摘 要：隨著土地撂荒治理工作的順利完成，為進(jìn)一步提高糧食作物產(chǎn)量，特進(jìn)行撂荒地玉米測(cè)土配方施肥“3414”田間試驗(yàn)，使用測(cè)土配方施肥“3414”數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中的肥效試驗(yàn)分析軟件對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行回歸分析，以探明清水縣復(fù)耕土地的最佳優(yōu)化施肥量。由試驗(yàn)結(jié)果可知，三元二次回歸方程模型的回歸系數(shù)R2為0.96、標(biāo)準(zhǔn)差RMSE為452.3 kg/hm2，尿素、過(guò)磷酸鈣、氯化鉀的推薦用量分別為718.13 kg/hm2、683.08 kg/hm2、56.38 kg/hm2。研究結(jié)果將為今后大面積撂荒地復(fù)耕復(fù)產(chǎn)的施肥提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：撂荒地治理；肥效試驗(yàn)研究；依據(jù)

中圖分類號(hào)：S147.22 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：1674-7909（2024）8-91-5

DOI：10.19345/j.cnki.1674-7909.2024.08.020

0 引言

自2021年以來(lái)，清水縣累計(jì)完成1.17萬(wàn) hm2撂荒地整治。經(jīng)核查，整治后的撂荒地全部完成復(fù)耕復(fù)種。但在撂荒地耕種過(guò)程中，農(nóng)民施肥偏氮肥、輕鉀肥。鉀肥的缺失會(huì)導(dǎo)致玉米果穗發(fā)育不良、行小粒少、籽粒不飽滿，最終使玉米產(chǎn)量下降［1］。為改變不合理的施肥習(xí)慣，減少因盲目施肥而導(dǎo)致的肥料利用率低、農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)和耕地質(zhì)量下降等問(wèn)題，探明清水縣復(fù)耕土地的最佳施肥量，為今后大面積撂荒地復(fù)耕生產(chǎn)施肥提供理論依據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，特在清水縣玉米主產(chǎn)區(qū)開展測(cè)土配方施肥技術(shù)的田間試驗(yàn)。

測(cè)土配方施肥技術(shù)是先對(duì)土壤的養(yǎng)分含量進(jìn)行檢測(cè)，再根據(jù)檢測(cè)結(jié)果制定相應(yīng)的施肥方案［2］。采用測(cè)土施肥技術(shù)要嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。例如，土壤有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)是判定土壤肥力狀況的重要指標(biāo)，應(yīng)根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)增施有機(jī)肥，以提高土壤有機(jī)物含量、增強(qiáng)土壤肥力；同時(shí)要根據(jù)檢測(cè)結(jié)果和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，及時(shí)補(bǔ)充土壤中缺乏的營(yíng)養(yǎng)元素，增強(qiáng)土壤循環(huán)利用的能力［3］。測(cè)土配方施肥技術(shù)的應(yīng)用能有效提高肥料利用率，實(shí)現(xiàn)化肥的減量增效，對(duì)提高農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)、節(jié)本增效、保護(hù)生態(tài)環(huán)境起到積極作用［4］。

筆者對(duì)玉米測(cè)土配方施肥及常規(guī)施肥下的肥料利用率進(jìn)行試驗(yàn)分析，探究常規(guī)施肥下玉米對(duì)氮肥、磷肥和鉀肥的利用率，以及測(cè)土配方施肥對(duì)肥料利用率的影響，以期為清水縣大面積撂荒地復(fù)耕復(fù)產(chǎn)的施肥提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地情況

于清水縣王河鎮(zhèn)全寨村旱川地開展試驗(yàn)。該地海拔為1 760 m，年平均氣溫為8.8 ℃，年降水量為560 mm，常年無(wú)霜期為180 d，≥0 ℃有效積溫為3 120 ℃，≥10 ℃有效積溫為2 760 ℃。供試土壤為黑壚土，播種前測(cè)定的土壤養(yǎng)分如下：pH值為8.5、有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14.1 g/kg、全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.075 g/kg、堿解氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50.37 mg/kg、全磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.886 g/kg、全鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)為21.98 g/kg、有效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6 mg/kg、速效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)為232 mg/kg、緩效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1 154 mg/kg。前茬作物為玉米。

