胡全鑒

（廣西鐘山縣土肥站，542699）

農(nóng)業(yè)科學(xué)研究表明，在氮、磷、鉀三大必需營(yíng)養(yǎng)元素中，制約甜菜產(chǎn)量提高的養(yǎng)分限制因子依次為N＞P＞K[1]；不施氮肥降低白菜對(duì)磷和鉀的利用率，不施磷肥降低了鉀肥利用率[2]；氮肥對(duì)于葉菜生產(chǎn)具有極其重要的作用，不施N處理兩茬菜心產(chǎn)量與種植效益極顯著下降[2]?？梢?jiàn)，氮是影響葉菜類(lèi)蔬菜生長(zhǎng)的主要因子。氮素的供應(yīng)量直接影響到葉菜生長(zhǎng)、品質(zhì)、產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益的高低。因此，氮的供應(yīng)量不足或過(guò)多，都會(huì)影響葉菜的生長(zhǎng)、品質(zhì)、產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益。只有在施氮量最佳時(shí)，才會(huì)使葉類(lèi)蔬菜生長(zhǎng)茂盛，葉色正常，品質(zhì)、產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益最佳。

近年來(lái)，隨著作物種植面積不斷擴(kuò)大、產(chǎn)量的不斷提高以及化肥施用量逐年增加，肥料利用率降低、經(jīng)濟(jì)效益下降等問(wèn)題日益突出，確定適宜的氮肥用量是作物高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高效栽培的重要措施[3]。因此，在鐘山縣公安鎮(zhèn)仁里自然村李石巧戶的石灰性田進(jìn)行大肉包心芥菜最佳施N效益試驗(yàn)，探素適合當(dāng)?shù)貤l件的大肉包心芥菜N最佳施用量，為指導(dǎo)農(nóng)民“科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)?！笔┓?，提高肥料利用率，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，促進(jìn)農(nóng)業(yè)節(jié)本增效和農(nóng)民增產(chǎn)增收[4]，防止N肥料污染環(huán)境等具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試蔬菜品種為大肉包心芥菜。供試肥料為尿素（含N 46%，浙江寧波遠(yuǎn)東化工集團(tuán)有限公司生產(chǎn)），普通過(guò)磷酸鈣（含P2O512%，廣西鹿寨化肥有限責(zé)任公司生產(chǎn)），氯化鉀（含K2O 60%，加拿大產(chǎn)）。

根據(jù)以前葉菜生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，在大肉包心芥菜生產(chǎn)過(guò)程的前、中期肥料投入占總投入的比例較大，但如在生產(chǎn)前期不進(jìn)行必要的肥料投入則會(huì)導(dǎo)致減產(chǎn)減收[5]。因此，本試驗(yàn)肥料施用采取前、中重，后輕方法。

試驗(yàn)地位于東經(jīng) 111°10′57.3″、 北緯 24°31′16.1″，海拔高度188 m地區(qū)。供試土壤為石灰性田，成土母質(zhì)為石灰?guī)r，耕層土壤pH值5.8，含有機(jī)質(zhì)39.1 g/kg，全氮2.058 g/kg，有效磷9.3 mg/kg，緩效鉀 95 mg/kg，速效鉀31 mg/kg。前茬作物為晩稻。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在每 667 m2施磷肥 （P2O5）7.0 kg、 鉀肥（P2O5）13.0 kg 的條件下， 試驗(yàn)設(shè) N0、N1、N2、N34 個(gè)處理，其中 N0處理不施氮肥，N1、N2、N3處理 667 m2施氮量分別為 12.5，25.0，37.5 kg。

