畔南谷子“3414”测土配方施肥肥效研究

陈建中，胡建芳，杜慧玲

（1.山西运城农业职业技术学院，山西 运城 044000；2.山西农业大学文理学院，山西 太谷 030801）

谷子生育期短，抗旱、耐贫瘠、适应性广，是国家重点支持的有机旱作农业品种。谷子营养平衡，不仅含有较高蛋白质和不饱和脂肪酸，而且含有丰富的维生素A、B1、D、E及必须矿物质元素，茎秆也具有较高的饲用价值[1，2]。近年来，随着农业结构的优化调整，运城市谷子种植面积不断扩大。为了更好地指导农业生产，节本增效，构建具有鲜明区域特色的有机旱作技术体系，推动当地谷子产业的发展，本试验以山西农业大学农科院谷子所培育的抗除草剂优质谷子品种长杂谷466为研究对象，通过构建产量与施肥量模型，提供最佳施肥配方，为当地谷子种植区科学施肥提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地点

试验在山西运城农业职业技术学院畔南实习农场进行，该区地理位置东经110°58′50"，北纬35°9′27"，海拔370 m，属暖温带大陆性季风气候，光热资源丰富，年均降雨量559.3 mm，年均日照时数2 247.4 h，年均气温13.6℃，全年无霜期208 d左右，历年总积温平均为513.8℃。土壤有机质15.90 g/kg，碱解氮62.54 mg/kg，有效磷19.54 mg/kg，速效钾174.08 mg/kg，pH 8.76。

1.2 试验材料

供试谷子品种：长杂谷466，由山西德利农种业有限公司提供。

供试肥料：氮肥为尿素（含N4 6.0%）；磷肥为过磷酸钙（含P2O516%）；钾肥为硫酸钾（含K2O50%）。

1.3 试验方法

采用“3414”试验设计，三因素（N、P2O5、K2O）四水平（0、1、2、3），4个施肥水平中：0水平指不施肥，2水平指当地推荐施肥量，1水平=2水平×0.5，3水平=2水平×1.5，共14个小区，小区面积8 m×3 m=24 m2，行距35 cm，各小区间用小畦分开，随机排列，试验区四周设1m的保护带[2]。在调查当地农户施肥习惯基础上，结合土壤地力情况和目标产量，确定当地推荐施肥量，试验因素水平与处理见表1。

表1 “3414”肥料效应试验处理与各水平施肥量Tab.1 The 3414 fertilization experiment and the fertility amount of different levels

各处理谷子栽培管理方法相同。上年秋后深翻整地，翌年3月初旋耕机打地，每0.067 hm2施生物有机肥80 kg，5月20日趁墒播种，同时按照各处理设计的肥料配比施入肥料。播后苗前用单嘧磺隆（谷友）进行封地除草，3叶期—5叶期，喷洒专用除草剂拿捕净（烯禾啶）。谷子成熟后，2021年9月6日收获，各小区单独收获、脱粒、晾晒、测产[3，4]。

1.4 计算公式

土壤贡献率（soil contribution rate，SC）、肥料增产率（fertilize growth rate，FGR）、肥料贡献率（contribution rate，FCR）计算，参照陈二影等的方法[5]。

式中：Y1——无肥区产量；Y6——当地推荐施肥量产量；YF——施肥产量。

1.5 数据处理

采用Microsoft Excel 2007进行数据处理和图表制作；DPS软件进行方差分析和回归分析。

2 结果分析

2.1 不同施肥处理对谷子产量的影响

由图1、图2可以看出，不同配比施肥处理的谷子产量均高于无肥区产量，表明施肥均能提高谷子产量，其中，N3P2K2增产幅度最大，与无肥区相比，增产25.21%。缺氮（N0P2K2）、缺磷（N2P0K2）和缺钾（N2P2K0）处理与当地推荐施肥处理（N2P2K2）相比，分别减产18.0%、8.4%和17.6%，表明缺氮、缺钾对谷子产量影响较大。无肥区（基础地力）的土壤贡献率约为80.0%，以P2K2为基础，随着施氮肥水平的提高，氮肥增产率和贡献率呈逐渐升高的趋势，以N2K2为基础，随着施磷量的增加，磷肥增产率和贡献率呈先升高后降低的趋势，以N2P2为基础，得到钾肥增产率和贡献率呈现先升高后降低的趋势。

