清水县撂荒地玉米测土配方施肥“3414”田间试验

摘 要：随着土地撂荒治理工作的顺利完成，为进一步提高粮食作物产量，特进行撂荒地玉米测土配方施肥“3414”田间试验，使用测土配方施肥“3414”数据管理系统中的肥效试验分析软件对试验结果进行回归分析，以探明清水县复耕土地的最佳优化施肥量。由试验结果可知，三元二次回归方程模型的回归系数R2为0.96、标准差RMSE为452.3 kg/hm2，尿素、过磷酸钙、氯化钾的推荐用量分别为718.13 kg/hm2、683.08 kg/hm2、56.38 kg/hm2。研究结果将为今后大面积撂荒地复耕复产的施肥提供理论依据。

关键词：撂荒地治理；肥效试验研究；依据

中图分类号：S147.22 文献标志码：B 文章编号：1674-7909（2024）8-91-5

DOI：10.19345/j.cnki.1674-7909.2024.08.020

0 引言

自2021年以来，清水县累计完成1.17万 hm2撂荒地整治。经核查，整治后的撂荒地全部完成复耕复种。但在撂荒地耕种过程中，农民施肥偏氮肥、轻钾肥。钾肥的缺失会导致玉米果穗发育不良、行小粒少、籽粒不饱满，最终使玉米产量下降［1］。为改变不合理的施肥习惯，减少因盲目施肥而导致的肥料利用率低、农产品品质和耕地质量下降等问题，探明清水县复耕土地的最佳施肥量，为今后大面积撂荒地复耕生产施肥提供理论依据，从而实现农业可持续发展，特在清水县玉米主产区开展测土配方施肥技术的田间试验。

测土配方施肥技术是先对土壤的养分含量进行检测，再根据检测结果制定相应的施肥方案［2］。采用测土施肥技术要严格执行相关标准。例如，土壤有机质质量分数是判定土壤肥力状况的重要指标，应根据相关标准增施有机肥，以提高土壤有机物含量、增强土壤肥力；同时要根据检测结果和相关标准，及时补充土壤中缺乏的营养元素，增强土壤循环利用的能力［3］。测土配方施肥技术的应用能有效提高肥料利用率，实现化肥的减量增效，对提高农作物产量和品质、节本增效、保护生态环境起到积极作用［4］。

笔者对玉米测土配方施肥及常规施肥下的肥料利用率进行试验分析，探究常规施肥下玉米对氮肥、磷肥和钾肥的利用率，以及测土配方施肥对肥料利用率的影响，以期为清水县大面积撂荒地复耕复产的施肥提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地情况

于清水县王河镇全寨村旱川地开展试验。该地海拔为1 760 m，年平均气温为8.8 ℃，年降水量为560 mm，常年无霜期为180 d，≥0 ℃有效积温为3 120 ℃，≥10 ℃有效积温为2 760 ℃。供试土壤为黑垆土，播种前测定的土壤养分如下：pH值为8.5、有机质质量分数为14.1 g/kg、全氮质量分数为1.075 g/kg、碱解氮质量分数为50.37 mg/kg、全磷质量分数为0.886 g/kg、全钾质量分数为21.98 g/kg、有效磷质量分数为6 mg/kg、速效钾质量分数为232 mg/kg、缓效钾质量分数为1 154 mg/kg。前茬作物为玉米。

1.2 供试作物

供试作物为玉米（优迪919）。

1.3 供试化肥

供试N为尿素（含N为46.0%），购自甘肃刘化（集团）有限责任公司；供试磷肥为过磷酸钙（含P5O2为12%的颗粒），购自四川省德阳市龙泉磷肥厂；供试钾肥为氯化钾（含K2O为60%），购自青海省冷湖化工厂。

1.4 统计方法

采用“3414”田间试验设计与数据分析管理系统对试验数据进行统计分析。相对产量的计算公式见式（1）。

相对产量（%）=缺素区产量/全肥区产量×100%  （1）

1.5 试验方法

试验采用“3414”完全实施方案设计，设3个因素（氮、磷、钾）和4个水平，即“0”水平（不施肥）、“2”水平（当地最佳施肥量，施N量为207 kg/hm2、P2O5 量为72 kg/hm2、K2O量为30 kg/hm2）、“1”水平=“2”水平×0.5、“3”水平=“2”水平×1.5，共14个处理。试验不设重复，外围设有保护行，共计14个小区，每个试验小区长8 m、宽6 m，面积为48 m2，采用全膜双垄沟播标准栽培技术，每个小区种6垄，每垄种2行玉米，垄距为110 cm、行距为55 cm、株距为35 cm，种植密度为3 460株/667 m2。各项试验处理及田间施肥量见表1。

