宁南扬黄灌区最优混合施肥对苜蓿鲜草产量的影响

宁南扬黄灌区最优混合施肥对苜蓿鲜草产量的影响

宁夏农林科学院荒漠化治理研究所　王　峰　温学飞

随着种植业结构调整和生态环境治理建设的不断深化，宁夏扬黄灌区草业得到了快速发展，优良苜蓿（Medicago.sativa）种植面积的增大。在苜蓿的种植管理中由于没有合理的施肥方法，一方面使苜蓿没有发挥高产的优势，另一方面也造成了生产成本的增加。本试验通过氮磷钾混合施肥试验，希望能确定城西滩灌区苜蓿的合理施肥配比，为制订适合城西滩苜蓿产业化发展，促进草产业高产增值提供科学依据。

1.试验材料与方法

试验地点在城西滩新开灌区，苜蓿品种为3年龄宁夏苜蓿；氮肥为尿素（N：46%，1.85元/kg），磷肥为云南产粒状过磷酸钙（P₂O₅：44%，2.7元/kg），钾肥为氯化钾（K₂O：57%，2.6元/kg）。肥料于2005年4月6日在撒施后中耕，再进行灌水。在6月份收割第一茬后进行灌水。松耙方法，在返青时用四轮拖拉机带圆盘耙对试验地进行一次性的平行耙耱深度为5～7cm。6月份第一茬苜蓿收割后再进行一次松耙。苜蓿鲜草价格为0.22元/kg。

2.试验设计

试验设计采用311A氮磷钾最优混合试验，试验重复3次，共需小区33个，每小区面积40m²。在试验前对试验地土壤基础肥力进行采样分析。试验前试验地基本肥力状况测试值全盐0.45g/kg、有机质1.8g/ kg、全量氮0.08g/kg、全量磷0.46g/kg、全量钾24.8g/kg、速效氮18mg/kg、速效磷2.6mg/kg、速效钾76mg/kg。产量在6月4日和8月10日收割时统计，具体施肥方案和苜蓿草产量见表1。

表1　苜蓿肥效试验施肥方案及产量统计

3.数据分析整理

数据统计处理采用Excel和DPS数据处理系统进行处理分析。

3.1　肥料产量效应方程

通过处理分析，得到苜蓿产量与氮磷钾之间的数学方程式如下：

Y＝653.55＋21.30X₁＋40.76X₂＋6.40X₃－2.29X₁²－2.24X₂²－0.93X₃²＋0.22X₁X₂＋0.75X₁X₃＋0.42X₂X₃

式中Y为苜蓿鲜草产量，X₁、X₂、X₃分别为氮磷钾肥施肥量，以下方程中变量同上。

表2　方程系数显著性检验

对方程的显著性进行检验，回归模型的复相关系数R、F检验值及显著水平p，一般要求显著水平小于等于0.05，相关系数R＝0.99986，决定系数R²＝0.9997，F值＝388.5322，df（9，1）p－值＝0.0394，剩余标准差S＝4.586，调整后的相关系数Ra＝0.9986，表明该模型可以应用。表4中为X0－X10为方程中10个变量系数之间相关性比较表，反映各变量之间的关系。

3.2　单因子效应分析（其他因子为零水平）

Y＝653.55＋21.30X₁－2.29X₁²

Y＝653.55＋40.76X₂－2.24X₂²

Y＝653.55＋6.40X₃－0.93X₃²

由上述3个子模型直接看出：线性项对产量影响的大小顺序为施磷量(正效应)＞施氮量(正效应)＞施钾量(正效应)；二次项反映各因子变化速率的快慢，施钾量(正效应)＞施磷量(正效应)＞施氮量(负效应)。由主效应模式得出各因子不同水平下的产量情况。从图1及表4中看出，当某两个因子为零水平时，氮肥用量表现为：随着施肥量增加，产量先略有高后又下降，且增加或减少的幅度较小，氮肥施肥量为4.65kg时产量最大为703.8kg；磷肥用量表现为：随着施肥量增加，产量先降低后又升高，且增加或减少的幅度最大说明在低磷的情况下产量低而不稳定，磷肥施肥量为9.10kg时产量最大为941.66kg；钾肥用量表现为：随着施肥量增加，产量表现为下降趋势，城西滩土壤属于不缺钾肥。从变异系数上来看，钾肥施肥量多少，对产量影响较小于氮肥和磷肥。

