油菜施肥指标体系研究824.docx
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油菜施肥指标体系研究824
第二部分茶陵县油菜施肥指标体系研究
茶陵县农业局
2009年8月
摘要:
本文根据已有的田间试验结果,系统的提出了茶陵县油菜测土配方施肥技术参数;分析比较了相对产量、相对吸收量与土壤养分测试值的关系,认为根据N、P、K养分相对产量划分土壤N、P、K丰缺指标符合生产实际,并据此提出了油菜N、P、K丰缺指标。
采用三元二次结合一元二次回归,拟合了不同肥力条件下油菜的N、P、K肥料效应模型,依据模型提出了不同肥力水平(目标产量)下油菜的N、P、K丰缺等级的油菜N、P、K推荐施用量。
关键词:
测土施肥指标体系油菜
2005~2008年茶陵县共完成油菜不同肥力等级的3415试验4个,肥效校正试验3个。
根据几年的田间试验结果,对茶陵县油菜施肥指标体系进行初步的探讨。
1、测土配方施肥技术参数
农业部《测土配方施肥技术规范(试行)修订稿》推荐的3415试验信息量大,效率高,不仅可以满足相关分析、建立土壤养分丰缺指标和推荐施肥指标的需要,还可以根据试验结果直接或间接计算出一系列测土配方施肥技术参数。
1.1基础地力
无肥区产量(空白产量)代表土壤的基础地力。
1.1.1基础地力产量及基础地力贡献率
表4为茶陵县油菜田间试验空白产量、全肥区产量统计结果,我县油菜(7丘)平均地力产量为31.8kg/亩,不同地块之间有一定差异,最低20.3kg/亩,最高42.9kg/亩,土壤基础地力贡献率(相对产量)平均为31.4%,最低22.7%(红黄砂泥),最高35.7%(酸紫泥)。
表1试验地块土壤测试结果
试验编号
肥力等级
有机质
(g/kg)
碱解氮(mg/kg)
有效磷(mg/kg)
速效钾(mg/kg)
全氮
(%)
1
高肥力田
27.5
125
24.5
102
1.2
2
中肥力田
28.5
118
13.7
98
1.2
3
低肥力田
24.5
113
2.3
71
1.31
4
低肥力田
16.6
107
7.5
55
0.85
5
高肥力田
28.5
168
12.4
75
1.4
6
中肥力田
32.7
160
28.1
91
1.58
7
低肥力田
22.2
99
12
59
1.11
表2油菜“3415”试验方案
处理号
处理
人粪尿(㎏/亩)
纯养分(㎏/亩)
N肥
P2O5
K2O
1
MN0P0K0
1000
0
0
0
2
MN0P2K2
1000
0
6
9
3
MN1P2K2
1000
6
6
9
4
MN2P0K2
1000
12
0
9
5
MN2P1K2
1000
12
3
9
6
MN2P2K2
1000
12
6
9
7
MN2P3K2
1000
12
9
9
8
MN2P2K0
1000
12
6
0
9
MN2P2K1
1000
12
6
4.5
10
MN2P2K3
1000
12
6
13.5
11
MN3P2K2
1000
18
6
9
12
MN1P1K2
1000
6
3
9
13
MN1P2K1
1000
6
6
4.5
14
MN2P1K1
1000
12
3
4.5
15
M0N0P0K0
0
0
0
0
表3不同施肥处理对油菜产量的影响(㎏/亩)
编号
代码
高肥力田
产量
中肥力田
产量
低肥力田产量
1
2
平均
1
MN0P0K0
51.9
46.5
21.1
32.4
26.8
2
MN0P2K2
78.2
75.3
22.2
34.5
28.4
3
MN1P2K2
104.2
99.6
57.8
66.8
62.3
4
MN2P0K2
102.1
98.1
68.9
80.4
74.7
5
MN2P1K2
116.1
112.1
77.8
91.2
84.5
6
MN2P2K2
120.2
116.7
89.4
112.3
100.9
7
MN2P3K2
117.6
114.5
87.5
106.7
97.1
8
MN2P2K0
103.1
99.6
100.1
124.3
112.2
9
MN2P2K1
110.8
106.5
87.8
106.8
97.3
10
MN2P2K3
109.4