1.6 试验实施

于2023年4月3日起垄覆膜，4月15日破膜点种。在起垄覆膜时，将40%尿素、全部磷肥和钾肥均匀撒施在小垄两侧的玉米播种沟内，并将剩余的60%尿素于5月30日玉米大喇叭口期作追肥施用。在玉米生长过程中，有轻度玉米螟发生，于6月22日喷施敌杀死1次，没有发现其他病害和虫害。玉米于9月25日成熟，收获后进行田间农艺性状调查与考种，采样风干后测产。

2 各处理农艺性状及产量结果分析

2.1 各处理生育期调查结果

不同处理下的玉米生育时期见表2。各处理均于2023年4月15日进行点种，4月25日所有试验小区的玉米种子出苗。不同处理的玉米拔节期最大相差4 d，处理1和处理2的玉米拔节期最迟（6月9日），处理11的玉米拔节期最早（6月5日）；不同处理的玉米抽雄期最大相差4 d，处理11的玉米抽雄期最早（7月10日），处理1和处理2的最迟（7月14日）；不同处理的玉米成熟期最大相差5 d，处理11的玉米成熟期最迟（9月25日），处理1和处理2的玉米成熟期为9月20日，其他处理的玉米成熟期为9月23日。

2.2 各处理农艺性状调查结果

不同处理下的玉米农艺性状调查结果见表3。由表3可知，在幼苗期，处理11的玉米株高最高（11.9 cm）、地径最大（1.10 cm），其次为处理8（株高为11.6 cm、地径为0.99 cm），处理1的玉米株高最低（10.5 cm）、地径最小（0.90 cm）。在拔节期，处理7的玉米株高最高（188 cm），其次为处理11（186 cm），处理1的玉米株高最低（140 cm），处理6、处理7、处理11的地径最大（3.8 cm），处理3的地径最小（3.0 cm）；处理7的玉米叶长最长（57.8 cm），处理1的玉米叶长最短（55.4 cm）；处理11的叶宽最大（10.6 cm），处理1的叶宽最小（8.5 cm）；处理7的叶片数最多（15叶1心），处理1、处理2的叶片数为13叶1心。在成熟期，处理7的玉米株高最高（334 cm）、叶宽最大（11.7 cm）、穗位高最高（125 cm），处理6的地径最大（4.5 cm）、叶长最长（94.5 cm）。

对各处理不同时期的玉米农艺性状进行调查，发现各处理幼苗期无明显差异，但从拔节期开始，施氮处理的玉米株高、地径、叶长、叶宽及叶片数等农艺性状均优于不施氮的，且处理6、处理7、处理11均表现出明显的茎秆粗壮、叶长叶宽增加、叶色浓绿等丰产特性，其他处理差别不大。

2.3 产量结果分析

田间考种及产量结果测定情况见表4。在玉米生长后期，受持续干旱的影响，玉米授粉不充分，造成玉米灌浆不良，导致秃顶普遍增加、籽粒秕瘦，具体表现是处理1、处理2的秃尖长最长（分别为3.3 cm、3.1 cm），其余各处理的秃尖长为1.7～2.7 cm；各处理的穗粒数差别较大，处理11的穗粒数最多（640.0个），处理6次之（624.0个），处理1最少（456.0个）；各处理的百粒重相差较大，处理6的百粒重最大（34.00 g），处理1的百粒重最小（26.90 g）。不同处理的玉米产量不同，处理11的玉米产量最高（11 260.5 kg/hm2），处理6的玉米产量次之（11 011.5 kg/hm2），处理1的玉米产量最低（6 366.0 kg/hm2）；且各处理较处理1均增产，增产量为1 126.5～4 894.5 kg/hm2，增产率为17.9%～77.1%。此外，处理11、处理6、处理7较处理1分别增产4 894.5 kg/hm2、4 645.5 kg/hm2、3 949.5 kg/hm2，增产率分别为77.1%、73.1%、62.3%，这说明不同施肥量处理对玉米产量有影响，且受施氮量的影响最大。

