我国梨主产区氮磷钾配比施肥与产量的关系研究

李天乐 支金虎

摘要：為探析我国梨主产区通过氮磷钾施肥配比，在CNKI相关文献的基础上，对我国主要梨产区梨园氮磷钾配施情况与产量进行相关性分析，并建立产量模型。结果表明，我国梨果主产区梨园氮磷钾肥平均配比为1 ∶ 0.66 ∶ 0.66，平均产量为31.66 t/hm2。华北、长江流域、西北、黄河故道等4大梨产区梨园氮磷钾肥平均配比分别为1 ∶ 0.62 ∶ 0.79、1 ∶ 0.57 ∶ 0.85、1 ∶ 0.81∶ 0.32、1 ∶ 0.56 ∶ 0.79，平均产量分别为42.85、31.58、15.78、38.76 t/hm2。产量模型分析表明，我国梨果主产区氮磷钾各因素对产量的贡献度为K ＞ P  ＞ N，各因素交互效应对产量的贡献度表现为P × K ＞ N × K ＞ N × P。4大梨产区氮磷钾各因素对产量的贡献度分别为K ＞ N  ＞ P、P ＞ N ＞ K、K ＞ N ＞ P、N ＞ P ＞ K，各因素交互效应对产量的贡献度分别为N × P ＞ N × K ＞ P × K、N × P  ＞ N × K ＞    P × K、N × P ＞ N × K ＞ P × K、N×K ＞ P × K ＞ N × P。可见影响我国各产区梨树产量的因素并不相同，肥料的投入也不相同，华北梨产区、长江流域梨产区、黄河故道梨产区侧重于氮、钾投入，而西北梨产区侧重于氮、磷投入，这与各地区的施肥习惯和土壤养分具有一定的关系。因此，在梨树栽培中应充分考虑当地土壤肥力因素进行配比施肥，以有效提高梨树产量。

关键词：梨果主产区；氮磷钾；配比施肥；产量

中图分类号：S661.2             文献标志码：A             文章编号：2097-2172（2024）01-0084-07

doi：10.3969/j.issn.2097-2172.2024.01.015

Studyon the Relationship between Nitrogen， Phosphorus and Potassium Proportional Fertilization and Yields in the main pear

production Areas in China

LI Tianle 1， 2， ZHI Jinhu 1， 2

（1. College of Agriculture， Tarim University， Alar Xinjiang 843300， China; 2. Southern Xinjiang Oasis Agricultural

Resources and Environment Research Centre， Tarim University， Alar Xinjiang 843300， China）

Abstract：In order to analyze the improvement of pear tree yield by matching nitrogen， phosphorus and potassium fertilization in major pear fruit producing areas in China， the correlation analysis of nitrogen， phosphorus and potassium fertilization and yield in major pear producing areas in China was carried out based on the relevant literatures of matching fertilization in pear trees in China. The results showed that the average ratio of nitrogen， phosphorus and potassium fertilizer was 1∶0.66∶0.66 in the main producingareas of pear fruit in China， whereasthe average yield was 31.66 t/ha. The average ratios of nitrogen， phosphorus and potassium fertilizer in the four pear producing areas， i.e.， North China， the Yangtze River Basin， Northwest China， and the old Yellow River Channel， were 1∶0.62∶0.79， 1∶0.57∶0.85， 1∶0.81∶0.32 and 1：0.56：0.79， respectively， and the average yields were 42.85 t/ha， 31.58 t/ha， 15.78 t/ha and 38.76 t/ha， respectively. By the yield model， it showed that the contribution degree of each factor to yield was K > P > N， whereas the interaction effects of nitrogen， phosphorus and potassium on yield were P×K > N×K > N×P. The contribution degree of nitrogen， phosphorus and potassium to the yield of pear fruit in four main producing areas of China was K > N > P， P > N > K， K >  N > P and N  > P > K， respectively， the interaction effects of nitrogen， phosphorus and potassium on yield of pear fruit in four main producing areas of China were N×P > N×K > P×K， N×P > N×K > P×K， N×P > N×K > P×K and N×K > P×K > N×P， respectively. The factors that affect the yield of pear trees in various production areas in China are not the same， and the input of fertilizers is also different. The pear production areas in North China， the Yangtze River Basin， and the Yellow River Old Channel focus on nitrogen and potassium input， while the pear production areas in Northwest China focus on nitrogen and phosphorus input， which is related to the conventional fertilization and soil nutrients in each region. Therefore， in the cultivation process of pear trees， the local soil fertility factors should be fully considered， and the matching fertilization can effectively improve the yield of pear trees.

