畢節市七星關區玉米測土配方施肥3414 試驗

余世洪 ，陶文廣 ，金 鑫 ，丁 麗

（1.七星關區農業農村局，貴州 畢節 551700；2.畢節職業技術學院，貴州 畢節 551700）

七星關區位于貴州省西北部，隸屬于畢節市，屬赤水河流域重要縣份，是國家鄉村振興重點縣份，同時是生態環境部重點監測的對象。在七星關區農業生產上推廣測土配方合理施肥，減少化肥投入是赤水河流域保護的重要手段。測土配方技術以土壤和肥料田間試驗為基礎，根據作物的需肥規律、肥料效應和土壤供肥性能，提出氮磷鉀及其他元素的適宜比例、施肥量、施肥方法[1]，以促進糧食增產增效并優化化肥使用結構[2-3]。針對大田作物，目前測土配方主要圍繞氮、磷、鉀三大營養元素進行。氮、磷、鉀肥是影響玉米產量的重要因子[4-5]，三者的施用量、施用比例均與玉米產量存在明顯關系[6-7]。目前我國玉米施肥普遍存在化肥過量或不足的問題[8]，推廣測土配方施肥對確保玉米高產并提升土壤肥力具有重要作用[9]。玉米作為七星關區重要的旱糧作物，其產量高低不僅直接影響當地農民收入，在其種植過程中合理施肥、減少化肥過量施用，對實現玉米種植節本增效及保護赤水河流域水質環境具有積極意義。由于目前鮮見有關七星關區及其類似環境條件區域的玉米配方施肥試驗報道，為七星關區玉米種植的科學施肥提供指導依據，在七星關區開展玉米測土配方施肥3414 試驗，考察不同施肥處理的玉米生長及產量表現，分析氮、磷、鉀三大營養元素的田間施用量與玉米產量形成的關系，篩選適宜七星關區玉米種植的施肥方案。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗在七星關區八寨鎮新艾村進行，海拔1 435～1 442 m，高肥力、中肥力地塊土種為大土泥土，低肥力地塊土種為小黃泥土。不同肥力地塊的土壤背景值見表1。

表1 試驗地土壤背景值

1.2 試驗材料

參試玉米品種為盛農三號，由畢節市盛農種業有限責任公司提供。肥料品種為尿素（含N 46%，四川瀘天化股份有限公司生產）、普鈣（含P2O516%，湖北豐樂生態肥業有限公司生產）、氯化鉀（含K2O 60%，俄羅斯進口鉀肥），均由畢節市七星關區耀德物資貿易有限責任公司提供。

1.3 試驗設計

試驗采用回歸試驗3414 設計，設N、P、K 3 個因子，每個因子設0～3 共4 個水平，共14 個處理，每個處理2 次重復。高肥力地塊試驗小區面積為30 m2，中肥力地塊試驗小區面積為24 m2，低肥力地塊試驗小區面積為27 m2。各試驗水平線性編碼值見表2。

表2 不同土壤肥力等級地塊玉米種植肥效試驗因子水平設置kg/667m2

1.4 試驗過程

按1.5 m 分帶，寬窄行種植，雙行單株，小行距0.43 m，穴距0.25 m；高肥力試驗小區基本苗為160 株，中肥力試驗小區基本苗為128 株，低肥力試驗小區基本苗為144 株，折合3 555 株/667m2；營養坨育苗單株定向移栽，制作營養土時不加化肥。高肥力試驗地塊于4 月12 日播種，4 月28 日移栽，9 月25 日測產驗收；中肥力試驗地塊于4 月6 日播種，4 月24 日移栽，9 月26 日測產驗收；低肥力試驗地塊于4 月8 日播種，4 月24 日移栽，9 月21 日測產驗收。各小區單獨稱量計產，進行相關經濟性狀的考種。

施肥方式：尿素分4 次施用，總量的30%作基肥，15%作苗肥追施，15%在小喇叭口期施用，40%大喇叭口期施用；氯化鉀總量的60%作基肥施用，40%在大喇叭口期追施；普鈣全部作基肥一次性施用。各施肥時期分別將各小區對應肥料純量折算成相應的實物量，分次稱量，對應施用。于5 月31 日、6 月24日、7 月16 日分別進行苗肥、小喇叭口期、大喇叭口期追肥。各小區除施肥水平不同外，其余管理措施均一致。

1.5 數據處理

試驗數據采用WPS 和農業農村部測土配方施肥數據管理系統處理。應用農業農村部測土配方施肥項目3 414 田間試驗數據分析軟件，對試驗相關數據進行統計分析，建立各試驗回歸方程并進行方差檢驗，在此基礎上，根據玉米產量與施肥量相關程度，綜合考慮肥料成本及玉米市場價格，計算最佳施肥量。

