合江方竹竹笋培育施肥研究

2017-06-30马师苟光前

江苏农业科学 2017年8期

马师++苟光前

摘要：为了解合江方竹笋对土壤养分的需求，建立竹笋丰产的科学施肥配方。采用“3414”试验对合江方竹林进行施肥研究，建立了合江方竹笋产量与N、P2O5、K2O施用量之间的肥效模型。结果表明，三元二次方程拟合结果与实际吻合，各处理笋产量之间不存在显著差异；N-P、P-K存在正交互作用，N-K之间不存在交互作用；笋产量随着单因素施肥量的增大而增大，当施肥量超过最大值时，笋产量不再增加；氮磷钾对笋产量的增加效果依次为P>K>N；合江方竹林地施肥具有明显的经济效益，各个处理产投比为2.21～3.19，其中以N2P2K2处理的最大，N2P0K2处理的最小。以N2P2K2处理的纯利润最高，为55 079元/hm2。通过频数分析得出了林地的推荐施肥量为尿素295～520 kg/hm2，过磷酸钙260～450 kg/hm2，钾肥93～160 kg/hm2。

关键词：合江方竹笋；“3414”施肥试验；施肥效果；推荐肥量

中图分类号： S795.905文献标志码： A文章编号：1002-1302（2017）08-0107-04

合江方竹（Chimonobambusa hejiangensis）又称大竹、箐竹，分布于四川合江及贵州赤水、习水等地，合江方竹笋肉嫩肥厚、香脆可口，富含丰富的蛋白质和氨基酸，色泽美观，耐储存，具有很高的经济价值，其笋期在秋季9—11月，为鲜笋供应淡季，市场价格可观[1-3]。目前，合江方竹以天然林为主，生产粗放，人工育林也缺少施肥管理措施，加强竹林施肥培育，提高竹笋丰产等问题亟待解决。

“3414”试验在农业上被广为使用，而在林业竹类中的运用只见于慈竹林、撑绿竹林、毛竹林[4-7]，且施肥处理结果也并不相同，可能是由不同竹种和不同林地土壤情况的差异所致。合江方竹为笋材两用的优良竹种[1]，针对合江方竹进行施肥的研究尚未见报道。本研究通过对贵州省赤水市宝源乡合江方竹林进行“3414”施肥试验，研究氮磷钾施用量与笋产量的关系，建立肥效模型，确定氮磷钾推荐施肥量，为当地合理施肥和促进高产增收提供科学的施肥依据。

1材料与方法

1.1试验地概述

研究地区是贵州省赤水市宝源乡，赤水市地处105°36′～106°15′E、28°16′～28°46′N，最高海拔1 730 m，最低海拔 221 m，年降水量1 200～1 300 mm，无霜期340～350 d，年均相对湿度82%[8]。试验林地土壤pH平均值4.13，为酸性土壤。有机质含量均值为56.38 g/kg，全氮含量均值为 2.49 g/kg，碱解N含量均值为249.60 mg/kg，有效磷含量均值为 5.04 mg/kg，速效钾含量均值为61.57 mg/kg。

1.2试验设计与材料

试验林地面积共2 100 m2，采用“3414”设计施肥方案，设氮磷钾3个因素，每个因素设4个水平的肥料用量，共14个处理，每个处理为10 m（长）×5 m（宽）。14个处理为1个区组，设3个区组，随机布置，地形、土壤一致。供试肥料为尿素（含N≥46%）、过磷酸钙（含P2O5≥12%）、氯化钾（含K2O≥60%），具体设计方案见表1。

施肥采用撒施方式，施肥后立即覆土，以确保肥料充分融

化。育林期间预防人为过度在林间走踩穿梭，可以保持林间土壤疏松，利于发笋。

1.3数据分析

试验所得数据用Excel和SPSS 21.0进行统计分析。

2结果与分析

2.1笋产量

通过采收试验林区竹笋，得出试验林地的笋产量，计算3个区组相同处理笋产量的平均值，通过方差分析，3个区组14个处理产量无显著差异性（图1）。N2P2K2处理的产量最高，为6 682.67 kg/hm2，其次为N2P1K1，无肥处理N0P0K0产量最低，为4 490.67 kg/hm2。