图1 施肥处理对谷子产量的影响Fig.1 The effects of fertilization on millet yield

图2 不同配比施肥的增产率与贡献率Fig.2 The yield increase rate and contribution rate of different fertilization ratios

2.2 肥料施用量与谷子产量的效应方程与推荐施肥量

2.2.1 氮肥、磷肥、钾肥施用量的单因素回归分析与最优施肥量

磷肥和钾肥施用量均为2水平时，对处理2、3、6、11进行拟合，可得到氮肥的施用量与产量之间的一元二次回归方程：y=5149.960+12.272xN-0.032xN2，R2=0.9998，P＜0.05，说明产量与氮肥施用量间具有显著的回归关系。对回归模型进行解析，可得到最优施氮肥量为192.5 kg/hm2。

氮肥和钾肥施用量均为2水平时，对处理4、5、6、7进行拟合，可得到磷肥的施用量与产量之间的一元二次回归方程：y=5 753.760+13.831xP-0.090xP2，P＜0.05，R2=0.999 8，说明产量与磷肥施用量间具有显著的回归关系。对回归模型进行解析，可得到最优施磷肥量为76.8 kg/hm2。

氮肥和磷肥施用量均为2水平时，对处理6、8、9、10进行拟合，可得到钾肥的施用量与产量之间的一元二次回归方程：y=5 177.685+67.226xK-1.009xK2，P＜0.05，R2=0.999 8，说明产量与钾肥施用量间具有显著的回归关系。对回归模型进行解析，可得到最优施钾肥量为33.3 kg/hm2。

2.2.2 三元二次肥料效应模型建立及推荐施肥量

对各处理谷子产量与施肥量用三元二次肥料效应模型进行拟合，可建立回归方程：Y=5 004.732+9.103 8xN-2.466 1xP+8.521 2xK-0.024 8xN2-0.058xP2-0.804xK2-0.012xN·xP+0.089xN·xK+0.495xP·xK，P＜0.01，R2=0.9777，说明谷子产量与氮肥、磷肥和钾肥施用量之间存在高度显著的回归关系。对回归模型进行解析，当氮肥（N）、磷肥（P2O5）、钾肥（K2O）用量分别为224.971 kg/hm2、112.330 kg/hm2、45.000 kg/hm2时，谷子籽粒产量达到最高值6 645.574 kg/hm2。

3 结论与讨论

“3414”肥料效应田间试验是获取作物最佳施肥量、施肥配比、施肥时间和基追肥分配比例的根本途径，也是摸清区域土壤供肥能力、作物吸收养分量、肥料利用效率等基本参数，因地制宜、建立施肥指标体系的基本环节[3，4]。本试验结果表明，施肥均能提高谷子产量。N3P2K2增产幅度最大，缺氮、缺钾对谷子产量影响较大。通过对谷子产量和氮、磷、钾肥施用量分别进行单因素回归分析，结果表明氮肥、磷肥和钾肥均随施用量的提高呈先增加后降低的趋势，最优氮肥、磷肥、钾肥施用量分别为192.5 kg/hm2、76.8 kg/hm2、33.3 kg/hm2。通过建立三元二次肥料效应模型，得到氮肥（N）、磷肥（P2O5）、钾肥（K2O）的推荐施肥量分别为224.971 kg/hm2、112.330 kg/hm2、45 kg/hm2，此时，谷子籽粒产量达到最高值6 645.574 kg/hm2。