氮·磷·钾肥对伊犁地区甜菜产量的影响

曹 禹，孙 娜，孙桂荣，蒋桂英，李鲁华

(1.石河子大学农学院，新疆石河子 832003；2.新疆维吾尔自治区伊犁州农业科学研究所，新疆伊宁 835000)



氮·磷·钾肥对伊犁地区甜菜产量的影响

曹 禹1，2，孙 娜2，孙桂荣2，蒋桂英1，李鲁华1

(1.石河子大学农学院，新疆石河子 832003；2.新疆维吾尔自治区伊犁州农业科学研究所，新疆伊宁 835000)

[目的]寻求适合伊犁地区甜菜适宜的肥料用量及比例。[方法]从伊犁地区甜菜肥料高效利用角度出发，设置了氮、磷、钾3因素4水平试验，根据获得的产量对氮、磷、钾肥料效应进行模拟，研究适宜的肥料用量及比例。[结果]甜菜产量与氮、磷、钾施用量的三元二次效应方程为y=3 319.323 7+297.974 9N-8.429 7P-8.860 2K-6.940 5N2-2.628 9P2-1.159 8K2-3.060 1NP-2.987 5NK+10.100 5PK。肥料实际用量为N 250.23 kg/hm2，P2O5138.15 kg/ hm2、K2O 165.73 kg/ hm2，3要素比例为1∶0.55∶0.66时，获得最佳产量87.38 t/hm2；氮肥肥料贡献率为35.65%，磷肥肥料贡献率为12.04%，钾肥肥料贡献率为10.50%，限制甜菜产量提高的养分限制因子从大到小依次为氮、磷、钾。[结论]伊犁地区甜菜生产中氮、磷、钾适宜的施用比例为1∶0.55∶0.66。

甜菜；产量；最佳施肥量；肥料利用率

伊犁是新疆的甜菜主产区，该地区水源充足、土壤肥沃、光照日期较长，拥有较为理想的自然地理条件[1]。目前，甜菜已成为该地区的主要经济作物和制糖轻工业的原料，产糖量和甜菜总产值在全国甜菜糖产区名列前茅，甜菜产业形成了一定的规模[1]。但是，近几年甜菜种植户为了追求更高产量，盲目加大肥料施用量，特别是氮肥用量，再加上市场上缺乏针对甜菜的复合肥，氮、磷、钾肥配比不合理，种植方式不科学，导致收益不断下降。笔者结合现有种植方式和伊犁地区土壤和环境条件，对伊犁地区土壤肥料利用率、最佳施肥量进行研究，寻求甜菜需肥规律和最佳施肥量，旨在为甜菜大田科学生产提供理论依据和技术支持。

1 材料与方法

1.1 试验地概况 试验于2013年在新疆伊犁州农业科学研究所试验基地进行。0～20 cm土壤N含量1.14 g/kg，P2O5含量1.56 g/kg，K2O含量17.13 g/kg，有机碳含量13.33 g/kg，有机质含量23.00 g/kg，pH 7.65[2]。

1.2 试验材料 供试甜菜品种为ADV0401。供试氮肥为尿素(含N 46%)；磷肥为三料磷肥(含P2O546%)；钾肥为硫酸钾(含K2O 51%)。

1.3 试验设计 土壤取样采用对角线法。试验采用二次回归D-最优设计中的“3414”方案，设氮、磷、钾3因素，各因素4水平。4个施氮量分别为N0(0 kg/hm2)、N1(90.00 kg/hm2)、N2(180.00 kg/hm2)、N3(270.00 kg/hm2)；4个施磷量分别为P0(0 kg/hm2)、P1(60.00 kg/hm2)、P2(120.00 kg/hm2)、P3(180.00 kg/hm2)；4个施钾量分别为K0(0 kg/hm2)、K1(86.25 kg/hm2)、K2(172.50 kg/hm2)、K3(258.75 kg/hm2)。共14个处理，每处理重复3次。小区面积25 m2，株距20 cm，行距50 cm，行长5 m。2013年3月24日播种，4月5日出苗，10月15日收获。全生育期灌6次水。“3414”试验方案及折算后施肥量见表1。

1.4 测定项目与方法 全氮含量采用凯氏定氮法测定；全磷含量采用碳酸钠熔融-酸溶钼锑抗比色法测定；全钾含量采用氢氧化钠法测定；pH采用电位法测定；有机质含量采用重铬酸钾容量法测定。

产量测定：每个小区去掉边行，按照GB/T 10496—2002标准切削后计数称重，折算为公顷产量。增产率、肥料贡献率和肥料农学利用率的计算公式见下：

1.5 数据统计 试验数据采用Excel软件和DPS数据处理系统进行统计与分析。

表1 “3414”试验方案及折算后施肥量

Table 1 The “3414” fertilizer examination program and relative fertilizer inputs

kg/hm2

2 结果与分析

2.1 氮、磷、钾肥料效应三元二次方程拟合与最佳施肥量的确定 由表2可知，CK的产量为50.09 t/hm2，其他处理均表现出不同程度的增产，其中，N2P2K2处理的产量最高，达89.82 t/hm2，增产率为79.09%；N3P2K2次之，为85.47 t/hm2，增产率为70.41%。

