云南河口山地香蕉測土配方施肥的田間肥料效應研究

林木森+王娟+范志榮+李芹+李偉+羅國紅+白永平+權正韜+常仕代

摘 要 為構建適合河口縣老范寨鄉山地香蕉的測土配方施肥指標體系，為香蕉生產提供科學合理的施肥措施，本試驗采用“3414”田間肥效試驗方案，對香蕉氮、磷、鉀施肥效應進行了研究。試驗結果表明，處理10（N2P2K3）的折合產量最高，為39.75 t/hm2；其次分別為處理7（N2P3K2）、處理6（N2P2K2）和處理11（N3P2K2），折合產量分別為39.06、39和38.85 t/hm2；處理8（N2P2K0）為除空白處理1（N0P0K0）外產量最低的一組，為18.75 t/hm2，說明不同施肥處理對香蕉的產量具有較大影響。在本試驗條件下，三元二次方程擬合結果表明，該地區氮（N）、磷（P2O5）和鉀（K2O）的最佳施肥量分別為632.25、198.3和1 207.95 kg/hm2。對于香蕉而言，該地區香蕉試驗地基礎地力貢獻率為39.26%，土壤供鉀能力極低，供氮能力較低，供磷能力中等，說明鉀肥是影響香蕉產量的主要因素之一。

關鍵詞 香蕉 ；配方施肥 ；產量 ；肥料效應

中圖分類號 S668.1 文獻標識碼 A Doi：10.12008/j.issn.1009-2196.2017.06.004

Field Fertilizer Efficiency Trial Based on Soil Testing and Fertilizer

Recommendation for Banana Plantations in the Mountainous Areas

in Hekou， Yunnan Province

LIN Musen1） WANG Juan1） FAN Zhirong1） LI Qin1） LI Wei2）

LUO Guohong3） BAI Yongping4） QUAN Zhengtao5） CHANG Shidai5）

（1 Agricultural Technology Extension Service Center， Hekou Bureau of Agriculture &

Science and Technology， Hekou， Yunnan 661399；

2 Honghe Tropical Agriculture Research Institute of Yunnan， Hekou， Yunnan 661300；

3 Hekou Bureau of Agriculturel & Science and Technology， Hekhou， Yunnan 661300；

4 Hekou Nanxi Farm， Hekou， Yunnan 661302；

5 Hekou Yunshan Agricultural Science and Technology Co.Ltd， Hekou，Yunnan 661300）

Abstract In order to establish a system of soil testing and fertilizer recommendation suitable for banana plantations in mountainous areas of Laofanzhai Village in Hekou County， a“3414”field fertilizer efficiency trial was conducted to observe the effects of N， P and K fertilizers on banana planted in the mountainous areas. The results showed that Treatment 10（N2P2K3） gave the highest yield of 39.75 t/ha， followed by Treatment 7（N2P3K2）， Treatment 6（N2P2K2） and Treatment 11（N3P2K2）， which yielded 39.06 t/ha， 39 t/ha and 38.85 t/ha， respectively. Treatment 8（N2P2K0） had the lowest yield （18.75 t/ha） besides the control Treatment 1（N0P0K0）. This indicated that fertilizer treatment gave a significant effect on banana yield. The fitting of the quadratic equations with three variables showed that the optimum application rates of N， P2O5 and K2O fertilizers were 632.25， 198.3 and 1 207.95 kg/ha， respectively. In this area， the soil fertility contribution rate for banana was 39.26%， the soil supplying abilities of K， N and P were extremely low， very low， and intermediate， respectively. Therefore， K significantly affected banana yield.

Keywords Banana ； soil testing and fertilizer recommendation ； yield ； fertilizer effect

香蕉（Musa nane Lour.）屬芭蕉科芭蕉屬單子葉草本植物，被聯合國糧農組織（FAO）認定為繼水稻、小麥和玉米之后的第四大糧食作物[1-2]。在熱帶地區，香蕉為人們帶來了很好的經濟效益，高品質的有機香蕉消費市場越來越大[3]。我國香蕉種植主要分布在云南、廣西、廣東、海南、福建、臺灣等地[4]。2013年，全國香蕉種植面積36萬hm2，其中云南占全國種植面積約1/3，達10萬hm2[5]?！?414”田間肥效試驗在我國各地區已經進行多年，而且在各種農作物的生產實踐中取得了很好的社會效益。目前已在水稻[6]、玉米[7]、大豆[8]、小麥[9]、馬鈴薯[10]、蠶豆[11]、香蕉[12-13]等各種農作物種植中廣泛應用。