2.2肥效模型的建立与分析

2.2.1三元二次肥效方程的拟合根据配方施肥的平均笋产量结果，以施氮量为x1，施磷量为x2、施钾量为x3，笋产量为目标函数y，利用Excel进行回归分析，得出试验结果三元二次回归方程为

y=4 496.498+14.704 14x1+42.406 8x2-23.938 2x3-0.025 93x12-0.666 6x22-0.155 53x32-0.222 48x1x2+0.0740 42x1x3+0.789 401x2x3。

经过F检验得出F=2.728>F0.05=0.733，达显著水平，表明笋产量和N、P2O5 、K2O施肥量之间存在显著的回归关系。经计算奇数项小于零，偶数项大于零，表明模型方程有最大值。R2=0.859 887，说明方程拟合效果较好；常数项为 4 496.498，与非施肥处理产量4 490.67非常接近，说明数学模型与实际吻合。根据边际效应[9]，dy/dx=Px/Py（Px为投入单价，Py为产出单价），可以计算出最佳施肥量为N 214.24 kg/hm2，P2O5 39.78 kg/hm2，K2O 74.09 kg/hm2，最佳經济产量为6 064.6 kg/hm2（表2）。

2.2.2二元二次肥效方程的拟合对处理2、3、4、5、6、7、11、12进行回归分析，得出N、P2O5的效应方程（4），通过边际效应求得最佳施肥量为N 176.25 kg/hm2，P2O5 54.54 kg/hm2，最佳产量6 303.65 kg/hm2。

对处理2、3、6、8、9、10、11、13进行回归分析，得出N、K2O的效应方程（5），通过边际效应求得最佳施肥，N为 211.78 kg/hm2，K2O为101.18 kg/hm2，最佳产量为6 107.62 kg/hm2。

对处理4、5、6、7、8、9、10、14进行回归分析，得出P2O5、K2O的效应方程（6），通过边际效应求得最佳施肥量为P2O5 40.94 kg/hm2，K2O 77.95 kg/hm2，最佳产量为 6 062.19 kg/hm2（表2）。

通过三元二次降维处理可得到双因素交互效应方程（表3），通过确定自变量取值范围，绘制交互效应曲面图，可以得出2个因素的交互效应，其中N-P、P-K存在正的交互作用，即2种养分同时施用时，其增产效果比各自单独施用时高，而N-K之间不存在交互作用。

2.2.3一元二次肥效方程的拟合对单因素肥效进行方程拟合时，固定另外2个因素，所研究的因素分别为0、1、2、3等4个水平，分别建立氮磷钾的一元二次肥效模型。对处理2、3、6、11进行回归可获得N的回归方程（1），对处理4、5、6、7进行回归可获得P2O5的回归方程（2），对处理8、9、6、10进行回归可获得K2O的回归方程（3），根据边际效应方程可以算出每个因素的最佳施肥量，3个因素的曲线方程见图2。笋随着单因素肥料的施用增加而增加，但超过最大施肥量时，笋产量随着肥料增加而下降。

2.3经济效益分析

各个处理的经济效益分析可以直接运用公式P=VY-C1x1/46%-C2x2/12%-C3x3/60%-W进行纯利润计算，公式中，C1为尿素价格（2.4元/kg），C2为过磷酸钙价格（1.2元/kg），C3为氯化钾价格（4元/kg）。V为产量，Y为产品价格（鲜笋12元/kg），W为用工投入。通过计算得出以N2P2K2处理的纯利润最大，为55 079元/hm2，其次为N2P1K1处理，为49 223元/hm2。

由表4可知，与无肥处理N0P0K0相比，其他处理均有增产，其中N2P2K2处理增产最高，为48.81%，其次为N2P1K1，增产36.92%。最大施肥处理N3P2K2产量为5 624 kg/hm2，只增产25.24%，可见施肥最大化对产量造成了影响。N2P0K2处理只增产1.13%。

