新乡市共有耕地575万亩,以潮上、稿上为主,生产小麦、玉米、棉花、花生等。十余年来,随着 配方施肥、新品种、新技术的推广应用,农作物产量不断提高,由1986年的总产252.25 万t(单位438.7kg/亩),至1994年提高到381.08万t(单位662.7kg /亩)。为了摸清全市耕地供IB能力,研究农业增产潜力,我们利用全市土壤养分监测网点化验 数据和有关农业生产资料,探讨全市肥料投入对农作物产量与培肥土壤的作用,氮、磷、钾的增产 效应,以及有机肥在农业生产中的地位,为我市农作物施肥管理提供决策依据。1材料与方法根据 全市有机肥资源与品质调查资料和统计部门提供全市逐年化肥施用量(均指纯量)与农作物产量, 以及1988年以来全市106个土壤养分定位监测点耕层养分分析结果,采用相关回归及通径分 析,找出土壤养分与农作物产量之间的有关参数,养分支出以产出song籽粒所需养分量计算从 土壤中支出的养分量折算。2结果与分析2.1新乡市耕地共分投入与农作物产量的相关回归分析 新乡市耕地养分投入与农作物产量统计列于表1.为挖掘表1数据所蕴藏的信息,现进行如下分析 。2.l.三氯、磷、钾施用量及作物产量,逐年增长变化情况以作物产量及N、P、K施用量为 目标函数()、年份(T)为自变数,计算出各项回归参数列于表2.表1新乡市耕地共分投入与 农作勤产量论g/亩)由表Z可以看出,从1986~1994年随着时间的推移,耕地养分的投 入量与农作物产量逐年提高。无视N、巳*。K.O每年分别增加1.34、0.64、O.28 kg/亩,有机N、P刀s、K对每年分别增加0.18、O·10、O28kg/亩。随着耕地 养分投入的逐年增加,农作物每年增产is.evxg/亩。比较无机养分与有机养分的投入量、 除K对的施用量持平外,无机N、P较有机N、P逐年施用量有所增多,但从两回归方程回归系数 差异显著性t测验结果,无机N与有机Nt。一卫·7<t。。;(16)一2.12,无机P与 有机Dn、、2.115<t。。。门6)一2.12,均未达显著水平。从无机:有机N、P、 K的比例来看,在逐年以0.086的比例速度下降,标志着在农业生产中已在逐年注重增加有机 肥的投入量,毫无疑意,这对农业生产是十分可喜的现象。2.1.2无机肥与有机肥时作物增产 效应的比较为探讨有机养分与无机养分对作物的增产作用,利用逐年无机养分与有机养分的比例, 即无机:有机N、P、K(。)对作物产量(y)进行回归分析,其回归方程为:歹一811.7 418-248.45x(r—一08779.”)方程表明无机:有机的比例下降1,
作物产量 提高248.45kg/亩,意味着有机肥越多,无机:有机的比例越小,增产越多,以上述9年 来无机:有机逐年下降的回归参数b—一0086代入方程,求得1986~1994年逐年因增 加有机质肥的增产效应为21.S7kg/亩,足见有机肥在农业生产中的重要地位。2.1.3 氨、磷、钾的生接效应与间接效应分析为探讨N、P、K的直飞\应与间接效应,根据有机肥与无 机肥N、P、K投入总量与作物产量,进行了通径分析(表3-1、表3-2)。寝3-1氢、羹 、赛对作*产量的通任分析表3-2氢、羹、钟对农作物产量的决定系田结果表明,N、P、K三 要素对作物产量的贡献,以P刀s的直接效应最大(Pz,一0.7645)。当。每亩投入P刃 。l个标准单位(S。一2.0769kg),可使作物产量增加0.7645个标准单位(S。 一73.7023kg),即O.7645X73.7023一56.35kg。而且磷肥通过氮 肥又可间接促使作物产量增加队2050个标准单位。折计15.llkg。可知P刀s的直接与 间接效应合计可达71.46kg,凸kgP刀。增加产量34.42kg。氮肥的作用仅次于P 。O;。每投入纯NI个标准单位(S一《.4101kg),直接增产效应为0.2253个标 准单位即16.6Ikg。每kg纯N直接效应增产3.77kg。N肥通过P肥又可间接增产o 6957个标准单位即5*.2沦g,折每kg纯N通过P肥间接增产二1.63kg,N、P互 作效应远比纯N的直接作用要大,因此在生产实践中在施用N肥的同时应注意增施P肥,以起到以 P增N的协同增产效应。钾肥对产量的决定系数仅为00003,可知它的直接增产作用微不足道 ,而主要通过磷肥和氮肥的间接正效应分别达0.7526及(.1817,因此其最后效应值仍 高达0.8896,即每增施K。OI个标准单位(S。一l.655kg),通过P、K互作及 N、K互作的协同效应,仍可使作物产量增加08896个标准单位折65.57kg,其作用仍 不可低估。这里不难理解,在土壤中缺氮少磷的情况下,施用钾肥效果极差,只有在高产栽培中, 氮磷施甲量较多时,增施钾肥,方可起到锦上添花的作用。应当特别指出,从通径分析结果氮肥的 增产效应不如磷肥,主要是氮肥的投入量大于磷肥的1.45倍。