剑麻“3414”施肥效应研究

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  摘要[目的]研究氮磷钾肥对剑麻生产的影响。[方法]在麻园开展“3414”试验,分析肥料使用后,土壤供肥能力、植株对养分吸收量和肥料利用率等。[结果]在一定的施用量范围内,随着N施用量的增加,产量也随之增加,而达到一定的极限时,产量反而降低;P、K的施用量对产量产生效果的趋势是相同的,其规律不明显,可能是土壤P、K含量已充足。试验检测发现,叶片镁含量缺乏,施镁肥可显著促进产量的提高。[结论]该研究可为精准平衡施肥提供参考,从而提高肥料的效益。
  关键词剑麻;“3414”试验;肥效
  中圖分类号S143文献标识码A文章编号0517-6611(2017)23-0109-05
  Study on “3414”Fertilization Effect of Sisal
  HUANG Biao,ZHAO Jialiu,XIA Lihong et al
  ( Dongfanghong Farm,Zhanjiang State Farms,Leizhou,Guangdong 524251)
  Abstract[Objective ]The objective is to study the effect of NPK fertilizer on sisal producing.[Method]The“3414”fertilizer test was carried out to analyze soil supplying nutrient capability,nutrient uptake of plant,fertilizer use efficiency and so on after applying fertilizer in sisal garden.[Result]Among application amount rang,yield increased with N amount increasing,yield decreased when application amount was too high.Effect of P,K application amount on yield was same,but the law was not obvious,it was possible that P,K content of soil was sufficient.Magnesium deficiency was discovered in leaf by detecting.Applying magnesium fertilizer could improve sisal’s yield.[Conclusion]The research can offer reference for balanced fertilization.
  Key wordsSisal;“3414”fertilizer test;Fertilization effect
  基金项目东方红片区测土配方施肥补助国家财政项目/国家麻类产业技术体系剑麻试验站项目。
  作者简介黄标(1960—),男,广东遂溪人,农业技术推广研究员,主要从事剑麻栽培、土肥、植保、农机研究。
  鸣谢该项目得到广东省农垦总局、湛江农垦局、东方剑麻集团等有关领导与专家的大力支持和指导,此外,部分“3414”试验还得到国家麻类产业技术体系剑麻栽培岗位支持,兀彦龙、吴军亮、邓业余、郑立权、黄天来、卢庆富、陈植基、戚强等同志为该项目做了一定的工作,谨此致谢!
  收稿日期2017-05-24
  为探讨更好地利用玄武岩发育的砖红壤种植剑麻,测定其土壤供肥能力、植株对养分吸收量和肥料利用率等指标,以便实施“沃土工程”,即采用测土及结合植株营养含量实施配方施肥,推广营养平衡施肥技术,避免盲目施肥造成肥料资源浪费和环境污染,从而降低成本,尤其实现化肥零增长和精准施肥,提高肥料利用率,培肥地力,改良生态环境,促进剑麻产量、质量、抗性及社会、经济、生态效益的提高[1-16]。为此,我们开展麻园“3414”肥料试验研究,现总结如下。
