毕节市七星关区玉米测土配方施肥3414 试验

余世洪 ，陶文广 ，金 鑫 ，丁 丽

（1.七星关区农业农村局，贵州 毕节 551700；2.毕节职业技术学院，贵州 毕节 551700）

七星关区位于贵州省西北部，隶属于毕节市，属赤水河流域重要县份，是国家乡村振兴重点县份，同时是生态环境部重点监测的对象。在七星关区农业生产上推广测土配方合理施肥，减少化肥投入是赤水河流域保护的重要手段。测土配方技术以土壤和肥料田间试验为基础，根据作物的需肥规律、肥料效应和土壤供肥性能，提出氮磷钾及其他元素的适宜比例、施肥量、施肥方法[1]，以促进粮食增产增效并优化化肥使用结构[2-3]。针对大田作物，目前测土配方主要围绕氮、磷、钾三大营养元素进行。氮、磷、钾肥是影响玉米产量的重要因子[4-5]，三者的施用量、施用比例均与玉米产量存在明显关系[6-7]。目前我国玉米施肥普遍存在化肥过量或不足的问题[8]，推广测土配方施肥对确保玉米高产并提升土壤肥力具有重要作用[9]。玉米作为七星关区重要的旱粮作物，其产量高低不仅直接影响当地农民收入，在其种植过程中合理施肥、减少化肥过量施用，对实现玉米种植节本增效及保护赤水河流域水质环境具有积极意义。由于目前鲜见有关七星关区及其类似环境条件区域的玉米配方施肥试验报道，为七星关区玉米种植的科学施肥提供指导依据，在七星关区开展玉米测土配方施肥3414 试验，考察不同施肥处理的玉米生长及产量表现，分析氮、磷、钾三大营养元素的田间施用量与玉米产量形成的关系，筛选适宜七星关区玉米种植的施肥方案。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验在七星关区八寨镇新艾村进行，海拔1 435～1 442 m，高肥力、中肥力地块土种为大土泥土，低肥力地块土种为小黄泥土。不同肥力地块的土壤背景值见表1。

表1 试验地土壤背景值

1.2 试验材料

参试玉米品种为盛农三号，由毕节市盛农种业有限责任公司提供。肥料品种为尿素（含N 46%，四川泸天化股份有限公司生产）、普钙（含P2O516%，湖北丰乐生态肥业有限公司生产）、氯化钾（含K2O 60%，俄罗斯进口钾肥），均由毕节市七星关区耀德物资贸易有限责任公司提供。

1.3 试验设计

试验采用回归试验3414 设计，设N、P、K 3 个因子，每个因子设0～3 共4 个水平，共14 个处理，每个处理2 次重复。高肥力地块试验小区面积为30 m2，中肥力地块试验小区面积为24 m2，低肥力地块试验小区面积为27 m2。各试验水平线性编码值见表2。

表2 不同土壤肥力等级地块玉米种植肥效试验因子水平设置kg/667m2

1.4 试验过程

按1.5 m 分带，宽窄行种植，双行单株，小行距0.43 m，穴距0.25 m；高肥力试验小区基本苗为160 株，中肥力试验小区基本苗为128 株，低肥力试验小区基本苗为144 株，折合3 555 株/667m2；营养坨育苗单株定向移栽，制作营养土时不加化肥。高肥力试验地块于4 月12 日播种，4 月28 日移栽，9 月25 日测产验收；中肥力试验地块于4 月6 日播种，4 月24 日移栽，9 月26 日测产验收；低肥力试验地块于4 月8 日播种，4 月24 日移栽，9 月21 日测产验收。各小区单独称量计产，进行相关经济性状的考种。

施肥方式：尿素分4 次施用，总量的30%作基肥，15%作苗肥追施，15%在小喇叭口期施用，40%大喇叭口期施用；氯化钾总量的60%作基肥施用，40%在大喇叭口期追施；普钙全部作基肥一次性施用。各施肥时期分别将各小区对应肥料纯量折算成相应的实物量，分次称量，对应施用。于5 月31 日、6 月24日、7 月16 日分别进行苗肥、小喇叭口期、大喇叭口期追肥。各小区除施肥水平不同外，其余管理措施均一致。

1.5 数据处理

试验数据采用WPS 和农业农村部测土配方施肥数据管理系统处理。应用农业农村部测土配方施肥项目3 414 田间试验数据分析软件，对试验相关数据进行统计分析，建立各试验回归方程并进行方差检验，在此基础上，根据玉米产量与施肥量相关程度，综合考虑肥料成本及玉米市场价格，计算最佳施肥量。