1.3 試驗(yàn)方法

2009年10月12日播種，11月8日平整土地，劃分小區(qū)，小區(qū)長(zhǎng)8.0 m、寬2.5 m，面積20 m2，2次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組方式排列。11月8開(kāi)穴，根據(jù)試驗(yàn)方案施100%磷肥、30%氮肥、60%鉀肥作基肥，然后將肥料與泥土拌勻后移栽，株行距 35 cm×40 cm，每小區(qū)移栽100株，即3 330株/667 m2；11月14日，根據(jù)試驗(yàn)方案施第一次追肥，其中10%氮肥、10%鉀肥；11月22日，根據(jù)試驗(yàn)方案施第二次追肥，即30%氮肥、15%鉀肥；12月8日，根據(jù)試驗(yàn)方案第三次追肥，其中30%氮肥、15%鉀肥。其他管理措施與大田相同[6]。試驗(yàn)于2010年2月3日按小區(qū)收獲、計(jì)產(chǎn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施氮量對(duì)大肉包心芥菜植株生長(zhǎng)的影響

田間觀察得知，N0處理的大肉包心芥菜植株生長(zhǎng)慢，株型矮小，新葉淡綠，老葉黃化、淺黃、呈黃綠色，有明顯的缺N現(xiàn)象；N1處理的大肉包心芥菜生長(zhǎng)較慢，植株較矮，葉色淡青，表現(xiàn)出略缺氮現(xiàn)象；N2處理的大肉包心芥菜生長(zhǎng)茂盛，菜株粗壯，高度整齊，葉色正常，施氮適宜；N3處理的大肉包心芥菜生長(zhǎng)快，莖葉密蔽，葉色濃綠，葉片肥大，略徒長(zhǎng)，易發(fā)生蚜蟲(chóng)和菜青蟲(chóng)，表現(xiàn)為施氮略過(guò)量。

2.2 不同施氮量對(duì)大肉包心芥菜產(chǎn)量的影響

在施磷7.0 kg/667 m2、鉀13.0 kg/667 m2的條件下，不同施N水平對(duì)大肉包心芥菜產(chǎn)量影響較大。從表1可以看岀，增施一定量的氮能使大肉包心芥菜的產(chǎn)量、肥效總產(chǎn)量增加，由高到低排列順序是N2處理＞N3處理＞N1處理＞N0處理，而施氮量過(guò)大，大肉包心芥菜產(chǎn)量、肥效總產(chǎn)量下降；邊際產(chǎn)量隨氮施用量的增加呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢(shì)，由高到低排列順序是N1處理＞N2處理＞N3處理。每1 kg氮的養(yǎng)分農(nóng)學(xué)效率（單位肥料養(yǎng)分的增產(chǎn)量）分別為：N1處理 344.3 kg、N2處理 240.5 kg、N3處理 146.9 kg。由此可見(jiàn)，大肉包心芥菜產(chǎn)量隨氮肥施用量的增加而增加，而后隨氮肥施用量的增加產(chǎn)量又有所下降[3]。

2.3 氮肥效應(yīng)模型的建立，最大施N量和最佳效益施N量的確定

①大肉包心芥菜施N效益應(yīng)符合報(bào)酬遞減規(guī)律 大肉包心芥菜獲得最高產(chǎn)量時(shí)的施N量，是N用量的極限量，而最佳效益施N量是當(dāng)前生產(chǎn)上推薦最佳用量，此量不僅降低大肉包心芥菜生產(chǎn)成本，提高N利用率，增加施N效益，且對(duì)大肉包心芥菜的安全生產(chǎn)、生態(tài)環(huán)境保護(hù)等有著重要意義。

