海南澄迈地区甘蔗氮磷钾“3414”肥效研究

左裕 ，李博赈 ，刘子凡

（1.海南省文昌南阳琼岛农资店，海南文昌 571300；2.海南大学热带农林学院，海南海口 570228；3.澄迈县农技服务中心土肥站，海南澄迈571900）

海南澄迈地区甘蔗氮磷钾“3414”肥效研究

左裕1，2，李博赈3，刘子凡2*

（1.海南省文昌南阳琼岛农资店，海南文昌 571300；2.海南大学热带农林学院，海南海口 570228；3.澄迈县农技服务中心土肥站，海南澄迈571900）

采用“3414”设计，研究氮、磷、钾肥配施对甘蔗产量及产值的影响。结果表明，氮、磷、钾肥对甘蔗产量均呈现单抛物线特性，且增产顺序为P＞N＞K；两两互作对甘蔗产量的影响均表现为负效应。施肥量与产量间的三元二次方程、二元二次方程、一元二次方程和氮磷平方根模型的拟合结果为典型，能够较好地反映施肥量同产量之间的关系。综合考虑，本试验条件下获得最高产量施肥方案为每667m2施 N 27.45 kg、P2O513.38 kg、K2O 23.47 kg，产量可达 6863.2 kg/667m2；最佳经济施肥方案为每667m2施 N 19.35 kg、P2O511.50 kg、K2O 23.22 kg，产值为 3094.1 元/667m2。

甘蔗；“3414”肥料设计；施肥模型；产值；产量

甘蔗是我国主要的糖料作物，在我国热带及亚热带地区广为种植。澄迈县是海南的甘蔗生产大县，甘蔗产业对该区的经济发展和社会稳定具有不可替代的作用。甘蔗具有生长期长、产量高、消耗养分多的特性，是对肥料需求较大的经济作物[1]。合理施肥能充分发挥肥料的增产作用，是实现甘蔗高产、稳产、降低成本的重要措施之一[2]。“3414”肥料效应函数法是探讨作物肥料配方的重要方法之一。本文在前人研究的基础上，结合本地甘蔗栽培情况及其产业发展趋势，选在海南澄迈桥头镇进行“3414”肥效试验，旨在探索甘蔗产量与氮磷钾肥施用量之间的关系，为该区域甘蔗施肥决策、提高生产效益提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 试验地概况 试验在海南省澄迈县桥头镇丰西村旱地蔗田进行，前茬作物为甘蔗，土壤为砖红壤土。0～25 cm土壤理化性状：有机质28.3g/kg，速效氮44.7mg/kg，速效磷59.1mg/kg，速效钾134.1mg/kg，pH值4.4。

1.1.2 试验材料 供试甘蔗品种：新台糖22号。供试肥料为尿素（N 46%）、过磷酸钙（P2O514%）、氯化钾（K2O 60%）。

1.2 方法

1.2.1 试验设计 试验采用 “3414”完全实施方案，设氮、磷、钾3个因素，（0、1、2、3）4个水平，14个处理，3次重复，共 42个小区，小区面积50m2，长10m×3m，随机排列。小区四周留保护行1行。在调查群众习惯施肥的基础上，结合当地地力状况和经验水平，设计出当地最佳施肥量，试验的施肥水平表如表1。

表1 甘蔗“新台糖22号”3414试验施肥水平表

1.2.2 试验方法 pH：电位法；有机质：油浴加热-重铬酸钾容量法：速效钾：火焰光度法；速效磷：钼锑抗比色法；速效氮：碱解扩散法。

1.2.3 试验观测方法 试验于2016年3月4日犁耙地，开种植沟，3月8日施基肥，3月9日种植，种植规格为行距100cm，单行斜排种植，每米约种8～10个双芽苗，各小区蔗芽数基本一致，2016年6月20日追肥，2017年2月13日收获。收获时分小区人工单收称重（仅测定中间3行作为小区产量）。肥料施用方法：尿素和氯化钾50%作基肥，50%作追肥，过磷酸钙肥全部作基肥。其他栽培管理如除草、防治病虫害等均按甘蔗栽培管理技术要求进行。

1.3 数据处理

试验数据图表都在Excel 2007上处理，肥料回归方程和显著性检验等应用DPS软件进行统计和分析。

2 结果与分析

2.1 地力产量与土壤肥力

不同肥料处理的甘蔗小区产量经折算为每667m2产量（表2）。以N、P2O5和K2O相对产量高低反映土壤N、P、K养分的丰缺。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[4]。供试土壤地力贡献率为71.49%，说明甘蔗产量对地力依赖度中等偏低，施肥增产潜力中等。缺氮区产量占全肥区产量的93.68%，缺磷区产量占全肥区产量的91.65%，缺钾区产量占全肥区产量的97.32%，以地力产量评价供试土壤的肥力，试验区域土壤的供氮和供磷水平中上，供钾水平较丰。

