“3414”试验对山地玉米产量影响及推荐施肥探索

毕生斌等

摘 要 应用“3414”试验对云南山地玉米进行养分试验，研究配施不同N、P、K养分对其产量的影响。结果表明：氮、磷、钾施用量对玉米产量的影响大小顺序为磷>氮、钾，养分农学效率为K1>K2>P2>P1> P3>K3>N1>N2>N3；试验区域玉米最优推荐施用量为N 75 kg/hm2；P2O5 150 kg/hm2；K2O 42.90 kg/hm2。

关键词 “3414”试验 ；玉米 ；推荐施肥 ；产量

分类号 S513

Abstract The“3414”experiment was applied to nutrient experiment of mountain corn in Yunnan Province in order to study the effects of application of different nutrients （nitrogen， phosphorus and potassium） on yield. The results show that the effects of consumption of nitrogen， phosphorus and potassium on corn's yield are： the consumption of phosphorus > the consumption of nitrogen> the consumption potassium，in that order； the nutrient agronomic efficiency is：K1 > K2 > P2 > P1 > P3 > K3 > N1 > N2 > N3； the optimal recommended consumption of N， P2O5 and K2O of the corn in experimental area is N 75 kg/hm2， P2O5 150 kg/hm2， K2O 42.90 kg/hm2.

Keywords “3414” experiment ； corn ； recommendation of fertilization ； yield

玉米是非谷类作物中重要的粮食作物之一，具有产量高、分布广等特点，既可当粮食，又可作为蔬菜、饲料，在高寒山区，还可作主粮[1-3]。德宏玉米常年种植面积达3万hm2，超过全州耕地面积的40%[4]，是农业产值的重要组成部分，是农民增收的主要来源。随着德宏地区现代农业发展，种植结构调整和州内外加工工业的兴起及畜禽饲养业的壮大，玉米需求不断增加，栽培面积逐年上升，但产量却一直徘徊不前，平均单产仅3 615 kg/hm2，远低于2003～2007年的全国平均5 299.5 kg/hm2和美国9 195 kg/hm2的水平[5]。因此，在种植面积不断增加的情况下，如何提高玉米的产量具有重要意义。而产量的提高离不开正确的施肥技术，肥料施用的定量化则是玉米合理施肥的关键[6-9]。本文旨在通过对玉米进行“3414”试验，分析确定玉米N、P、K最佳施肥量，以进一步优化德宏山区玉米施肥指导并提升产值。

1 材料与方法

1.1 材料

试验地在芒市勐嘎镇勐稳村小桥苏自海农户家地块，海拔1 285 m，土壤为赤红壤，取样层0～20 cm，pH 4.9，有机质5.22%，碱解氮258.3 mg/kg，有效磷0.1 mg/kg，有效钾62.0 mg/kg。前茬作物豌豆，供试玉米品种为云德三号（德宏州农科所生产），供试肥料尿素（N 46%，四川德阳市生产），普钙（P2O5 12%，昆明安宁市生产），硫酸钾（K2O 50%，云南三环化工股份有限公司生产）。

1.2 方法

1.2.1 试验设计

试验设14个处理（表1），3次重复，共42个小区，随机区组排列，小区及重复间用土筑埂，小区面积5 m（长）×4 m（宽）=20 m2，每小区种植120株。施肥方法：基肥N 20% 、P2O5 50% ，促苗肥N 50%、P2O5 50% 、K2O 80%，攻穗肥N 30%、K2O2 0%。于2010年5月4日播种，采用拉线条载（株行距0.9 m×0.16 m），各小区基本苗一致。田间管理除施肥不同外，其它各项管理措施按农户常规方法进行。2010年10月14日收获，每小区单打单收，单独计算产量。

1.2.2 土样化验

质地：用手测-湿试法；pH：电位法；有机质：油浴加热重铬酸钾氧化-容量法；碱解氮：碱解扩散法；有效磷：碳酸氢钠提取-钼锑抗比色法（Olsen法）；速效钾：乙酸铵浸提-原子吸收分光光度法[10]。

1.2.3 数据处理

数据采用 Microsoft Excel 2003和SAS 9.0处理分析。

2 结果与分析

2.1 不同施肥对玉米产量的影响

玉米实收产量结果及经济效益性状表见表2。从表2看出，处理N2P3K2产量最高，不同施肥量和不同量的配施对玉米产量影响较明显。经过方差分析和多重比较得出，N、P、K 3种养分都施用的处理除N2P3K2处理与N2P1K2处理和N2P1K1处理间差异显著外，其余处理间差异均不显著；3养分都施用的处理与不施肥N0P0K0处理间差异显著，其中N2P3K2、N2P2K2、N2P2K3、N1P2K2与N0P0K0处理差异达极显著。经分析表明，在作物种植施肥中，3元素都施比单一或其中2种配施所产生的产量和经济效益高，且差异显著或极显著。所有处理中，N3P2K2的养分总含量最高，但产量和经济效益不是最高，说明玉米施肥与产量间回报递减规律的存在。

在磷、钾养分施用优化且量相同条件下，施用不同量的氮养分（N0、N1、N2、N3）间不施氮处理与施用氮处理间差异显著，其中不施氮与N1、N2差异达极显著，施氮处理间差异不显著。从施氮增产顺序来看，N2的玉米产量较空白处理增产最高，N1、N3增产量依次递减；在氮、钾养分施用优化且量相同条件下，施用不同的磷养分量（P0、P1、P2、P3）间，P0与P2、P3处理的玉米产量间达极显著，玉米施磷增产顺序随施用量的增加而增加；在氮、磷养分施用优化且量相同条件下，施用不同的钾养分量（K0、K1、K2、K3）间，K0与施钾处理间差异均达极显著，施钾处理间差异不显著。