  1材料与方法
  1.1试验材料
  参试品种为H·11648麻(当家种)。
  1.222-3麻园“3414”试验
  1.2.1试验时间及地点。2008年8月至2010年10月在广东省东方剑麻集团农业研究所(2011年从集团分出,现为湛江农垦东方红农场农科所)选有代表性的22-3麻园作为试验田,其土地平坦,地力中等,施用肥料前,土壤养分状况如下:有机质24.79 g/kg,全氮1.21 g/kg,碱解氮113.59 mg/kg,速效磷4.05 mg/kg,速效钾31.69 mg/kg,pH 5.61。植株生长一致,且完整无缺株;旺产麻(中龄麻),施用肥料前,叶片养分状况如下:N、P、K、Ca、Mg含量分别为:1.28%、0.10%、177%、3.65%、0.48%。面积3.83 hm2,已收获5刀,平均产叶片90 t/hm2,适宜作试验对象。
  1.2.2
  試验设计。试验选择N、P、K 3个因子,各因子设0,1,2,3共4个水平,从其中优选14个处理参与田间试验。4个水平为:0水平指不施肥;1水平=2水平×0.5;3水平=2水平×1.5。其中,2水平设计为施尿素600 kg/hm2、过磷酸钙750 kg/hm2、氯化钾675 kg/hm2。具体处理如下:①N0P0K0;②N0P2K2;③N1P2K2;④N2P0K2;⑤N2P1K2;⑥N2P2K2;⑦N2P3K2;⑧N2P2K0;⑨N2P2K1;⑩N2P2K3;B11N3P2K2;B12 N1P1K2;B13N1P2K1;B14N2P1K1。   各处理均增施有机肥30 t/hm2,且除处理①外,各处理均增施石灰2 250 kg/hm2。该试验设在22-3北段,四周均设保护行(区),每处理1次重复,随机排列,每小区0.14 hm2(即5大行,每大行124株),试验区共1.96 hm2。
  1.2.3调查统计。营养含量基数调查,于2008年9月上旬(实施前)对该试验田进行土壤及植株叶片采样,检测养分含量基数。土壤采样方法为S形采样,即该试验区共采5个点,在每个采样点处的大行间(避开施肥沟)取0~20 cm土层的土壤样品1份,5个点共采5份混合成1個样品,供测定土壤养分含量;叶片采样方法是在采土壤点相应位置上,用三角点法选有代表性的3株样株,在各样株心叶下30~35片叶的位置采一完好叶片,5个点组成1个含15片叶混合样品,供测定叶片养分含量。土壤检测的项目分别为有机质、碱解氮、有效磷、速效钾、代换性钙、代换性镁及pH值;叶片检测的项目分别为N、P、K、Ca、Mg养分含量。结束后再检测养分1次。以分析测定土壤供肥能力和植株对养分的吸收量及肥料利用率。此外,实施前对各处理选有代表性的样株进行增叶基数标记,并调查存叶数及测定其单叶重、叶长、叶宽、纤维含量等,另外,调查统计各处理的病虫害基数。
  实施过程:每年施1次肥,施肥量按试验设计各处理执行;每季度观察1次增叶情况;年底测定叶长、叶宽、单叶重及叶片产量和病虫危害情况。
  试验结束:测定各处理纤维含量及质量。此外,其他管理技术一致。
  1.323-1麻园“3414”试验
  因 22-3麻园“3414”试验的麻龄较老,增加一块低龄麻和施肥水平略调低的麻园试验,以探讨化肥减量的效应。
  1.3.1试验时间及地点。2012年4月—2015年12月在东方红农场农科所23-1麻园实施,该田块为2008年底种植,面积3.55 hm2,2011年已开割第一刀(已进入成龄麻),产量52 500 kg/hm2,地势较平坦,地力中上,较适合布置该试验。
  1.3.2试验设计。试验选择N、P、K 3个因子,各因子设0,1,2,3共4个水平,从其中优选14个处理参与田间试验。4个水平为:0水平指不施肥;2水平指以当时湛江垦区平均地力为施肥标准;1水平=2水平×0.5;3水平=2水平×1.5(该水平为过量施肥水平)。其中2水平设计为施尿素300 kg/hm2、过磷酸钙750 kg/hm2、氯化钾450 kg/hm2。具体处理如下:①N0P0K0;②N0P2K2;③N1P2K2;④N2P0K2;⑤N2P1K2;⑥N2P2K2;⑦N2P3K2;⑧N2P2K0;⑨N2P2K1;⑩N2P2K3;B11N3P2K2;B12N1P1K2;B13N1P2K1;B14N2P1K1。各处理均增施有机肥15 000 kg/hm2,且除处理①外,各处理均增施石灰2 250 kg/hm2。该试验设在23-1南段,四周均设保护行(区),1次重复,随机排列,每小区0.07 hm2(即3大行,每大行104株),试验区共0.98 hm2。
