湖南烤烟施肥效应及最佳经济施肥模型研究

刘青桂，齐庞生，陈玲玲，李志坚，罗小菊，谷亚娟

（耒阳市农业局，湖南 耒阳421800）

湖南烤烟施肥效应及最佳经济施肥模型研究

刘青桂，齐庞生，陈玲玲，李志坚，罗小菊，谷亚娟

（耒阳市农业局，湖南 耒阳421800）

汇总湖南省30个烤烟“3414”试验点的数据,进行通径分析,并构建不同类型施肥效应函数。结果表明,氮肥对烤烟产量的通径系数最大为1.079 8,说明其对烤烟产量的贡献最大,其次是磷、钾肥,而且氮磷、氮钾、磷钾肥之间的交互效应显著；通过对3类回归模型的分析,获得最佳施氮、磷、钾施用量分别为164.7、145.4、352.6 kg/hm2,最佳氮磷钾比为1∶0.89∶2.11,最佳产量为2 194.7 kg/hm2。该结果为烤烟平衡施肥提供了科学依据。

烤烟；测土配方施肥；施肥模型；湖南

烤烟是湖南省主要经济作物之一,常年种植面积在9.3万hm2以上。根据《湖南省测土配方施肥项目实施方案》的要求,自2005年开始分别在桂阳县、耒阳市、浏阳市、常宁市、嘉禾县等烟草生产面积较大的县市进行了烤烟“3414”肥效试验,获得了大量的烤烟施肥基础数据。为了完善烤烟施肥技术参数,建立全省烤烟施肥指标体系,实现烤烟精准施肥,特对全省的烤烟肥效试验结果进行施肥效应模型分析,以期指导烤烟科学施肥,达到提高烤烟生产效益、农民节本增收、减少化肥面源污染的目的[1-2]。

1 材料及方法

1.1 试验材料

供试品种为全省大面积种植的云烟87、G80和K326,采用大棚漂浮育苗,同一试验点选择同批次的、叶龄和生长情况一致的秧苗进行移栽。

1.2 试验方法

试验采用联合国粮农组织(FAO)提出的“3414”完全试验设计方案,即氮、磷、钾3因素4水平14个处理的田间试验方案,其中4个水平,分别是：0水平指不施肥；2水平指当地常规施肥量；1水平=2水平× 0.5；3水平=2水平×1.5,该水平为过量施肥水平[3-4],试验处理水平及产量结果见表1。小区面积为6 m×5 m=30 m2,小区随机排列,不设重复。栽烟行株距为120 cm×50 cm,每小区栽5行,每行栽11蔸,共计55蔸,四周保护行在2 m以上。整个试验除了施肥量不同以外,其他操作均同等对待。

1.3 数据分析

1.3.1 构建氮、磷、钾肥的三元二次肥料效应模型以30个试验点“3414”试验14个处理的平均值,进行三元二次回归分析,XN、XP、XK为试验中氮、磷、钾施用量,各处理的产量为依变量Y(下同),分别获得烤烟N、P、K肥的最高产量施肥量、最佳经济施肥量和产量。

1.3.2 构建氮、磷、钾肥的二元二次肥料效应模型分祈 (1)氮、磷肥的二元二次肥料效应模型。选择处理2、3、4、5、6、7、10、11、12的结果进行用二元二次肥料效应模型分析,拟合得到氮、磷二元二次肥料效应函数及其相关参数。(2)氮、钾肥的二元二次肥料效应函数。选择处理2、3、6、7、8、9、10、11、13的结果进行用二元二次肥料效应模型分析,拟合得到氮、钾二元二次肥料效应函数及其相关参数。(3)磷、钾肥的二元二次肥料效应函数。选择处理4、5、6、7、8、9、10、11、14的结果进行用二元二次肥料效应模型分析,拟合得到磷、钾二元二次肥料效应函数及其相关参数。

1.3.3 构建氮、磷、钾肥的一元二次肥料效应模型

(1)氮肥效应函数。选择处理2、3、6、11(即氮的4个水平,磷、钾因素均为2水平)的结果进行一元二次肥料效应模型分析,拟合得到氮肥效应函数及其相关参数。(2)磷肥效应函数。选择处理4、5、6、7(即磷的4个水平,氮、钾因素均为2水平)的结果进行一元二次肥料效应模型分析,拟合得到磷肥效应函数及其相关参数。(3)钾肥效应函数。选择处理2、3、6、11(即钾的4个水平,氮、磷因素均为2水平)的结果进行一元二次肥料效应模型分析,拟合得到钾肥效应函数及其相关参数。