3 测土配方施肥系统“3414”田间试验结果分析

3.1 统计分析

使用测土配方施肥“3414”数据管理系统中的肥效试验分析软件对试验结果进行回归分析，详细分析结果见表5到表11。

3.2 养分丰缺指标评价

养分丰缺指标见表12。缺氮、缺磷、缺钾的相对产量见式（2）到式（4）。

缺氮的相对产量=处理2产量/处理6产量×100%=68.04%（低肥力）                                          （2）

缺磷的相对产量=处理4产量/处理6产量×100%=88.73%（中肥力）                                          （3）

缺钾的相对产量=处理8产量/处理6产量×100%=90.61%（中肥力）                                          （4）

3.3 方差结果分析

由表10可知，处理间F值=11.01>F0.05=6，达到显著水平，这说明各处理间的差异达到显著水平。

3.4 施肥模式效应确立

通过回归分析得到三元二次回归方程模型，见式（5）。

Y=6 412.2+7.789 9×X1-0.032×X12+39.877×X2-0.194×X22+85.71×X3-1.123×X32+0.089 9×X1×X2+0.237 6×X1×X3-1.051 6×X2×X3                               （5）

式中：Y为产量；X1为施氮量；X2为施磷量；X3为施钾量。

当产量Y为11 265.62 kg/hm2时，氮的最佳施用量为X1=330.44 kg/hm2，磷最佳施用量为X2=81.97 kg/hm2，钾的最佳施用量为X3=33.83 kg/hm2；当产量Y为11 339.91 kg/hm2时，氮最大施用量为X1=391.93 kg/hm2，磷的最大施用量为X2=82.41 kg/hm2，钾的最大施用量为X3=41.02 kg/hm2。综上所述，在以黑垆土为耕作层土壤种植玉米时，氮（N）、磷（P2O5）、钾（K2O）的最佳施用量分别为330.44 kg/hm2、81.97 kg/hm2、33.83 kg/hm2，结合当地农业生产实际，尿素、过磷酸钙、氯化钾的推荐用量分别为718.13 kg/hm2、683.08 kg/hm2、56.38 kg/hm2。

4 结束语

笔者采用农业农村部推荐的“3414”肥料效应试验方法，对清水县撂荒地玉米测土配方施肥进行肥效测试，试验设计既可用二元二次或二元一次肥料效应函数来拟合，也可用三元二次肥料效应函数来拟合［5］。结果显示，施肥既能提高玉米的株高、地径、穗长、穗粒数、百粒重和产量，又能降低玉米的秃尖长度，这与已有的［4，6］研究结果一致。

通过测土配方施肥系统计算可知，三元二次回归方程模型的回归系数R2为0.96、标准差RMSE为452.3 kg/hm2。结合玉米产量和农艺性状，在以黑垆土为耕作层土壤种植玉米时，氮（N）、磷（P2O5）、钾（K2O）的最佳施用量分别为330.44 kg/hm2、81.97 kg/hm2、33.83 kg/hm2，结合当地农业生产实际，尿素、过磷酸钙、氯化钾的推荐用量分别为718.13 kg/hm2、683.08 kg/hm2、56.38 kg/hm2。

参考文献：

［1］曹环，侍伟红，张玲，等.测土配方施肥对夏玉米产量及肥料利用率的影响［J］.中国农技推广，2020（8）：52-54.

［2］吴雯.玉米测土配方施肥技术探讨［J］.种子科技，2023（8）：108-110.

［3］邵平.应用测土配方施肥技术对玉米肥料利用率的影响［J］.世界热带农业信息，2023（8）：33.

［4］郑杰，郭世乾，崔增团，等.不同施肥模式对玉米肥料表观利用率的影响［J］.中国农学通报，2021（11）：103-107.

［5］宋希梅，朱永全，卢迎春，等.基于“3414”的三七氮磷钾施肥量研究［J］.农业资源与环境学报，2019（1）：16-25.

［6］丁增伟.玉米测土配方施肥方式下化肥利用率试验研究［J］.南方农机，2023（9）：46-49.

作者简介：申三保（1977—），男，本科，高级农艺师，研究方向：农技推广、植物保护、土壤肥料。