另外，计算各缺素区的相对产量、肥料元素贡献率、土壤整体养分贡献率。以缺素区的相对产量评价土壤养分的丰缺程度，相对产量低于50%的土壤养分为极低，50%～75%为低，75%～95%为中，95%以上为高。

缺素区相对产量＝（缺素区产量/全肥区产量）×100%

肥料元素贡献率＝（施肥区作物产量－缺素区作物产量）/施肥区作物产量×100%

土壤整体养分贡献率＝（空白区作物产量/2 水平施肥区作物产量）×100%

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理的玉米经济性状

2.1.1 高肥力地块 由表3 可知，高肥力地块各处理中，处理N2P2K2的玉米产量最高，为728.9 kg/667m2，其氮、磷、钾肥施用水平均较高。处理N2P3K2、N2P2K3、N2P1K2、N2P2K1、N3P2K2的玉米产量较高，分别为720.0 kg/667m2、704.5 kg/667m2、702.3 kg/667m2、700.0 kg/667m2、700.0 kg/667m2，其中，处理N2P3K2和N2P2K3的磷肥和钾肥施用水平分别为最高，玉米产量排名也靠前。以上6 个处理的玉米秃尖较短（3.64～5.40 cm），果穗长适中（19.6～22.5 cm），千粒重较重（394.0～430.9 g），经济性状表现较理想。

2.1.2 中肥力地块 由表4 可知，中肥力地块各处理中，处理N2P2K2的玉米产量最高，为708.5 kg/667m2，其氮、磷、钾肥施用水平均较高。处理N2P3K2、N2P1K2、N2P2K3、N3P2K2的玉米产量较高，分别为680.4 kg/667m2、663.9 kg/667m2、663.9 kg/667m2、663.9 kg/667m2，其中，处理N2P3K2和N2P2K3的磷肥和钾肥料施用水平分别为最高。以上5 个处理的玉米秃尖较短（4.2～4.6 cm），果穗长适中（20.6～21.6 cm），千粒重较重（395.2～438.4 g），经济性状表现较理想。

表4 中肥力地块各处理的玉米经济性状

2.1.3 低肥力地块 由表5 可知，低肥力地块各处理中，处理N2P2K3的玉米产量最高，为681.5 kg/667m2，其钾肥施用水平最高，氮肥和磷肥施用水平均较高。处理N2P1K2、N2P2K1、N2P3K2、N3P2K2、N1P2K1的玉米产量较高，分别为661.8 kg/667m2、656.8 kg/667m2、654.4 kg/667m2、654.4 kg/667m2、651.9 kg/667m2，其中，处理N2P3K2和N3P2K2的磷肥和氮肥施用水平分别为最高，但产量在该5 个处理中排名靠后。以上6 个处理的玉米秃尖度较小（2.28～3.60 cm），果穗长适中（19.8～21.6 cm），千粒重较重（363.2～385.6 g），经济性状表现较理想。

表5 低肥力地块各处理的玉米经济性状

2.2 不同施肥处理的玉米生育表现及进程

经观察发现，不同肥力地块各处理中，处理N0P2K2和N0P0K0的玉米前期发育迟缓，植株长势较差，后期表现早衰，出现明显的缺素特征；N 素2 水平及3 水平的所有处理，其玉米植株长势正常，叶色翠绿，其余特征无明显差别，且生长发育阶段基本同步。

2.2.1 高肥力地块 由表6 可知，生育表现上，高肥力地块各处理中，缺素的处理N2P2K0、N0P2K2和N0P0K0，其玉米株高均较低，分别为294 cm、293 cm、292 cm。处理N0P2K2的玉米穗位高较低，为121 cm，在各处理中排名第13 位；其玉米茎粗最小，为2.30 cm。生育进程上，处理N0P0K0和N0P2K2的玉米拔节期、孕穗期、成熟期相同。其他处理的玉米生育进程同步。

表6 高肥力地块各处理的玉米生育表现及进程

2.2.2 中肥力地块 由表7 可知，生育表现上，中肥力地块各处理中，缺素的处理N2P0K2，其玉米株高较低，为274 cm。处理N0P0K0的穗位高较低，为90 cm，在各处理中排名第13 位；其玉米茎粗最小，为2.30 cm。生育进程上，处理N0P0K0和N0P2K2的玉米孕穗期相近，成熟期相同。其他处理的玉米生育进程同步。

表7 中肥力地块各处理的玉米生育表现及进程

2.2.3 低肥力地块 由表8 可知，生育表现上，低肥力地块各处理中，缺素的处理N2P0K2、N2P2K0，其玉米株高较低，分别为224 cm、237 cm。处理N2P2K0的玉米穗位高较低，为92 cm，在各处理中排名第10 位；处理N2P0K2的玉米穗位高最低，为79 cm，其玉米茎粗较小，为2.26 cm，在各处理中排名第9 位。生育进程上，处理N0P0K0和N0P2K2的玉米孕穗期和成熟期相同，且早于其他处理。其他处理的玉米生育进程基本同步。

