周大偉 崔新菊 侯麗麗 高麗麗 任磊 彭云承 陳疆

摘 要：通過(guò)“3414”回歸最優(yōu)設(shè)計(jì)原理設(shè)置的棉花肥效試驗(yàn)，獲得肥料效應(yīng)函數(shù)方程，由此數(shù)學(xué)模型得出理論氮、磷、鉀的最佳施肥量，其中由三元二次方程得出的最佳施肥量為：N 309.975kg/hm2、P2O5 362.685kg/hm2、K2O? 45.375kg/hm2，棉花產(chǎn)量為4629.45kg/hm2;一元二次方程得出N的最佳施肥量為N 297.84kg/hm2，棉花產(chǎn)量為4647kg/hm2;P的最佳施肥量為252kg/hm2，棉花產(chǎn)量為4640.4kg/hm2;K的最佳施肥量為58.305kg/hm2，棉花產(chǎn)量為4623.585kg/hm2。

關(guān)鍵詞：棉花;“3414”肥料試驗(yàn);三元二次施肥模型;一元二次施肥模型;最佳施肥量

中圖分類(lèi)號(hào) S562文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 1007-7731（2019）20-0092-03

長(zhǎng)期以來(lái)，在伊犁河谷棉花栽培過(guò)程中，對(duì)于施肥量、施肥的種類(lèi)及施肥的適宜時(shí)期都缺乏必要的試驗(yàn)，在生產(chǎn)栽培過(guò)程中，幾乎是憑借經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行，存在一定的盲目性。為了獲得伊犁河谷棉花高產(chǎn)所需的氮、磷、鉀的數(shù)量和比例以及了解適宜的施用時(shí)期，伊犁州農(nóng)科所于2018年開(kāi)展了棉花“3414”肥料效應(yīng)試驗(yàn)。

1 材料與方法

1.1 供試土壤 試驗(yàn)地點(diǎn)選擇在伊犁州農(nóng)科所棉花試驗(yàn)地，試驗(yàn)地前茬為黃豆，土壤肥力中等，屬中產(chǎn)田。試驗(yàn)前土壤養(yǎng)分測(cè)試結(jié)果如下：有機(jī)質(zhì)含量2.0646%，全氮0.0784%，堿解氮109.76mg/kg，全磷0.2025%，速效磷41.88mg/kg，速效鉀420mg/kg，pH8.3。

1.2 供試品種及肥料 供試棉花品種為伊陸早17號(hào);供試氮肥為中國(guó)石油烏魯木齊石化生產(chǎn)的“昆侖”牌尿素，含純氮量（N）≥46%：磷肥為云南天化股份有限公司生產(chǎn)的粒狀重過(guò)磷酸鈣，含有效磷（P2O5）≥43%;鉀肥為芬蘭生產(chǎn)的硫酸鉀，含鉀量（K20）≥52%。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法 試驗(yàn)采用“3414”肥料效應(yīng)田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)，以氮肥（X1）、磷肥（X2）、鉀肥（X3）為供試因子，研究棉花施肥的合理配比。共設(shè)14個(gè)處理（表1）。2次重復(fù)，隨機(jī)排列，重復(fù)間設(shè)1.0m走道，每小區(qū)鋪設(shè)1.2m寬薄膜1膜，寬窄4行區(qū)，小區(qū)長(zhǎng)12m，小區(qū)凈面積17m2，全試驗(yàn)凈面積476m2。保證收獲株數(shù)10000株以上，試驗(yàn)地四周設(shè)保護(hù)區(qū)。磷肥、鉀肥的全部和氮肥40%作底肥，在播前犁地后用圓盤(pán)耙翻入，剩余的氮肥30%作花鈴肥，20%作蓋頂肥，10%作桃肥。

1.5 試驗(yàn)實(shí)施與田間管理 4月15日澆播前水，4月25日犁地，4月26日播種，行距30cm-50cm-30cm，播幅1.25m，株距10cm，播前噴禾耐斯90%乳液50g/hm2，6月16日施花鈴肥（溝施），7月7日施蓋頂肥（溝施），8月5日施桃肥（撒施）。7月14日定苗。整個(gè)生育期共澆水5次，中耕除草4次，于9月28日至10月5日霜前進(jìn)行2～3次拾花，霜后1次。

2 結(jié)果與分析

2.1 經(jīng)濟(jì)性狀及產(chǎn)量

2.1.1 經(jīng)濟(jì)性狀 由試驗(yàn)記載可知，株高最高的是處理3、4、6、7，均在50cm以上，對(duì)照1株高最低為46cm。第一果枝高度也是處理1的最低為19.3cm，其余處理都在21cm以上，所有處理都為Ⅰ式果枝，果枝數(shù)處理1、2、8最低平均不到7臺(tái)，處理3、6、7、11果枝數(shù)較多將近8臺(tái)，處理1的單株鈴數(shù)最少不到6個(gè)，處理5、6、7、9、1的鈴數(shù)較多都在7個(gè)以上，剩下的處理在6～7。從以上數(shù)據(jù)可知，N、P、K對(duì)棉花植株生長(zhǎng)發(fā)育具有一定促進(jìn)或抑制作用。

2.1.2 產(chǎn)量 由表2可知，各小區(qū)產(chǎn)量有很大差異，產(chǎn)量最低的為不施肥的處理1，最高的是2水平的處理6。不同用量的氮磷鉀肥配合施用是引起棉花產(chǎn)量差異的重要因素，N2P2K2、N2P3K2、N2P2K1、N2P1K2、N3P2K2、N2P1K1等6個(gè)處理單產(chǎn)均為4200kg/hm2以上，較無(wú)肥區(qū)和低氮低鉀區(qū)有明顯的增產(chǎn)效果。