表2 各处理的产量比较

利用DPS软件对试验数据进行“3414”试验统计分析，得到甜菜产量与氮、磷、钾施用量的三元二次效应方程：y=3 319.323 7+297.974 9N-8.429 7P-8.860 2K-6.940 5N2-2.628 9P2-1.159 8K2-3.060 1NP-2.987 5NK+10.100 5PK，R=0.985 0，说明方程拟合较好。当肥料实际用量为N 260.35 kg/hm2，P2O5126.24 kg/hm2，K2O 157.11 kg/hm2，3要素比例为1∶0.48∶0.60时，获得最高产量87.35 t/hm2；当肥料实际用量为N 250.23 kg/hm2，P2O5138.15 kg/hm2，K2O 165.73 kg/hm2，3要素比例为1∶0.55∶0.66时，获得最佳产量87.38 t/hm2。

对回归方程进行显著性检验，方差结果显示F(14.493 0)>F0.05(6)，说明产量与氮、磷、钾施用量之间具有显著的回归关系。

2.2 氮肥对甜菜产量的影响 选取N0P2K2、N1P2K2、N2P2K2、N3P2K24个处理对甜菜产量与氮肥肥效进行分析。由表3可知，随着施氮量的提高，产量呈现先上升后下降的趋势，N2P2K2产量最高，达89.82 t/hm2，与N0P2K2处理相比，增产率为55.42%，说明1 kg氮肥能使甜菜增产177.90 kg，高于N1P2K2和N3P2K2处理。

表3 氮肥对甜菜产量的影响

构建氮肥用量与甜菜产量的函数关系式：y=3 760.705 0+262.125 8N-8.299 3N2，R=0.969 3，即氮肥施用量为236.88 kg/hm2时，甜菜最高产量为87.46 t/hm2。

2.3 磷肥对甜菜产量的影响 选取N2P0K2、N2P1K2、N2P2K2、N2P3K24个处理对甜菜产量与磷肥肥效进行分析。由表4可知，不同施磷量处理的产量与氮肥呈相似的变化规律，表现出先上升后下降的趋势。其中，N2P2K2处理的产量最高，达89.82 t/hm2增产率为13.70%；肥料贡献率为12.04%，小于氮肥肥料贡献率；肥料农学利用率为90.13 kg/kg，高于N2P1K2和N2P3K2处理。

表4 磷肥对甜菜产量的影响

构建磷肥用量与甜菜产量的函数关系式：y=5 205.650 0+141.587 5P-8.340 6P2，R=0.858 6，即磷肥施用量为127.32 kg/hm2时，甜菜最高产量为87.10 t/hm2。

2.4 钾肥对甜菜产量的影响 选取N2P2K0、N2P2K1、N2P2K2、N2P2K34个处理对甜菜产量与钾肥肥效进行分析。由表5可知，不同施钾量处理的产量与氮、磷肥呈相似的变化规律，表现出先上升后下降的趋势。N2P2K2产量最高，达89.82 t/hm2，增产率为11.74%，肥料贡献率为10.50%，肥料农学利用率为54.68 kg/kg。

构建磷肥用量与甜菜产量的函数关系式：y=5 323.09+105.546 1K-4.964 8K2，R=0.933 3，即钾肥用量为159.44 kg/hm2时，甜菜最高产量为88.26 t/hm2。

表5 钾肥对甜菜产量的影响

3 结论与讨论

3.1 氮、磷、钾肥料效应三元二次方程拟合与最佳施肥量的确定 N2P2K2处理产量最高，达89.82 t/hm2，增产率为79.09%，N3P2K2处理次之，产量为85.47 t/hm2，增产率为70.41%；甜菜产量与氮、磷、钾肥施用量的三元二次效应方程：y=3 319.323 7+297.974 9N-8.429 7P-8.860 2K-6.940 5N2-2.628 9P2-1.159 8K2-3.060 1NP-2.987 5NK+10.100 5PK；肥料实际用量为N 260.35 kg/hm2、P2O5126.24 kg/hm2、K2O 157.11 kg/hm2，3要素比例为1∶0.48∶0.60时，获得最高产量87.35 t/hm2。当肥料实际用量为N 250.23 kg/hm2、P2O5138.15 kg/hm2、K2O 165.73 kg/hm2，3要素比例为1∶0.55∶0.66时，获得最佳产量87.38 t/hm2。氮、磷、钾肥对于甜菜产质量的提高具有明显的互作效应，但最佳比例各不相同。盖志佳[3]研究表明，甜菜块根产量达到最高值时，3要素比例为1∶0．59∶0．52；于敦爽[4]研究认为，3要素比例为1∶0.67∶0.53时，甜菜获得最高产量，3要素比例为1∶0.56∶0.38时，甜菜获得最佳产量。前人对3要素比例进行了大量的研究，但目前尚无定论，可能与不同土壤、不同环境条件有关。

