水肥交互作用对问作玉米, 大豆产量的影响研究

水肥交互作用对问作玉米, 大豆产量的影响研究

第1 2卷第 3期 2004年 7月

中国生态农业学报C ieeJ un l f oA r utr hn s o ra - g i l e O Ec c u

VO . 2 No 3 11 .

Jl, 2 0 uy 0 4

水肥交互作用对问作玉米、大豆产量的影响研究刘秀珍张阅军杜慧玲(山西农业大学资源与环境学院太谷 0 00 ) 38 1

摘

要应用三因素五水平二次通用旋转组合方法，验研究不同水肥用量对大田间作玉米、豆产量的影响结试大

果表明，因素对玉米产量的影响依次为水>N>P,大豆产量的影响依次为水>P>N;、互作效应中水的效三对水肥应大于肥，肥效随灌水量的增加而提高。且关键词玉米大豆水肥互作产量

Efe t fmosu e friie ne a t no h ilso iea d sy e n u d rte c n iin fitrc o pn f cso it r-e tl ri tr ci n t eyed fmaz n o b a n e h o d t o n -r p ig.LI z o o e U

Xi—h n HANG Y eJ n U i i ( o eeo eo rea dE vrn na S ine, hn i g i t a Un— uZ e,Z u—u,D Hu— n C lg fR suc n n i me tl c cs S a x r u ul L g l o e A c r i l vri,T iu0 0 0 ) C E,0 4 1 ( ) 7 -7 es y ag 3 8 1, J A 2 0,2 3:5 7 tAls a t By u ig t e d sg ft re fco si e lv l—u d ai e ea pn n, t fe t fa pyn i ee t￣t e r sn h e in o h e a tr- v e esq a r t g n rls ini f c g e h efcs o p li df r n g f a u t o ,P friz r d mosu eo h ilso az d s y e n u d r t o dt n o n e -rp i r mo n s fN e t i s a it n t yed fm ie a o b a n e h e n ii fitrco pn wee le n r e n e o g su id t de .Th eut h w h tt fe to h e co so ￣z i

l it e N> P.t fe t ft refco n ers l s o t a h e fc ft s e r f tr n r eyed i mosu> a n s r e h efc h e a tr o o s

sy enye i ue o b a l i o sr>P> N. i h fc n yo i uefr le trci h iu eef i c r i d sm t whl i t e ie c f en e i o t m sr -eti ri eat n t mos r fc n yi moe iz n o e t ie St a h t ff t i r n d t e iz ref in y ices swi h n ra ig o riain h n t e iz,a h fr l e fi e c n r ae t t ice sn fi g t . a o r le e t i c h e r oKe r s M az,S y e n,M osu efriz ritrc in,Yi d ywo d ie o b a it -e l e n ea t r t i o e l

本试验研究了问作种植不同灌水量和施肥量对玉米、大豆产量的影响，为合理施肥提供科学依据。

1试验材料与方法试验于 20 0 1年在山西农业大学园艺站进行，区 5试~9月份各月降水量分别为 50 m、2 1 m、 .m 1 .m 1 2 7 m、7 2 m和 5 .m 1 .m 1 .m 4 8 m。供试土壤为石灰性褐土，地中壤，~2 c耕层土壤有机质含量 1 .质 0 0m 55 全 N .4 gk, P2 4 gk, K 1 .gk,解氮 5 .mgk,效磷 1 .m/g速效钾 12 1 O 3 3/g全 .5/g全 5/g碱 4 8 4/g速 6 7 gk, 5.,

m/g<00mm物理性粘粒 4 .8田间持水量 3 .4 gk, .1 12%, 0 3%。供试玉米品种为“农大 18,豆品种为“ 0”大晋豆2”试验采用三因素五水平二次通用旋转组合设计共设 2 4号。 0个处理 _,区面积 3 m2间作形式为 2行 1小 J 3,玉米+2行大豆，每小区种植 6行玉米，大豆， 4行玉米和大豆行距均为 5 c株距分别为 4 c和 1 c 0m, 0m 2m。

3尿素及全部过磷酸钙作底肥 1施人，/尿素施于拔节期玉米，种前浇足底墒水，月2次 13播于4 8日播种， 9 2月 5日收获，分别于玉米、大表 1试验因素及编码

值豆苗期 ( 6月 1日)玉米拔节，期、豆初花期 (大 7月 5日)水灌

T b1 e c rad hic eee a. s f t e d l l T ta o n t ro v s

2次，各小区灌水量按实测土壤含水量进行校正，水深度苗期灌为 2 c拔节期为 3 c采用 0 m, 0m,水表控制，试验因子及处理水平见表 1。*为灌至相当于田间持水量的土壤含水量 (; *折纯 N; *折纯 P(。%) * ** 2) s

2结果与分析水肥条件对玉米产量的影响。将试验小区玉米产量按 6%折算(gh )运用二次通用旋转组合设计 0 k/m2,*山西省科技攻关项目(00 6部分研究内容 021)收稿日期：0 30—改回日期：030—8 2o -20 3 20—3 0

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中国生态农业学报

第 1卷 2

进行回归模拟，求得玉米产量(与灌水量( )N肥( ) P肥( 间的回归数学模型为： y) x。、 x和 x)y=74 . 2 16 Xl 7 .8 4 84+ 2 .2+1 26 X2+8 .9 8 5 X3+7 .3 2 9 X1 X2+9 .5 +6 .1 —19 1 X1 3 7 X1 X3 25 X2 X3 0 .2 2—2 7 5 X2—6 9 3 () 1 1 7 x 1. .