另外，計算各缺素區的相對產量、肥料元素貢獻率、土壤整體養分貢獻率。以缺素區的相對產量評價土壤養分的豐缺程度，相對產量低于50%的土壤養分為極低，50%～75%為低，75%～95%為中，95%以上為高。

缺素區相對產量＝（缺素區產量/全肥區產量）×100%

肥料元素貢獻率＝（施肥區作物產量－缺素區作物產量）/施肥區作物產量×100%

土壤整體養分貢獻率＝（空白區作物產量/2 水平施肥區作物產量）×100%

2 結果與分析

2.1 不同施肥處理的玉米經濟性狀

2.1.1 高肥力地塊 由表3 可知，高肥力地塊各處理中，處理N2P2K2的玉米產量最高，為728.9 kg/667m2，其氮、磷、鉀肥施用水平均較高。處理N2P3K2、N2P2K3、N2P1K2、N2P2K1、N3P2K2的玉米產量較高，分別為720.0 kg/667m2、704.5 kg/667m2、702.3 kg/667m2、700.0 kg/667m2、700.0 kg/667m2，其中，處理N2P3K2和N2P2K3的磷肥和鉀肥施用水平分別為最高，玉米產量排名也靠前。以上6 個處理的玉米禿尖較短（3.64～5.40 cm），果穗長適中（19.6～22.5 cm），千粒重較重（394.0～430.9 g），經濟性狀表現較理想。

2.1.2 中肥力地塊 由表4 可知，中肥力地塊各處理中，處理N2P2K2的玉米產量最高，為708.5 kg/667m2，其氮、磷、鉀肥施用水平均較高。處理N2P3K2、N2P1K2、N2P2K3、N3P2K2的玉米產量較高，分別為680.4 kg/667m2、663.9 kg/667m2、663.9 kg/667m2、663.9 kg/667m2，其中，處理N2P3K2和N2P2K3的磷肥和鉀肥料施用水平分別為最高。以上5 個處理的玉米禿尖較短（4.2～4.6 cm），果穗長適中（20.6～21.6 cm），千粒重較重（395.2～438.4 g），經濟性狀表現較理想。

表4 中肥力地塊各處理的玉米經濟性狀

2.1.3 低肥力地塊 由表5 可知，低肥力地塊各處理中，處理N2P2K3的玉米產量最高，為681.5 kg/667m2，其鉀肥施用水平最高，氮肥和磷肥施用水平均較高。處理N2P1K2、N2P2K1、N2P3K2、N3P2K2、N1P2K1的玉米產量較高，分別為661.8 kg/667m2、656.8 kg/667m2、654.4 kg/667m2、654.4 kg/667m2、651.9 kg/667m2，其中，處理N2P3K2和N3P2K2的磷肥和氮肥施用水平分別為最高，但產量在該5 個處理中排名靠后。以上6 個處理的玉米禿尖度較?。?.28～3.60 cm），果穗長適中（19.8～21.6 cm），千粒重較重（363.2～385.6 g），經濟性狀表現較理想。

表5 低肥力地塊各處理的玉米經濟性狀

2.2 不同施肥處理的玉米生育表現及進程

經觀察發現，不同肥力地塊各處理中，處理N0P2K2和N0P0K0的玉米前期發育遲緩，植株長勢較差，后期表現早衰，出現明顯的缺素特征；N 素2 水平及3 水平的所有處理，其玉米植株長勢正常，葉色翠綠，其余特征無明顯差別，且生長發育階段基本同步。

2.2.1 高肥力地塊 由表6 可知，生育表現上，高肥力地塊各處理中，缺素的處理N2P2K0、N0P2K2和N0P0K0，其玉米株高均較低，分別為294 cm、293 cm、292 cm。處理N0P2K2的玉米穗位高較低，為121 cm，在各處理中排名第13 位；其玉米莖粗最小，為2.30 cm。生育進程上，處理N0P0K0和N0P2K2的玉米拔節期、孕穗期、成熟期相同。其他處理的玉米生育進程同步。

表6 高肥力地塊各處理的玉米生育表現及進程

2.2.2 中肥力地塊 由表7 可知，生育表現上，中肥力地塊各處理中，缺素的處理N2P0K2，其玉米株高較低，為274 cm。處理N0P0K0的穗位高較低，為90 cm，在各處理中排名第13 位；其玉米莖粗最小，為2.30 cm。生育進程上，處理N0P0K0和N0P2K2的玉米孕穗期相近，成熟期相同。其他處理的玉米生育進程同步。

表7 中肥力地塊各處理的玉米生育表現及進程

2.2.3 低肥力地塊 由表8 可知，生育表現上，低肥力地塊各處理中，缺素的處理N2P0K2、N2P2K0，其玉米株高較低，分別為224 cm、237 cm。處理N2P2K0的玉米穗位高較低，為92 cm，在各處理中排名第10 位；處理N2P0K2的玉米穗位高最低，為79 cm，其玉米莖粗較小，為2.26 cm，在各處理中排名第9 位。生育進程上，處理N0P0K0和N0P2K2的玉米孕穗期和成熟期相同，且早于其他處理。其他處理的玉米生育進程基本同步。