与处理N0P2K2、N2P0K2，N2P2K0产量相比[10]，处理N2P2K2产量最高，缺N、P、K的相对产量分别为N2P2K2处理的76.5%、68.0%、69.3%，说明对笋产量的增加效果依次为P>K>N。

合江方竹林地的“3414”施肥结果，各个处理经济产出大于经济投入，产投比在2.21～3.19之间，其中以N2P2K2处理的产投比最大，为3.19，其次为N2P1K1处理，为3.00，说明这2个处理具有较高的经济收益。

2.4最佳施肥量的模拟寻优

由于三元二次方程达到了显著水平，可采用频数分析[11-12]对其进行模拟寻优，所做的试验有14个处理，按照因素水平取频数，可以得到本试验的推荐施肥量。大于不施肥

处理（N0P0K0）产量（4 490.67 kg/hm2）的处理共13个，频数分布见表5。通过频数分析以及总体平均数的区间估计，得出产量大于4 490.67 kg/hm2的推荐施肥方案为N 136.454～236.587 kg/hm2，平均186.576 kg/hm2；P2O5 31.14～54.00 kg/hm2，平均42.588 kg/hm2；K2O 55.62～96.435 kg/hm2，平均76.05 kg/hm2。

3结论与讨论

试验采用了“3414”设计对合江方竹林进行肥效研究，3个区组14个处理笋产量无显著差异；同样，郭岩辉等对撑绿竹进行“3414”研究的新竹产量结果也不具显著性差异[5]，而连华萍所研究的闽中地区三明市2个毛竹试验地新竹产量则存在显著性差异[7]。通过双因素交互效应分析，本试验N-P、P-K存在正的交互作用，N-K之间无交互作用。而撑绿竹却存在N-K交互效应[5]，这可能是由竹种的不同所致。

单因素回归分析表明，笋产量随着单因素肥料施用量的增加而增加，但超过最大施肥量时，笋产量随着施肥量的增加而下降。处理N2P2K2与处理N0P2K2、N2P0K2、N2P2K0产量相比可知，3种肥料对笋产量的增加效果依次为P>K>N。

在本研究施肥处理中，合江方竹笋产量以N2P2K2处理最高，为最佳处理；N2P0K2处理产量最低。而聂莉等对慈竹的研究发现，N1P2K1为最佳处理[4]；郭岩辉等对撑绿竹的研究以N2P2K1处理产量最高[5]；郭晓敏对毛竹的研究以N2P1K1处理的总出笋数最多、笋产量最高[6]；而连华萍对毛竹的研究则以N2P3K2处理的新竹数最高，N2P2K2处理的新竹胸径和产量均为最大[7]。说明不同竹种以及不同的土壤环境得出的最佳处理是不同的。

通过经济效益公式计算，合江方竹“3414”施肥试验的笋产具有明显的经济收入，各个处理经济产出大于经济投入，以N2P2K2处理的纯利润最大，为55 079元/hm2，其次为N2P1K1处理，为49 223元/hm2产投比在2.21～3.19之间，其中以N2P2K2处理的产投比最大，为3.19，其次为N2P1K1处理，为3.00。

通过采用频数分析对其进行模拟寻优，得出合江方竹林地的推荐施肥量为N 136.454～236.587 kg/hm2，P2O5 31.14～54.00 kg/hm2，K2O 55.62～96.435 kg/hm2，根据尿素、过磷酸钙、氯化钾分别含N、P2O5、K2O的量为46%、12%、60%，推荐施用尿素296.64～514.32 kg/hm2，过磷酸钙259.50～450.00 kg/hm2，氯化钾92.70～160.73 kg/hm2。结合施肥实际，取整数值进行施肥指导，推荐尿素295～520 kg/hm2，过磷酸钙260～450 kg/hm2，氯化钾93～160 kg/hm2。这与郭岩辉等对撑绿竹的推荐量[5]相差不大，仅氯化钾的量较少，这可能是丹霞地貌土壤富含钾的缘故。与顾小平等对毛竹的推荐施肥量（尿素488～607.6 kg/hm2，过磷酸钙252.7～261.2 kg/hm2，氯化钾43.3～123.2 kg/hm2）有所不同[13]，可能是由竹种、经营目的不同所致。

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