对回归模型 ( ) 1进行方差分析，失 F拟=0 3 3 F 0(, ) .5,合=8 1 2 F合 (,0= .1[失 5 5 5=5 0] F拟 .7“[拟 059 1 ) 0 3 0,拟 0=4 9]复相关系数 R=0 9 9,明未控制因素对试验结果影响较小，验所建模型达极显 .2 F合川 .4, .3 4表试著水平，能反映玉米产量与灌水量以及 N、 P肥施用量间的关系。回归模型偏回归系数表明，灌水量与 N、 P肥施用量均对玉米具有明显增产作用，其影响显著性依次为灌水量>N肥>P肥，明水是影响玉米产量的表主要因子，是发挥肥效的关键。

采用降维法对模型 ( ) 1中任意 2因子取 0水平编码值可得另 1因素对玉米产量的偏回归方程为：i= 7 4 . 2 1 6 X一 19 1 X Y 4 8 4+ 2 .2 0 .2 Y= 7 4 . 12 6 X2— 2 7 5 X2 4 8 4+ 7 .8 1 .1 25= 74 . Y 4 8 4+8 .9一6 . X 85 79

() 2

图 1试验因子对玉米产量的影响多的水分只能造成水分蒸发

, 而不能提高玉米产量。对模型( ) 2求导得出F. T e e H lc s mz i噻 hec f p lfo o a d玉米边际产量模型为： 1 eft x均 a r n iy 0 t edf d 2 16 dY]X1 2 2— 2 8 2 X1 1 .4

【/= 76—30 2 2 1 . 4 .X y 28 52y 3: 8 .9—15 8 / 85 3 .x3

( 3 )

留酶●

令 a/ X=0求得玉米最高产量 y对应 3因子的编码值 X= vd i, 105相当于田间持水量的 8 .7, 2=0 36相当于施 N .1( 32%) X .99( 3 10 k/r )X=06 2 ( 4 .9ghn, 3 .53相当于施 PO 8 .8/m )表明大豆 . z 2 5 7 1k h 2, 1 g

Z

蠼

一

162 . 8

0

162 .8

玉米间作较单作作物需水量高，玉米利用大豆根瘤的固 N作用，且可减少 N肥施用量，但大豆吸 P能力强，应增加 P肥施用量。水、肥互作效应对玉米产量的影响。由回归模型 ( )知， 1可.

灌水量 ( )码值 Xi编

图 2水、交互作用等产线图 N2 Ye idi l o ae-io e ne ci fw tr t gnitr t n nr a o

x。 x。 x交互项系数均为正值，明水与 N肥、与 P x、 x和 x表水 肥、肥与 P肥间为正的交互作用， N具有相互促进作用。产量回归模型 ( )固定 P肥为 0编码水平，回 1中对归模型降维分析可得水与 N肥 2因素间的交互作用回归模型：Y= 74 . 4 8 4+2 16 X1 1 2 6 X2+ 7 9 X1 2 .2+ 7 .8 2.3 X2—1 9 1 X1 0 .2一2 7 5 X2 1 .1 z () 4

由回归模型( )出 P为 0编码水平时，与 N肥 2因素交互作用等产线图见图 2由图 2 4作水。可知低灌水量时 N肥效应较小，且低 N时水效应也较小， N肥效应随灌水量的增加而增加， 2因素交互作用中水效应> N肥效应。由模型( ) 4可得玉米最高产量达 7 2 .k/m 6 3 1 gh时对应水编码值为 1 1 8相当于田间持水量的 .6 (

8 .9, 57%)N编码值为 053相当于施 N 332k/m ) .9 ( 7 .5 gh 。玉米达最高产量后过量施用 N肥会导致减产， 且灌水量越少减产幅度越大，明过量施

用 N肥会加重水分胁迫，表适宜水分条件有利于发挥 N肥效应，同样适宜 N肥用量有利于提高水分利用率，、间有相互促进作用。产量回归模型 ( )水 N 1中固定 N肥为 0编码水平，、水 P 2因素交互作用回归模型为：Y=74. 4 8 4+2 16 X1+8 .9 2 .2 8 5 X3+9 .5 X3— 19 1 X1 6 . X3 3 7 X1 0 .2一 7 9 () 5

由回归模型() 5作出 N为 0编码水平时，水与 P 2因素交互作用等产线图见图 3由图 3可知增产作用肥。水>P P肥效应受水效应影响较大，,低灌水量时 P肥基本无效。当 P编码值为一16 2 0时 P肥效应随灌水 .8 -

量的增加而增加，明灌水有利手提高 P肥利用率，表试验表明植物对 P的吸收与土壤含水量成直线相关。本试

验条件下当 N肥施用量为 0编码水平、玉米达最高产量 71 .k h时， 796e g水编码值为 177相当于田间持水 .7 (

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第3期

刘秀珍等：水肥交互作用对间作玉米、大豆产量的影响研究

量的 9 .3, 66%)P编码值为 18 9相当于施 Po 8 .2g h 2, .7 ( 2 5 5 3 k/m )高水 2高 P条件下玉米产量较高，表明干旱年份水肥充足是玉米获得高产的保证。产量回归模型( ) 1中固定水为 0编码水平， P2因素交互作用 N、回归模型为：Y= 74 . 4 84+12 6 X2+8 .9 7 .8 8 5 X3+6 .1 X3—2 7 5X2—6 9? 2 5X2 1 .1 7 x.