Key words：Main pear production area; Nitrogen; Phosphorus and Potassium; Proportional fertilization; Yield

我国是世界梨树种质的起源国之一，距今，梨树在我国种植已超过3 000年［1 ］。据国家统计局数据显示，2018年我国梨树种植面积为94.34万hm2。土壤和肥料是农业发展的基本保障［2 ］，土壤矿质元素的含量高低能清楚地表明土壤肥力状况，适时施肥有助于及时补充植物生长所需的各种营养［3 ］。但过量施肥在农事活动中非常普遍，这样不仅造成了肥料流失，养分浪费，还会使作物产生毒害作用。如过量施肥会导致作物贪青晚熟、抵抗力下降、易倒伏等现象发生，同时还会妨碍其他营养元素的吸收，引起缺素症。其次，过量施肥还会影响农产品品质、污染土壤和地下水，严重威胁了生态平衡和人体健康［4 - 6 ］。

调查发现，我国梨产区普遍存在梨园所用肥料种类多、氮磷钾等营养分配比例失衡、有机肥投入不足等问题，对梨果产量和品质造成了很大影响［7 - 9 ］。刘侯俊等［10 ］通过调查发现，大部分梨园N、P、K比例失调，造成梨园产量和质量下降。梨的生长状况、产量和果实品质都受到多种养分控制，一旦缺少某种元素，就会引起一系列连锁效应，从而使果实品质降低。因此，科学合理施肥是改善梨树生长状况、提高果实质量的关键。目前，关于梨园施肥与产量关系的相关研究大多局限于某一地区或某一品质，而关于我国总体的氮磷钾配施与产量的相关性鲜有报道。我们通过查阅大量文献，对我国梨果主产区的氮磷钾配施情况与产量的关系进行比较分析，以明确我国不同梨果主产区氮磷钾配施情况与产量的关系，为我国不同梨树主产区施肥提供指导。

1   數据来源与分析方法

1.1   数据来源

以 “梨树”“施肥”“氮磷钾”为关键词，从中国知网数据库（CNKI）中检索到近20年内发表的相关文献524篇，从中筛选出研究氮磷钾配比施肥并有产量数据的文献43篇。根据张绍铃等［11 ］的研究方法，将我国梨主产区划分为4个产区，即华北梨产区，包括整个华北地区，以种植白梨为主；长江流域梨产区，包括四川、重庆、浙江、湖北，以种植砂梨为主；西北梨产区，包括新疆、甘肃、陕西，以种植白梨为主；黄河故道梨产区，包括河南、江苏、安徽，以种植白梨、砂梨为主。根据文献研究内容区域归类，分别对以上4个主要梨产区的氮磷钾配施与产量进行分析，探究影响各主产区梨树产量的因素。

1.2   分析方法

将筛选出的文献归类为四大梨产区，分别为华北梨产区［12 - 25 ］、长江流域梨产区［26 - 34 ］、西北梨产区［35 - 45 ］、黄河故道梨产区［46 - 54 ］，分别统计各产区梨园施氮量和产量数据，用Excel 2015和SPSS 18等统计分析软件进行数据分析，用Origin 2022作图。拟合不同氮磷钾配施情况下的产量变化趋势。其中，以施肥量为自变量，产量为因变量，选用y=ax2+bx+c或y=ax+b进行线性拟合。依据文献报道的氮（N）、磷（P）、钾（K）施用量及产量（Y），选用方程Y=aN2+bP2+cK2+dN+eP+fK+gNP+ hNK+iPK+j进行三元二次回归拟合，以得到4大梨产区各自的氮、磷、钾对产量的贡献度及不同因素间的交互效应。

2   结果与分析

2.1   我国梨主产区氮磷钾配施与产量的关系

2.1.1    全国梨产区    通过对43篇文献报道的我国梨主产区梨园氮磷钾配施情况（x）与产量（y）进行回归分析（图1），拟合所得二次曲线分别为y= 0.000 3x2 - 0.229 7x + 75.202（R2=0.126 1）（氮）、y= -0.000 1x2 - 0.005 9x + 40.776（R2=0.143 1）（磷）、y = -0.000 1x2 + 0.0845x + 20.142（R2=0.075 2）（钾）。从图1可知，随着施氮量和施磷量的增加，产量逐渐降低，当施氮量达到382.80 kg/hm2时，随施氮量增加，产量也随之增加。随着施钾量的增加，产量呈先升高后降低趋势，当施钾量达到422.50 kg/hm2时，随施钾量的增加，产量有所下降。相关文献表明，我国梨园氮磷钾平均施用量分别为351.26、231.97、230.29 kg/hm2，氮磷钾肥平均配比为1∶0.66∶0.66，平均产量为31.66 t/hm2［12 - 54 ］。

