不同N P K肥料配比对垦丰23号大豆产量的影响

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摘 要：研究不同N，P，K肥料配比对垦丰23号大豆产量的影响，并求得N，P，K肥料在垦丰23大豆产量形成中的主次关系，因素间的交互作用，为垦丰23的高产优质栽培提供理论依据。采用混料试验设计有助于了解垦丰23需肥规律，为垦丰23号大豆节本增效提供技术依据。结果表明：垦丰23号大豆在（处理5）N：P：K配合权重为0.35：0.5：0.15时产量为3012.93千克/公顷，居第一位：从产量优化图可以看出，当N，P，K的施用比率为1：1.59：0.75（0.3：0.476：0.224）时，拟合方程的Y值（产量）最高为3157.33公斤：从经济效益优化图可以看出，当N，P，K的施用比率为 1：1.56：0.78 （0.3：0.467：0.233）时，拟合方程的Y值（经济效益）最高为5413元。

关键词：N，P，K；肥料配比；垦丰23；产量

氮磷钾对大豆生长发育及产量形成具有重要影响。豆科植物共生固氮作用只能满足豆科植物50%左右的氮素需求[1]。大豆生长前期施氮对提高总固氮量是有利的，而且施氮对植株利用土壤氮有正激发效应[2]。可见对大豆进行氮肥补充十分必要。磷对大豆生长和结瘤固氮有促进作用，大豆缺磷会限制结瘤和固氮能力，导致作物减产[3]。钾对大豆生长发育也具有较大影响[4]，另外，中国耕地中缺钾比较普遍，即使含钾较丰富的土壤，仅靠土壤的自身循环，也难维持较高的钾素平衡[5]。因此科学合理施肥、确立N，P，K最佳配比用量是当前大豆获得高产必不可少的栽培措施。通过研究氮磷钾不同比例配合施用对大豆产量的影响，探索3种肥料在大豆高产栽培中最佳配比用量，为大豆生产提供理论依据。本试验采用的大豆品种垦丰23是2009年经黑龙江省农作物品种审定委员会审定推广的大豆品种，表现为中熟、高产、耐旱、适应性广等特点，研究不同N，P，K肥料配比对垦丰23号大豆产量的影响，为垦丰23的高产优质栽培提供理论依据。混料试验就是试验中各因子的取值按其所占百分比计，且其总和等于1（100%）。试验指标仅与各种成分所占的百分比有关，而与混料的总量无关。这类问题是生产实和科学研究中经常遇到的一类问题。关于混料试验的设计方法，自1958年Scheffe[6]提出了单形格子与单形重心设计后，发展至今天，已有多种设计方法[7]。这些方法早已应用于冶金、化工等领域[8]，并取得了良好的效果。农业领域遇到的不少问题也可用混料设计方法处理，如复合肥、饲料、农药等的配方问题。在总施肥量确定的前提下，作物不同生长时期应施肥的比例问题也属于混料试验研究的问题。近几年来，一些研究者就该方法在植物营养与肥料方面的应用开展了一些研究工作。如国内外一些学者都利用单形格子设计研究了作物不同生长期肥料的分配问题[9]；Schrevens等[10]探讨了应用混料设计研究水培营养配方的效果。常见的复混肥料由氮、磷、钾3种养分组成，各养分所占的比例可以用混料试验的方法确定；但应用混料设计方法对此进行研究，以确定肥料的合理施用比例，尚鲜见报道。因此，本研究对此进行了初步探讨。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试品种为垦丰23。供试土壤为草甸黑土，轮作方式麦、玉、豆。前茬作物为玉米。基本理化指标为：碱解氮144mgokg-1，速效磷106mgokg-1，速效钾361mgokg-1，有机质31.3okg-1，pH6.4。

1.2 田间试验设计

2012年在农垦科学院作物所试验地进行不同肥料配比试验，公顷施肥N，P，K纯量为150公斤，本试验采用单纯形格点设计，施肥配比设7个处理，各处理组合见表1，7个处理采用有上下限约束单纯形格点法增强形布点，分别是等边三角形的3个顶点，1个中心点，3个顶点即和中心点连线的中点（即三角形中线的三分之一的点）。N的下限是0.3，上限是0.6.P的下限也是0.3，上限是0.6.K的下限0.1，上限是0.4。每个处理组合3次重复，小区按随机区组排列，四行区，行长10m，垄距65cm，小区面积为26m2，以生产上大豆田常用的三种肥料（尿素、磷酸二铵、氯化钾）作为参试肥料，播种时，将肥料的1/2分别施于双苗眼的中央位置的种下4-7厘米处和10-14厘米处。均于播种时1次施入。（见表1）生育期间田间管理与常规生产田相同，成熟后小区连续取有代表性的10株室内考种及小区实收测产。试验所得数据用Minital16软件进行统计分析。