在相同磷钾肥处理间、相同氮钾肥处理间和相同氮磷肥处理间分别比较氮、磷、钾肥的增产值效果，结果以磷肥的3水平增值效果最大，钾肥和氮肥的2水平增值效果都居第二，但从产投比来看，P3、N2、K2的值相差不大。从肥料农学效率分析得出K1>K2>P2>P1>P3>K3>N1>N2>N3。磷钾肥对该地区的玉米生长极为重要，生产中要重视施用磷钾肥，同时防止氮肥过量形成回报递减。从处理N3P2K2来看，施氮增多不仅没有提高产量，较其它施氮少的处理产量呈下降。试验中钾肥过量虽然没有造成产量下降，但K3水平量与K2水平量的处理产量相差很小，差异不显著，钾肥的增施反而增加了投入成本。磷肥对产量影响大的原因可能是本地区土壤含磷量严重缺乏，已成为作物生长的首要限制因子。从土壤测试结果看，本地区有效磷仅0.1 mg/kg，也反应了该地土壤严重缺磷现状。

2.2 最优推荐施肥量分析

此方程的R、F值反应出该三元二次函数拟合成功，并且通过边际分析得出推荐施肥量N为300.75 kg/hm2，P2O5为137.40 kg/hm2，K2O为125.70 kg/hm2，最佳产量7 595.55 kg/hm2。但三元二次函数分析出的推荐施肥一般有以下问题：拟合成功的三元二次肥料效应函数往往存在推荐施肥量偏高的问题；不但造成施肥的经济效益下降，同时也对环境不利；同时，单纯采用三元二次肥料效应函数拟合常常会忽略了试验中得到的某些试验点不需要施肥或某一养分不需要施肥的信息对推荐施肥产生误导[11-12]。为此，本试验数据同时采用了一元线性加平台模型[即：y=a+bx（x≤C）；y=P（x>C）]进行了拟合，具体为：选用处理2、3、6、11求得在P2K2水平基础上氮肥效应函数；选用处理4、5、6、7求得在N2K2水平为基础的磷肥效应函数；选用处理6、8、9、10求得在N2P2水平基础上钾肥效应函数。氮肥一元线性加平台拟合函数为：

2.3 施肥参数分析

对“3414”试验中缺素区处理的产量分别与全肥区处理6的产量进行比较，以缺素区产量占全肥区产量的百分数即相对产量的高低反映土壤N、P、K养分的丰缺（表3），其中，缺氮的相对产量=处理2（N0P2K2）产量/处理6（N2P2K2）产量×100%；缺磷的相对产量=处理4（N2P0K2）产量/处理6（N2P2K2）产量×100%；缺钾的相对产量=处理8（N2P2K0）产量/处理6（N2P2K2）产量×100%。相对产量低于50%的土壤养分为极低水平，50%～75%为低水平，75%～95%为中水平，大于95%为高水平[13]。而从表4可见，试验区域土壤对玉米作物而言N养分丰缺程度处于低水平，P和K养分处于极低水平。玉米每形成100 kg籽粒产量所吸收养分量N 2.57 kg、P2O5 0.86 kg 、K2O 2.14 kg[14]，以2水平全肥区处理6的产量计算每公顷玉米吸收当季的氮166.35 kg、磷55.65 kg、钾138.60 kg。

以处理2、4、8及处理6的产量可求出土壤养分供应量和氮、磷、钾肥的当季利用率（表4）。

2.4 玉米推荐施肥量的确定

推荐施肥量的确定可采用地理差减法，即根据施肥区玉米近年当季产量（一般为前3 a平均单产）和年递增率估算目标产量，利用目标产量所需养分减去土壤供肥量，其差值除于肥料当季利用率，得所需施用养分量；同时，也可以用肥料效应函数法来确定推荐施肥量，选择不同肥力水平田块进行多点田间试验，得到不同肥力水平下的最优推荐施肥量，建立土壤测试值与最优推荐施肥量的数学关系，从而用函数来确定土壤有效养分某一测定方法不同等级时的推荐施肥量。

3 结论与讨论

本研究结果表明：采用N、P、K配施，以施肥养分总量高的处理产量较高，在一定范围内，N、P、K肥的施用量对玉米的增产作用是P肥>N肥、K肥；养分农学效率顺序为K1>K2>P2>P1>P3>K3>N1>N2>N3。此外，本地含P量极低，K含量低，土壤偏酸的特点，施肥中应注意控制好N肥，注意施好P、K肥，以提高施肥的经济效益。根据试验结果和本地区农业生产实际综合分析，建议本区域玉米N、P、K施用量为：N 75 kg/hm2，P2O5 150 kg/hm2，K2O 42.90 kg/hm2。同时要掌握好施肥时期和比例，保证各生长期所需养分。在推荐施肥量的计算中，地力差减法简单、方便、易懂，为合理确定施肥量和肥料配方提供了技术依据；肥料效应函数法计算的推荐施肥量所涉及的施肥影响因素较单一，且需要大量不同肥力水平的多点试验数据，试验成本较高，数据分析技术较高。两种方法在农业生产条件千变万化、土壤供肥量和肥料当季利用率不恒定下，其随着土壤内因、时间、气候、耕作管理水平等因素的变化而不断变化[15-18]，而目标产量也只是一个估算值，因此，计算出的施肥量可能与实际有较大的偏差，也可能超出试验设计施肥量的上下限，必须经过专业技术人员分析后才能运用。建立区域性玉米施肥模型，还需要多年、多点、多品种试验后加以总结，才能在实际生产中推广应用。

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