表1 不同施氮量對(duì)大肉包心芥菜產(chǎn)量的影響

在大肉包心芥菜生產(chǎn)過(guò)程中，N投入量與大肉包心芥菜產(chǎn)出數(shù)量的投入產(chǎn)生的關(guān)系就是生產(chǎn)函數(shù)。在一定面積的耕地上，當(dāng)其他條件相同時(shí)，N投入量與所獲得大肉包心芥菜產(chǎn)量間的生產(chǎn)函數(shù)就是 N 效益。 在本試驗(yàn) Xn（n=0、12.5、25.0、37.5）變量約束范圍內(nèi)，大肉包心芥菜產(chǎn)量隨N的增加呈現(xiàn)先增加后降低現(xiàn)象，邊際產(chǎn)量隨著N的增加呈先遞增后遞減趨勢(shì)。當(dāng)邊際產(chǎn)量為0時(shí)，產(chǎn)量達(dá)到最高點(diǎn)，此時(shí)的施N量為最高產(chǎn)量的施N量，再增加施N量邊際產(chǎn)量小于0時(shí)，產(chǎn)量開(kāi)始下降。從經(jīng)濟(jì)效益來(lái)看，邊際利潤(rùn)隨著施N增加而減少；當(dāng)邊際利潤(rùn)為0時(shí)，達(dá)到經(jīng)濟(jì)最佳施N量，此時(shí)利潤(rùn)最大，超過(guò)此量，邊際利潤(rùn)為負(fù)值，經(jīng)濟(jì)效益下降，所以生產(chǎn)上的邊際利潤(rùn)不能小于0。當(dāng)邊際產(chǎn)量為0時(shí)，從邊際產(chǎn)量與邊際利潤(rùn)（R）的關(guān)系式：dy/dx=px/py（R+1）求所得，邊際利潤(rùn)（R）為－1，所以獲得最高產(chǎn)量時(shí)的施N量在經(jīng)濟(jì)上是虧本的，符合肥料投入報(bào)酬遞減規(guī)律[8]。

②氮肥效應(yīng)模型建立 在施磷7.0 kg/667 m2、鉀13.0 kg/667 m2的條件下，對(duì)不同施N處理進(jìn)行回歸分析，求得大肉包心芥菜產(chǎn)量（Y）與N施用量（X）的效應(yīng)方程：Y=469.45+434.292X－7.691 8X2（R2=1.00，F(xiàn) 值=1 510.962 5，F(xiàn)0.05=0.018 188）。

對(duì)該方程進(jìn)行極值判別和典型分析，可知方程存在極大值，可用于邊際分析[9]。

③施氮對(duì)大肉包心芥菜的產(chǎn)量效益 施氮對(duì)大肉包心芥菜的邊際收益和總收益影響較大。由表2 可知，在施磷 7.0 kg/667 m2、鉀 13.0 kg/667 m2的條件下，大肉包心芥菜邊際收益、總收益、R值隨著施氮量的增加表現(xiàn)出先增后減趨勢(shì)。邊際收益由大到小排列順序是N1處理＞N2處理＞N3處理；總收益由大到小排列順序是N2處理＞N3處理＞N1處理；R值由大到小排列順序是N1處理＞N2處理＞N3處理。由此可知，在一定范圍內(nèi)，隨著施氮量的增加，經(jīng)濟(jì)效益提高，當(dāng)施氮量達(dá)到一定水平，再增施氮肥經(jīng)濟(jì)效益反而下降。因此，適宜的氮肥用量和運(yùn)籌比例是獲得高產(chǎn)和高效的有力保證[10]。

④大肉包心芥菜最佳施N效益的確定 a.大肉包心芥菜最佳效益施N量。大肉包心芥菜N最佳投入量是指單作面積獲得最大利潤(rùn)的N投入量，它受邊際產(chǎn)量、N價(jià)格和大肉包心芥菜價(jià)格的制約。在大肉包心芥菜生產(chǎn)的過(guò)程中增施N的目的，是希望大肉包心芥菜獲得最好的產(chǎn)量，以獲得最佳施N效益，用公式表示：邊際產(chǎn)值（dypy）－邊際成本 （dxpx）＞0， 式中 dy 表示增施 N（dx）時(shí)所增加的產(chǎn)量，py與px分別表示大肉包心芥菜與N的單價(jià)。當(dāng)邊際產(chǎn)值等于邊際成本時(shí)，是獲得最大利潤(rùn)的施N量，即dy/dx=px/py。它說(shuō)明了在 N效應(yīng)方程 Y=469.45+434.292X－7.691 8X2中，某點(diǎn)的邊際產(chǎn)量（dy/dx）等于N價(jià)格與大肉包心芥菜價(jià)格的比值（px/py），此時(shí)的施N量即為最佳投入量，此時(shí)所獲得的施N效益最大。