表3　变量之间相关性比较

表4　单因子效应分析（其他因子为零水平）

3.3　两因子互作效应分析（其他因子为零水平）

3.3.1　氮肥、磷肥交互作用

Y＝653.55＋21.30X₁＋40.76X₂－2.29X₁²－2.24X₂²＋0.22X₁X₂

由图2和表5可以看出，磷肥施肥量逐渐增加，苜蓿鲜草产量在8～12之间出现高峰，但随着开始急剧下降。同样由图3和表5可以看出，氮肥施肥量逐渐增加，苜蓿鲜草产量在8～12之间出现高峰，随着急剧下降。说明氮肥与磷肥对苜蓿鲜草之间存在一定的施肥区间，合理配合后可以增加苜蓿鲜草产量，高施肥量并不有高产。

表5　NP交互作用对产量的影响

3.3.2　氮肥、钾肥交互作用

Y＝653.55＋21.30X₁＋6.40X₃－2.29X₁²－0.93X₃²＋0.75X₁X₃

由图4和表6可以看出，钾肥施肥量逐渐增加，苜蓿鲜草产量在8～12之间出现高峰，但随着开始急剧下降。同样由图5和表6可以看出，氮肥施肥量逐渐增加，苜蓿鲜草产量在8～12之间出现高峰，随着急剧下降。说明氮肥与钾肥对苜蓿鲜草之间存在一定的施肥区间，合理搭配可以增产，高施肥量并不有高产。

表6　NK交互作用对产量的影响

3.3.3　磷肥、钾肥交互作用

Y＝653.55＋40.76X₂＋6.40X₃－2.24X₂²－0.93X₃²＋0.42X₂X₃

由图8和表7可以看出，钾肥施肥量逐渐增加，苜蓿鲜草产量出现高峰，但随着开始急剧下降。同样由图9和表7可以看出，氮肥施肥量逐渐增加，苜蓿鲜草产量出现高峰，随着急剧下降。说明氮肥与钾肥对苜蓿鲜草之间存在一定的施肥区间，合理搭配可以增产，高施肥量并不有高产。

表7　PK交互作用对效益的影响

4.产量模型的优化

根据311－A试验，模式在－2～2之间共有7³＝343方案，其中：产量最高为Y＝957.15kg/666m²，对应的氮肥取值6.51kg/666m²、磷肥取值10.19kg/666m²、钾肥取值8.32kg/666m²；效益最高施肥方案，产量为Y＝872.63kg/666m²，产值为191.82元/666m²，效益为168.62元/666m²，对应的氮肥取值3.13kg/666m²、磷肥取值6.51kg/666m²、钾肥取值0kg/666m²。

产量模型优化寻优，产量大于900kg/666m²的方案有19套，大于850kg/666m²小于900kg/666m²的有44套，其他见表10。根据盐池县城西滩苜蓿生产状况，选择产量大于850kg/666m²为优域，在63套方案中，肥料试验编码取值频率分布情况见表11：频率分析表明，在本试验条件下，苜蓿产量大于850kg/666m²的农艺措施为：施氮肥5.524～7.805kg/666m²、磷肥10.86～12.856kg/666m²、钾肥0.583～3.749kg/666m²。

表8　苜蓿肥料试验的频率分析

5.小结

施肥效果除受土壤基础养分影响以外，还受到降水、气温等其它气候因素及耕作方式的影响。施肥决策考虑的因素多，是一个复杂的过程，本试验对此作了初步分析和探讨。此外，本试验所在试验地为新开垦3年灌区，在施肥选择上有别于成熟多年耕作的井灌区，因此在具体施肥时，应根据具体情况，参考本试验结果，进行合理施肥决策。城西滩新灌区属于不缺钾肥地区，因此，施肥以氮肥、磷肥为主，施肥量以1∶2比较合适。