河口縣位于云南省東南部的紅河谷地，平均海拔在150～500 m，具有獨特的高原型立體氣候特征，降雨量充沛，熱量較高，終年無霜，可以種植正造蕉，也是反季節香蕉難得的天然種植區[14]。但有研究表明，該地區缺乏科學的土壤養分管理，蕉園長期施用化學肥料，施肥不足或施肥過量問題明顯，土壤結構惡化，肥力明顯下降[15]。河口縣被列為2009年國家農業部“測土配方施肥補貼示范項目縣”，結合香蕉產業已成為該地區農業發展支柱的現狀，針對性地制定“河口縣測土配方施肥補貼項目工作實施方案”，以“河口香蕉產業提質增效”為目標，筆者按照國家測土配方施肥補貼項目工作的要求，在河口縣老范寨鄉對山地香蕉進行“3414”田間肥效試驗，為今后有序開展香蕉測土配方施肥技術的試驗研究及示范推廣奠定基礎，對該地區香蕉產業的可持續發展和維護農業生態環境具有重要現實意義。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗地位于河口縣老范寨鄉（地理位置：北緯22°51′26″，東經103°52′38.6″），坡度20°，海拔250 m，年降雨量1 700 cm，常年積溫8 577℃；土壤為磚紅壤，酸性較強，肥力適中，土壤中有效磷含量極高，全鉀和有效鉀含量較高，基本情況見表1；前茬栽種作物為玉米。

試驗采用統一的“3414””最優回歸試驗設計，試驗田共分14個小區，隨機排列。由于試驗地為坡地，所以坡改臺，臺高約70 cm，寬約1.8 m，香蕉定植后，相鄰兩臺植株的距離約2 m，整片坡地改造后由下往上共12臺。由于坡地高處與低處的土壤栽培條件并不完全一致，所以為保證試驗地各小區的栽培條件基本一致，試驗地由低往高處方向定植行，行間距為3 m，共44行，除去第一行和最后一行，每3行為一個小區，小區之間挖溝隔開（寬50 cm，深50 cm）。借助隨機數字表，根據隨機區組排列的方法布置14個小區，每個小區田間管理操作要求一致。每株施用有機肥5 kg；氮肥從栽種后每20～30 d施肥1次，分8次施入，施入量依次為氮肥總量的4%、6%、10%、15%、20%、30%、10%和5%；鉀肥從栽種1個月后開始施肥，具體在氮肥施入10 d左右后施入鉀肥，同樣分8次施入，施入量依次為鉀肥總量的4%、6%、10%、15%、20%、30%、10%和5%；磷肥一次性施用總量的60%作為底肥，剩余40%的磷肥分2次施入（同第五和第六次施入氮鉀肥的時候一起施入）；施肥量以株計算，田間肥效試驗因素水平設計以及各小區每株香蕉施肥量見表2。

試驗當季栽種香蕉品種‘威廉斯B6；定植時間為2011年11月15日；采收時間為2012年12月中下旬。試驗用肥料為尿素（N≥46%）、過磷酸鈣（P2O5≥16%）和氯化鉀（K2O≥60%）。

1.2 數據收集和處理

在香蕉收獲時，測定各小區單株產量。具體操作如下：由于試驗地為坡改臺，由下往上選取第4、5、6、7和8臺地定植的香蕉進行單株測產。各小區內，每臺地為3棵香蕉，小區香蕉共15株，測產時每臺地隨機測量2株香蕉的單株產量，即每個小區共測量10株香蕉的單株產量。記錄各小區的單株果實重量，計算各小區的平均單株產量后，根據試驗地的定植密度，換算出試驗地的平均產量（試驗地株行距為2 m×3 m，可定植香蕉1 650株/hm2）。試驗數據用Microsoft Excel 2003 統計處理。

根據計算，分別得到14個處理的平均產量，當年香蕉市場收購價為2.5元/kg，當年氮（N）、磷（P2O5）和鉀（K2O）肥料市場價格分別為5.4、6.6和4.2元/kg。以平均產量（Y）為因變量，施肥水平（X1、X2、X3、X12、X22、X32、X1X2、X1X3和X2X3）為自變量，運用統計軟件（IBM SPSS Statistics 19）和測土配方施肥“3414”試驗分析器SG-2.3進行三元二次回歸數據分析。

