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摘要：通过“３４１４”肥料试验，模拟预测了几个中稻品种的施肥量与产量之间的关系。结果表明，中九优２８８、扬两优６号、丰两优２号、丰两优香１号等品种产量的模拟预测与实际相符合。并在此基础上，提出了公安县中稻产区的稻田土壤养分丰缺指标与氮、磷、钾施用量的修正值。
【关键词】：中稻；施肥量；产量；模型
中图分类号：Ｓ５１１．３＋２．０６２ 文献标识码：Ａ 文章编号：0439－８114（２０11）24－50 1-05
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ Ｍｏｄｅｌ ｏｆ Ｍａｉｎ Medium Ｒｉｃｅ Ｖａｒｉｅｔｉｅｓ ｉｎ Ｊｉａｎｇｈａｎ Ｐｌａｉｎ
ａｎｄ Iｔｓ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
ＴＯＮＧ Ｊｕｎ１，ＷＵ Ｊｉａ－ｑｉｏｎｇ２，ＧＡＮ Ｘｉ３，ＦＵ Ｊｉａ－ａｎ２，ＸＵ Ｓｈｕｎ－fa２，ＹＡＮＧ Ｌｉ４
（１． Ｗｏｒｋ Sｔａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｓｏｉｌ ａｎｄ Ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ｉｎ Ｈｕｂｅｉ Pｒｏｖｉｎｃｅ，Ｗｕｈａｎ ４３００６４，Ｃｈｉｎａ； ２． Ｑｉａｎｊｉａｎｇ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ Ｂｕｒｅａｕ， Ｑｉａｎｊｉａｎｇ ４３３１００， Ｈｕｂｅｉ，Ｃｈｉｎａ； ３． Ｇｏｎｇａｎ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ Ｂｕｒｅａｕ， Ｇｏｎｇａｎ ４３４３００， Ｈｕｂｅｉ， Ｃｈｉｎａ； ４． Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｐｌａｎｔ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，Ｓｏｉｌ ａｎｄ Ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ， Ｈｕｂｅｉ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｗｕｈａｎ ４３００６４，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｄｏｓｅ ａｎｄ ｙｉｅｌｄ ｏｆ ｓｅｖｅｒａｌ ｍｅｄｉｕｍ ｒｉｃｅ ｗａｓ ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ｂｙ “３４１４” ｆｅｒｔｉｌｉｚｉｎｇ ｔｅｓｔ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ｙｉｅｌｄ ｏｆ Ｚｈｏｎｇｊｉｕｙｏｕ ２８８， Ｙａｎｇｌｉａｎｇｙｏｕ ６ ａｎｄ Ｆｅｎｇｌｉａｎｇｙｏｕｘｉａｎｇ １ ｗａｓ ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ｙｉｅｌｄ． Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ， ｔｈｅ ｓｏｉｌ ｎｕｔｒｉｔｉｏｎ ａｂｕｎｄａｎｃｅ ａｎｄ ｄｅｆｉｃｉｅｎｃｙ ｉｎｄｅｘ ｉｎ ｍｅｄｉｕｍ ｐａｄｄｙ ａｒｅａ ｉｎ Ｇｏｎｇａｎ ｃｏｕｎｔｙ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ ｖａｌｕｅ ｏｆ Ｎ， Ｐ， Ｋ ｆｅｒｔｉｌｉｚｉｎｇ ｄｏｓｅ ｗａｓ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｒｉｃｅ； ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ； ｙｉｅｌｄ； ｍｏｄｅｌ