  1.3.3
  调查统计。2012年4月6日,即实施前:对各处理选有代表性的样株進行标记增叶基数,并调查存叶数及测定其单叶重、叶长、叶宽、纤维含量等,此外,调查统计各处理的病虫害基数。
  实施过程:每年施1次肥,施肥量按试验设计各处理执行;每季度观察1次增叶情况;年底测定叶长、叶宽、单叶重及叶片产量和病虫危害情况。
  试验结束:测定各处理纤维含量及质量。此外,其他管理技术一致。
  2结果与分析
  2.122-3麻园“3414”试验结果
  在22-3麻园开展“3414”试验,测定土壤的养分状况、剑麻叶片的养分状况及产量,结果见表1。
  2.1.1施肥水平与养分含量关系统计分析。
  (1)相关性分析。对表1结果采用SAS软件进行施肥水平与养分含量关系统计分析,相关性分析结果见表2。结果表明:y1与x1、x8均呈极显著负相关,即施N极显著抑制土壤有机质及叶片P含量的提高;y1与x7呈极显著正相关,即施N极显著促进叶片N含量的提高。y2与x3呈极显著正相关,即施P极显著增加土壤碱解氮的含量。y3与x7、x9呈显著和极显著正相关,即施K极显著促进叶片N及K含量的提高;y3与x8呈显著负相关,即施K显著抑制叶片P含量的提高。
  另外,其他相关关系分析得出:①x1与x2呈显著正相关,即土壤有机质含量的提高会显著促进土壤全氮含量的提高;x1与x7呈显著负相关,即土壤有机质含量的提高会显著抑制叶片N含量的提高。②x3与x6呈显著负相关,即土壤碱解氮含量的提高会显著抑制土壤pH值的提高。③x5与x7呈极显著正相关,即土壤速效钾含量的提高会极显著促进叶片N 含量的提高;x5与x8呈显著负相关,即土壤速效钾含量的提高会显著抑制叶片P含量的提高;x5与x9呈显著正相关,即土壤速效钾含量的提高会显著促进叶片K含量的提高。
  (2)回归分析。对施肥与土壤及叶片养分含量进行回归分析,其回归方程如下:
  y1=175.485 52-5.117 83x1+25.276 67x7-162.675 05x8
  y2= -174.674 99+1.890 88x3
  y3= -128.714 1+30.960 55x7+40.235 55x8+66406 52x9
  2.1.2产量与养分含量关系统计分析。
  (1)相关性分析。对表1结果采用SAS软件进行产量与养分含量关系统计分析,
  得出y与x1~x11的相关性结果见表3。结果表明:y与x11呈显著正相关,即叶片Mg含量与产量呈显著正相关。
  (2)回归分析。对产量与土壤及叶片养分含量进行回归分析,得到回归方程(F=5.54,P(0.036 5)<0.05,回归显著):y=4 634.450 17+5 554.524 02x11,结果表明:增施Mg肥可促进产量显著提高。   2.1.3肥料效应。
  N、P、K施用后,作物吸收量、植株养分含量、肥料利用率与产量效应等指标结果见表4。结果表明:不施N土壤供植株吸收N量为116~125 kg/hm2,折合46%的尿素252~271 kg/hm2;该土壤施N肥(尿素),N肥利用率为≤25.08%,该利用率严重偏低。不施P土壤供植株吸收P量为12~31 kg/hm2,折合16%的过磷酸钙77~194 kg/hm2;该土壤施P肥(过磷酸钙),P肥利用率为≤9.86%,该利用率偏低。不施K土壤供植株吸收K量为186~214 kg/hm2,折合60%的氯化钾310~357 kg/hm2;该土壤施K肥(氯化钾),K肥利用率为≤22.52%,该利用率亦严重偏低。
  2.1.4产量与效益。
  (1)施肥量與产量关系。从图1、2可见,N、P、K的施用量与产量的关系在2009和2010年呈现的规律大体一致。在一定的施用量范围内,随着N施用量的增加,产量也随之增加,而达到一定的极限时,产量反而降低;P、K的施用量对产量产生效果的趋势是相同的,其规律不明显,可能是土壤P、K含量已充足。