土壤供肥力指標計算方法如下：

基礎地力貢獻率=（N0P0K0區產量/N2P2K2區產量）×100%；

缺氮區相對產量=（N0P2K2區產量/N2P2K2區產量）×100%；

缺磷區相對產量=（N2P0K2區產量/N2P2K2區產量）×100%；

缺鉀區相對產量=（N2P2K0區產量/N2P2K2區產量）×100%；

農業部2008年3月制定的《測土配方施肥技術規范》，根據缺素區的相對產量來反應供試土壤N、P、K養分的豐缺，并對供試土壤的養分豐缺進行評定：當相對產量小于50%時，土壤供肥力為極低；當相對產量為50%～60%時，土壤供肥力為低；當相對產量為60%～70%時，土壤供肥力為較低；當相對產量為70%～80%時，土壤供肥力為中；當相對產量為80%～90%時，土壤供肥力為較高；當相對產量大于90%時，土壤供肥力為高。

2 結果與分析

2.1 對香蕉產量的影響

從表3可以看出，各施肥處理的香蕉產量均高出空白對照處理1。試驗數據的三元二次回歸顯著性分析結果表明，不同施肥水平間具有顯著差異，如表4所示。與各個處理相比較，處理10（N2P2K3）產量最高，為39.75 t/hm2；其次分別為處理7（N2P3K2）、處理6（N2P2K2）和處理11（N3P2K2），產量分別為39.06、39.00和38.85 t/hm2，其產量相差不大；處理8（N2P2K0）的產量為18.75 t/hm2，為各處理中產量最低的一組，也是除了空白處理1外，唯一沒有施用鉀肥的一組，可見鉀肥對該地區香蕉產量的影響之大。

對處理3、6和9進行比較分析，在磷和鉀的施肥水平為2時，香蕉產量并沒有隨著氮的施肥水平提高而增加，反而有產量降低的趨勢，因而當氮肥施用過度時，其施肥量和產量之間并不成正比關系。處理5、6和7相比較可以看出，在氮和鉀的施肥水平為2時，不同的磷肥施用量對香蕉產量有一定影響，但是當磷肥施用量達到一定水平后，再增加施肥量對香蕉的產量沒有太大意義。對處理9、6和10進行比較發現，在氮和磷的施肥水平為2時，香蕉的產量隨著鉀肥施用量的增加而增加，并且不同施肥水平的產量變化相對較大。

2.2 對土壤供肥能力和缺素處理相對產量的影響

根據數據處理中的土壤供肥力指標計算方法，計算得到香蕉田間肥效試驗缺素相對產量，如表5所示。該地區香蕉試驗地基礎地力貢獻率為39.26%，缺氮區、缺磷區、缺鉀區的相對產量分別為63.46%、73.85%、48.08%。根據農業部2008年3月制定的《測土配方施肥技術規范》對供試土壤養分豐缺的評定等級可以看出：該地區的土壤對于香蕉來說，供鉀能力極低，供氮能力較低，供磷能力中等。由此說明，鉀肥是限制該地區香蕉產量的主要因素，其次是氮肥，然后才是磷肥。

2.3 肥料效應回歸數學模型建立與分析

以表4中的產量為因變量（Y），N、P2O5和K2O的施肥量水平（分別為自變量X1、X2和X3）進行回歸分析，得到三元二次肥料效應回歸數學模型，方程如下：

Y=1 051.328 5+16.092 6 X1-0.820 6 X12+44.905 9 X2-6.051 2 X22+26.958 1 X3-0.258 2 X32+2.316 7 X1X2+0.278 9 X1X3+0.216 7 X2X3

對方程進行檢驗，R=0.98，R2=0.96，標準差為181.37，F=11.39，P=0.016<0.05，表明香蕉產量與氮、磷、鉀肥之間有顯著的回歸關系，肥料效應回歸數學模型擬合效果好，可以用來指導本地區香蕉生產過程中的配方施肥。方程中的常數項為1 051.328 5，與實際生產過程中的空白施肥處理1（N0P0K0）的產量（15.30 t/hm2）相差較小，表明該肥料效應回歸數學模型與實際生產情況吻合。另外，方程中一次項系數為正值，二次項系數為負值，表現出標準的肥料報酬遞減規律。

