罗田县中稻作物肥料效应试验与施肥推荐研究初报
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摘要：通过区域八个不同田块中稻“3414”肥料效应试验，初步研究了氮、磷、钾肥料养分不同施用量配比表现中稻产量的趋势；同时得到了氮、磷、钾肥养分施用量与产量的三元二次和一元二次回归效应方程。并预测出所试各田块中稻的最佳施肥量。结果与分析表明：直接应用有限试验田块的预测结果和一元二次效应方程，指导大面积的中稻作物施肥推荐，没有较大的可行性和合理性；综合考虑。推荐所试代表区域田块中稻较合理的三要素肥料养分施用量为纯氮150～195kg・hm-2、五氧化二磷45～75kg・hm-2、氧化钾60～90kg・hm-2。
关键词：中稻；3414；回归分析；效应方程；推荐施肥量
罗田县是湖北省山区农业大县，常年农作物种植面积100余万亩，保障粮食自给是经济社会发展的重要支撑。种植模式包括油菜一中稻、小麦一中稻、一季中稻和双季稻，以油一稻和麦一稻一年两熟种植为主。区域中稻习惯施肥多不平衡合理，施用总氮（N）养分15～300kg.hm-2，总磷（P2O5）养分0～135kg・hm-2，总钾（K20）养分0～180kg・hm-2，稻谷产量1500～11250kg・hm-2，平均产量仅7329kg・hm-2左右，投肥效益较低。2007年罗田县开始实施国家测土配方施肥补贴项目，对区域主要粮食作物中稻进行了田间肥料效应“3414”试验，并进行了相关取样调查与测试分析。通过调查与试验研究，初步推荐确定了较为合理的养分施用量，为区域中稻作物种植配方施肥、增产增收提供了可靠依据。
1、材料与方法
1.1 供试土壤和作物品种
试验在湖北省罗田县白莲河1、骆驼坳2、河铺3、胜利4、九资河5、白庙河6、大河岸7和匡河8等八个乡镇选择有代表性农户田块各进行一个“3414”试验，各田块供试土壤均为潴育型水稻土，土种依次为青泥田、泥沙田、沙泥田、沙田、泥沙田、泥沙田、沙泥田、沙泥田，质地依次为1～4壤土、5和6砂土、7壤土、8砂土，试验前采集土壤农化样按土壤常规测试方法分析。供试中稻品种依次为“Q优6号”、“Q优6号”、“II优明86”、“II优416”、“II优明88”、“II优084”、“II优明88”、“II优084”。具体见表1。
1.2 试验方法
采用“3414”田间肥效试验方案，包括14个处理：（1）N0P0K0、（2）N0P2K2、（3）N1P2K2、（4）N2P1K2、（5）N2P1K2、（6）N2P2K2、（7）N2P3K2、（8）N2P2K0、（9）N2P2K1、（10）N2P2K3、（11）N3P2K2、（12）N1P1K2、（13）N1P2K1、（14）N2P1K1（下标为养分施用量水平，0水平即不施用，1水平养分施用量为2水平的一半，3水平为2水平的1.5倍）。按丰缺指标法依据多年经验认识（因来不及得到所试各田块土壤有效养分测试值）和初步制定的区域中稻作物施肥指标体系，确定各试验田块N、P（P2O5）、K（K2O）各因子肥料养分的推荐施肥量（即“2”水平施用量）统一为157.5、45.0、90.0kg・hm-2。
试验小区面积20m-2，均不设重复，小区随机排列。各小区间筑土埂加糊薄膜隔离，田间单设排灌沟，各小区实行单灌单排，四周设保护行。氮养分采用46%的尿素，70%基施，30%分蘖期追施；磷养分采用含量为12%的过磷酸钙、钾养分采用含量为60%的氯化钾，移栽时作基肥一次性施用。各试验播种、收获日期分别为：3-20、8-21；3-22、8-19；4-23、8-31：4-18、9-6；4-30、9-22；4-25、9-6：3-20、8-20；4-8、9-5。
2、结果与分析
2.1 三元二次效应方程拟合与施肥量预测
各试验田块各处理产量结果见表2。利用Excel回归分析工具对各试验田块氮、磷、钾养分施用量和产量按三元二次回归模型分析，拟合各效应方程见表3。（F0.99（9，4）=14.66）
对各效应方程表现的施肥量与产量三元二次效应相关性进行显著性分析，1、2、7试验结果达95%显著水平，其中1试验达99%极显著水平，相关系数（R2分别为0.9937、0.9458和0.9545，其它试验均未达到显著水平。依据所拟合三元二次效应方程，按最大边际效应求取偏导函数，预测最高产量与施肥量和最佳经济产量与施肥量。预测结果见表4。