設(shè)N的市價(jià)px=5.43元/kg，大肉包心芥菜的市價(jià)py=1.00元/kg，根據(jù)大肉包心芥菜產(chǎn)量與施N量之間的回歸方程Y=469.45+434.292X－7.691 8X2的一階導(dǎo)數(shù)得dy/dx=434.29－2×7.691 8X。當(dāng)施N經(jīng)濟(jì)效益最大時(shí)，則dy/dx=px/py，即434.29－2×7.6918X=5.43/1.00，解方程得：X=27.88 kg/667 m2。

所以，當(dāng)施N量X=27.88 kg/667 m2時(shí)，可獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益，此量即為該生產(chǎn)情況下的經(jīng)濟(jì)最佳施N量，把X=27.88代入方程Y=469.45+434.292X－7.691 8X2中，求得經(jīng)濟(jì)最佳施N時(shí)的產(chǎn)量為6 598.71 kg/667 m2， 較 N0（450.2 kg/667 m2） 增 產(chǎn)6 148.51 kg/667 m2，增長(zhǎng)1 365.73%，最佳經(jīng)濟(jì)效益為5 997.12元/667 m2，產(chǎn)投比為40.6。由此可見(jiàn)，當(dāng)施N量為27.88 kg/667 m2時(shí)，可降低大肉包心芥菜生產(chǎn)成本，提高肥料利用率，增加肥料效益。

b.大肉包心芥菜獲得最高產(chǎn)量時(shí)施N量不是獲得經(jīng)濟(jì)最佳施N效益時(shí)的施N量。當(dāng)邊際產(chǎn)量等于0時(shí)，大肉包心芥菜的產(chǎn)量達(dá)到最高點(diǎn)，此時(shí)的施N量是大肉包心芥菜最高產(chǎn)量dy的施N量，即dy/dx=0， 在 Y=469.45+434.292X－7.6918X2中，其一階導(dǎo)數(shù)為：dy/dx=434.29－2×7.6918X， 當(dāng)達(dá)到最高產(chǎn)量時(shí) dy/dx=0， 即 434.29－2×7.6918X=0，解這個(gè)方程得：X=28.23 kg/667 m2。此時(shí)為最高產(chǎn)量的施N量，把X=28.23 kg/667 m2代入Y=469.45+434.292X－7.691 8X2中，計(jì)算得出最高產(chǎn)量為6 599.66 kg/667 m2，較 N0（450.2 kg/667 m2）處理增產(chǎn) 6 149.46 kg/667 m2，增長(zhǎng) 1 365.94%，施 N效益為5 996.17元/667 m2，產(chǎn)投比為40.1。由此可見(jiàn)，大肉包心芥菜獲得最高產(chǎn)量時(shí)的施N量比經(jīng)濟(jì)最佳施N量多施N 0.35 kg/667 m2，僅增產(chǎn)0.95 kg/667 m2，此時(shí)增加N素需多投資1.90元/667 m2，但只增加收益0.95元/667 m2，施N反而減收0.95元/667 m2，產(chǎn)投比下降0.5，得不償失。所以，獲得最高產(chǎn)量的的施N量不是最佳效益施N量。

⑤N2處理獲得最高大肉包心芥菜產(chǎn)量，但該施N量下獲得的經(jīng)濟(jì)效益也不是經(jīng)濟(jì)最佳施N效益 在施磷7.0 kg/667 m2、鉀13 kg/667 m2的條件下，增施N對(duì)大肉包心芥菜生產(chǎn)有顯著影響。從表3可以看岀，在本試驗(yàn)施N范圍內(nèi)，大肉包心芥菜的產(chǎn)量、增產(chǎn)量、增長(zhǎng)率、凈收入是隨著N肥施用量的增加而呈先增加后減少趨勢(shì)，由大到小排列順序是N2處理＞N3處理＞N1處理，但產(chǎn)出投入比是隨著N肥施用量的增加而呈下降趨勢(shì)，由大到小排列順序是N1處理＞N2處理＞N3處理。由此可見(jiàn)，在本試驗(yàn)施N范圍內(nèi)，雖然大肉包心芥菜的產(chǎn)量、增產(chǎn)量、增長(zhǎng)率、凈收入是隨著N肥施用量的增加而呈先增加后減少趨勢(shì)，雖然4個(gè)處理中，N2處理獲得最高產(chǎn)量，但受肥料價(jià)格因素影響，經(jīng)濟(jì)效益不是最大[12]，經(jīng)濟(jì)效益最大還是最佳施N量（27.88 kg/667 m2）下的5 997.12 元/667 m2。