應用該肥料效應回歸方程，計算得到N、P2O5和K2O的最大施肥量和最佳施肥量如表6所示。當N、P2O5和K2O分別為632.25、198.3和1 207.95 kg/hm2時，得到最大產量為41 592.6 kg/hm2；當N、P2O5和K2O分別為576、182.7和1 122.15 kg/ hm2時，得到最佳產量為41 439.15 kg/hm2。

3 討論

“3414”試驗方案是全國農業技術推廣服務中心推薦的主要田間試驗方案，該方案設計具有回歸最優設計處理少、效率高的優點[16]。其中，相對合理施肥量（施肥量的第二個水平）的確定是試驗中的關鍵。在本試驗中，根據本地區多年來的香蕉種植經驗以及大量前期大量的土樣分析結果總結，確定了相對合理的第二水平施肥量，與本試驗結果推薦的最佳施肥量相比，應該適當增加施肥量，特別是鉀肥的施用量應該相對增加。從試驗結果來看，肥料效應回歸數學模型擬合效果好，可以作為該地區香蕉生產中基于傳統土壤測試方法的土壤養分豐缺指標和推薦施肥指標。

本試驗結果表明，N2P2K3、N2P3K2、N2P2K2、N3P2K2處理香蕉產量較高，都比不施肥處理N0P0K0產量高1.5倍以上。比較N0P2K2、N2P0K2、N2P2K0處理對香蕉產量的影響，其產量分別為24.75、28.80、18.75 t/hm2，說明缺少氮、磷、鉀3種中任何一種元素都會造成香蕉大幅度減產，這與多年的實踐經驗和前人的試驗結果相一致[12-13]。在香蕉整個生長發育時期里，分不同時段多次進行氮、磷、鉀的肥料施入，調控土壤中肥料供應與香蕉植株生長各時期肥料需求同步，也從一定程度上提高了肥料的利用效率。

另外，比較各試驗小區的產量可知，香蕉的產量并沒有隨著施肥量的不斷增加而無限增加，甚至會出現產量減少的情況，這與前人的研究結果相一致。本試驗中香蕉N、P2O5和K2O的最佳施肥量分別為576、182.7和1 122.15 kg/hm2，得到最佳產量為41.44 t/hm2，但是肥料市場價格各年有所不同，加之香蕉收購價格也隨市場供需關系不斷變化，在實際生產中應當根據當年市場變化適當調整肥料配比。不同農作物對營養元素有著不同的需求特性，各種農作物試驗最終推薦的施肥配比也不盡相同，需要根據各農作物的生長特性制定專一的配方施肥方案；不同地區不同土壤的理化性質和養分豐缺指標也各有不同，所以也需要以各地區具體情況制定適合該地區的配方施肥技術，使農作物最大效益化。

最后，值得注意的是，根據前期對試驗地土壤基本情況的測定，試驗地土壤全鉀和有效鉀含量較高。但是，本試驗結果表明，對于香蕉來說，該地區的土壤供鉀能力極低。結合試驗地具體情況，該地為山地，坡改臺后栽種香蕉，對于水分的保持能力相對較低，這可能導致土壤中的有效鉀不能及時運移到根系表面；另外，由于坡地的排水不當，也可能導致有效鉀的徑流損失。前人就有研究表明，土壤中鉀素的有效性收到水分的影響較大，增加土壤的含水量能相應增加向根表運移的有效鉀[17]。從土壤鉀的作物有效性方面來講，土壤中各形態之間可以相互循環轉化，當向土壤中施入鉀肥，土壤水溶性和交換性鉀濃度升高，打破原有平衡，這部分鉀可以被固定，有效鉀降低[18]；而土壤鉀素的有效和無效化過程受土壤水分條件、土壤質地、土壤酸堿度、粘土礦物類型、人為施用鉀肥等因素的影響[19-20]。從香蕉自身的養分需求來講，香蕉在生長發育過程中，所需要的養分供應很大，特別是鉀肥的需求。香蕉對鉀肥的需求遠遠高于一般作物，其吸鉀量是水稻或玉米的5～7倍。香蕉對氮磷鉀的吸收比例一般為N∶P2O5∶K2O=1∶0.3∶5.4[21]。因此，這些都可能是造成該地區土壤全鉀和有效鉀含量較高，但供鉀能力極低原因。

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