袁 偉,薛福元
(1.甘肅省涇川縣農業技術推廣中心,甘肅 涇川 744300;2.甘肅省涇川縣種子管理站,甘肅 涇川744300)
冬小麥是甘肅省涇川縣的主要糧食作物,年播種面積2.2萬hm2左右,在當地農業生產中具有舉足輕重的地位,直接關系到農民增收和農村穩定。2011—2012年,涇川縣示范推廣全膜穴播小麥1 001 hm2,平均單產4 515 kg/hm2,較大田增產1 305 kg/hm2,增產率40.7%。為進一步建立涇川縣旱塬區全膜穴播小麥測土配方施肥指標體系,更好地指導農民進行科學施肥,2011年秋,我們在涇川縣北塬旱原區黑壚土開展了全膜穴播冬小麥“3414”施肥效應試驗,現將結果報道如下。
試驗設在涇川縣黨原鄉完顏洼村,位于北緯35°22′44.6″,東經107°19′36.3″。海拔1 316m,年降水量553mm,無霜期174 d,屬旱塬區。試驗地土壤為黑壚土,高肥力,耕層含有機質15.7 g/kg、堿解氮76.0mg/kg、有效磷8.8mg/kg、速效鉀169.0mg/kg,pH為8.5,前茬冬小麥。
指示冬小麥品種為平涼43號。供試氮肥為尿素(含N 46%),由中國石油蘭州化學工業公司生產;磷肥為普通過磷酸鈣(含P2O512%),甘肅白銀化工有限公司生產;鉀肥為硫酸鉀鎂肥(含K2O≥24%、Mg6%、S 16%),青海高端鹽湖科技有限公司生產。
試驗采用“3414”完全設計方案,即3因素(氮、磷、鉀),4水平(0、1、2、3),共14個處理。0水平為不施肥,2水平為當地最佳施肥量,1水平=2水平×0.5,3水平=2水平×1.5(過量施肥水平)。隨機區組排列,不設重復,小區面積19.8m2(4.4 m×4.5m)。試驗因子水平及試驗方案見表1、表2。播前按試驗方案分小區準確稱取供試肥料,結合整地全部施入相應小區內。每小區覆4幅寬1.2 m、厚0.008mm地膜。于2011年10月12日破膜穴播,每幅膜播種8行,每穴10~11粒,播深3.0~5.0 cm,播量600萬粒/hm2。其余管理同當地大田。2012年6月28日按小區進行常規考種,各小區單收計產。
表1 試驗因子水平 kg/hm2
肥料利用率(%)=[(施肥區農作物吸收養分量-缺素區農作物吸收養分量)/(肥料施用量×肥料中養分含量)]×100,按生產冬小麥100 kg籽粒產量吸收N 3.00 kg、P2O51.25 kg、K2O 2.50 kg計。
通過表3可以看出,冬小麥折合產量以處理6最高,為6 166.7 kg/hm2,較處理1增產3 121.2 kg/hm2,增產率102.49%;其次為處理10,較處理1增產2 848.4 kg/hm2,增產率93.53%。
2.2.1 施氮水平對冬小麥產量的影響 在磷、鉀肥施用量不變,不同施氮水平下,無氮區(處理2)、低氮區(處理3)、中氮區(處理6)、高氮區(處理11)的冬小麥產量隨氮肥施用量的增加,呈先增加后降低趨勢,其中以處理6折合產量最高,為6166.7 kg/hm2(表3)。
2.2.2 施磷水平對冬小麥產量的影響 在氮、鉀肥施用量不變,不同施磷水平下,無磷區(處理4)、低磷區(處理5)、中磷區(處理6)、高磷區(處理7)的冬小麥折合產量隨磷肥施用量的增加也呈先增加后降低趨勢,其中以處理6折合產量最高,為6 166.7 kg/hm2(表3)。
表2 試驗方案
表3 不同處理的冬小麥產量
2.2.3 施鉀水平對冬小麥產量的影響 在氮、磷肥施用量不變,不同施鉀水平下,無鉀區(處理8)、低鉀區(處理9)、中鉀區(處理6)、高鉀區(處理10)的冬小麥折合產量隨鉀肥用量的增加亦呈先增加后降低趨勢,其中以處理6折合產量最高,為6 166.7 kg/hm2(表3)。
以冬小麥產量為目標函數,根據田間試驗結果,運用“3414”試驗統計方法,得出N、P、K肥與冬小麥產量(Y)之間的回歸方程為:
Y=198.86+4.51N+28.92P+12.82K+0.91NP+1.24 NK-3.24 PK-0.44 N2-1.82 P2-0.44K2(R=0.97>R2=0.94)。經對回歸模型進行F檢驗,氮、磷、鉀肥施用量與產量之間有顯著的回歸關系(F=8.2>F0.05=6.0)。通過對回歸方程優化解析,按氮肥(N)4.00元/kg、磷肥(P2O5)6.25元/kg、鉀肥(K2O)13.00元/kg、冬小麥2.08元/kg的價格,得出冬小麥最大施肥量為N 294.0 kg/hm2、P2O5162.0 kg/hm2、K2O 34.5 kg/hm2,N、P2O5、K2O比例為1∶0.55∶0.12,此時冬小麥產量為6 213.0 kg/hm2。最佳施肥量為N 243.0 kg/hm2、P2O5115.5 kg/hm2、 K2O 57.0 kg/hm2, N、 P2O5、 K2O比例為1∶0.48∶0.23,此時冬小麥產量6 082.5 kg/hm2。
根據肥料利用率計算公式,利用處理2、處理3、處理6、處理11中作物吸收氮素的量及所施氮肥中的養分含量得出,處理3氮肥利用率為33.6%,處理6為31.4%,處理11為17.6%。利用處理4、處理5、處理6、處理7中作物吸收的磷素量及所施磷肥中的養分含量得出,處理5的磷肥利用率為30.8%,處理6為25.0%,處理7為11.3%。利用處理8、處理9、處理6、處理10中作物吸收的鉀素量及所施鉀肥中的養分含量得出,鉀肥利用率處理9為31.3%,處理6為28.1%,處理10為11.3%。由此可知,在供試不同肥力水平下,養分利用率隨施肥水平的提高而逐漸降低。
表4 不同施肥水平肥料利用率 %
1)在涇川旱塬區全膜穴播條件下,冬小麥以施N 187.5 kg/hm2、P2O590.0 kg/hm2、K2O 60.0 kg/hm2折合產量最高,為6 166.7 kg/hm2,較不施肥增產3 121.2 kg/hm2,增產率102.49%。
2) 通過建立冬小麥產量(Y)與N、P、K肥之間的回歸方程Y=198.86+4.51N+28.92 P+12.82 K+0.91NP+1.24NK-3.24PK-0.44N2-1.82P2-0.44K2(R=0.97),得出在涇川縣旱塬區全膜穴播栽培條件下,冬小麥的最大施肥量為N 294.0 kg/hm2、P2O5162.0 kg/hm2、 K2O 34.5 kg/hm2, N、 P2O5、K2O比例為1∶0.55∶0.12,此時冬小麥產量為6 213.0 kg/hm2。最佳施肥量為N 243.0 kg/hm2、P2O5115.5 kg/hm2、 K2O 57.0 kg/hm2, N、 P2O5、K2O比例為1∶0.48∶0.23,此時冬小麥產量6 082.5 kg/hm2。
3)在該試驗條件下,氮、磷、鉀養分的利用率均隨施肥水平的提高而逐漸降低,其中氮肥利用率為17.6%~33.6%,磷肥利用率為13.6%~30.8%,鉀肥利用率為11.3%~31.3%。