1.2 供試作物

供試作物為玉米（優(yōu)迪919）。

1.3 供試化肥

供試N為尿素（含N為46.0%），購(gòu)自甘肅劉化（集團(tuán)）有限責(zé)任公司；供試磷肥為過(guò)磷酸鈣（含P5O2為12%的顆粒），購(gòu)自四川省德陽(yáng)市龍泉磷肥廠；供試鉀肥為氯化鉀（含K2O為60%），購(gòu)自青海省冷湖化工廠。

1.4 統(tǒng)計(jì)方法

采用“3414”田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)分析管理系統(tǒng)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。相對(duì)產(chǎn)量的計(jì)算公式見(jiàn)式（1）。

相對(duì)產(chǎn)量（%）=缺素區(qū)產(chǎn)量/全肥區(qū)產(chǎn)量×100%" （1）

1.5 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)采用“3414”完全實(shí)施方案設(shè)計(jì)，設(shè)3個(gè)因素（氮、磷、鉀）和4個(gè)水平，即“0”水平（不施肥）、“2”水平（當(dāng)?shù)刈罴咽┓柿?，施N量為207 kg/hm2、P2O5 量為72 kg/hm2、K2O量為30 kg/hm2）、“1”水平=“2”水平×0.5、“3”水平=“2”水平×1.5，共14個(gè)處理。試驗(yàn)不設(shè)重復(fù)，外圍設(shè)有保護(hù)行，共計(jì)14個(gè)小區(qū)，每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)長(zhǎng)8 m、寬6 m，面積為48 m2，采用全膜雙壟溝播標(biāo)準(zhǔn)栽培技術(shù)，每個(gè)小區(qū)種6壟，每壟種2行玉米，壟距為110 cm、行距為55 cm、株距為35 cm，種植密度為3 460株/667 m2。各項(xiàng)試驗(yàn)處理及田間施肥量見(jiàn)表1。

1.6 試驗(yàn)實(shí)施

于2023年4月3日起壟覆膜，4月15日破膜點(diǎn)種。在起壟覆膜時(shí)，將40%尿素、全部磷肥和鉀肥均勻撒施在小壟兩側(cè)的玉米播種溝內(nèi)，并將剩余的60%尿素于5月30日玉米大喇叭口期作追肥施用。在玉米生長(zhǎng)過(guò)程中，有輕度玉米螟發(fā)生，于6月22日噴施敵殺死1次，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)其他病害和蟲害。玉米于9月25日成熟，收獲后進(jìn)行田間農(nóng)藝性狀調(diào)查與考種，采樣風(fēng)干后測(cè)產(chǎn)。

2 各處理農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量結(jié)果分析

2.1 各處理生育期調(diào)查結(jié)果

不同處理下的玉米生育時(shí)期見(jiàn)表2。各處理均于2023年4月15日進(jìn)行點(diǎn)種，4月25日所有試驗(yàn)小區(qū)的玉米種子出苗。不同處理的玉米拔節(jié)期最大相差4 d，處理1和處理2的玉米拔節(jié)期最遲（6月9日），處理11的玉米拔節(jié)期最早（6月5日）；不同處理的玉米抽雄期最大相差4 d，處理11的玉米抽雄期最早（7月10日），處理1和處理2的最遲（7月14日）；不同處理的玉米成熟期最大相差5 d，處理11的玉米成熟期最遲（9月25日），處理1和處理2的玉米成熟期為9月20日，其他處理的玉米成熟期為9月23日。

