花生、甘薯是南安市重要的旱地作物,年种植面积都在1 67万ｈｍ2以上,随着作物结构调整,种植面积将进一步扩大,而花生、甘薯轮作是主要耕作方式 之一。由于花生、甘薯通常种植在水源较缺的丘陵地带或沙溪河畔,耕作比较粗放,化肥尤其是氮 肥施用量大,作物对养分需求失衡,结果使花生、甘薯产量和质量受到一定制约,产品市场竞争力 不强,农民收益较低。为了探讨花生、甘薯轮作制度下的合理施肥途径,2001年在南安市康美 镇实施花生、甘薯轮作平衡施肥试验。1 材料与方法试验在康美镇康美村进行。土壤为黄泥田,中壤,其土壤有机质为209ｇ/ｋｇ,全Ｎ1 41ｇ/ｋｇ,碱解Ｎ106ｍｇ/ｋｇ,有效Ｐ18 2ｍｇ/ｋｇ,速效Ｋ61ｍｇ/ｋｇ,ｐＨ5 86,前作水稻。供试春花生品种为汕油71;甘薯品种为岩薯5号。供试肥料全部采用化学肥料, 碳铵(17%)、过磷酸钙(12%)、氯化钾(60%)。 试验采用Ｎ、Ｐ、Ｋ三因素四水平,共17个处理(表1),不设重复,随机排列,小区面积192ｍ2。花生施肥为基肥一次性施用;甘薯为各处理总施肥量的40%作基肥,施入垄心,60%在 茎叶封行作追肥施用。
花生4月5日播种,7月24日收获;甘薯7月25日扦插,2002年1 月20日收获。表1 试验因素水平(ｋｇ/ｈｍ2)Ｔａｂｌｅ1 Ｔｈｅｌｅｖｅｌｓｏｆｅ ｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｆａｃｔｏｒ项目Ｉｔｅｍ下限Ｌｏｗｅｒｌｉｍｉｔ上限Ｕｐｐｅｒｌ ｉｍｉｔ间隔ＩｎｔｅｒｖａｌＮ027090Ｐ2Ｏ509030Ｋ2Ｏ04051352 结果与分析21 施肥效益花生、甘薯肥料试验产量、产值和施肥利润见表2。2 2 数学模型的建立根据试验结果,应用多元二次回归分析方法模拟产量(ｙ)、施肥利润(π)数 学模型。式中Ｚ1、Ｚ2、Ｚ3分别代表Ｎ、Ｐ、Ｋ的施用量,详见表3。 四个模型的回归关 系达显著或极显著水平,复相关系数均达极显著水平,表明模型与实测值拟合得较好,与生产实际吻合,作为施肥预测预报,有较高的可靠性。23 模型分析2 3 1 主因子效应分析 根据模型回归系数ｂｊ的绝对值大小,刻划了对应变量ｘｊ在过程中的作用这 一原理,可直接从其绝对值大小来判断氮、磷、钾各因子对花生、甘薯产量的影响程度。 花生:从模型线性项看,3个可控因子对产量影响大小顺序为:Ｐ(8428)>Ｋ(4 264)>Ｎ(3 186);从模型二次项看,3个可控因子对产量影响大小顺序为:Ｐ(0 074)>Ｎ、Ｋ(0 013)。甘薯:从模型线性项看,3个可控因子对产量影响大小顺序为:Ｎ(80 139)>Ｋ(61 086)>Ｐ(10 214);从模型二次项看,3个可控因子对产量影响大小顺序为:Ｎ(0 334)>Ｋ(0 199)>Ｐ(0 057)。因此,无论是从线性项还是从二次项看,Ｐ、Ｋ对花生产量影响较大,Ｎ、Ｋ对甘薯产量 影响较大。