1.3.1 产量结果表明（见表2）：垦丰23号大豆在（处理5）N：P：K配合权重为0.35：0.5：0.15时产量为3012.93千克/公顷，居第一位；在（处理2）N：P：K配合权重为0.3：0.6：0.1时产量为2979.51千克/公顷，居第二位；在（处理1）N：P：K配合权重为0.6：0.3：0.1时产量为2979.51千克/公顷，居末位。

1.3.2 方差分析

1.3.3 多重比较分析（见表4）

经对各处理进行Duncan多重比较分析得知：以处理5最好、2次之。

1.3.4 对产量影响的回归分析

对数据进行方差分析，从数据分析来看A，B，C以及A*B，A*C，B*C对产量的影响都不是显著项，因为p值都大于0.05

分析结果表明R-Sq=94.72%R-Sq：回归模型误差占总误差的百分比，数值越大，表明回归模型与数据吻合得越好。一般R-Sq要大于85%，本试验数据分析的R-Sq=94.72%说明回归模型与数据非常吻合度非常高，回归模型可用。所以回归模型拟合的方程为：

Y=2626*X1+1387*X2+2356*X3+3839*X1*X2-9061*X1*X3+11652*X2*X3

1.3.5 对经济效益影响的回归分析

拟合经济效益的方程为：

Y=3389X1-4414X2+3380X3+20347X1X2-50942X1X3+58639X2X3

对数据进行方差分析，从数据分析来看A，B，C以及A*B，A*C，B*C对经济效益的影响都不是显著项，因为p值都大于0.05。

分析结果表明R-Sq=95.08%说明回归模型与数据非常吻合度非常高，回归模型可用。所以回归模型拟合的方程为：

Y=3389X1-4414X2+3380X3+20347X1X2-50942X1X3+58639X2X3

2 结论

试验所得数据用Minital16软件做产量和经济效益的等值图及优化图

3 讨论

（1）不同N，P，K肥料配比处理对垦丰23的产量影响差异很显著，通过建立合理的田间群体结构，使个体与群体协调发展，提高有效节数以及单株荚数，保证较高的单株粒数和百粒重，以实现大豆增产。

（2）众所周知，肥料利用率越高，残留在土壤中的肥料越少，对减少环境污染越有益。所以在考虑到作物产量及经济效益及环境效益，当肥料施用权重N（0.3～0.333）P（0.386～0.548）K（0.152～0.314）范围内时，拟合方程的Y值（经济效益）在5000以上。本试验实施年度时逢涝年，大豆生育期降水574.9mm，有利于肥效的发挥，但由于本试验仅为一年的数据结果，还需在今后的试验中进一步加以验证。

参考文献

[1]陈昌斌，戴小密，俞冠翘，等.组成型nifA对大豆根瘤菌（Rhizobiumfredii）HNO1结瘤固氮效率的促进作用[J].科学通报，1999，44（5）：529-533.

[2]赵力汉，吴春胜，郭午.施氮对大豆生长发育的影响[J].吉林农业大学学报，1993，15（1）：12216.

[3]丁洪，李生秀.磷素营养与大豆生长和共生固氮的关系[J].西北农业大学学报，1998，26（5）：67-70.

[4]胡家金，肖浪涛，彭志红，等.植物钾吸收基因及其遗传转化的研究进展[J].生物技术通讯，2003，14（2）：165-168.

[5]林葆，李家康.五十年来中国化肥肥效的演变和平衡施肥[C]∥国际平衡施肥学术讨论会论文集.北京：农业出版社，1989.43-51.

[6]ScheffeH.Experimentswithmixtures[J].JRoyStatSocB，1958，20：344-360.

[7]白厚义，肖俊璋主编.试验研究及统计分析[M].西安：世界图书出版公司，1998.

[8]关颖男.混料回归设计[J].数学的实践与认识，1980，（1）：52-64.

[9]李隆.肥料试验中应用的单形格子设计及其统计分析[J].土壤通报，1992，23（6）：275-276.

[10]Schrevens E， Cornell J . Design and analysis of mixture systems： Applications in hydroponic， plant nutrition reasearch[J].Plant and Soil，1993，154： 45-52.

作者简介：蒋红鑫，助理研究员，从事大豆遗传育种研究。

*通讯作者：王德亮，研究员，研究方向大豆遗传育种。