基于测土配方施肥试验的肥料效应与最佳施肥量研究
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摘要
结合湖北省测土配方施肥项目，对2005-2007年于恩施市、南漳县、天门市和仙桃市实施的“3414”田间小区试验结果进行研究。为了更好服务于农业生产实际，重点研究了不同作物和不同施肥量对肥料利用率和产量的影响，探讨了作物耕作制度、耕地地力和土壤分类属性对肥料养分利用率的影响，并尝试建立了水稻、玉米、油菜、小麦的肥料效应函数。主要结果如下：
1．水稻、玉米、小麦、油菜氮、磷、钾肥当季表观利用率变化幅度分别为13．29％-31．44％、21．01％-33．55％、38．46％-58．45％，施肥对小麦和油菜产量的影响明显高于水稻和玉米。氮、磷、钾肥配施对作物产量增产作用最大，影响最大的因素是氮，其次是磷、钾。配方施肥与习惯施肥比较，肥料当季利用率均有所提高，钾肥升幅最大，单位养分对作物增产量也有所提高。
2．“3414”肥效试验表明，高、中、低肥力田水稻最佳施氮量分别为31．36 kg／hm~2、218．36kg／hm~2、139．5kg／hm~2，最佳施磷量分别为135kg／hm~2、47．09kg／hm~2、68．15kg／hm~2，最佳施钾量分别为99．68kg／hm~2、63．28kg／hm~2、84．18kg／hm~2；高、低肥力田玉米最佳施氮量分别为191．4kg／hm~2、199．57kg／hm~2，最佳施磷量为39．10kg／hm~2、71．82kg／hm~2，最佳施钾量为135-202．5kg／hm~2、28．32kg／hm~2；小麦氮磷钾最佳施肥量分别为186．63kg／hm~2、64．56kg／hm~2、76．20kg／hm~2；油菜最佳施肥量为147．59kg／hm~2、76．32kg／hm~2、18．67kg／hm~2。
3．水稻、小麦随施氮水平的提高氮素表观利用率、作物产量呈先升后降的二次抛物型曲线，最佳施氮量为199kg／hm~2、150kg／hm~2，玉米、油菜随施氮水平的提高作物产量也呈先升后降的趋势，但随着施氮的提高氮素利用率直线下降，两种作物最佳施氮量为114kg／hm~2、190kg／hm~2；随着施磷水平的提高，过量的施磷显著降低了作物产量、磷肥当季表观利用率，水稻、玉米、油菜、小麦的最佳施磷量应为66kg／hm~2、82kg／hm~2、25kg／hm~2、54kg／hm~2；水稻、油菜、小麦的施钾量应为80kg／hm~2、75kg／hm~2、46kg／hm~2，玉米施钾量为120-180kg／hm~2。
4．麦-稻轮作制度在肥料当季表观利用率、产量增产效应上显著高于油-稻，小麦-玉米在肥料当季表观利用率、产量增产效应上高于马铃薯-玉米。
5．肥料当季养分利用率和施肥对作物的增产效应与土壤肥力水平成反比，产量各构成要素中穗粒数、有效穗对水稻产量影响较大，穗粒数对玉米增产起重要的作用。
6．对不同作物试验地块的土壤分类属性研究表明，同一作物不同土种上当季肥料利用率不同，油菜和玉米作物的两个不同土种对产量增产效应没有显著差异，而水稻作物的四个土种对产量增产效应存在差异。
Together with the soils testing and fertilizer recommendation in Hubei province, the "3414" field trials which were conducted from 2005 to 2007 in Enshi, Nanzhang, Tianmen、Xiantao cities were studied. To give a better help for agricultural production, the study analyzed the effects of corps、fertilization, soils fertility、crops rotations and soil local types on yield and use efficiency of fertilizers, and tried to establish the equation of fertilizer response for rice, maize、rape、wheat. Main results are as follows:
1 .The change ranges of use efficiency of nitrogen, phosphate, potash fertilizers for rice、maize、wheat、rape were 13.29%-31.44%、21.01%-33.55%、38.46%-58.45% respectively. Effects of fertilizers on yield of wheat and rape were superior to rice and maize. The increased yield of crops was the highest when nitrogen, phosphate, potash fertilizers were applied together, The main factor was nitrogen, secondly phosphorus and potassium. Compared to regular fertilization, The use efficiency of nitrogen, phosphate, potash fertilizers of formula fertilization increased. Especially potassium increased highly than nitrogen and phosphorus, and the crops yields with 1 kg fertilizer nutrients increasing in formula fertilization increased for rice, wheat, rape, maize.