2.1.2    华北梨产区    通过对我国华北梨产区氮磷钾的施用量与产量进行回归分析（图2），拟合所得的二次曲线分别为y= 0.000 1x2 - 0.061 5x + 49.833（R2=0.0427）（氮）、y= 0.000 3x2 - 0.109 1x + 52.191（R2=0.0182）（磷）和y=-0.000 1x2 + 0.065 9x + 36.387（R2=0.111 5）（钾）。从图2可知，随着施氮量和施磷量的增加，产量均有所下降，当施氮量和施磷量分别为307.50、181.80  kg/hm2时，增加氮肥和磷肥用量，产量上升。随着施钾量的增加，产量也随之增加，当施钾量为329.50 kg/hm2时，增加钾肥用量，产量降低。相关文献表明，我国华北梨产区梨园氮磷钾平均施用量分别为361.05、224.92、286.09 kg/hm2，氮磷钾肥平均配比为1∶0.62∶0.79，平均产量为42.85 t/hm2。相较于全国平均水平，华北梨产区施钾量高出55.80 kg/hm2，产量也高于全国平均水平［12 - 25 ］。

2.1.3    长江流域梨产区    通过对我国长江流域梨产区氮磷钾的施用量与产量进行回归分析，拟合所得施氮量二次曲线为y=-0.001x2 + 0.563 6x - 42.723（R2= 0.099 6）（氮）；施磷量与施钾量线性拟合程度优于二次曲线拟合程度，线性拟合结果分别为y=-0.063x + 42.222（R2=0.080 2）（磷）、y= -0.126x + 63.264（R2=0.080 2）（钾）。从图3可知，随着施氮量的增加，产量也随之增加，当施氮量为281.80 kg/hm2时，产量达到最大值，而对于该地区，磷、钾肥用量均对产量存在一定的负相关关系。说明我国长江流域梨产区土壤磷、钾含量比较富足，基本可满足梨树生长需求。因此，增施磷钾肥则会抑制梨树生长。相关文献表明，我国长江流域梨产区梨园氮磷钾平均施用量分别为294.75、169.00、251.50 kg/hm2，氮磷钾肥平均配比为1∶0.57∶0.85，平均产量为31.58 t/hm2。其中，梨园施氮量与施钾量均低于全国平均水平，施磷量高于全国平均水平［26 - 34 ］。

2.1.4    西北梨产区    通过对我国西北梨产区氮磷钾施用量与产量进行回归分析，拟合所得二次曲线分别为y=-0.000 5x2 + 0.373x - 47.28（R2=0.133 4）（氮）、y=-0.000 05x2 - 0.082 6x + 35.402（R2=0.312 5）（磷）和y=-0.001x2+0.274 8x+4.760 3（R2=0.519）（钾）。从图4可知，随着施氮量和施钾量的增加，产量也随之增加，当施氮量和施钾量分别为373.00、137.40 kg/hm2时，产量达到最大值。而对于该地区，磷肥用量与产量存在一定的负相关关系。说明我国西北梨产区土壤磷含量比较富足，基本可满足梨树生长所需。相关文献表明，我国西北梨产区梨园氮磷钾平均施用量分别为365.83、297.50、117.5 kg/hm2，氮磷钾肥平均配比为1∶0.81∶0.32，平均产量为15.78 t/hm2。相较于全国平均水平，西北梨产区施钾量低于全国平均112.79 kg/hm2，产量低于全国平均水平15.88 t/hm2［35 - 45 ］。

2.1.5    黄河故道梨产区    通过对我国黄河故道梨产区的梨园氮磷钾施用量与产量进行回归分析，拟合所得二次曲线分别为y=-0.000 7x2 + 0.358 1x + 16.54（R2=0.867）（氮）、y=-0.000 6x2+0.173 9x+ 31.132（R2=0.008 9）（磷）。对施钾量进行线性拟合的结果为y =-0.029 9x + 47.569（R2=0.063 5）（钾）。从图5可知，随着施氮量和施磷量的增加，产量也随之增加，当施氮量和施磷量分别为255.79、144.90 kg/hm2时，产量达到最大值。而对于该地区，钾肥用量与产量存在一定的负相关关系。说明我国黄河故道梨产区土壤钾含量比较富足，基本可满足梨树生长所需。相关文献表明，我国黄河故道梨产区梨园氮磷钾平均施用量分别为371.25、207.22、294.56 kg/hm2，氮磷钾肥平均配比为1∶0.56∶0.79，平均产量为38.76 t/hm2。梨园施氮量与施钾量均高于全国平均水平，施磷量低于全国平均水平［46 - 54 ］。

