基于3414试验设计的大豆肥料效应研究.pdf

农业科学 农业与技术 基于 试验设计的大豆肥料效应研究张启鑫杨梅宋刚 吴僭(黔东南州农业科学院 贵州 凯里 黔东南州土壤肥料站 贵州 凯里)摘 要:为获得大豆最佳施肥量和产量 通过“”肥料效应田间试验 构建大豆高产的施肥模型 为黔东南州地区提供科学施肥方案 以“黔豆 号”为试材 设置氮()、磷()、钾()因素 每个因素 个水平 共 个处理 结果表明:处理 产量、百粒重最高 分别为 、/粒 处理 株高最高 为 处理 单株结荚数最高 为 个 本试验推荐纯氮的最佳施肥量为 过氧化磷 硫酸钾 最大产量为 通过分析施肥量对大豆农艺性状的影响得出施用磷肥对大豆产量提升的作用效果高于氮肥和钾肥 种肥料间的互作效应依次为 关键词:大豆“”试验 肥料效应 产量 施肥量中图分类号:文献标识码:/收稿日期:作者简介:张启鑫()男 本科 助理农艺师 研究方向:旱地作物栽培与育种 大豆中含有丰富的蛋白质 是重要的固氮作物还是饲料蛋白、食用油的重要来源 然而 为提高大豆产量 农户在施肥过程中普遍存在频繁施肥现象 造成肥料施用不平衡 制约了土壤质量和大豆产量 也是造成农业污染的来源 因此 优化施肥配比能够减少肥料损失和提高大豆产量 科学指导施肥“”试验设计少、效率高 是测土配方主要的施肥方案 我国自 年起在全国开展测土配方施肥生产与试验相结合的工作 科学指导各地区施肥 降低成本、促进增收、优化生态环境“”肥料试验设计通过统计分析可建立三元二次函数用于分析肥料效应 也可建立 个一元二次肥料效应函数来获取应用于实际施肥决策的指导信息 实现施肥效应最佳设计 近年来 各地区都在使用“”肥料效应田间试验来指导当地科学施肥 产生了很多实用的效果 减少了肥料的耗损 提高了地区大豆产量 试验设计与材料 试验地概况试验地位于黔东南州高新农业科技园()前茬作物为油菜 总面积 肥力均匀、沟渠配套 排灌条件较好 防洪抗旱能力较强 试验地有机质 全氮 速效磷 速效钾 供试材料试验种为“黔豆 号”由贵州省农科院提供试验使用肥料为尿素()、过磷酸钙()硫酸钾()试验肥料采用一次基施 不设置追肥 试验设计试验采用“”回归设计“”是指氮、磷、钾 因素“”水平是指 水平、水平、水平、水平 其中 为不施肥 水平为本地推荐施肥量 水平为 水平的 水平为 水平的 倍“”是指 个处理 其中 为对照 试验小区面积 ()株行距 小区四周设保护行和行间道 便于田间管理和调查 如表 所示 试验方法 农艺性状考察大豆植株成熟停止生长后用尺子从大豆基部第 节到主茎顶尖进行株高测量 每个小区随机测量 株 大豆按小区分别收割后 人为剥下每个单株果荚 数出单株大豆植株结出成熟大豆的荚数 记为单株结果实荚数 单株果荚剥开得到的大豆总粒数为单株结果粒数 称取每 粒大豆种子的重量 每个小区分别做 次重复 记为百粒重 称取实际所获得的 农业与技术 农业科学各小区的大豆重量 换算成公顷产量 即得到大豆产量表“”试验方案处理处理施肥量/()三元二次方程拟合方法使用 中的“肥料试验”模块对本试验中、的施用量和大豆产量进行拟合 即选择 个试验处理的施肥量和对应的产量进行拟合得到三元二次方程模型:式中 为大豆产量、为方程系数、为不同处理的肥料施用量运用该软件解出、的最佳施肥量和最佳产量 一元二次方程的拟合方法为找出单因素肥效影响下的最佳施肥量和大豆的最高产量 以区别三元二次方程的、的互作效应 使用 中的“线性回归分析”功能分别对、单因素下的施用量和大豆产量进行拟合分析 得到的一元二次方程模型:式中 为、种肥料的施用量 为大豆产量 为二次系数 为一次系数 为截距 依据一元二次效应方程的特性 当作物边际效应为(即求偏导)时的产量达到最高值 以此得到肥料最高施用量 公式:最佳施用量公式:/式中 表示过磷酸钙、磷酸钾、纯氮的价格表示大豆的价格 纯氮的单因素肥料效应选择、的氮肥施用量和对应大豆产量进行拟合 的单因素肥料效应选择、的磷肥施用量和对应大豆产量进行拟合 的单因素肥料效应选择、的钾肥施用量和对应大豆产量进行拟合 数据统计分析本试验重复性分析均用平均值标准差()表示 数据采用 进行方差分析 结果相应的概率值 被认为具有统计学意义 不同的小写字母表示在 水平具有显著性差异 结果与分析 不同施肥处理对大豆农艺性状的影响由图 可知 不同处理对大豆农艺性状有不同的影响 处理中 株高最高 为 单株结果实荚数 最高 为 个 百粒重 最高 为 单株结粒数 最高 为 个图 不同施肥处理对大豆农艺性状的影响 不同施肥量处理的大豆产量结果分析图 为不同施肥量的大豆产量 对照 的产量为 与对照组相比 各试验组产量都有不同程度的增加 其中 与对照组相比产量差异不显著 剩余处理与对照组差异显著 其中、比对照增产效果最明显 产量分别为、说明施肥能够显著提升大豆产量 注:不同小写字母表示 