“３４１４”肥料试验是以氮、磷、钾３个元素，每个元素分４个施用梯度，共１４个处理的无重复不完全大田试验设计［１］。通过田间试验，掌握各个施肥单元不同作物优化施肥数量，基肥、追肥分配比例，施肥时期和施肥方法；筛选、验证土壤养分测试方法，建立合理施肥指标体系，校正或确定土壤养分丰缺指标和肥料养分施用指标，不同作物养分吸收量和肥料养分利用率等基本参数，构建作物施肥模型，确定肥料养分合理施用量推荐方法等［２，３］，试验的目的是在试验的基础上，提出氮、磷、钾肥的适宜用量和比例及相应的施肥技术［４］，从而提高肥料养分利用率，进而提高农产品产量、品质和生产效益。２００８年在公安县安排进行了“３４１４”田间肥料效应试验，提出了公安县中稻产区的稻田丰缺指标与氮、磷、钾施用量的修正值。
１ 材料与方法
１．１ 试验材料
试验在江汉平原腹地的湖北省公安县选择有代表性的５个农户田块进行。５个试验点位于Ｅ１１１°５９′－１１２°２０′、Ｎ２９°４３′－２９°５８′，海拔３６ ｍ。各田块在试验前采集土壤农化样，按土壤常规测试方法［５］进行分析。试验材料具体情况见表１。
１．２ 试验方法
试验全部按肥料“３４１４”试验方案设计。涉及的氮、磷、钾三因素中，各因素均设计成０、１、２、３共４个水平。其中２水平为中心项，０水平为不施肥，１水平为２水平的１／２，３水平为２水平的３／２。其中２水平（中心项），依据田块试验前的土壤农化样测试值，并考虑区域内相关调查结果、历史成果资料和区域内土壤养分丰缺指标及作物肥料养分施用指标而确定。
各试验均为１４个处理，下标“０、１、２、３”表示施肥量的水平。试验１和试验２小区面积分别为１８和２４ ｍ２，其余试验均为２０ ｍ２，不设重复，小区随机区组排列。各小区间均筑土埂加盖塑料薄膜隔离，田间单设排灌沟，各小区实行单灌单排，四周设保护行。磷、钾养分分别采用１２％的过磷酸钙和６０％的氯化钾，移栽时一次性基施，氮养分采用４６％的尿素，７０％基施，３０％分蘖期追施。各试验施用养分量见表２。各试验均采用温室育秧直播方式，其他田间操作管理如整地、栽培、灌溉、有害生物防治等均按当地习惯一致进行。
２ 结果与分析
２．１ 三元二次效应方程拟合与预测
在中稻成熟后收获实打，产量见表３。对表３数据采用三元二次回归模型y＝ｂ０＋ｂ１Ｎ＋ｂ２Ｐ＋ｂ３Ｋ＋ｂ４Ｎ２＋ｂ５Ｐ２＋ｂ６Ｋ２＋ｂ７ＮＰ＋ｂ８ＮＫ＋ｂ９ＰＫ进行回归分析［６］，分别拟合得出各中稻试验的产量（y）与Ｎ（纯Ｎ）、Ｐ（Ｐ２Ｏ５）、Ｋ（Ｋ２Ｏ）养分施用量的三元二次效应方程如表４。
对所拟合的产量与施肥量三元二次效应方程的相关性进行分析，结果表明，除Ｅ４试验的决定系数（Ｒ2）较低（０．７７７ ２）外，其他各试验的决定系数（Ｒ2）都较高，达到了０．９以上，Ｅ１、Ｅ３和Ｅ５试验拟合的三元二次效应方程的相关性还达到了极显著水平，决定系数（Ｒ2）分别为０．９７４ ７、０．９９１ １和０．９７１ ７。
依据拟合得出的三元二次效应方程，按最大边际效应求取偏导函数［７］。最高施肥量及最佳施肥量分别按方程组（１）和方程组（２）求取，继而预测最高产量和最佳产量，结果见表５。
方程组（１）
ｂ１＋２ｂ４Ｎ＋ｂ７Ｐ＋ｂ8Ｋ＝０ｂ2＋２ｂ5Ｎ＋ｂ７Ｐ＋ｂ9Ｋ＝０ｂ3＋２ｂ Ｎ＋ｂ8Ｐ＋ｂ9Ｋ＝０
方程组（２）
b１＋２b４Ｎ＋b７Ｐ＋b８Ｋ＝ＰＮ ／ Ｐｙb2＋２b5Ｎ＋b７Ｐ＋b9Ｋ＝ＰP ／ Ｐｙb3＋２b Ｎ＋b8Ｐ＋b9Ｋ＝ＰK ／ Ｐｙ
通过三元二次效应方程拟合，拟合的水稻产量与实际产量能符合较好，实际产量落在拟合的产量范围之内，但目标产量的范围较宽，虽然二者之间能进行互相拟合与验证，但在实际生产中仍需考虑到具体的田块与水稻品种类型来调整各养分施用量。
２．２ 各养分单因素一元二次效应方程拟合与预测
为分析氮、磷、钾各单因素的效应，分别抽取表３中氮、磷、钾各单因素处理的施用量与产量结果数据，氮素抽取２、３、６和１１处理数据，磷抽取４、５、６和７处理数据，钾抽取８、９、６和１０处理数据，按ｙ＝ａｘ２＋ｂｘ＋ｃ一元二次回归模型，分别进行回归分析，拟合各试验中稻产量（ｙ）与各养分因素（ｘ）施用量的一元二次效应方程，５个试验各养分因素均能成功拟合一元二次效应方程，产量曲线呈正常的抛物线。进一步分析各一元二次效应方程相关性发现，氮方面，除Ｅ４外，Ｅ１、E2、Ｅ３和Ｅ５的产量与氮施用量达极显著水平，而磷只有Ｅ３达极显著水平，钾只有Ｅ３、Ｅ５达极显著水平（表 ）。