2.2   产量模型的建立

利用文献中我国梨主产区和华北、长江流域、西北、黄河故道等四大梨产区氮磷钾配比施肥研究所得到的产量与氮、磷、钾施用量进行三元二次回归拟合，得到产量（Y）与氮（N）、磷（P）、钾（K）用量的回归模型。由表1可知，全国梨产区各氮磷钾对产量的贡献度为K ＞ P ＞  N，各因素交互效应对产量的贡献度为P × K ＞ N × K ＞ N × P。華北梨产区氮磷钾对产量的贡献度为K ＞ N  ＞ P，各因素交互效应对产量的贡献度为N × P  ＞ N × K ＞ P × K。长江流域梨产区氮磷钾对产量的贡献度为P ＞ N  ＞ K，各因素交互效应对产量的贡献度为N × P ＞ N × K ＞ P×K。西北梨产区氮磷钾对产量的贡献度为K ＞ N ＞ P，各因素交互效应对产量的贡献度为N × P ＞  N × K  ＞  P × K。黄河故道梨产区各因素对产量的贡献度为N ＞ P ＞ K，各因素交互效应对产量的贡献度为N × K ＞ P × K  ＞ N × P。其中对长江流域和黄河故道梨产区的回归方程进行显著性检验发现，R2=1.000，表明其预测值与真实值间拟合程度较好。

3   讨论与结论

氮、磷、钾是植物生长所必需的营养元素，在果树生长发育过程中，具有不可替代的作用［55 - 58 ］。果树植株中蛋白质、叶绿素等的合成均需要氮素的参与，缺氮影响果树生理生长及果实产量和品质。磷素供给不足会导致植物对氮的吸收受到严重影响，而过量的施磷会抑制植物正常生长，降低果实产量和品质［59 ］。钾素与果树代谢过程密切相关，并作为多种酶的活化剂，参与多种有机物的合成、运输和转运［60 ］。有研究发现，适量施钾对于果树新梢生长、叶面积、SPAD、果实品质等具有显著的促进作用［61 - 63 ］。本研究发现，通过对我国四大梨产区氮磷钾配比施肥研究发现，不同梨产区氮、磷、钾施用量比例不同。各地区在梨树栽培上肥料的投入不相同，华北梨产区、长江流域梨产区、黄河故道梨产区侧重于氮、钾的投入，而西北梨产区侧重于氮、磷的投入，这与各个地区的施肥习惯和土壤养分具有一定的关系。新疆地区钾素含量整体处于富足状态，因此施钾量相对较少。通过对我国主要梨产区氮磷钾施用量与产量的关系研究发现，各产区氮磷钾施用量与产量的相关性关系各不相同。

研究发现，我国梨园氮磷钾肥平均配比为1∶0.66∶0.66；平均产量为31.66 t/hm2。其中，西北梨产区产量远低于全國平均水平，而其他梨产区均达到全国平均水平，这与西北梨产区磷肥比例用量较大有关，通过回归分析显示，我国西北梨产区磷肥对产量存在一定的负相关。通过建立产量模型分析表明，我国梨园氮磷钾对产量的贡献度表现为K ＞ P ＞ N，氮磷钾各因素交互效应对产量的贡献度表现为P×K ＞ N×K ＞ N×P。我国四大梨产区氮磷钾对产量的贡献表现各不相同，华北梨产区、西北梨产区以钾素贡献度最高，长江流域梨产区以磷素贡献度最高，黄河故道梨产区以氮素贡献度最高。由此可见，影响各产区梨树产量的因素并不相同，在梨树栽培过程中，应充分考虑当地土壤肥力因素进行配比施肥，以有效提高梨树产量。

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收稿日期：2023 - 11 - 04；修订日期：2023 - 12 - 16

基金項目：塔里木大学校长基金创新团队项目（TDZKCX202301）；塔里木大学研究生科研创新项目（TDGRI202221）。

作者简介：李天乐（2000 — ），男，新疆库尔勒人，硕士，主要从事植物营养与环境的相关研究工作。Email： 17349968821@163.com。

通信作者：支金虎（1978 — ），男，甘肃张掖人，教授，博士，主要从事植物营养与环境的相关研究工作。Email： zjhzky@163.com。