2.2 单种肥料的效应分析

选用处理2、3、6和11的产量，处理4、5、6和7的产量，

处理6、8、9和10的产量，可分别绘制出氮、磷、钾单因素影响下的产量曲线图。由图1可以看出，氮、磷、钾单因素对甘蔗产量的影响均是先增长后呈下降的单峰抛物线趋势，且氮、磷、钾肥对甘蔗的增产程度也有所不同，其中磷肥对产量的影响最为明显，氮肥次之，钾肥对产量的影响最不明显。由计算可知，氮、磷、钾各自相对标准偏差分别为2.93%、3.78%和1.28%，同样也可得增产顺序为P＞N＞K。

2.3 氮、磷、钾肥交互作用分析

氮、磷、钾肥交互作用分析见图2。图2显示，在K2施肥条件下，当氮肥用量从N1增加到N2时，P1水平增产204.7kg/667m2，P2水平增产38.5kg/667m2，说明一定的磷肥用量可减缓氮肥肥效的发挥，对氮肥具有减效作用。在P2水平施肥条件下，氮肥用量从1水平增加到2水平，K1水平增产123.3 kg/667m2，K2水平增产38.3kg/667m2，说明钾肥用量的增加减缓氮肥肥效的发挥。

图2还显示，在K2施肥条件下，磷肥用量从1水平增加到2水平，N1水平增产284.6kg/667m2，N2水平增产118.4 kg/667m2，表明氮肥用量的提高不利于磷肥肥效的发挥。在N2水平下，磷肥用量从1水平增加到2水平，K1水平增产516.7 kg/667m2，K2水平增产118.4 kg/667m2，说明钾肥用量的增加减缓磷肥肥效的发挥。

表2 不同处理的甘蔗产量及方差分析

图1 氮磷钾单因素影响下的产量变化

图2 氮磷钾交互效应分析

同样，在P2水平下，钾肥用量从1水平增加到2水平，N1水平增产213.2 kg/667m2，N2水平增产128.4 kg/667m2，表明氮肥用量增加减缓K肥肥效的发挥。在N2水平下，钾肥用量从1水平增加到2水平，在P1水平增产526.7 kg/667m2，P2水平增产128.4 kg/667m2，说明磷肥用量的增加减缓钾肥肥效的发挥。

2.4 肥料效应函数的建立与氮磷钾适宜施肥量的确定

从图1知氮、磷、钾单因素对甘蔗产量的影响均是先增长后呈下降的单峰抛物线趋势，线性加平台模型与二次加平台模型多用于即使过量施肥产量也不下降的情况，故本试验效应函数不考虑。依据“3414”田间肥料试验设计方法，可配置氮磷钾三因素二次肥料效应函数和氮磷、氮钾、磷钾二元二次肥料效应函数、氮磷钾一元二次及平方根4类共10种肥料效应函数。采用1～14处理，拟合甘蔗产量与氮、磷、钾三元二次肥料效应函数；采用 1～7、11、12 处理，采用 1～3、6、8～11、13 处理，采用 1、4～10、14 处理，分别拟合甘蔗产量与氮磷、氮钾、磷钾的二元二次肥料效应函数，采用 2、3、6、11 处理，4、5、6、7 处理，6、8、9、10 处理，分别拟合甘蔗产量与氮、磷、钾单因素一元二次肥料平方根效应函数，共得到4类10种肥料效应函数（表3）。从表3可知，施肥量与产量间的三元二次方程、二元二次方程、一元二次方程及平方根的氮磷模型的拟合结果为典型，能够较好地反映施肥量同产量的关系，但仅有4个肥料效应函数达到显著水平。

表3 二次肥料效应函数的配置及检验结果

“3414”试验大多采用一种效应函数分析施肥量。若通过剔除不显著水平的肥料效应函数，求出氮、磷、钾的平均施肥量，可克服单种肥料效应函数获得施肥量的误差，提高试验成功率和精确度[5]。甘蔗最高产量施肥量和最佳经济施肥量见表4。