表8 低肥力地块各处理的玉米生育表现及进程

2.3 不同施肥处理的玉米产量

经测产，不同肥力地块无肥区及缺素区均与相应的施肥区在玉米产量上存在差异，均表现为缺素区产量较低、无肥区产量最低的特征。

2.3.1 高肥力田块 由表9 可知，高肥力地块各处理中，处理N2P2K2的玉米折干率最高，为78.5%，产量也最高，为728.9 kg/667m2，比处理N0P2K2（无氮区）、N2P0K2（无磷区）、N2P2K0（无钾区）分别增加171.1 kg/667m2、84.4 kg/667m2、166.6 kg/667m2，比N0P0K0（无氮磷钾区）增加208.9 kg/667m2。处理N0P2K2（无氮区）、N2P0K2（无磷区）、N2P2K0（无钾区）的玉米产量较低，在各处理中分别排名第13 位、第11 位、第12 位。

表9 高肥力地块各处理的玉米产量

2.3.2 中肥力田块 由表10 可知，中肥力地块各处理中，处理N2P2K2的玉米光棒鲜重最高，为46.33 kg，产量也最高，为708.5 kg/667m2，比处理N0P2K2（无氮区）、N2P0K2（无磷区）、N2P2K0（无钾区）分别增加211.2 kg/667m2、100.1 kg/667m2、172.4 kg/667m2，比处理N0P0K0（无氮磷钾区）增加241.8 kg/667m2。处理N0P2K2（无氮区）、N2P0K2（无磷区）、N2P2K0（无钾区）的玉米产量较低，在各处理中分别排名第13 位、第10 位、第12 位。

表10 中肥力地块各处理的玉米产量

2.3.3 低肥力田块 由表11 可知，低肥力地块各处理中，处理N2P2K3的玉米折干率最高，为79.0%，产量也最高，为681.5 kg/667m2，比处理N0P2K2（无氮区）、N2P0K2（无磷区）、N2P2K0（无钾区）分别增加195.1 kg/667m2、153.1 kg/667m2、62.1 kg/667m2，比处理N0P0K0（无氮磷钾区）增加256.8 kg/667m2。处理N0P2K2（无氮区）、N2P0K2（无磷区）、N2P2K0（无钾区）的玉米产量较低，在各处理中分别排名第13 位、第12 位、第9 位。

表11 低肥力地块各处理的玉米产量

2.4 玉米产量和肥料用量的相关性

采用回归分析法对玉米产量和肥料用量进行分析，分别建立高肥力、中肥力、低肥力地块玉米产量与氮、磷、钾肥施用量的回归方程：

y＝519.630 0＋15.081 0N－0.694 0N2－0.717 0P－0.717 0P2＋9.640 4K－0.589 0K2＋0.369 2NP＋0.207 5NK＋0.700 2PK

y＝468.760 0＋16.222 0N－0.910 0N2＋5.117 7P－0.975 0P2＋9.393 8K－0.722 0K2＋0.323 2NP＋0.518 5NK＋0.612 1PK

y＝423.810 0＋20.489 0N－1.142 0N2＋0.212 3P－1.678 0P2＋17.191 0K－0.949 0K2＋1.365 4NP－0.097 0NK＋0.997 3PK

对各回归方程进行方差检验，由表12 可知，高肥力和低肥力地块的回归方程表现极显著，中肥力地块的回归方程达显著水平，表明氮磷钾肥施用量与玉米产量之间显著相关，所得回归方程拟合度较好，可供相似生态条件下大田生产进行参考。

表12 回归方程的方差检验

2.5 不同肥力地块的最大施肥量与最佳施肥量

2.5.1 最大施肥量 仅考虑产量因素，根据上述回归方程计算实现最高产量的肥料配比分别为高肥力地块施氮肥17.25 kg/667m2、磷肥13.27 kg/667m2、钾肥19.18 kg/667m2，玉米产量可达737.04 kg/667m2；中肥力地块施氮肥15.44 kg/667m2、磷肥10.34 kg/667m2、钾肥16.44 kg/667m2，玉米产量可达697.71 kg/667m2；低肥力地块施氮肥14.33 kg/667m2、磷肥9.92 kg/667m2、钾肥13.54 kg/667m2，玉米产量可达688.08 kg/667m2（表13）。