  (2)2009、2010年施肥与产量单因素分析。由表5可见,2009年产量单因素统计分析,N、P、K经济施肥量均为不施肥,其最大施肥量分别为516、757、360 kg/hm2,产叶片分别达到111 617、98 935、94 344 kg/hm2,其中N在一定范围内增施可极显著促进增产;增施P增产效果不显著;在一定范围内增施K可显著促进增产。
  2010年产量单因素统计分析,N、P、K经济施肥量均为不施肥,其最大施肥量分别为499、488、254 kg/hm2,产叶片分别达到108 139、100 372、91 243 kg/hm2,其中N在一定范围内增施仍极显著促进增产,可见老龄麻N要充足;在一定范围内增施P可显著促进增产;增施K反而不显著,可见老龄麻不缺K时后期无需增施K。
  (3)2009、2010年施肥与产量三因素分析。由表6可见,2009、2010年三因素分析表明最佳施肥方案就是不施肥,此外,2009和2010年N、P、K最大施肥量均为624、603、660 kg/hm2时,产量为101 394 kg/hm2。另外,到2009年暂时缺N或缺P或缺K或空白,其相对产量也可达到8311%、8447%、9469%和96.67%。2010年暂时缺N或缺P或缺K或空白,其相对产量也可达到83.11%、84.47%、9469%和87.03%,但空白的下滑速度快,由2009年相对产量的96.67%,下滑到87.03%。2年平均仅肥料投入与产出比为 1∶5.1。
  综上,最佳经济为不施肥,其主要原因是原试验地长期注重配施N、P、K肥,养分比较充足,且剑麻为长期作物,根系发达[15],吸收能力强,因此短期内(即1~2年)不施N、P、K化肥对产量的影响暂时不明显,但若多年完全不施肥,将会导致养分缺乏,麻头收缩便难以恢复,产量下降幅度大。
  2.1.5产量分析。
  由表4可见,处理⑥即施N 600 kg/hm2、P 750 kg/hm2、K 675 kg/hm2的产量最高,为108 400 kg/hm2,产量显著或极显著高于其他处理,该水平也是当时湛江垦区中老龄麻平均地力的施肥标准。但增施有机肥达到45 000 kg/hm2的情况下,其施肥标准可下调至:N(尿素)450~525 kg/hm2、P(过磷酸钙)600~675 kg/hm2、K(氯化钾)450~525 kg/hm2。此外,处理③、B14、⑩也获得较高产量,且处理间无显著差异,其产量显著或极显著高于处理②、④、⑤、⑦、⑧、⑨、B11、B12、B13。
  2.223-1麻园“3414”试验
  由表7可见,处理B11即成龄麻施N 450 kg/hm2、 P 750 kg/hm2、 K 450 kg/hm2的产量最高,为122 490 kg/hm2;其次处理⑩即施N 300kg/hm2、 P 750 kg/hm2、 K 675 kg/hm2,产量为105 855 kg/hm2。则中龄麻前要确保P、K肥的投入。
  3结论与讨论
  (1)NPK平衡配比可获得高产,偏施N会抑制叶片P含量的提高,故不能偏施,以免影响养分平衡而不利产量提高,尤其幼龄麻抗斑马纹病能力下降,致该病暴发。因此,未开割麻相对控氮,以提高抗斑马纹病能力。
  (2) 试验检测发现,叶片Mg含量缺乏,施Mg肥可显著促进产量的提高。
  (3) 试验结果表明,N、P、K肥利用率低,N肥≤2508%、P肥≤9.86%、K肥≤22.52%,主要原因:①施肥较晚,很快入冬致旺长期短及施肥时土壤干旱,而影响吸收利用率的提高;②土壤酸性较强,而P肥(过磷酸钙)很大程度被土壤固定,也影响吸收利用率的提高,今后应考虑提高肥料利用率问题。
  (4) 短期内经济施肥量为不施肥(空白),其短期内不施肥产量仍达到施肥水平的87%。其主要原因是试验地长期注重配施N、P、K肥,并增施有机肥,因此养分比较充足,且剑麻为长期作物,根系非常发达,吸收能力极强,故短期内(即1~2年)不施肥对产量影响不明显,但不利于促进剑麻产量大幅度提高和培肥地力。
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