2 结果与分析

2.1 氮、磷、钾对烤烟产量影响程度分析

从通径分析结果(表2)可以看出,对产量直接贡献最大的是氮,其通径系数为1.079 8,其次是磷、钾,通径系数分别为0.773 1、0.612 6；交互项的通径系数以氮钾最大,为0.673 7,其次是磷钾和氮磷,通径系数分别为0.507 2、0.481 0,两者之间的差异不明显。由此可见,在施足氮肥的情况下下,合理施用磷、钾肥对产量的互作效应明显。

2.2 氮、磷、钾在烤烟生产上的增产贡献及经济效益分析

分别对不同氮、磷、钾施用水平的产量和效益进行分析(见表3),不同的化肥施用量与缺素区比较,对烤烟单产影响最大的是氮,施氮区比缺素区平均增产917.7 kg/hm2,其次是钾、磷肥,分别增产743.3、738.7 kg/hm2；每投入1 kg纯量肥的产量以氮肥最高,每施用1 kg氮肥可获得6.95 kg烟叶,其次是磷肥,为6.27 kg,第三是钾肥,为2.50 kg；其中,各试验点均以处理6的增产增收效果最好。由此可见,在烤烟生产中,均衡施用氮、磷、钾肥,可获得最大的增产增收效果。

2.3 烤烟施脂效应函数及最佳施脂量分析

2.3.1 氮、磷、钾肥的三元二次肥料效应模型分祈氮、磷、钾肥的三元二次方程如下：Y=743.54+6.992 5 XN+5.503 3 XP+1.717 3 XK-0.038 8 XN2-0.037 44 XP2-0.005 81 XK2+0.018 24 XNXP+0.010 09 XNXK+ 0.008 51 XPXK。拟合的试验肥料回归函数的相关系数为0.999 1,方差分析F值为250.81,均达到极显著水平,说明产量与氮、磷、钾肥施用量之间有显著的回归关系；从一次项来看,施用氮肥的起始增产效果最好,其次是磷肥和钾肥；从交互项看,交互项系数均为正值,氮磷肥配合施用对产量促进最好,其次是氮钾和磷钾配合使用效果。方程推荐的氮、磷、钾肥最佳施肥量分别为172.6、155.8 、378.0 kg/hm2,最佳产量为2 212.9 kg/hm2,均高于处理6,其中以钾肥最佳施用量偏差最大,其次是氮肥和磷肥。

2.3.2 氮、磷、钾肥的二元二次肥料效应模型分祈(1)氮、磷肥的二元二次肥料效应模型。Y=567.09+ 11.016 4 XN+9.017 9 XP-0.039 1 XN2-0.037 7 XP2+ 0.014 9 XNXP,方差分析F值为209.04**,达到极显著水平；氮、磷肥的最佳施用量分别为166.1、149.4 kg/hm2,最佳产量为2 192.6 kg/hm2,均高于处理6,但小于三元二次模型的结果。(2)氮、钾肥的二元二次肥料效应模型。Y=780.84+9.632 XN+2.941 4XK-0.039 2 XN2-0.005 9 XK2+0.009 9 XNXK,方差分析 F值为187.42**,达到极显著水平；氮、钾肥的最佳施用量分别为164.7、356.4 kg/hm2,最佳产量为2 189.6 kg/hm2,均小于三元二次模型的结果,但与处理6的数值相近。(3)磷、钾肥的二元二次肥料效应模型。Y= 864.96+8.852 5 XP+3.481 1 XK-0.039 5 XP2-0.006 1 XK2+0.008 2 XPXK,方差分析F值为130.9**,达到极显著水平；磷、钾肥的最佳施用量分别为145.4 、348.9 kg/hm2,最佳产量为2 199.8 kg/hm2,均小于三元二次模型的结果,接近处理6的数值,其中磷的最佳施用量更接近于处理6,方程模拟结果比较接近生产实际。

2.3.3 氮、磷、钾肥的一元二次肥料效应模型分祈(1)氮肥效应函数。Y=1 095.92+12.721 8 XN-0.0377 XN2,方差分析F值为75 274.6**,达到极显著水平,最佳氮肥施用量为165.4 kg/hm2,最佳产量为2 169.3 kg/hm2,低于三元二次模型的结果,比处理6中氮肥施用量高,比二元二次模型的结果略高。(2)磷肥效应函数。Y=1 335.38+11.463 3 XP-0.038 4 XP2,方差分析F值为132.23**,达到极显著水平,最佳磷肥施用量为146.4 kg/hm2,最佳产量为2 189.8 kg/hm2,低于三元二次模型的结果,高于二元二次模型的结果,也比处理6中的磷肥施用量高。(3)钾肥效应函数。Y=1 334.51+ 4.530 7 XK-0.006 0 XK2,方差分析F值为118.92**,达到极显著水平,最佳钾肥施用量为345.9 kg/hm2,最佳产量为 2 186.1 kg/hm2,均低于三元二次、二元二次模型的结果,也比处理6中的钾肥施用量低。