3 讨论

表4 甘蔗氮、磷、钾适宜施肥量

任一养分因素过量施用均会导致作物产量的降低。另外，营养元素的交互效应也会影响作物产量[6]，故需探明养分间的交互作用方向（正向还是负向），方能充分发挥肥料的肥效。本试验N2P2K2处理的蔗茎产量最高，N0P0K0处理的产量最低，表明3种肥料的配合施用能够最大限度提高产量，试验最佳配比设计也较为合理。本试验发现单施氮、磷、钾肥在一定范围内产量随肥料的增加而提高，但超过此范围反而降低，这与张跃彬[7]研究结果一致，也符合“报酬递减律学说”[8]；同时发现限制甘蔗产量的主要养分作用为磷＞氮＞钾，氮磷，氮钾和磷钾的互作效应均为负互作效应，这与樊仙等的研究结果相一致[9]，与谢良商等的研究结果不一致[10]。其可能原因：⑴甘蔗对磷素的需求量较大[11]，磷的营养临界期为幼苗期；⑵与试验区土壤养分含量有关，试验区土壤供钾水平较丰，供氮和供磷水平中上。但近年来有研究结果表明旱地碱解氮含量与作物产量相关性不强[12]，土壤氮素供应能力与土壤有机质含量密切相关，本试验地有机质含量高达2.8%，高产蔗田土壤有机质含量一般大于2.5%，即土壤氮素的供应能力也较丰富。

综合考虑，本试验条件下获得最高产量施肥方案为每667m2施N 27.45 kg、P2O513.38 kg、K2O 23.47 kg，产量可达6863.2 kg/667m2，最佳经济施肥方案为每667m2施N 19.35 kg、P2O511.50 kg、K2O 23.22 kg，产值为3094.1 元/667m2。

[1]江永，敖俊华，卢颖林，等.湛江市甘蔗“3414”肥料效应试验[J].广东农业科学，2011，38（19）：69-72.

[2]雷崇华，江翠平，覃剑峰.甘蔗测土配方施肥经济效益的研究[J].广西热带农业，2010，（2）：9-12.

[3]吴志勇，闫静，施维新．“3414”肥料效应试验的设计与统计分析[J].新疆农业科学，2008，45（1）：135-141.

[4]王兴仁，张福锁.现代肥料试验设计[M].北京：中国农业出版社，1996：93-95.

[5]戴树荣.应用 “3414”试验设计建立二次肥料效应函数寻求马铃薯氮磷钾适宜施肥量的研究[J].中国农学通报，2010，26（12）：154-159.

[6]李生秀.植物营养与肥料学科的现状与展望[J]．植物营养与肥料学报，1999，5（3）：193-205.

[7]张跃彬，樊仙，刀静梅．不同氮水平对甘蔗生长的影响[J]．中国糖料，2013，35（3）：15-17.

[8]褚清河，强彦珍．经济学与肥料学中报酬递减律的同一性及其问题[J]．山西农业科技，2011，39（1）：33-37.

[9]樊仙，张跃彬，郭兆建，等.不同施肥量对甘蔗产量的效应研究[J].中国糖料，2015，37（5）：22-23.

[10]谢良商，曾建华，吴宇佳，等.海南坡岗地甘蔗氮磷钾养分优化施用研究[J].广东农业科学，2010，37（6）：61-62.

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The"3414"Fertilizer Effect on Sugarcane in Chengmai,Hainan

ZUO Yu1,2,LI Bo-zhen3,LIU Zi-fan2*
（1.Qiongdao Store of Agricultural Materials，Wenchang 571300,Hainan;2.Tropical Agriculture and Forestry Institute,Hainan University,Haikou 570228,Hainan;3.Soil and Fertilizer Station,Agro-Tech Service Center,Chengmai 571900,Hainan）

To determine the optimal fertilization program for sugarcane，based on the"3414"fertilization design,the effects of different amounts of nitrogen,phosphorus and potassium fertilizers on the yield and economic benefits of sugarcane were evaluated.The results showed that:⑴The influence on yield from high to low was P＞N＞K.⑵The effect of pairwise interactions of N,P,K on yields were negative.⑶The data for plant yield under the different fertilizer treatments fitted well with ternary quadratic,binary quadratic,simple quadratic equations and square root of N and P2O5.Therefore,these equations represented the relationships between fertilizer quantity and cane yield.Taken together,the results of this study showed that the fertilization program per 667m2producing the highest yield （6863.2 kg）under the local experimental conditions was N 27.45 kg,P2O513.38 kg and K2O 23.47 kg,the fertilization program resulting per 667m2in the best economic benefits was N 19.35 kg,P2O511.50 kg and K2O 23.22 kg with output value of 3094.1 yuan/667m2.

sugarcane;"3414"fertilizer design;fertilization model;economic benefit;cane yield

S566.106

A

1007－2624（2017）06－0026－03

10.13570/j.cnki.scc.2017.06.007

2017-06-16

左 裕（1981-），男，海南省文昌市人，农艺师，从事农业技术推广工作。

刘子凡（1975-），男，副教授，主要从事热带作物高效栽培研究，E-mail：jiangxilaobiao@163.com。