2.2 一元二次效应方程拟合与施肥量预测
进一步对各试验氮、磷、钾各因子肥料养分施用量与产量按一元二次回归模型分析，分别拟合得到各试验田块各因子的一元二次效应方程，见表5。除2、4、6试验磷因子和6试验钾因子二次项系数大于零外，八试验其它各因子均能成功拟合一元二次效应方程，二次项系数均为小于零，所绘制曲线均为正常的“抛物线”。即施肥量与产量间均表现为理想的趋势关系。相关性显著性分析，除1试验氮因子和7试验磷因子测算F值大于F检验标准值（F0.95（2，1））200达到了95%显著水平，且1试验氮因子达到了99%极显著水平，其它试验因子的一元二次效应方程均未达到95%显著水平（x）。相关系数0.5089～0.9999之间，差别较大。依据各所拟合一元二次效应方程，预测所试各田块各肥料养分因子最高施用量与产量，及最佳施用量与产量，结果见下表6。
2.3 效应方程及其预测结果与施肥推荐
从表3～表6可见，各试验田块所拟合三元二次效应方程及各因子所拟合一元二次效应方程各不相同，且预测产量与施肥量也各不一致。即使是某土壤养分丰缺级别一致的田块和推荐施肥量，也表现差异。这是理所当然的。说明直接应用有限试验田块的预测结果和按效应函数法采用一元二次效应方程，指导大面积不同肥力水平田块中稻作物施肥推荐，没有较大的可行性和合理性，最多只能作为本田或相同肥力类型田块的推荐施肥参考。且由于试验误差等原因，不是所有试验都能拟合得到正常的效应方程和预测出较为合理的施肥量结果（如5试验钾肥预测施用量明显异常）。
所试各田块各处理产量基本均是推荐“最佳”施肥量处理即处理6的较高，8个田块的14个处理中平均产量是处理6的最高，说明按区域内所预定的中稻施肥指标体系和推荐的施肥量有较好的合理性。分别比较各试验田块三元二次效应方程预测各因子养分最佳施用量与试验实际推荐采用的“最佳”施用量，预测结果1、3、4、8试验氮偏低，2、5、6、7试验氮偏高，磷、钾均有所偏低，平均各因子分别偏低11.7、14.3、21.3kg・hm-2，预测的最佳经济产量平均也低于各田块处理6的平均产量（8043.9kg・hm-2）。再分别比较各试验田块各因子养分一元二次效应方程预测最佳施用量，相比试验实际推荐采用的“最佳’，施用量，预测结果同样有高有低，平均各因子氮偏高1.9kg・hm-2、磷钾各偏低2.7、4.7kg・hm-2，预测最佳经济产量平均氮略低于、磷略高于、钾略低于各田块处理6的平均产量；相比三元二次效应方程预测最佳养分施用量，氮、磷、钾肥料养分均有所偏高。
综合各试验田块各回归模型效应方程预测结果分析和试验实际采用推荐的“最佳”施肥量（处理6）的产量表现，推荐确定所试田块及其代表区域的其他田块种植中稻每公顷的氮、磷、钾肥养分的施用量分别为150～195kg、45～75kg和60～90kg。
3、小结与讨论
①不同或相似肥力类型的不同试验田块，所拟合的三元二次和一元二次效应方程及其预测最高或最佳施肥量与产量各不相同。所试各田块效应方程预测最佳施肥量和拟合的一元二次效应方程可作为本田或相同肥力类型田块推荐施肥的参考，对指导大面积不同肥力水平田块中稻作物的施肥推荐，没有较大的可行性和合理性。
②本各试验各处理稻谷产量，表现按区域内所预定的中稻施肥指标体系和推荐的施肥量有较好的合理性。进一步说明对于大面积不同肥力水平田块和作物的肥料养分施用量推荐，“丰缺指标法”是经典可行且实用的方法。其推荐的合理性关键在于所采用的区域施肥推荐指标体系即土壤养分丰缺指标和作物肥料养分施用指标的合理性。通过“3414”试验，按相对产量分级法统计分析制定（修定）施肥推荐指标体系，尚有待一定区域内更多田块的试验和分析探讨。
③推荐所试田块及其代表区域的其它田块种植中稻配方施肥每公顷氮、磷、钾肥养分的施用量分别为150～195kg、45～75kg和60～90kg。县域内其它区域田块中稻配方施肥可暂按初步制定的中稻作物施肥指标体系推荐氮、磷、钾肥养分的施用量。具体施肥方法可参考本试验采用的施肥方法，并针对性配合施用七水硫酸锌7.5～15kg・hm-2左右。