2.2 各處理農(nóng)藝性狀調(diào)查結(jié)果

不同處理下的玉米農(nóng)藝性狀調(diào)查結(jié)果見(jiàn)表3。由表3可知，在幼苗期，處理11的玉米株高最高（11.9 cm）、地徑最大（1.10 cm），其次為處理8（株高為11.6 cm、地徑為0.99 cm），處理1的玉米株高最低（10.5 cm）、地徑最小（0.90 cm）。在拔節(jié)期，處理7的玉米株高最高（188 cm），其次為處理11（186 cm），處理1的玉米株高最低（140 cm），處理6、處理7、處理11的地徑最大（3.8 cm），處理3的地徑最?。?.0 cm）；處理7的玉米葉長(zhǎng)最長(zhǎng)（57.8 cm），處理1的玉米葉長(zhǎng)最短（55.4 cm）；處理11的葉寬最大（10.6 cm），處理1的葉寬最小（8.5 cm）；處理7的葉片數(shù)最多（15葉1心），處理1、處理2的葉片數(shù)為13葉1心。在成熟期，處理7的玉米株高最高（334 cm）、葉寬最大（11.7 cm）、穗位高最高（125 cm），處理6的地徑最大（4.5 cm）、葉長(zhǎng)最長(zhǎng)（94.5 cm）。

對(duì)各處理不同時(shí)期的玉米農(nóng)藝性狀進(jìn)行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)各處理幼苗期無(wú)明顯差異，但從拔節(jié)期開始，施氮處理的玉米株高、地徑、葉長(zhǎng)、葉寬及葉片數(shù)等農(nóng)藝性狀均優(yōu)于不施氮的，且處理6、處理7、處理11均表現(xiàn)出明顯的莖稈粗壯、葉長(zhǎng)葉寬增加、葉色濃綠等豐產(chǎn)特性，其他處理差別不大。

2.3 產(chǎn)量結(jié)果分析

田間考種及產(chǎn)量結(jié)果測(cè)定情況見(jiàn)表4。在玉米生長(zhǎng)后期，受持續(xù)干旱的影響，玉米授粉不充分，造成玉米灌漿不良，導(dǎo)致禿頂普遍增加、籽粒秕瘦，具體表現(xiàn)是處理1、處理2的禿尖長(zhǎng)最長(zhǎng)（分別為3.3 cm、3.1 cm），其余各處理的禿尖長(zhǎng)為1.7～2.7 cm；各處理的穗粒數(shù)差別較大，處理11的穗粒數(shù)最多（640.0個(gè)），處理6次之（624.0個(gè)），處理1最少（456.0個(gè)）；各處理的百粒重相差較大，處理6的百粒重最大（34.00 g），處理1的百粒重最?。?6.90 g）。不同處理的玉米產(chǎn)量不同，處理11的玉米產(chǎn)量最高（11 260.5 kg/hm2），處理6的玉米產(chǎn)量次之（11 011.5 kg/hm2），處理1的玉米產(chǎn)量最低（6 366.0 kg/hm2）；且各處理較處理1均增產(chǎn)，增產(chǎn)量為1 126.5～4 894.5 kg/hm2，增產(chǎn)率為17.9%～77.1%。此外，處理11、處理6、處理7較處理1分別增產(chǎn)4 894.5 kg/hm2、4 645.5 kg/hm2、3 949.5 kg/hm2，增產(chǎn)率分別為77.1%、73.1%、62.3%，這說(shuō)明不同施肥量處理對(duì)玉米產(chǎn)量有影響，且受施氮量的影響最大。

3 測(cè)土配方施肥系統(tǒng)“3414”田間試驗(yàn)結(jié)果分析

3.1 統(tǒng)計(jì)分析

使用測(cè)土配方施肥“3414”數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中的肥效試驗(yàn)分析軟件對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行回歸分析，詳細(xì)分析結(jié)果見(jiàn)表5到表11。

3.2 養(yǎng)分豐缺指標(biāo)評(píng)價(jià)