105.4
92.3
109.3
100.8
11
MN3P2K2
108.9
104.3
82.1
105.5
93.8
12
MN1P1K2
106.5
103.2
68.9
88.3
78.6
13
MN1P2K1
101.2
98.7
77.8
93.4
85.6
14
MN2P1K1
112.1
106.7
66.7
94.6
80.7
15
M0N0P0K0
42.9
39.5
20.3
29.8
25.1
表4主要土壤基础地力
作物
土种
试验项目
空白产量
(㎏/亩)
全肥区产量
(㎏/亩)
相对产量
(%)
油菜
酸紫泥
3415试验
42.9
120.2
35.7
酸紫泥
39.5
116.7
33.8
红黄砂泥
20.3
89.4
22.7
红黄砂泥
29.8
112.3
26.5
红黄泥田
校正试验
30.1
88.1
34.2
红黄砂泥
28.9
85.4
33.8
红黄泥田
30.9
93.6
33.0
平均
31.8
100.8
31.4
幅度
20.3~42.9
85.4~120.2
22.7~35.7
1.1.2地力产量与目标产量的关系
将试验全肥区(配方区)产量理解为目标产量,目标产量与地力产量之间存在明显的正相关,即地力产量高的地块可以获得较高的目标产量,这为我们通过地力产量预测目标产量提供了依据。
油菜目标产量与基础地力产量的关系为:
y=2.3659x+19.657,r=0.5014*(n=7)。
图4油菜目标产量与地力产量的关系
1.2相对产量(作物对土壤养分的依存率)
相对产量是指缺素区产量占全肥区产量的百分比,是划分土壤养分丰缺指标的重要参数,表5是根据2005~2008年的田间试验结果计算出的油菜的N、P、K相对产量,不同养分相对产量之间有明显的差异,且高中低肥力水平的田块趋势基本一致,以N的相对产量最高,P次之,K最低;高中低肥力水平田块的相对产量之间也表现一定的差异,N的相对产量以低肥力田最高,高肥田最低;P的相对产量以低肥力水平田最高,与生产实际中油菜施用磷肥效果明显的趋势一致,而高肥力田P的相对产量最低;K的相对产量高肥田与低肥田有明显的差异,高肥田最低(这可能与试验点数少有关,存在一定的试验误差),对试验前后土壤取样化验,可以发现试验后土壤速效钾含量明显低于试验前,因此油菜要特别注重钾肥的施用。
表5油菜NPK相对产量统计
肥力等级
缺素区相对产量%
N
P
K
高肥力田
65.1
64.5
28.1
中肥力田
84.9
84.1
74.0
低肥力田
85.8
85.3
111.2
平均
78.6
78.0
71.1
空白
35.7
33.8
24.9
1.3养分吸收量
表6不同处理的养分吸收量
肥力
等级
处理
产量
(㎏/亩)
养分吸收量(㎏/亩)
N
P2O5
K2O
高肥
力田
无N区
(2)
78.2
4.5
2.0
3.4
无P区(4)
102.1
5.9
2.6
4.4
无K区(8)
103.1
6.0
2.6
4.4
全肥区(6)
120.2
7.0
3.0
5.2
中肥
力田
无N区
(2)
75.3
4.4
1.9
3.2
无P区(4)
98.1
5.7
2.5
4.2
无K区(8)
99.6
5.8
2.5
4.3
全肥区(6)
116.7
6.8
2.9
5.0
低肥
力田
无N区
(2)
28.4
1.6
0.7
1.2
无P区(4)
74.7
4.3
1.9
3.2
无K区(8)
112.2
6.5
2.8
4.8
全肥区(6)
100.9
5.9
2.5
4.3
平均
92.5
5.4
2.3
4.0
1.4相对养分吸收量
相对养分吸收量是指缺素区N、P、K养分吸收量占全肥区养分吸收量的百分比,客观上反映了土壤养分贡献率的大小,是进行相关分析(校验研究),筛选土壤有效养分测试方法的重要参数。
表7油菜NPK相对养分吸收量统计
作物
相对吸收量(%)
N
P
K
高肥力田
65.1
84.9
85.8
中肥力田
64.5
84.1
85.3
低肥力田
28.1
74.0
91.2
平均
52.6
81.0
87.4