从以上氮、磷、钾肥的三类最佳施肥模型看出,所有模型检验均达极显著水平,模型各个系数合理,但从模型与实际产量的拟合程度来看(表4),三元二次模型拟合的最佳施肥量及最佳产量均大于实际生产的处理6；一元二次模型拟合的氮肥、磷肥施用量略高于处理6,拟合的钾肥用量偏低；氮、钾二元二次模型拟合的施用量略高于处理6,氮、磷二元二次模型拟合的施用量较接近处理6,磷、钾二元二次模型拟合的施用量最接近处理6。

综上所述,推荐采用由氮、钾二元二次方程模型所得的最佳施氮量(164.7 kg/hm2),由磷、钾二元二次方程模型所得的最佳磷施用量(145.4 kg/hm2),以及氮、钾和磷、钾二元二次模型获得的最佳施钾量的平均值(352.6 kg/hm2)为烟叶生产最适施肥量,最佳氮磷钾肥比为1∶0.89∶2.11,所得最佳产量为2 194.7 kg/hm2。

3 讨 论

氮、磷、钾肥是烟草生产上施用量较大的营养元素,对烤烟的增产效果显著。对全省30个试验点的“3414”肥效试验数据进行通径分析,结果表明,氮肥对烤烟产量的直接贡献最大、其次是磷肥和钾肥；同时,氮磷、氮钾、磷钾肥的互作效应显著。这说明在生产上合理施用氮、磷、钾肥有利于促进烤烟正常生长,获得较高的产量和效益。采用“3414”试验数据分别构建三元二次、二元二次和一元二次肥料效应回归模型,并将模型所得最佳施肥量和最佳产量与实际生产(处理6)进行比较,获得氮、磷、钾肥最佳施用量分别为164.7、145.4、352.6 kg/hm2。该结果对烤烟大面积生产科学配比氮、磷、钾肥,实现烤烟平衡施肥具有一定的指导意义[5]。为了建立健全的湖南省烤烟测土配方施肥指标体系,还需对现有的“3414”肥效试验数据做进一步分析,以期完善烤烟测土配方施肥技术参数,建立烤烟精准施肥技术体系。

［1］谢卫国,黄铁平,钟武云,等. 测土配方施肥理论与实践［M］. 长沙：湖南科技出版社,2006.

［2］李洪斌,张杨珠,胡日生,等. 湘中南地区烟稻轮作条件下烟草作物的施肥效应与肥料效应函数研究［J］. 中国农学通报,2013,29(24)：74-84.

［3］谷松林,陈小虎,陈芳斌,等. 云烟87肥料效应及平衡施肥技术初探［J］. 作物研究,2009,23(2)：101-103.

［4］金耀青,张中原. 关于农作物对土壤肥力的依存率及其应用的研究［J］. 沈阳农学院学报,1985,(4)：64-68.

［5］邢月华,汪 仁,安景文,等. 土壤养分测定值与其校正系数的回归关系［J］. 辽宁农业科学2005,(2)：45-46.

（责任编辑：成 平）

Study on Effects of Fertilization on Tobacco in Hunan Province and the Optimal Economic
Fertilization Model

LIU Qing-gui，QI Pang-sheng，CHEN Ling-ling，LI Zhi-jian，LUO Xiao-ju，GU Ya-juan

（Leiyang Agricultural Bureau,Leiyang 421800,PRC）

The study collected the data of 30 “3414” test points for flue-cured tobacco in Hunan province， conducted the path analysis，and built a function of fertilization effects of different fertilizer types. The results showed that the path coefficient of N fertilizer on tobacco yields was the largest (1.079 8)， which was followed by that of P and K fertilizer. It indicated that N fertilizer had the largest contribution to the production of flue-cured tobacco. Interactive effects of N and P， N and P， as well as P and K were marked. Based on the analysis of 3 regression models， we knew that optimal rates of N， P and K fertilizers were 164.7， 145.4 and 352.6 kg/hm2respectively， the optimal ratio of N， P， K was 1∶0.89∶2.11， and the best yield was 2 194.7 kg/hm2. The results provide a scientific basis for the balanced fertilization of flue-cured tobacco.

flue-cured tobacco； formula fertilization by soil testing； fertilization model； Hunan

S572.062

A

1006-060X（2015）08-0072-04

10.16498/j.cnki.hnnykx.2015.08.023

2015-05-20

湖南省测土配方施肥项目(2005年)

刘青桂(1972-),男,湖南耒阳市人,农艺师,主要从事农业技术推广及研究。