2.Through the equation of "3414" fertilizer effect experiment, the results showed that, the optimum nitrogen dosages of rice in high, middle, low fertility soils respectively were 31.36kg/hm~2、218.36kg/hm~2、139.5kg/hm~2,the optimum phosphate dosages respectively were 135kg/hm~2、47.09 kg/hm~2、68.15kg/hm~2, the optimum potash dosagesrespectively were 99.68kg/hm~2、63.28 kg/hm~2、84.18kg/hm~2; the optimum nitrogen dosages of maize in high, low fertility soils respectively were 191.4kg/hm~2、199.57kg/hm~2,the optimum phosphate dosages respectively were 39.10kg/hm~2、71.82kg/hm~2, the optimum potash dosages respectively were 135-202.5kg/hm~2、28.32kg/hm~2; the optimum dosages fo nitrogen, phosphate, potash fertilizers were 186.63kg/hm~2、64.56kg/hm~2、76.20kg/hm~2 for wheat respectively ; 147.59kg/hm~2、76.32kg/hm~2、18.67kg/hm~2 for rape respectively.
3.The optimum dosage of nitrogen fertilizer was 199kg/hm~2、150kg/hm~2 respectively for rice and wheat, use efficiency of nitrogen fertilizer and crops yield were quadratic parabolic curve which increased originally then decreased respectively ,with the application of N increasing for wheat and rice; The optimum dosage of nitrogen fertilizer was 114kg/hm~2、190kg/hm~2 respectively for maize and rape, with the application of N increasing, crops yield increased originally then decreased respectively ,but use efficiency of nitrogen fertilizer decreased linear; with the application of P increasing, excessive fertilizer lows crops field remarkably and use efficiency of phosphate fertilizer, theoptimum dosage of phosphate fertilizer was 66kg/hm~2、82kg/hm~2、25kg/hm~2、54kg/hm~2 for rice、maize、rape and wheat; the optimum dosage of potash fertilizer was 80kg/hm~2、75kg/hm~2、46kg/hm~2、120-180kg/hm~2 for rice、rape、wheat and maize.
4. The wheat-rice rotations was superior to the rape-rice rotations on use efficiency of fertilizers and the increased yield effects of every 1 kg fertilizers. The wheat-maize rotations was superior to the potato-maize rotations on use efficiency of fertilizers and the increased yield effects of every 1 kg fertilizers.
5.Use efficiency of fertilizers and the increased yield response of fertilization decreased with soils fertility increasing ,the ear few and available ear of yield components had greater effects on rice yield than other factors of yield components, and the ear few was important in maize yield increasing responses.
6. The soil types in field trials of different crops were studied, the results showed that use efficiency of fertilizers were different in different soils local types for the same crop, the effects of yield increasing were not significantly different in 2 different soils local types for rape and maize, however, the effects of yield increasing were significantly different in 4 different soils local types for rice.
1．水稻、玉米、小麦、油菜氮、磷、钾肥当季表观利用率变化幅度分别为13．29％-31．44％、21．01％-33．55％、38．46％-58．45％，施肥对小麦和油菜产量的影响明显高于水稻和玉米。氮、磷、钾肥配施对作物产量增产作用最大，影响最大的因素是氮，其次是磷、钾。配方施肥与习惯施肥比较，肥料当季利用率均有所提高，钾肥升幅最大，单位养分对作物增产量也有所提高。
2．“3414”肥效试验表明，高、中、低肥力田水稻最佳施氮量分别为31．36 kg／hm~2、218．36kg／hm~2、139．5kg／hm~2，最佳施磷量分别为135kg／hm~2、47．09kg／hm~2、68．15kg／hm~2，最佳施钾量分别为99．68kg／hm~2、63．28kg／hm~2、84．18kg／hm~2；高、低肥力田玉米最佳施氮量分别为191．4kg／hm~2、199．57kg／hm~2，最佳施磷量为39．10kg／hm~2、71．82kg／hm~2，最佳施钾量为135-202．5kg／hm~2、28．32kg／hm~2；小麦氮磷钾最佳施肥量分别为186．63kg／hm~2、64．56kg／hm~2、76．20kg／hm~2；油菜最佳施肥量为147．59kg／hm~2、76．32kg／hm~2、18．67kg／hm~2。
3．水稻、小麦随施氮水平的提高氮素表观利用率、作物产量呈先升后降的二次抛物型曲线，最佳施氮量为199kg／hm~2、150kg／hm~2，玉米、油菜随施氮水平的提高作物产量也呈先升后降的趋势，但随着施氮的提高氮素利用率直线下降，两种作物最佳施氮量为114kg／hm~2、190kg／hm~2；随着施磷水平的提高，过量的施磷显著降低了作物产量、磷肥当季表观利用率，水稻、玉米、油菜、小麦的最佳施磷量应为66kg／hm~2、82kg／hm~2、25kg／hm~2、54kg／hm~2；水稻、油菜、小麦的施钾量应为80kg／hm~2、75kg／hm~2、46kg／hm~2，玉米施钾量为120-180kg／hm~2。
4．麦-稻轮作制度在肥料当季表观利用率、产量增产效应上显著高于油-稻，小麦-玉米在肥料当季表观利用率、产量增产效应上高于马铃薯-玉米。
5．肥料当季养分利用率和施肥对作物的增产效应与土壤肥力水平成反比，产量各构成要素中穗粒数、有效穗对水稻产量影响较大，穗粒数对玉米增产起重要的作用。
6．对不同作物试验地块的土壤分类属性研究表明，同一作物不同土种上当季肥料利用率不同，油菜和玉米作物的两个不同土种对产量增产效应没有显著差异，而水稻作物的四个土种对产量增产效应存在差异。