施用磷肥对于大豆产量提升的作用效果显著高于施用氮肥和钾肥根据相对产量进行土壤肥力等级划分 无肥区、无钾区、无氮区的相对产量范围在 土壤养分属于丰水平 无磷区的相对产量大于 土壤养分属于极丰水平 地力养分丰缺情况说明供试土壤中土壤养分含量高 其中速效磷含量达到极丰水平表 土壤地力产量及土壤肥力处理互作效应施肥量/()产量/增产率/相对产量/()无肥区()无氮区 无磷区 无钾区 全素区 种肥效互作模型分析为进一步探寻获取最高产量、最高施肥量、最佳产量、最佳施肥量 根据、的不同施肥量得到的不同产量 运用线性二次回归分析得到以下方程:其中 标准误 分子自由度、分母自由度 查 值表得 ()()令 说明该方程真实存在氮、磷、钾不同施用配比对大豆产量的影响具有统计学意义 方程求解得纯氮施用量为 、过氧化磷 、硫酸钾 最大产量为 单因素肥料效应模型为了找出单因素肥效影响下的最佳施肥量和大豆的最高产量 以区别三元二次方程的、的互作效应 进而分别对 种肥料效应进行一元二次方程进行拟合 拟合结果如表 所示 平面图如图 所示表 单因素与产量的一元二次方程拟合结果养分因子一元二次方程 值 值尿素 过磷酸钙 硫酸钾 氮肥单因素肥料效应模型如图 所示 对氮肥单因素施用量拟合得到回归方程:说明该方程拟合程度较好 如图 所示 大豆产量变化随着施氮量的增加而增加 在达到某一值后开始呈现下降趋势 说明该方程中大豆产量存在极大值 通过计算得到该试点纯氮的最高施肥量为 最高产量为图 纯氮施用量对大豆产量的影响 磷肥单因素肥料效应模型如图 所示 对磷肥单因素施用量得到回归方程:说明该方程拟合程度高 大豆产量变化随着施磷量的增加而增加 在达到某一值后开始呈现下降趋势 说明大豆产量存在极大值 通过肥料效应方程计算得到该试点 的最高施肥量为 最高产量为 钾肥单因素肥料效应模型如图 所示 对钾肥单因素施用量得到回归方程:农业与技术 农业科学 说明该方程拟合程度高 如图 所示 大豆产量变化随着施钾量的增加而增加 在试验设计的施肥量内仍有上升趋势 通过一元二次方程特性得知 大豆产量存在极大值 但图中并未明显反应说明该试验设置的最大施钾量还将提高 通过肥料效应方程计算得到该 的最高施肥量为 最高产量为 图 过磷酸钙施用量对大豆产量的影响图 硫酸钾施用量对大豆产量的影响 讨论 不同施肥量对大豆农艺性状的影响作物产量受施肥量影响 在一定区间内作物产量随着施肥量的增加而增加 在本试验中、的施用能够增加大豆的株高和单株结果实荚数 一定量的施氮水平能够增加大豆百粒重 但试验中发现 施肥量超过某一阈值时 大豆农艺性状则会出现下降趋势 在本试验中、的同水平下 株高最高 但在随着磷肥的增加株高反而降低 单株结果实荚数 最高 但在磷肥的增加水平下单株结果实荚数反而降低 这可能是、施用量与作物之间的离子拮抗或大豆自身调节而产生的结果 具体的机理分析还有待进一步探究 地力产力及土壤肥力分析在本试验中 通过对 个不同施肥量处理的产量进行分析 得到 种肥料的互作效应大小依次为 这与张慧敏等、魏丹等的研究发现一致 种肥料的互作效应大于单因素效应且磷的施用效应要大于、的施用效应 说明磷能促进根系生长从而增加土壤中根瘤菌的固氮能力 能显著提高大豆对营养的吸收能力从而提高大豆产量 结论从产量角度分析 不考虑成本因素 本试验推荐纯氮的最佳施肥量为 过氧化磷 硫酸钾 最大产量为 种肥料间的互作效应依次为 施用磷肥对于大豆产量提升的作用效果显著高于施用氮肥和钾肥 通过“”肥料效应田间试验 构建大豆高产的施肥模型 旨为黔东南州地区提供科学施肥方案参考文献 王超.浅谈东北地区大豆轮作生产.辽宁农业科学():.尹智超.绿豆与红小豆氮磷钾优化施肥数学模型的建立及应用.长春:吉林大学.陈伟松 刘均霞.桐梓县大豆“”田间肥效试验研究初探.耕作与栽培 ():.赵东升.朝阳县大豆施肥模式研究.现代农业 ():.孙德发.农大豆“”测土配方施肥田间肥效试验总结.农民致富之友 ():.张东辉 梁青.周口市大豆 田间肥效试验分析.农村经济与科技 ():.徐万岗.延安市黄绵土大豆肥料效应试验研究.农民致富之友 ():.陈新平 张福锁.通过“”试验建立测土配方施肥技术指标体系.中国农技推广 ():.宋朝玉 高峻岭 张清霞 李祥云.“”肥料试验结果统计分析方法的探讨.山东农业科学 ():.张慧敏 常鸿杰 王二伟 耿若飞 贾真真 王春英.氮磷钾肥配施对大豆产量及性状的影响.陕西农业科学 ():.魏丹 李艳 李玉梅 金梁 王伟 蔡姗姗 李婧.氮磷钾元素对黑龙江不同地区大豆产量和品质的影响.大豆科学 ():.田艺心 曹鹏鹏 张海英 高凤菊.磷肥减施对间作大豆/玉米农艺性状及产量、经济效益的影响.山东农业科学 ():.毛璐 宋春 徐敏 雍太文 王小春 杨文钰.栽培模式及施肥对玉米和大豆根际土壤磷素有效性的影响.中国生态农业学报 ():.(责任编辑 常佳琪)