3.2 氮、磷、钾肥施用量对甜菜产量的影响 随着氮、磷、钾肥施用量的增加，甜菜产量均呈先上升后下降的趋势，氮肥施用量为180.00 kg/hm2时，甜菜产量最高，达89.82 t/hm2，与N0P2K2相比，增产率为55.42%，说明氮肥对甜菜产量有明显的增产效果，肥料贡献率为35.65%，肥料农学利用率为177.90 kg/kg；磷肥施用量为120.00 kg/hm2时，甜菜产量为89.82 t/hm2，增产率为13.69%，肥料贡献率为12.04%，小于氮肥肥料贡献率，肥料农学利用率为90.13 kg/kg；钾肥施用量为172.50 kg/hm2时，甜菜产量为89.82 t/hm2，增产率为11.74%，肥料贡献率为10.50%，肥料农学利用率为54.68 kg/kg。由此可知，限制甜菜产量提高的养分限制因子从大到小依次为氮、磷、钾。

氮肥施用量与甜菜产量密切相关，在块根产量相对较低的情况下，增施氮肥能显著提高块根产量。但在高氮水平下，继续增加氮肥，产量不会继续增加，反而有下降趋势。适量的磷肥能促进甜菜幼苗的代谢及根系的发育，使幼苗生长健壮。曲文章等[5]研究表明，施磷能显著增加甜菜须根的干物重、长度和表面积；施磷量与须根干物重呈极显著正相关，施磷能增加甜菜株高和鲜叶数；施磷量与块根产量呈显著正相关，各施磷处理与对照间的产量差异极显著，而磷肥处理间差异不显著。钾肥对甜菜产量的影响较小，它与氮、磷不同，不参与植物体的碳水化合物的组成，但钾仍是作物所必需的3要素之一。钾肥能增强甜菜光合作用，平衡氮肥、磷肥，从而提升甜菜品质。

[1] 耿清涛.伊犁地区甜菜产业发展现状、问题及对策研究 [J].新疆农垦经济，2012(5)：55-59.

[2] 鲁如坤.土壤农业化学分析方法[M].北京：中国农业科学技术出版社，2000.

[3] 盖志佳.定量施肥对黑龙江省红兴隆地区甜菜产质量的影响[D].哈尔滨：东北农业大学，2012.

[4] 于敦爽.黑龙江西北部甜菜配方施肥的研究[D].哈尔滨：东北农业大学，2012.

[5] 曲文章，耿立清，王红钢，等.磷素水平对甜菜生育及产质量的影响[J].中国甜菜糖业，2002(3)：7-9.

The Effect of Fertilizer Input to Yield of Sugar Beet in Yili Region

CAO Yu1,2, SUN Na2, SUN Gui-rong2et al

(1.College of Agronomy Shihezi Univerdity,Shihezi, Xinjiang 832003;2.Yili Institute of Agricultural Sciences of the Xinjiang Uygur Autonomous Region, Yining, Xinjiang 835000)

[Objective] The study aimed to seek suitable beet appropriate proportion and use level of fertilizer in Yili Region.[Method] From the angle of the Yili Region beet fertilizer utilization, set the NPK 3 factors 4 levels test, according to the production to simulate the effect of NPK fertilizer to seek suitable beet appropriate proportion of fertilizer in Yili Region.[Result] The relationship of beet yields with NPK fertilizer inputs was simulated out into a ternary quadratic formula. The formula isy=3 319.323 7+297.974 9N-8.429 7P-8.860 2K-6.940 5N2-2.628 9P2-1.159 8K2-3.060 1NP-2.987 5NK+10.100 5PK; through the formula we could calculated out that when the real fertilizer inputs were N=250.23 kg/hm2, P2O5=138.15 kg/hm2, K2O=165.73 kg/hm2, these three fertilizer elements ration was 1∶0.55∶0.66, the beet could output the best suitable yield, 87.38 t/hm2. The rate of contribution of N fertilizer was 35.65%, the rate of contribution of P fertilizer was 12.04%, the rate of contribution of P fertilizer was 10.5%. The limit factor in beet yield growth was N>P>K.[Conclusion] Suitable beet appropriate proportion of fertilizer NPK elements ration was 1∶0.55∶0.66 in Yili region.

Sugar beet; Yield; The best fertilizer amount; Utilization rate of fertilizer

国家甜菜现代农业产业技术体系项目(CARS-210409)。

曹禹(1986- )，男，内蒙古乌兰浩特人，研究实习员，从事甜菜栽培技术推广工作。

2016-09-09

S 506.2

A

0517-6611(2016)31-0137-03