9年平均每亩施N量为26.3 6士4.4Ikg,而P刃s仅10.75士2.08kg,以致造成氮肥的报酬递减,决不能因 此而否定氮肥对作物增产的重要作用。2.2蒲乡市住地并分投入与支出情况分析新乡市耕地养分 投入与支出情况列于表4.表4新乡市耕地并分投入与支出情况统计表(kg/亩)据表4N、P 、K的投入量人支出量拟合的回归方程为:X已一3.4310+0.3909NX玉22.19 18+0.2872PXi一1.5458+0.7886K式中对为支出量,N、P、K为投入 量。结果表明:每投入纳Nlkg,被作物吸收支出几3909kg,约占40%,剩余60%; 每施入P。O。Ikg,仅被作物吸收02872kg,约占3O%,剩余70%;每投入K刀I kg,支出0.07127kg,约占70%,盈余30%。足见增施肥料,不仅当季可使作物增 产,且可保持残效,培肥土壤,增加后劲,使作物持续增产,此与耕地越种越肥的生产实践相吻合 。3新乡市土壤耕层养分含量根据全市106个土壤养分定位监测点,0~Zdem耕层土壤有机 质、全氛、速效磷,速效钾的分析结果及其随年度增长变化的回归参数列于表5。由表5可知,新 乡市土填的有机质及氮、磷含量、随施肥量的逐年增加而提高,其中有机质、全氮逐年分别提高0 021%及00025%,速效磷逐年提高0.79mg儿g,唯速效钾入不敷出,呈下降趋势, 随着时间的推移,土壤中的K对逐年下降2.8767/kg。此为耕地越种越肥的又一佐证。4 简结与讨论随着我市耕地养分投入的不断增加,农作物产量随之上升。从肥料的增产效应来看,有 机肥中养分的效应远大于无机肥,充分说明,施用有机肥,可有效地改善土壤结构,肥效维持时间 长;对农作物有持续稳定的增产作用。从近几年的施肥情况看,我市各地农村,虽然对有机肥的使 用较以往有所重视,有机肥的施用量逐年有所增加,无机与有机肥的比例在逐年下降,但从有机肥 N、P、K的绝对量上,还比无机肥有所偏低。为使我市作物产量端上新台阶,应进一步重视对有 机肥的使用,干方百计利用农家肥,挖掘有机肥源。遗憾的是,目前我市农村绝大多数农田的玉米 秸杆,就也焚烧化为烟云,造成有机肥源极大的浪费,值得引起高度重视。氮肥对农作物增产的重 要作用,为众所周知的事实。但从我市耕地养分投入量与作物产量的通径分析结果,氮肥的直接与 间接增产效应,均低于磷肥。究其原因,主要是氮肥施用量超过磷高达1.45倍。由于肥料的增 产效应符合报酬递减率,连续施用等量的氮肥,必然导致增产效应的下降,这并不意味着氮肥的作 用不如磷肥。从氮肥通过磷肥的间接效应来看,远高于其直接效应,每kg纯N通过P刃s的氮、 磷互作可使作物增产11.63kg。这一信息启示我们,在高产一栽培中,增施氮肥的同时,要 兼施磷肥,方可达到以磷增氮,充分发挥氮肥的增产效应,本区土壤含钾量较多,而钾肥的直接增 产作用又微乎其微,但钾肥通过氮、磷肥的间接增产作用较大,因此在高产栽培中,增施氮磷的同 时,适当增施一定数量的钾肥也是十分必要的。从我市耕地养分投入量与支出量分析反映出N、P 、K肥被作物吸收后的支出量,分别占40%、30%、70%,土壤中还有大量盈余养分的储存 。从我市土壤耕层养分分析结果,十余年来,随着施肥水平的逐年增加,耕层的有机质与全氮量逐 年提高0021%及0‘0025%,速效磷逐年提高079mg/kg,反映出我市土肥工作者 ,对当前配方施肥管理水平的提高,坚持以有机无机肥并重的原则,增加耕地养分的投入量对培肥 地力的重大作用,充分展示我市农业生产蒸蒸日上,日益发展的美好前景。耕地养分的投入对农作 物增产及土壤培肥效应的探讨@宋小顺$新乡市土壤肥料工作站!453003@蔡海兰$新乡市 土壤肥料工作站!453003@李俊玲$新乡市土壤肥料工作站!453003@张金萍$新乡 市土壤肥料工作站!453003
土壤;;作物产量;;养分平衡;;相关回归;;通径分析通过 9年新乡市土壤养分监测,对有机肥与化肥的投入量及农作物产量等有关资料的统计分析,明确了 随着耕地养分投入的逐渐增加,农作物产量及土壤养分随之提高,有机肥在培肥土壤持续增产中的 重要地位。探明氮、磷肥对作物增产的直接效应与间接效应,在高产栽培中氮磷兼施,以磷增氮的互作增产作用。并从土壤养分盈余量的信息反映,对新乡市农业生产持续稳定发展的前景进行了展望。1郝中源,宋小顺等.新乡市有机肥资源及其开发利用对策.河南职技师院学报,1995.23(3):16~25
2郭青峰等.新乡土壤.北京:海洋出版社,1992
3朱明哲主编.田间试验及统计分析.北京:农业出版社,1992投入量。结果表明:每投入纳N lkg,被作物吸收支出几3909kg,约占40%,剩余60%;每施入P。O。Ikg,仅被作物吸收02872kg,约占3O%,剩余70%;每投入K刀Ikg,支出0.07