2.2 產(chǎn)量結(jié)果肥料效應(yīng)函數(shù)

2.2.1 三元二次方程的擬合 各處理產(chǎn)量結(jié)果（表3），通過(guò)結(jié)果作回歸分析（表4），得出施肥量與產(chǎn)量數(shù)量模型如下：

Y=221.2+7.67X1-0.47X2+2.64X3-0.5X12-0.158X22-2.68X32+0.402X1X2+1.116X1X3-0.019X2X3

對(duì)方程進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，F(xiàn)=6.080864>F0.05=0.048851874達(dá)顯著水平，其他回歸系數(shù)也符合相關(guān)要求，說(shuō)明棉花產(chǎn)量與施肥量有顯著的回歸關(guān)系，計(jì)算結(jié)果有一定的應(yīng)用價(jià)值。

由此數(shù)學(xué)模型經(jīng)過(guò)偏導(dǎo)計(jì)算得出，最大施肥指標(biāo)為N 335.445kg/hm2、P2O5 369.45kg/hm2、K2O 71.55kg/hm2，最大產(chǎn)量為4675.635kg/hm2。N按2.00元/kg、P2O5按2.50元/kg、K2O 按5元/kg、棉花按5.00元/kg，由此數(shù)學(xué)模型通過(guò)偏導(dǎo)計(jì)算得出，最佳施肥指標(biāo)分別為N309.975kg/hm2、P2O5 362.685kg/hm2、K2O 45.375kg/hm2，最佳產(chǎn)量為4629.45kg/hm2。

2.2.2 一元二次方程的擬合

2.2.2.1 N的一元二次方程散點(diǎn)圖及一元二次方程

Y=67.72+24.64X1-0.61414X12

經(jīng)檢驗(yàn)R2=0.9679，說(shuō)明該方程描述在本實(shí)驗(yàn)最佳PK肥量下的N肥效應(yīng)恰當(dāng)。其相關(guān)系數(shù)為0.9369，由此數(shù)學(xué)模型通過(guò)偏導(dǎo)計(jì)算得出，N的最大施肥指標(biāo)為303.15kg/hm2、最大產(chǎn)量為4737.45kg/hm2。最佳施肥量297.84kg/hm2，最佳產(chǎn)量為4647kg/hm2（圖1）。

2.2.2.2 P的一元二次方程散點(diǎn)圖及一元二次方程

Y=234.7565+8.8746X2-0.24676X22

經(jīng)檢驗(yàn)R2=0.9967，說(shuō)明該方程描述在本實(shí)驗(yàn)最佳NK肥量下的P肥效應(yīng)恰當(dāng)。其相關(guān)系數(shù)為0.9983，由此數(shù)學(xué)模型通過(guò)偏導(dǎo)計(jì)算得出，P的最大施肥指標(biāo)為267kg/hm2、最大產(chǎn)量為4710.15kg/hm2。最佳施肥量252kg/hm2，最佳產(chǎn)量為4640.4kg/hm2（圖2）。

2.2.2.3 K的一元二次方程散點(diǎn)圖及一元二次方程

Y=266.253+21.576X3-2.467X32

經(jīng)檢驗(yàn)R2=0.94288，說(shuō)明該方程描述在本實(shí)驗(yàn)最佳NP肥量下的K肥效應(yīng)恰當(dāng)。其相關(guān)系數(shù)為0.88903，由此數(shù)學(xué)模型通過(guò)偏導(dǎo)計(jì)算得出，K的最大施肥指標(biāo)為61.14kg/hm2、最大產(chǎn)量為4653.3kg/hm2。最佳施肥量58.305kg/hm2，最佳產(chǎn)量為4623.585kg/hm2（圖3）。

3 結(jié)論

（1）產(chǎn)量最高的為處理6（全肥產(chǎn)量），達(dá)4639.05kg/hm2，施肥水平為N2P2K2;處理l（地力產(chǎn)量）產(chǎn)量最低，為3333.45kg/hm2;處理6的單株成桃數(shù)和單鈴重明顯高于處理1的。

（2）經(jīng)濟(jì)效益以N2P2K2最高，產(chǎn)投比以N2P0K2為最佳。說(shuō)明第2水平確定的相對(duì)合理，產(chǎn)投比中以N2P0K2水平最高，說(shuō)明N、K是當(dāng)?shù)孛藁ㄉa(chǎn)過(guò)程中需要重點(diǎn)驗(yàn)證施用量的因素。

（3）從肥料效應(yīng)函數(shù)法（三元二次方程回歸分析）試驗(yàn)結(jié)果分析可以得出，最佳施肥指標(biāo)為N 309.975kg/hm2、P2O5 362.685kg/hm2、K2O 45.375kg/hm2，由此得出最高籽棉產(chǎn)量為4629.45kg/hm2。N、P、K三要素對(duì)棉花產(chǎn)量均有不同程度的影響，在一定范圍內(nèi)，棉花的產(chǎn)量隨N、P、K施用量的增加而增加;K對(duì)棉花產(chǎn)量影響不顯著，N、P、K的一元方程在生產(chǎn)中也有一定的應(yīng)用價(jià)值。因此，N、P、K合理配比施用，既能提高經(jīng)濟(jì)效益，又可提高肥料利用率，保持土壤養(yǎng)分平衡，提升土壤肥力。

（責(zé)編：張宏民）