表8 低肥力地塊各處理的玉米生育表現及進程

2.3 不同施肥處理的玉米產量

經測產，不同肥力地塊無肥區及缺素區均與相應的施肥區在玉米產量上存在差異，均表現為缺素區產量較低、無肥區產量最低的特征。

2.3.1 高肥力田塊 由表9 可知，高肥力地塊各處理中，處理N2P2K2的玉米折干率最高，為78.5%，產量也最高，為728.9 kg/667m2，比處理N0P2K2（無氮區）、N2P0K2（無磷區）、N2P2K0（無鉀區）分別增加171.1 kg/667m2、84.4 kg/667m2、166.6 kg/667m2，比N0P0K0（無氮磷鉀區）增加208.9 kg/667m2。處理N0P2K2（無氮區）、N2P0K2（無磷區）、N2P2K0（無鉀區）的玉米產量較低，在各處理中分別排名第13 位、第11 位、第12 位。

表9 高肥力地塊各處理的玉米產量

2.3.2 中肥力田塊 由表10 可知，中肥力地塊各處理中，處理N2P2K2的玉米光棒鮮重最高，為46.33 kg，產量也最高，為708.5 kg/667m2，比處理N0P2K2（無氮區）、N2P0K2（無磷區）、N2P2K0（無鉀區）分別增加211.2 kg/667m2、100.1 kg/667m2、172.4 kg/667m2，比處理N0P0K0（無氮磷鉀區）增加241.8 kg/667m2。處理N0P2K2（無氮區）、N2P0K2（無磷區）、N2P2K0（無鉀區）的玉米產量較低，在各處理中分別排名第13 位、第10 位、第12 位。

表10 中肥力地塊各處理的玉米產量

2.3.3 低肥力田塊 由表11 可知，低肥力地塊各處理中，處理N2P2K3的玉米折干率最高，為79.0%，產量也最高，為681.5 kg/667m2，比處理N0P2K2（無氮區）、N2P0K2（無磷區）、N2P2K0（無鉀區）分別增加195.1 kg/667m2、153.1 kg/667m2、62.1 kg/667m2，比處理N0P0K0（無氮磷鉀區）增加256.8 kg/667m2。處理N0P2K2（無氮區）、N2P0K2（無磷區）、N2P2K0（無鉀區）的玉米產量較低，在各處理中分別排名第13 位、第12 位、第9 位。

表11 低肥力地塊各處理的玉米產量

2.4 玉米產量和肥料用量的相關性

采用回歸分析法對玉米產量和肥料用量進行分析，分別建立高肥力、中肥力、低肥力地塊玉米產量與氮、磷、鉀肥施用量的回歸方程：

y＝519.630 0＋15.081 0N－0.694 0N2－0.717 0P－0.717 0P2＋9.640 4K－0.589 0K2＋0.369 2NP＋0.207 5NK＋0.700 2PK

y＝468.760 0＋16.222 0N－0.910 0N2＋5.117 7P－0.975 0P2＋9.393 8K－0.722 0K2＋0.323 2NP＋0.518 5NK＋0.612 1PK

y＝423.810 0＋20.489 0N－1.142 0N2＋0.212 3P－1.678 0P2＋17.191 0K－0.949 0K2＋1.365 4NP－0.097 0NK＋0.997 3PK

對各回歸方程進行方差檢驗，由表12 可知，高肥力和低肥力地塊的回歸方程表現極顯著，中肥力地塊的回歸方程達顯著水平，表明氮磷鉀肥施用量與玉米產量之間顯著相關，所得回歸方程擬合度較好，可供相似生態條件下大田生產進行參考。

表12 回歸方程的方差檢驗

2.5 不同肥力地塊的最大施肥量與最佳施肥量

2.5.1 最大施肥量 僅考慮產量因素，根據上述回歸方程計算實現最高產量的肥料配比分別為高肥力地塊施氮肥17.25 kg/667m2、磷肥13.27 kg/667m2、鉀肥19.18 kg/667m2，玉米產量可達737.04 kg/667m2；中肥力地塊施氮肥15.44 kg/667m2、磷肥10.34 kg/667m2、鉀肥16.44 kg/667m2，玉米產量可達697.71 kg/667m2；低肥力地塊施氮肥14.33 kg/667m2、磷肥9.92 kg/667m2、鉀肥13.54 kg/667m2，玉米產量可達688.08 kg/667m2（表13）。