養(yǎng)分豐缺指標(biāo)見(jiàn)表12。缺氮、缺磷、缺鉀的相對(duì)產(chǎn)量見(jiàn)式（2）到式（4）。

缺氮的相對(duì)產(chǎn)量=處理2產(chǎn)量/處理6產(chǎn)量×100%=68.04%（低肥力）" " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " （2）

缺磷的相對(duì)產(chǎn)量=處理4產(chǎn)量/處理6產(chǎn)量×100%=88.73%（中肥力）" " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " （3）

缺鉀的相對(duì)產(chǎn)量=處理8產(chǎn)量/處理6產(chǎn)量×100%=90.61%（中肥力）" " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " （4）

3.3 方差結(jié)果分析

由表10可知，處理間F值=11.01gt;F0.05=6，達(dá)到顯著水平，這說(shuō)明各處理間的差異達(dá)到顯著水平。

3.4 施肥模式效應(yīng)確立

通過(guò)回歸分析得到三元二次回歸方程模型，見(jiàn)式（5）。

Y=6 412.2+7.789 9×X1-0.032×X12+39.877×X2-0.194×X22+85.71×X3-1.123×X32+0.089 9×X1×X2+0.237 6×X1×X3-1.051 6×X2×X3" " " " " " " " " " " " " " " "（5）

式中：Y為產(chǎn)量；X1為施氮量；X2為施磷量；X3為施鉀量。

當(dāng)產(chǎn)量Y為11 265.62 kg/hm2時(shí)，氮的最佳施用量為X1=330.44 kg/hm2，磷最佳施用量為X2=81.97 kg/hm2，鉀的最佳施用量為X3=33.83 kg/hm2；當(dāng)產(chǎn)量Y為11 339.91 kg/hm2時(shí)，氮最大施用量為X1=391.93 kg/hm2，磷的最大施用量為X2=82.41 kg/hm2，鉀的最大施用量為X3=41.02 kg/hm2。綜上所述，在以黑壚土為耕作層土壤種植玉米時(shí)，氮（N）、磷（P2O5）、鉀（K2O）的最佳施用量分別為330.44 kg/hm2、81.97 kg/hm2、33.83 kg/hm2，結(jié)合當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)際，尿素、過(guò)磷酸鈣、氯化鉀的推薦用量分別為718.13 kg/hm2、683.08 kg/hm2、56.38 kg/hm2。

4 結(jié)束語(yǔ)

筆者采用農(nóng)業(yè)農(nóng)村部推薦的“3414”肥料效應(yīng)試驗(yàn)方法，對(duì)清水縣撂荒地玉米測(cè)土配方施肥進(jìn)行肥效測(cè)試，試驗(yàn)設(shè)計(jì)既可用二元二次或二元一次肥料效應(yīng)函數(shù)來(lái)擬合，也可用三元二次肥料效應(yīng)函數(shù)來(lái)擬合［5］。結(jié)果顯示，施肥既能提高玉米的株高、地徑、穗長(zhǎng)、穗粒數(shù)、百粒重和產(chǎn)量，又能降低玉米的禿尖長(zhǎng)度，這與已有的［4，6］研究結(jié)果一致。

通過(guò)測(cè)土配方施肥系統(tǒng)計(jì)算可知，三元二次回歸方程模型的回歸系數(shù)R2為0.96、標(biāo)準(zhǔn)差RMSE為452.3 kg/hm2。結(jié)合玉米產(chǎn)量和農(nóng)藝性狀，在以黑壚土為耕作層土壤種植玉米時(shí)，氮（N）、磷（P2O5）、鉀（K2O）的最佳施用量分別為330.44 kg/hm2、81.97 kg/hm2、33.83 kg/hm2，結(jié)合當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)際，尿素、過(guò)磷酸鈣、氯化鉀的推薦用量分別為718.13 kg/hm2、683.08 kg/hm2、56.38 kg/hm2。

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作者簡(jiǎn)介：申三保（1977—），男，本科，高級(jí)農(nóng)藝師，研究方向：農(nóng)技推廣、植物保護(hù)、土壤肥料。