应用“3414”肥料试验模型求解小麦施肥参数的研究

吴金涛

摘要：利用现代肥料二次回归“3414”设计，对雁江区老君镇泉溪村三社小麦施肥参数进行了研究。结果表明，该地区的小麦产量与氮、磷、钾三因素的三元二次肥料效应回归模型为：Y=247.45+23.41N+10.40P35.51K0.47NP+0.60NK+3.55PK070N20.93P2+1.507K2。通过此肥料效应函数获得的小麦最高产量推荐施肥指标为：N 10.66kg/亩、P 5.6kg/亩、K 3.08kg/亩，小麦产量422.86kg/亩；最高经济效益推荐施肥指标为：N 9.19kg/亩、P 6.52kg/亩、K 2.96kg/亩，小麦产量421.41kg/亩。当氮、磷、钾在一定范围内增加施用量时，小麦产量也随之增加。

关键词：氮、磷、钾肥；小麦；“3414”试验；肥料效应函数

为了摸清砂黄泥土土壤养分丰缺指标及供肥能力和小麦最佳施肥量，为全区划分施肥分区和确定施肥配方提供科学依据，雁江区土肥站在雁江区老君镇泉溪村三社进行了小麦“3414”完全肥料小区试验。

1 材料与方法

1.1 试验地点

试验地位于雁江区老君镇泉溪村三社文学能责任地。属于中亚热带湿润季风气候区，年降雨量970mm，≥10℃积温5632℃，无霜期301天，丘陵塔部，东经104°4137”，北纬30°1457”，海拔406m。

1.2 供试土壤

供试土壤为水稻土土类，渗育型水稻土亚类，渗育黄泥田土属，砂黄泥土种。

1.3 供试肥料

尿素（46.0%），过磷酸钙（12%），硫酸钾（50%）。

1.4 供试作物

小麦（品种为“渝麦11”）。

1.5 试验方法

试验设置15个处理，小区田间排列采用三列制，各处理随机排列，试验不设重复。小区长5m，宽4m，面积20m2。小区间走道50cm，试验区四周设置1.0m的保护行。小麦种植密度为33cm×23cm，共286株/小区。按照单一差异原则确保除施肥外其它因素的一致性。小区试验处理内容如下表1。

小麦收获时采收籽粒部分1公斤，“3414”试验中的N0P0K0、N0P2K2、N2P0K2、N2P2K2、N2P2K0，即处理1、2、4、6、8地上部样品。每个处理随机选5行，每行随机取20cm长的样段，植株样品自基部剪掉根。根据取样数量计算单位面积的地上部鲜重、风干重，籽粒、秸秆（除籽粒外的地上部分）风干重及水分，籽茎比。籽实样，全株样2公斤以上，装入布袋。

2 结果与分析

2.1 氮、磷、钾肥料效应

2.1.1 回归模型

方程的相关系数为0.99，方程标准差为16.77。方程经F检验：F=20.27>F0.01=14.66，达到1%极显著水平。由该回归方程的方差分析结果可以看出小麦产量（Y）与氮（N）、磷（P）、钾（K）施肥量间存在极显著的回归关系，氮磷钾肥的施用量直接影响到小麦的产量形成，所以此回归方程可作为肥料效应函数用于推荐施肥。

2.1.2 最高产量施肥量

对上述方程进行一阶求导即可得到边际效应。当氮磷钾三个自变量的边际效应等于零时，可求出获得最高产量时的施肥量：N 10.66kg/亩、P 5.6kg /亩、K 3.08kg /亩，小麦产量42286kg /亩。若N、P、K肥的施用量达不到此标准时，增加其施用量将有利于产量的提高。若N、P、K肥的施用量超过此标准时，增加其施用量将不会引起产量的增加，反而会导致产量降低。从施用硫酸锌的效果来看，其增产效果不太明显。

2.1.3 最佳经济效益施肥量

在实际生产中，除了注重产量的提高以外更应注重经济效益的获得，也就是最大经济效益的获得。根据肥料效应函数原理，结合当年市场价格见表3，用偏导数配置最佳经济效益施肥配方。求得最佳经济效益的施肥配方：N 919kg/亩、P 6.52kg/亩、K 2.96kg/亩，小麦产量42141kg/亩，此时能取得最大利润。

2.1.4 最高产量施肥量与最佳经济效益施肥量的比较

在除施肥以外的其它成本费用一致的情况下，结合上述内容，最佳经济效益施肥量配方比最高产量施肥量配方多获得100元/亩的利润，起到了节本增收的效果。

但是利润值差异较小，节本增收效益不显著。因此在施肥及其它田间管理上有待进一步加强，以达到更明显的节本增收效益，增加经济收益。

2.2 田间示范及效果评价

示范方案。

表4 雁江区老君镇泉溪村三社小麦田间示范试验方案及结果

示范处理

处理序号处理内容面积（平方米）产量（公斤/亩）产值

（元/亩）化肥成本（元/亩）

化肥施用情况

大量元素（公斤/亩）

NP2O5K2O硫酸锌

（公斤/亩）

1空白

处理区2023556400000

2农民常规施肥区120240576117.814900

3测土配方施肥区120267.564213610642

通过表4可知，习惯性施肥养分投入成本为117.80元/亩，小麦产量收入576.00元/亩，经济效益为458.20元/亩；测土配方施肥养分投入成本为136.00元/亩，小麦产量收入为642.00元/亩，经济效益为506.00元/亩。测土配方施肥比习惯性施肥增收47.80元/畝，田间示范效果较为显著，对测土配方施肥的推广有积极意义。

3 结论及建议

当氮、磷、钾肥的施肥量在一定适宜比例范围内时，小麦的产量随着施肥量的增加而增加。当超出此范围后，产量会随施肥量的增加而下降。不仅达不到节本增收的目的，更会对土壤的理化性质造成破坏，对土壤环境及水体环境造成污染。从田间肥效试验结果看来，在注重产量提高的同时，更应注意经济效益的获得。最佳经济效益施肥量比最大产量施肥量能获得更高的利润，虽然利润差异不大，但是可以通过加强施肥和田间管理来更获得更高的经济效益。田间示范试验结果较显著。测土配方施肥比起习惯性施肥一是在产量上有所增加，获得更高的经济效益；二是在肥料的施用上避免了盲目乱施，从而避免了长期乱施肥而导致的土壤板结、肥力下降，以及对土壤环境和水体环境的污染。

在确定具体施肥量时，应结合当地的土壤类型、气候条件及栽培措施等诸多因素综合考虑。在施肥时还应考虑到肥料的配合问题，一是氮、磷、钾无机化肥的配合，在适宜比例的配合施用条件下有利于产量的增加；二是有机肥与化肥的配合，适当的配合施用有机肥不仅有利于提高化肥利用率达到节本增收的目的，还有利于改善土壤结构，保护土壤环境，提高土壤供肥能力，实现经济效益与生态效益的双赢，达到可持续发展的目的。