表2 花生、甘薯轮作施肥试验不同处理产量和效益Ｔａｂｌｅ2 Ｙｉｅｌｄａｎｄｐｒｏｆｉｔｏｆｐｅａｎｕｔｓｗｅｅｔｐｏｔａｔｏｒｏｔａｔｉｏｎｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｅｒｔｉｌｉｚｅｄｔｒｅａｔｍｅｎｔ处理Ｔｒｅａｔ 单季施肥量(ｋｇ/ｈｍ2)Ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｒａｔｅｐｅｒｃｒｏｐ单季产量(ｋｇ/ｈｍ 2)Ｙｉｅｌｄｐｅｒｃｒｏｐ单季施肥利润(元/ｈｍ2)Ｐｒｏｆｉｔｏｆｆｅｒｔｉｌｉｚ ａｔｉｏｎ两季合计(元/ｈｍ2)ＴｏｔａｌＮＰ2Ｏ5Ｋ2Ｏ花生ＰＮ甘薯ＳＰ花生ＰＮ甘薯ＳＰ产值Ｏｕｔｐｕｔｖａｌｕｅ利润Ｐｒｏｆｉｔ10003162023035 511383 211517 822901 022901 020602703657 029569 512347 713967 327950 026315 0390602704038 036072 013462 816962 032572 830424 8418002703676 533759 012114 915759 030114 927873 95180302703912 033771 012857 715660 030968 728517 76180602703847 538712 012520 518025 533207 030546 07180902703600 038598 011524 517863 532259 029388 081806003397 525791 011508 012172 525126 523680 59180601353942 037599 013164 517772 832990 730937 210180604053262 531630 510110 814181 027560 324291 811270602703369 036079 510541 416452 830168 226994 21290302703642 034908 012142 216485 030565 228627 21390601353754 535802 012746 017130 831417 229876 714180301353816 031782 012815 914969 329628 627785 115270902703486 034647 010857 615631 529873 126489 116270604053187 528657 59584 312438 025803 822022 317180904053147 038763 09590 017642 330710 727232 2 计算价格Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｖａｌｕｅ:Ｎ-2 85元/ｋｇ,Ｐ-3 50元/ｋｇ,Ｋ-2 25元/ｋｇ,花生ｐｅａｎｕｔ(ＰＮ)-1 8元/ｋｇ甘薯Ｓｗｅｅｔｐｏｔａｔｏ(ＳＰ)-0 5元/ｋｇ。表3 花生、甘薯施肥回归模型Ｔａｂｌｅ3 Ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎｍｏｄｅｌｓｔ ｈａｔｉｔｒｅｌａｔｅｙｉｅｌｄｏｆｐｅａｎｕｔａｎｄｓｗｅｅｔｐｏｔａｔｏｗｉｔｈｑ ｕａｎｔｉｔｙｏｆｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ作物Ｃｒｏｐ类别Ｃａｔｅｇｏｒｙ回归模型Ｒｅｇｒ ｅｓｓｉｏｎｅｑｕａｔｉｏｎ统计检验Ｔｅｓｔ花生ＰＮ产量模型(模型Ⅰ)Ｙｉｅｌｄ(ＭｏｄｅｌＩ)^ｙ=3145991+3 186Ｚ1+8 428Ｚ2+4 264Ｚ3-0 013Ｚ21-0 074Ｚ22-0 013Ｚ32-0 013Ｚ1Ｚ2+0 003Ｚ1Ｚ3+0 002Ｚ2Ｚ3。