表2 大肉包心芥菜施N試驗(yàn)產(chǎn)量效益分析

表3 大肉包心芥菜施N試驗(yàn)經(jīng)濟(jì)效益分析

3 討論與結(jié)論

3.1 大肉包心芥菜最佳效益施N量確定

根據(jù)大肉包心芥菜產(chǎn)量（Y）與N施用量（X）的一元二次效應(yīng)方程，結(jié)合我縣石灰性田耕層土壤養(yǎng)分狀況、大肉包心芥菜品種特性、栽培技術(shù)、相關(guān)物價(jià)和施氮效益等實(shí)際情況綜合分析與評(píng)價(jià)，確定我縣石灰性田種植大肉包心芥菜經(jīng)濟(jì)最佳產(chǎn)量為6 598.71 kg/667 m2時(shí)，施 N 量為 27.88 kg/667 m2，這時(shí)大肉包心芥菜667 m2產(chǎn)量比N0處理（450.2 kg）增產(chǎn)6 148.51 kg，增長(zhǎng) 1 365.73%，增收 5 997.12元，產(chǎn)投比為40.6，獲得最大的施N經(jīng)濟(jì)效益。

3.2 只有合理施用氮肥，才能獲得最佳經(jīng)濟(jì)效益

在農(nóng)業(yè)投資不足的條件下，要把有限的氮肥投入到面積廣，增產(chǎn)潛力大的中、低肥田（地））中，以獲得作物大面積的增產(chǎn)效果和最佳經(jīng)濟(jì)效益。要克服過(guò)去盲目把有限的氮肥資源投入集中投到面積小、增產(chǎn)潛力低的高肥田（地）的得不償失的做法。

[1]段玉，趙沛義，妥德寶，等.施肥對(duì)甜菜產(chǎn)量、干物質(zhì)積累和養(yǎng)分吸收規(guī)律的影響[J].高效施肥，2010（1）：24－28.

[2]趙歡，張國(guó)平，孫倩倩，等.平衡施肥對(duì)白菜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J].高效施肥，2009（2）：24－30.

[3]李丙奇，孫克剛，和愛(ài)玲，等.河南省潮土供氮能力和小麥合理施氮量研究[J].高效施肥，2008（2）：44－46.

[4]賓士友，陳松，黃武龍，等.2010年廣西主要農(nóng)作物科學(xué)施肥指導(dǎo)意見(jiàn)[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2011，24（增刊）：115－117.

[5]鄒娟，魯劍巍，李銀水，等.磷鉀肥配合施用對(duì)油菜產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)效益及養(yǎng)分吸收的影響[J].高效施肥，2008（2）：51－54.

[6]章明清，林瓊，顏明娟，等.冬季馬鈴薯氮磷鉀施肥效應(yīng)及適宜用量研究[J].高效施肥，2008（2）：47－50.

[7]Bruulsema T W，Witt C，F(xiàn)ernando Garcia，等.普遍適用的肥料最佳管理措施框架[J].高效施肥，2008（2）：3－7.

[8]陸景陵.植物營(yíng)養(yǎng)學(xué).2版[J].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社，2003.

[9]戴文斌，黃維成，梁志軍，等.花生“3414”肥效試驗(yàn)[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2011（24）：29－30.

[10]易瓊，張秀乏，何萍，等.氮肥減施對(duì)稻麥輪作體系作物氮吸收、利用的影響[J].高效施肥，2010（1）：69－73.

[11]謝佳貴，張寬，王秀芳，等.春玉米平衡施肥效果研究[J].高效施肥，2008（2）：17－20.