F=5.8089*;y=-2119.25+2001.026x1/2-268.456x+11.363x3/2,F=15.706*。利用相关方程y=1539.40-23.941x+321.076x1/2分析表明:当x1/2=6.71时,即当基氮比例为45.0%时,产量最高。
2.1.2 氮肥不同施用方式对单株粒数、百粒重的影响
表2 氮肥处理对大豆产量构成的影响
不同时期追肥对大豆产量性状的影响不同(见表2)。4个初花期追施处理较全部基施处理,平均单株粒数增加9.0粒(12.1%),百粒重增加0.41g(2.8%);3个初花期+鼓粒期追施处理较全部基施处理,平均单株粒数增加8.1粒(10.9%),百粒重增加0.44g(3.0%)。说明初花期、鼓粒期追施氮肥都能增加单株粒数、百粒重,初花期追施氮肥增粒效果明显,鼓粒期追施氮肥粒重增加明显[10,11]。
2.1.3 氮肥不同施用方式的效益比较
表3 氮肥追施效益分析
追肥用工每hm2按7.5个工时、30元/工时计算,大豆价格按4.50元/kg计算。从表3可以看出,追施氮肥各处理新增收入71.9~1213.3元/hm2,增 效 -153.1~763.3元/hm2。 其 中 , J40H30L30、J40H60、J60H20L20和 J60H40四处理增效>0,为221.9~763.3元/hm2。
2.2 磷钾肥不同追施方式对大豆产量的影响
2.2.1 初花期追施磷钾肥对大豆籽粒产量的影响 试验田空白区产量2067.3kg/hm2,相对产量79.7%,土壤肥力中等;缺磷区产量2320.7kg/hm2,相对产量89.5%,土壤供磷能力较高;缺钾区产量2380.0kg/hm2,相对产量91.8%,土壤供钾能力高;缺磷钾区产量2261.0kg/hm2,相对产量87.2%(见表4)。
表4 磷钾肥追施不同处理的产量
为此,我们对初花期追施磷钾肥效应方程进行了配置与分析。
以磷钾肥追施比例编码值为自变量,以产量为因变量(y),进行效应方程配置。得:y=2589.3-26.424P-30.424K-137.038P2-82.852K2-17.591PK。
固定追钾比例在-1(全部基施)、0(追钾40%)和1(追钾80%)3个水平,得出3个相应的追磷比例单因子效应方程:Y=2536.9-8.833P-137.038P2,Y=2589.3-26.424P-137.038P2,Y=2476.0-44.015P-137.038P2,依据方程作图2。从效应方程和图2可以看出:在一定的追钾比例条件下,产量随着追磷比例的增加而上升,上升到一定水平后又开始下降[12]。最高产量对应的追磷比例介于33.6%~38.7%之间(编码值介于-0.1606~-0.0322之间)。
同样,固定追磷比例在-1(全部基施)、0(追磷40%)和1(追磷80%)3个水平,得出3个相应的追钾比例效应方程:Y=2478.7-12.833K-82.852K2, Y=2589.3-30.424K-82.852K2, Y=2425.9-48.015K-82.852K2,依据方程作图3。从效应方程和图3可以看出:在一定的追磷比例条件下,产量随着追钾比例的增加而上升,上升到一定水平后又开始下降。最高产量对应的追钾比例介于28.4%~36.9%之间(编码值介于-0.2898~-0.0744之间)。
图3 钾肥追施的产量效应
根据达到最高产量时边际产量αX/αY=0的原则,利用磷、钾肥追施产量效应函数,求得当X1=-0.0852、X2=-0.1746时,即当追磷比例为36.6%、追钾比例为33.0%时产量最高,最高产量为2593.1kg/hm2。
2.2.2 初花期追施磷钾肥对单株粒数、百粒重的影响 各处理的单株粒数在69.6~103.6粒之间,百粒重在13.8~15.0g之间。对表4的产量构成数据进行效应方程配置,得:单株粒数:y=90.21-3.160P-2.176K-3.692P2-4.515K2-3.785PK,百粒重:y=14.9-0.230P-0.364K-0.633P2+0.185K2-0.305PK。分别固定追钾比例、追磷比例编码值为0(追施比例40%),作图4、图5。
从磷、钾追施的粒数效应方程和图4可以看出:在一定的追钾(追磷)比例条件下,粒数随着追磷(追钾)比例的增加而上升,上升到一定水平后又开始下降[13]。可见磷、钾追施比例对产量、粒数的影响趋势具有高度一致性。
从磷、钾追施百粒重的效应方程和图5可以看出:在一定的追钾比例条件下,百粒重随着追磷比例的增加而上升,上升到一定水平后又开始下降;而在一定的追磷比例条件下,百粒重随着追钾比例的增加而下降,下降到一定水平后又开始上升。
图4 磷钾肥追施对单株粒数的影响
图5 磷钾肥追施对百粒重的影响
2.2.3 初花期追施磷钾肥效益分析 追肥用工每hm2按7.5个工时、30元/工时计算,大豆价格按4.50元/kg计算。钾肥全部基施、追磷38.7%比磷钾肥全部基施增产大豆128.4kg/hm2(2.34%),新增收入577.7元/hm2,增效352.7元/hm2;磷肥全部基施、追钾36.9%增产70.5kg/hm2(1.29%),增收317.4元/hm2,增效92.4元/hm2;追磷36.6%、追钾33.0%增产184.4kg/hm2(3.37%),增收830.0元/hm2,增效605.0元/hm2(见表5)。追肥增收以磷、钾肥结合追施最高,单独追施磷肥次之,单独追施钾肥最少。
3 结论
(1)研究表明:适量的氮磷钾肥后移能提高产量。氮肥后移50%左右,初花期一次追肥或初花期、结荚期二次追施,不仅能提高产量,而且具有一定的经济效益。把30%以上的磷钾肥后移至初花期追施,同样能提高产量,有一定的经济效益。
(2)在同等施肥条件下,适量的氮磷钾后移,增产幅度和效益顺序为:氮肥后移>磷肥后移>钾肥后移。因此,生产上应提倡氮肥后移;在基施磷钾肥不足时,还应追施磷钾肥[15]。
表5 磷钾肥追施效益分析
(3)氮磷钾肥追施要施用高浓度单元素肥料或复合(混)肥。追施氮磷钾肥料最好使用追肥耧追施,也可以遇雨撒施。追肥时遇旱浇水。
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