Ｒ=0 9321Ｆ=5 153 施肥利润模型(模型Ⅱ)Ｐｒｏｆｉｔ(ＭｏｄｅｌＩＩ)^π=11325 573+8 620Ｚ1+26 843Ｚ2+13 101Ｚ3-0 047Ｚ12-0 266Ｚ220 046Ｚ32-0 046Ｚ1Ｚ2+0 011Ｚ1Ｚ3+0 007Ｚ2Ｚ3Ｒ=0 9518Ｆ=7 488 甘薯ＳＰ产量模型(模型Ⅲ)Ｙｉｅｌｄ(ＭｏｄｅｌＩＩＩ)^ｙ=22913 598+80 139Ｚ1-10 214Ｚ2+61 086Ｚ3-0 334Ｚ12+0 057Ｚ22-0 199Ｚ32-0 018Ｚ1Ｚ2+0 089Ｚ1Ｚ3+0 338Ｚ2Ｚ3。Ｒ=0 9471Ｆ=6 771 施肥利润模型(模型Ⅳ)Ｐｒｏｆｉｔ(ＭｏｄｅｌＩＶ)^π=11456 852+37 220Ｚ1-8 607Ｚ2+28 293Ｚ3-0 167Ｚ12+0 028Ｚ22-0 099Ｚ32-0 009Ｚ1Ｚ2+0 044Ｚ1Ｚ3+0 169Ｚ2Ｚ3Ｒ=0 9357Ｆ=5 471 注(Ｎｏｔｅ):Ｆ0 01(9,7)=6 72,Ｆ0 05(9,7)=3 86。ＰＮ-ｐｅａｎｕｔ,ＳＰ-ｓｗｅｅｔｐｏｔａｔｏ 2 3 2 双因子互作效应分析 当令其它因子为零时,求得ＮＰ、ＮＫ、ＰＫ在不同施用水平条件下的产 量关系。 花生:ＮＰ之间为负效应。当Ｐ为常量,增加施Ｋ量,产量降低;反之亦然。ＮＫ和 ＰＫ之间为正效应。当Ｎ为常量,在一定范围内,产量随施Ｋ量提高而提高,或Ｋ为常量时增施Ｎ 肥或同时增施Ｎ、Ｋ肥,都能增加花生产量;ＰＫ之间的关系也一样。 甘薯:ＮＰ之间为负效 应,当Ｎ为常量时,增施Ｐ肥(或Ｐ为常量时,增施Ｎ肥),并不能提高产量;而ＮＫ、ＰＫ之间却存在正效应,适当增施相应营养元素肥料可增加产量。24 花生、甘薯轮作制度的最高、最佳施肥量根据最佳施肥点应符合边际收益等于边际成本的原则, 求回归方程的偏导数可求得方程的最佳施肥量。 解函数(模型Ⅰ)可求得最高产量施肥量:Ｚ1(Ｎ)=11913ｋｇ/ｈｍ2,Ｚ2(Ｐ2Ｏ5)=49 19ｋｇ/ｈｍ2,Ｚ3(Ｋ2Ｏ)=186 33ｋｇ/ｈｍ2,^ｙｍａｘ=3940 32ｋｇ/ｈｍ2,Ｎ∶Ｐ2Ｏ5∶Ｋ2Ｏ=1∶0 41∶1 56。 解函数(模型Ⅱ)可求得最佳经济施肥量:Ｚ1(Ｎ)=87 70ｋｇ/ｈｍ2,Ｚ2(Ｐ2Ｏ5)=44 94ｋｇ/ｈｍ2,Ｚ3(Ｋ2Ｏ)=157 56ｋｇ/ｈｍ2,^πｍａｘ=13338 87元/ｈｍ2,Ｎ∶Ｐ2Ｏ5∶Ｋ2Ｏ=1∶0 51∶1 80。 对函数(模型Ⅲ)采用频数分析法进一步解析,Ｔ=43=64个处理组合,选定回归值 >3000ｋｇ/ｈｍ2区间内组合数Ｋ=28,得其甘薯较高产量施肥量为: Ｚ1(Ｎ)=1543ｋｇ/ｈｍ2,Ｚ2(Ｐ2Ｏ5)=57 9ｋｇ/ｈｍ2,Ｚ3(Ｋ2Ｏ)=193 1ｋｇ/ｈｍ2,^ｙｍａｘ=37572 16ｋｇ/ｈｍ2,Ｎ∶Ｐ2Ｏ5∶Ｋ2Ｏ=1∶0 38∶1 25。 对函数(模型Ⅳ)采用频数分析进一步解析,Ｔ=43=64个处理组合,选定回归值>15000元/ｈｍ2区间内组合数Ｋ=20,得甘薯较佳经济施肥量为:Ｚ1(Ｎ)=1400ｋｇ/ｈｍ2,Ｚ2(Ｐ2Ｏ5)