表7的统计结果表明,不同肥力水平的N、P、K相对养分吸收量差异与相对产量差异表现一致的趋势,均以N的相对吸收量最低,K的相对吸收量最高,N的相对吸收量以低肥力水平田最低,高肥力水平田最高,其中低肥力水平田N的相对吸收量平均只有28.1%,即对低肥力水平田的油菜来说,土壤N素的贡献率28.1%;P的相对吸收量以高肥力田最高,达到84.9%,低肥力田最低,为74%;K的相对吸收量以低肥力田最高,中肥力田最低。
1.5肥料利用率
根据空白区和全肥区N、P、K养分的吸收量计算出养分利用率(表8)。
其中氮肥利用率以低肥力田最高,为35%;磷肥利用率以低肥力田最高,为10.9%;钾肥利用率高、中肥力田相同,为8.2%。
表8NPK养分利用率计算表
肥力水平
肥料养分利用率(%)
N
P
K
高肥力田
20.3
7.5
8.2
中肥力田
20.0
7.8
8.2
低肥力田
35.0
10.9
5.4
平均
25.1
8.7
7.3
1.6单位产量养分吸收量
根据试验产量结果以及参考《测土配方施肥理论与实践》计算得出单位经济产量N、P、K养分吸收量(表9),油菜100kg产量N、P2O5、K2O平均吸收量分别为5.8、2.5、4.3kg,NPK吸收比例为1:
0.43:
0.74。
表9油菜单位产量NPK养分吸收量
作物
100kg经济产量养分吸收量(kg)
N
P2O5
K2O
N:
P2O5:
K2O
油菜
5.8
2.5
4.3
1:
0.43:
0.74
2土壤养分丰缺指标
2.1油菜相对产量与土壤有效养分测试值之间的关系
分析相对产量与土壤有效养分测试值之间的关系,N的相对产量与碱解N(碱解扩散法)有良好的相关性(图5);无P区相对产量与土壤有效P(0.5mol/LNaHCO3浸提-钼锑抗比色法)有很好的相关性(图6);无K区相对产量与土壤速效K(1.0mol/LNH4Ac浸提-火焰光度法)亦有很好的相关性(图7)。
图5油菜无N区相对产量与土壤碱解N的关系
图6油菜无P区相对产量与土壤有效P的关系
图7油菜无K区相对产量与土壤速效K的关系
从图5可以看出,试验样点土壤碱解氮含量在110-125mg/kg之间,无N区相对产量与土壤碱解氮之间有显著的相关性,施用氮肥的总体效果相对而言较好,相对产量平均在78.6%;从图6可以看出,试验样点土壤有效磷含量在4.9-24.5mg/kg之间,无P区相对产量与土壤有效磷之间有显著的相关性,施用磷肥的总体效果很好,相对产量平均在77.9%左右;图7结果显示,试验样点速效钾含量在63-102mg/kg之间,无K区相对产量与土壤速效钾之间有显著的相关性,施用钾肥的总体效果很高,相对产量平均在71%左右。
但总的来说试验样点较少,尚需要通过进一步的试验加以完善。
2.2油菜相对养分吸收量与土壤有效养分测试值的关系
分析油菜N、P、K相对吸收量与土壤有效养分测试值之间的关系,可以发现,土壤N素相对吸收量与土壤碱解N之间相关性良好,P、K相对吸收量分别与土壤有效P、速效K之间呈显著的对数相关(图8、图9、图10),说明土壤碱解N、有效P、速效K测试值基本能够反映土壤碱解氮、有效磷、速效钾的供应水平。
图8油菜N相对吸收量与土壤碱解N的关系
图9油菜P2O5相对吸收量与土壤有效P的关系
图10油菜K2O相对吸收量与土壤速效K的关系
2.3建立土壤养分丰缺指标
目前划分养分丰缺指标通行的做法是以相对产量为依据,即依据相对产量与土壤测试值的关系,按照相对产量大于95%为高、75~95%之间为中、50~75%之间为低、小于50%为极低的标准,划分出相应的土壤养分丰缺指标。
我们以油菜相对产量为依据,划分茶陵县油菜的土壤N、P、K养分丰缺指标(表11、12)。
土壤碱解N与缺N区相对产量的关系:
y=-156.58Ln(x)+824.92R2=0.734
土壤有效P与缺P区相对产量的关系:
y=-11.59Ln(x)+106.59R2=0.6553
土壤速效K与缺K区相对产量的关系:
y=-135.84Ln(x)+675.77R2=0.7623
表10茶陵县油菜不同等级相对产量对应的土壤测试值
项目
分级
土壤养分测试值(mg/kg)
碱解N
有效P
速效K
相对产量
>95%
高
>125
>24.5
>112
75~95%
中
110~125
24.5~13.7
103~112
50~75%
低