依据一元二次效应方程，按最大边际效应求取偏导函数。最高施肥量按ｂ＋２ａx＝０方程求取，继而预测最高产量；最佳施肥量按ｂ＋２ａｘ＝Ｐｘ／Ｐｙ方程求取，继而预测最佳产量［１，７］。结果（表７）表明，试验预测结果与大田生产实际相符。
２．３ 土壤养分丰缺指标与肥料养分施用指标修正
关于土壤养分分级，现在已经有些比较一致的观点，参照张福锁［８］、鲁剑巍［９］、白由路等［1］的研究，结合公安县原制定的土壤养分丰缺指标和中稻肥料养分施用指标，参考各“３４１４”试验的养分利用状况［１0］，并考虑区域土壤养分含量、作物产量和施肥水平现状，对原制定的土壤养分丰缺指标和中稻肥料养分施用指标进行了初步修正，结果见表８和表９。
３ 结论与讨论
１）通过三元二次效应方程拟合，拟合的各品种水稻产量与实际产量符合比较好，但目标产量的范围较宽，虽然二者之间能进行互相拟合与验证，但在实际生产中仍需考虑到具体的田块与水稻品种类型来调整各养分施用量。
２）通过一元二次效应方程，拟合产量与施肥量之间的关系，发现氮的拟合性远比钾和磷要好，５个试验中有４个达到极显著水平。用一元二次方程拟合产量与施肥量之间的关系，相关性上各养分有明显的差别，即氮＞钾＞磷。这与理论上和前人的试验研究结果相一致［１1－１3］。此外，各“３４１４”试验所拟合的效应方程和所预测的最高、最佳产量与相应的施肥量，受土壤肥力水平、作物品种类型等因素影响，各不相同是有可能的，符合实际情况。
３）应用土壤养分测试值对照土壤养分丰缺指标和肥料养分施用指标，推荐确定各田块最佳氮、磷、钾养分施肥量，结果与试验实际表现的结果有较高的吻合性。不过，各指标分级与修正尚需更多的试验示范来验证。
４）试验结果表明，无论采取三元二次效应方程模拟，还是一元二次效应方程拟合，对大面积生产而言，推荐各田块单元的合理养分施用量，都存在一定的缺陷，但如果结合田块养分丰缺指标，来确定肥料养分施用量，则是一种技术人员易于掌握和农民易于接受的行之有效的方法，适合于大面积推广。
参考文献：
［１］ 陈新平，张福锁．通过“３４１４”试验建立测土配方施肥技术指标体系［Ｊ］． 中国农技推广，２００６（４）：３６－３９．
［２］ 唐宗仁，潘绍东．水稻测土配方施肥小区试验总结［Ｊ］． 广西农学报，２００７，２２（２）：３－６．
［３］ 阴小刚，余增钢，吴晓芳，等． 水稻测土配方施肥效果分析［Ｊ］． 江西农业学报，２００６，１８（４）：５２－５３．
［４］ 李妙芳，苏培忠．中稻“３４１４”肥料肥效田间试验简报［Ｊ］． 上海农业科技，２００７（３）：３５－３６．
［５］ 鲍士旦．土壤农化分析［Ｍ］．北京：中国农业出版社，２０００．３０－１０７．
［６］ 刘德金，肖承和．农业试验设计与分析［Ｍ］．北京：中国农业科学技术出版社，２００５．
［７］ 白由路，杨俐苹，金继运．测土配方施肥原理与实践［Ｍ］．北京：中国农业出版社，２００７．
［８］ 张福锁．测土配方施肥技术要览［Ｍ］．北京：中国农业大学出版社，２００６．１３２－１４４．
［９］ 鲁剑巍．测土配方与作物配方施肥技术［Ｍ］．北京：金盾出版社，２００６．１０４－１０７．
［１0］ 杨 利，甘 曦，于延丰，等．江汉平原稻区中稻养分利用效率的初步研究［Ｊ］．湖北农业科学，２０１０，４９（１０）：２３８０－２３８３．
［１1］ 赵 权， 王 琳， 李明旺， 等． 印江县水稻配方施肥方案初探［Ｊ］． 耕作与栽培，２００７（１）：２０－２１．
［１2］ 余增钢，柴进成，廖述胜，等． 不同的水稻测土配方施肥方法效益对比试验小结［Ｊ］． 中国农村小康科技，２００６（１２）：６８－６９．
［１3］ 殷世松，赵小明． 庐江县２００６年一季稻“３４１４”肥效试验研究［Ｊ］． 安徽农学通报，２００７（５）：１１６－１１８，１４４．
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发表于 2020-6-3 13:00:33
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