表13 不同肥力地块最大施肥量及其玉米产量kg/667m2

2.5.2 最佳施肥量 按纯氮5.52 元/kg，纯磷5.25 元/kg，纯钾8.33 元/kg，玉米3.20 元/kg 计算，综合肥料成本及玉米市场价格因素，得出不同肥力地块的最佳施肥量为：高肥力地块施氮肥13.49 kg/667m2、磷肥8.01 kg/667m2、钾肥13.11 kg/667m2，玉米产量可达720.27 kg/667m2；中肥力地块施氮肥13.01 kg/667m2、磷肥7.94 kg/667m2、钾肥12.75 kg/667m2，玉米产量可达688.83 kg/667m2；低肥力地块施氮肥12.54 kg/667m2、磷肥8.03 kg/667m2、钾肥11.27 kg/667m2，玉米产量可达682.02 kg/667m2（表14）。

表14 不同肥力地块最佳施肥量及其玉米产量kg/667m2

2.6 氮磷钾各因子缺素对玉米产量的影响

由表15 可知，高肥力地块氮、磷、钾缺素区的玉米相对产量分别为76.53%、88.42%、77.14%，其土壤氮、磷、钾均属中等偏低水平，氮、磷、钾肥贡献率分别为23.65%、11.58%、22.86%，氮、磷、钾肥对其玉米产量的影响程度表现为氮肥＞钾肥＞磷肥，土壤整体养分贡献率为71.34%。中肥力地块氮、磷、钾缺素区的玉米相对产量分别为70.19%、85.87%、75.67%，其土壤氮属低水平，磷属中等水平，钾属中等偏低水平，氮、磷、钾肥贡献率分别为29.81%、14.13%、24.33%，氮、磷、钾肥对其玉米产量的影响程度表现为氮肥＞钾肥＞磷肥，土壤整体养分贡献率为65.87%。低肥力地块氮、磷、钾缺素区的玉米相对产量分别为71.37%、82.25%、77.53%，其土壤氮属低水平，磷属中等水平，钾属中等偏低水平，氮、磷、钾肥贡献率分别为28.63%、17.75%、22.47%，氮、磷、钾肥对其玉米产量的影响程度表现为氮肥＞钾肥＞磷肥，土壤整体养分贡献率为67.71%。综合表明，氮素肥料对高、中、低肥力地玉米产量的影响程度均最大，钾肥次之，磷肥第三。

表15 不同肥力地块缺素区的玉米相对产量%

3 结论

在毕节市七星关区不同土壤肥力等级地块开展玉米测土配方施肥3414 试验，结果表明，不同肥力等级地块玉米生长均对氮、磷、钾素敏感，不同肥力等级地块缺氮处理的玉米前期发育迟缓，植株长势较差，后期表现早衰，出现明显的缺素特征；氮肥施用2 水平及3 水平的所有处理，玉米植株长势正常，其余特征无明显差别，生长发育阶段基本同步。不同肥力等级地块氮、磷、钾肥施用水平相对较高的处理，其玉米的秃尖较短，果穗长度适中，籽粒较饱满，千粒重较高，经济性状表现较理想。同时，不同肥力地块缺素处理的玉米产量均较低，且低于相应的非缺素处理，其中氮肥施用水平相对较高的处理，其玉米产量较高；氮、磷、钾肥对玉米产量的影响程度表现为氮肥＞钾肥＞磷肥。另外，根据玉米产量与其施氮、磷、钾肥施用量的回归分析结果，综合肥料成本及玉米种植经济效益，试验区域不同肥力地块最佳施肥量为高肥力地块施氮肥13.49 kg/667m2、磷肥8.01 kg/667m2、钾肥13.11 kg/667m2，玉米单产可达720.27 kg/667m2；中肥力地块施氮肥13.01 kg/667m2、磷肥7.94 kg/667m2、钾肥12.75 kg，玉米单产可达688.83 kg/667m2；低肥力地块施氮肥12.54 kg、磷肥8.03 kg/667m2、钾肥11.27 kg/667m2，玉米单产可达682.02 kg/667m2。

试验中还发现，定量施肥在操作上有一定难度，生产上需配备相应的施肥器具，以尽量精确控制每穴肥料施用量，使玉米群体营养均衡、生长一致。另外，受作物特性、土壤养分变化的影响，作物最佳需肥量是一个动态的值，因此，测土配方施肥是一项长期性、持续性的工作。而试验仅为一季数据，且仅在较低海拔梯度区域进行试验，所得回归方程的拟合度经理论检验虽表现较好，具备一定可信度，但其与生产实践的拟合状况仍需通过更多试验验证，且针对不同海拔区域玉米种植适宜的肥料配方仍需进一步试验探索。