<110
13.7~4.9
65~103
<50%
极低
<4.9
<65
表11油菜N、P、K养分丰缺指标分级
丰缺等级
碱解氮
(mg/kg)
有效P
(mg/kg)
速效K
(mg/kg)
高
>125
>24.5
>115
中
110~125
24.5~13.5
100~115
低
<110
13.5~4.5
60~100
极低
<4.5
<60
3作物施肥模型和推荐施肥量
3.1回归分析方法
建立推荐施肥指标,主要是回归方法拟合肥料效应回归模型,再根据回归模型计算出最佳施肥量。
根据3415田间试验结果既可以建立三元二次肥料效应回归模型,也可以建立二元二次或一元二次回归模型。
表12油菜NPK三元二次回归模型
方程变量
方程系数
高肥力
中肥力
低肥力
b0
43.0977
39.7367
25.8809
b1*X1
7.0352
6.5384
4.3696
b2*X1^2
-0.2665
-0.2654
-0.3228
b3*X2
2.334
2.8237
8.8014
b4*X2^2
-0.3355
-0.3034
-0.3511
b5*X3
5.7126
5.8774
0.3797
b6*X3^2
-0.2571
-0.2518
0.21
b7*X1X2
0.1514
0.1723
0.5648
b8*X1X3
-0.1526
-0.1212
0.2082
b9*X2X3
0.0348
-0.0726
-1.1143
高肥力田施肥模型
y=43.0977+7.0352N-0.2665N2+2.334P-0.3355P2+5.7126K-0.2571K2+0.1514NP-0.1526NK+0.0348PK
中肥力田施肥模型
y=39.7367+6.5384N-0.2654N2+2.8237P-0.3034P2+5.8774K-0.2518K2+0.1723NP-0.1212NK-0.0726PK
低肥力田施肥模型
y=25.8809+4.3696N-0.3228N2+8.8014P-0.3511P2+0.3797K+0.21K2+0.5648NP+0.2082NK-1.1143PK
表13油菜NPK最大施肥与最佳施肥量
等级
方案
N
P
K
产量
高肥力
最大施肥
12.91468
6.792155
7.7360126
118.5491
最佳施肥
11.84363
5.549948
6.0622322
117.0055
中肥力
最大施肥
13.03983
7.463516
7.457293
114.8184
最佳施肥
11.78784
6.273943
5.982285
113.3307
低肥力
最大施肥
17.60776
8.058424
11.74491
102.0424
最佳施肥
14.82576
6.329943
10.87382
100.1974
表14N肥料效应一元二次方程
方程变量
方程系数
高肥力
中肥力
低肥力
b0
77.335
74.185
25.88
b1*X
6.4642
6.3225
9.0383
b2*X^2
-0.259
-0.2549
-0.2847
R值
0.992068
0.986143
0.98059
最大施肥量
12.47775
12.40381
15.8722
最大产量
117.6641
113.3966
97.6091
表15P肥效应一元二次方程
方程变量
方程系数
高肥力
中肥力
低肥力
b0
102.26
98.23
73.36
b1*X
5.8367
5.8433
6.1867
b2*X^2
-0.4611
-0.45
-0.3778
R值
0.998702
0.999197
0.957493
最大施肥量
6.328916
6.492593
8.188235
最大产量
120.7299
117.1992
98.68894
表16K肥效应一元二次方程
方程变量
方程系数
高肥力
中肥力
低肥力
b0
102.005
98.36
111.09
b1*X
3.7122
3.6467
-3.1467
b2*X^2
-0.2284
-0.2247
0.1827
R值
0.916346
0.89287
0.897089
最大施肥量
8.126757