Together with the soils testing and fertilizer recommendation in Hubei province, the "3414" field trials which were conducted from 2005 to 2007 in Enshi, Nanzhang, Tianmen、Xiantao cities were studied. To give a better help for agricultural production, the study analyzed the effects of corps、fertilization, soils fertility、crops rotations and soil local types on yield and use efficiency of fertilizers, and tried to establish the equation of fertilizer response for rice, maize、rape、wheat. Main results are as follows:
1 .The change ranges of use efficiency of nitrogen, phosphate, potash fertilizers for rice、maize、wheat、rape were 13.29%-31.44%、21.01%-33.55%、38.46%-58.45% respectively. Effects of fertilizers on yield of wheat and rape were superior to rice and maize. The increased yield of crops was the highest when nitrogen, phosphate, potash fertilizers were applied together, The main factor was nitrogen, secondly phosphorus and potassium. Compared to regular fertilization, The use efficiency of nitrogen, phosphate, potash fertilizers of formula fertilization increased. Especially potassium increased highly than nitrogen and phosphorus, and the crops yields with 1 kg fertilizer nutrients increasing in formula fertilization increased for rice, wheat, rape, maize.
2.Through the equation of "3414" fertilizer effect experiment, the results showed that, the optimum nitrogen dosages of rice in high, middle, low fertility soils respectively were 31.36kg/hm~2、218.36kg/hm~2、139.5kg/hm~2,the optimum phosphate dosages respectively were 135kg/hm~2、47.09 kg/hm~2、68.15kg/hm~2, the optimum potash dosagesrespectively were 99.68kg/hm~2、63.28 kg/hm~2、84.18kg/hm~2; the optimum nitrogen dosages of maize in high, low fertility soils respectively were 191.4kg/hm~2、199.57kg/hm~2,the optimum phosphate dosages respectively were 39.10kg/hm~2、71.82kg/hm~2, the optimum potash dosages respectively were 135-202.5kg/hm~2、28.32kg/hm~2; the optimum dosages fo nitrogen, phosphate, potash fertilizers were 186.63kg/hm~2、64.56kg/hm~2、76.20kg/hm~2 for wheat respectively ; 147.59kg/hm~2、76.32kg/hm~2、18.67kg/hm~2 for rape respectively.
3.The optimum dosage of nitrogen fertilizer was 199kg/hm~2、150kg/hm~2 respectively for rice and wheat, use efficiency of nitrogen fertilizer and crops yield were quadratic parabolic curve which increased originally then decreased respectively ,with the application of N increasing for wheat and rice; The optimum dosage of nitrogen fertilizer was 114kg/hm~2、190kg/hm~2 respectively for maize and rape, with the application of N increasing, crops yield increased originally then decreased respectively ,but use efficiency of nitrogen fertilizer decreased linear; with the application of P increasing, excessive fertilizer lows crops field remarkably and use efficiency of phosphate fertilizer, theoptimum dosage of phosphate fertilizer was 66kg/hm~2、82kg/hm~2、25kg/hm~2、54kg/hm~2 for rice、maize、rape and wheat; the optimum dosage of potash fertilizer was 80kg/hm~2、75kg/hm~2、46kg/hm~2、120-180kg/hm~2 for rice、rape、wheat and maize.
4. The wheat-rice rotations was superior to the rape-rice rotations on use efficiency of fertilizers and the increased yield effects of every 1 kg fertilizers. The wheat-maize rotations was superior to the potato-maize rotations on use efficiency of fertilizers and the increased yield effects of every 1 kg fertilizers.
5.Use efficiency of fertilizers and the increased yield response of fertilization decreased with soils fertility increasing ,the ear few and available ear of yield components had greater effects on rice yield than other factors of yield components, and the ear few was important in maize yield increasing responses.
6. The soil types in field trials of different crops were studied, the results showed that use efficiency of fertilizers were different in different soils local types for the same crop, the effects of yield increasing were not significantly different in 2 different soils local types for rape and maize, however, the effects of yield increasing were significantly different in 4 different soils local types for rice.
引文
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