表13 不同肥力地塊最大施肥量及其玉米產量kg/667m2

2.5.2 最佳施肥量 按純氮5.52 元/kg，純磷5.25 元/kg，純鉀8.33 元/kg，玉米3.20 元/kg 計算，綜合肥料成本及玉米市場價格因素，得出不同肥力地塊的最佳施肥量為：高肥力地塊施氮肥13.49 kg/667m2、磷肥8.01 kg/667m2、鉀肥13.11 kg/667m2，玉米產量可達720.27 kg/667m2；中肥力地塊施氮肥13.01 kg/667m2、磷肥7.94 kg/667m2、鉀肥12.75 kg/667m2，玉米產量可達688.83 kg/667m2；低肥力地塊施氮肥12.54 kg/667m2、磷肥8.03 kg/667m2、鉀肥11.27 kg/667m2，玉米產量可達682.02 kg/667m2（表14）。

表14 不同肥力地塊最佳施肥量及其玉米產量kg/667m2

2.6 氮磷鉀各因子缺素對玉米產量的影響

由表15 可知，高肥力地塊氮、磷、鉀缺素區的玉米相對產量分別為76.53%、88.42%、77.14%，其土壤氮、磷、鉀均屬中等偏低水平，氮、磷、鉀肥貢獻率分別為23.65%、11.58%、22.86%，氮、磷、鉀肥對其玉米產量的影響程度表現為氮肥＞鉀肥＞磷肥，土壤整體養分貢獻率為71.34%。中肥力地塊氮、磷、鉀缺素區的玉米相對產量分別為70.19%、85.87%、75.67%，其土壤氮屬低水平，磷屬中等水平，鉀屬中等偏低水平，氮、磷、鉀肥貢獻率分別為29.81%、14.13%、24.33%，氮、磷、鉀肥對其玉米產量的影響程度表現為氮肥＞鉀肥＞磷肥，土壤整體養分貢獻率為65.87%。低肥力地塊氮、磷、鉀缺素區的玉米相對產量分別為71.37%、82.25%、77.53%，其土壤氮屬低水平，磷屬中等水平，鉀屬中等偏低水平，氮、磷、鉀肥貢獻率分別為28.63%、17.75%、22.47%，氮、磷、鉀肥對其玉米產量的影響程度表現為氮肥＞鉀肥＞磷肥，土壤整體養分貢獻率為67.71%。綜合表明，氮素肥料對高、中、低肥力地玉米產量的影響程度均最大，鉀肥次之，磷肥第三。

表15 不同肥力地塊缺素區的玉米相對產量%

3 結論

在畢節市七星關區不同土壤肥力等級地塊開展玉米測土配方施肥3414 試驗，結果表明，不同肥力等級地塊玉米生長均對氮、磷、鉀素敏感，不同肥力等級地塊缺氮處理的玉米前期發育遲緩，植株長勢較差，后期表現早衰，出現明顯的缺素特征；氮肥施用2 水平及3 水平的所有處理，玉米植株長勢正常，其余特征無明顯差別，生長發育階段基本同步。不同肥力等級地塊氮、磷、鉀肥施用水平相對較高的處理，其玉米的禿尖較短，果穗長度適中，籽粒較飽滿，千粒重較高，經濟性狀表現較理想。同時，不同肥力地塊缺素處理的玉米產量均較低，且低于相應的非缺素處理，其中氮肥施用水平相對較高的處理，其玉米產量較高；氮、磷、鉀肥對玉米產量的影響程度表現為氮肥＞鉀肥＞磷肥。另外，根據玉米產量與其施氮、磷、鉀肥施用量的回歸分析結果，綜合肥料成本及玉米種植經濟效益，試驗區域不同肥力地塊最佳施肥量為高肥力地塊施氮肥13.49 kg/667m2、磷肥8.01 kg/667m2、鉀肥13.11 kg/667m2，玉米單產可達720.27 kg/667m2；中肥力地塊施氮肥13.01 kg/667m2、磷肥7.94 kg/667m2、鉀肥12.75 kg，玉米單產可達688.83 kg/667m2；低肥力地塊施氮肥12.54 kg、磷肥8.03 kg/667m2、鉀肥11.27 kg/667m2，玉米單產可達682.02 kg/667m2。

試驗中還發現，定量施肥在操作上有一定難度，生產上需配備相應的施肥器具，以盡量精確控制每穴肥料施用量，使玉米群體營養均衡、生長一致。另外，受作物特性、土壤養分變化的影響，作物最佳需肥量是一個動態的值，因此，測土配方施肥是一項長期性、持續性的工作。而試驗僅為一季數據，且僅在較低海拔梯度區域進行試驗，所得回歸方程的擬合度經理論檢驗雖表現較好，具備一定可信度，但其與生產實踐的擬合狀況仍需通過更多試驗驗證，且針對不同海拔區域玉米種植適宜的肥料配方仍需進一步試驗探索。