8.114835
8.610811
最大产量
117.0892
113.156
97.54232
3.2油菜N肥效应回归模型与推荐施N量
根据2008年的油菜3415试验,采用一元二次回归或线性加平台方法,成功拟合油菜N肥效应模型3个,依据回归模型计算出各试验点的最佳施N量和相应的目标产量,试图找出最佳施N量与土壤N肥力(全N、碱解N、有机质)之间的对应关系,发现最佳施N量与对应的目标产量之间有较好的相关性。
显然在试验条件下获得的最佳产量(目标产量)反映了土壤肥力的高低,肥力高的土壤可以获得较高的目标产量,对应的最佳施N量较少,相反,肥力低的土壤获得的目标产量较低,相对应的最佳施N量较高。
将最佳施N量与对应的目标产量关系做散点图,依据目标产量高低划分高、中、低肥力水平,再在散点图上查出不同肥力水平条件下的最佳施N量,即为我县油菜的推荐施N量(表17)。
从图11和表17可以看出,茶陵县高、中、低肥力水平下,杂交油菜的推荐施N量分别为11.8-14.8kg/亩。
图11最佳施N量与目标产量关系
表17茶陵县油菜推荐施N量
作物
肥力水平
目标产量(kg/亩)
推荐施N量(kg/亩)
油菜
高肥
>117
11.8
中肥
100-113
11.7
低肥
100
14.8
3.3油菜P肥效应模型与推荐施P量
根据表11土壤有效P分级结果,将同一作物土壤有效P含量在相同丰缺等级的3415试验4、5、6、7的产量结果以及磷肥用量试验的产量结果合并或平均,建立不同土壤有效P水平下油菜磷肥效应回归模型(图16~图19),根据P肥效应模型得出不同土壤有效P水平早、油菜的推荐施P量(表18)。
图16最佳施P量与目标产量关系
表18茶陵县油菜推荐施P量
丰缺等级
有效P
mg/kg
P2O5用量(kg/亩)
肥料效应模型计算值
推荐施肥量
高
>24.5
5.5
2.5~5
中
24.5~13.5
6.2
5~6
低
13.5~4.5
6.3
6~6.3
极低
<4.5
6.5
6.3~6.5
3.4油菜K肥效应模型与推荐施K量
根据表11土壤速效K分级结果,将同一作物土壤速效K含量在相同丰缺等级的3415试验8、9、6、10的产量结果以及K肥用量试验的产量结果合并或平均,建立不同土壤速效K水平下早、中、晚稻K肥效应回归模型(图21~图25),根据K肥效应模型得出不同土壤速效K水平早、中、晚稻的推荐施K量(表19)。
图21最佳施K量与目标产量关系
表19茶陵县油菜推荐施K量
丰缺
等级
速效K
(mg/kg)
K2O用量(kg/亩)
肥料效应模型计算值
推荐施肥量
高
>115
6.1
5~6
中
100~115
7.4
7~7.5
低
60~100
10.8
10~11
极低
<60
11.2
11~11.5
4、茶陵县油菜科学施肥技术
4.1油菜不同生育时期对氮、磷、钾三要素的需求
油菜在营养生理上具有自己的特点,是需肥较多的作物,对氮、磷,钾三要素吸收量大,对磷钾反映很敏感。
但它的养分还田率很高,大约有80%以上的养分以落叶、落花、残茬以及菜饼的形式还田,因而有利于保持土壤养分的平衡。
甘蓝型油菜每亩产100—150公斤的生产水平,每生产100公斤产量需要吸收氮素(N)5.8公斤,磷素(P2O5)2.5公斤,钾素(K2O)4.3公斤。
油菜对氮、磷、钾的吸收比例为1:
0.43:
0.74。
但在不同生育时期,其需要量有差异。
——秧苗阶段。
在适时播种的情况下,该生育期一般为35—40天。
此阶段气温较高,一般出苗后4—5天长l片叶,吸收氮素占全生育期的7.2%,吸收的磷和钾素分别占全生育期的2.2%和5.6%。
这阶段吸收的养分虽然不多,却是培育壮苗的重要阶段。
——大田苗期阶段。
此期从移栽后到现蕾前,一般100天以上,如为直播油菜, 苗期为130天左右。
苗期干物质积累占总干物重的20%以上,吸收的氮素占全生育期吸收氮素总量的36%,磷素和钾素各占20%。
这个生育阶段的时间长,并经历2个月的低温阶段,需要吸收较多的营养元素,是需肥的重要时期。
——薹期阶段。
自现蕾后到始花期,是油菜营养生长和生殖生长两
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