( 6 )

由回归模型 ( ) 6作出水为 0编码水平时， P肥 2因素交互作用等 N、产线图见图 4。由图 4可知增产作用总趋势为 N肥效应大， P肥效应—

小，且低 N下 P肥基本无效， N编码值>一1 P肥才显效，当时 P肥效应随 N肥施用量的增加而增加，表明 N编码值<一1时土壤中的 P已…。——

16 2 .8

0

162 . 8

灌水量( )编码值 XI

图 3水、 P交互作用等产线图

能满足玉米产量需求； N F. Ye olho t -hshrsneatn当 i3 idi p t f e p opou t ci g l s e wa r i r o

编码值为 0 5 5相当于施 N 3 2 1 g .2 ( 6 . k/ 趔留驾孽一

)P编码值为 0 8 4相、 .9 (,超

当于施 P 0 0

.2 gh ) 2 5 6 5 k/m时玉米达最高产量 7 3 .1 g 2 534k]理的 N、 P肥配比极其重要。

过此用量增施任何 1肥料均造成玉米减产，明农业生产中合种表

棚0

耀

水肥条件对大豆产量的影响。将试验小区大豆产量按 4%折 0算 (gh )用计算机进行统计分析可得大豆产量 (与灌水量 k/m2, Y)一

162 .8

0

162 .8

( )N肥 ( ) P肥 ( 间的回归数学模型为： X、 X和 X )Y=10.+ 0.X+ 17 2 0. X+ 98X1 2 6.5 X+ () 230 129 1 7.X+104 3 6. 4 2 8 X— 85X1 3 75 .2 X3—2 .1 2 0 5 X2—2 o x3 0 2 X2 32 Xl 7 9 4 7 2..

麓 N量f )码值 编

图4 N、 P交互作用等产线图 F. i蜒4 e Y l d 0血r p3 ieco f D h印 nrtn tai

对回归模型 ( )行方差分析，拟 7进 F合=1 .1复相关系数 12“,

R=0 9 4,明回归模型与实测值拟合较好，极显著水平， .5 1表达能反映大豆产量与灌水量及 N、 P肥施用量间的关系。回归模型的偏回归系数表明，灌水量与 N、施用量对大豆均具有明显增产作用， P肥其影响显著性依次为灌水量>P肥>N肥，明水是影响大豆产量的主要因子，原因是水提高了 P肥利用率，表其增强了大

豆固 N能力。在互作效应中灌水量与 N肥施用量、 N肥与 P肥施用量间为正效应，明灌水与 N肥施用、 表 N肥与 P肥施用对大豆生长发育有互促作用。玉米、豆高产优化水肥方案。大 表2玉米、大豆高产优化水肥方案

本试验条件下玉米获得最高产量 Y=

T b2 i a re ie s e e f ae n ye g-e a. n w t-rl rc m i d oba h h i F e efti h o m z a s n i y l z d

7 1 .k/ 973 g

的组合方案 X。 =的 *最优配比方案x为7. l 85%~8.% X为413~45 4g r, 3 7 9, 2 3. 4. k h2X为 6 7 5/n15 7 25 1k/m2 7 .5 2 .7gh。

16 2 .8,X2, 3=1 X=1 6 2大豆获 .8;

得最高产量 Y=1 7 .3 g 466 k/

组合方案 X1 16 2 X2 .8,= .8,=16 2 X=1 6 2但对大田生产而言， .8。

y并不一定代表生产上的最优， 为取得水肥措施在生产上的可靠性，用产量频率分析法进一步分析，采在一

16 2 X≤ 16 2区间经微机运算求得 15套组合方案，中玉米产量>7 0 k/m合方案 2 .8≤ .8 2其 3 0 gh组 5套， 组合方案 2套。由表 2可知玉米、 1大豆最佳产量优化水肥方案灌水量为田间持水， P O肥量为 1 5 7 -2 5 1 g施 25 7 .5 2 .7/ k。

大豆产量>1 0 k/ 30 g

量的 7 .%~8 .9施 N肥量为 4 13 -4 5 5 k/ 85 76%, 3 .7 4 .4 g

3小

结

间作灌水量与 N、 P肥施用量 3因素中玉米增产效应为水>N肥>P肥，大豆为水>P肥>N肥。水与 N 肥、水与 P肥、 N肥与 P肥交互作用中玉米和大豆增产效应为水>肥，施肥效应随灌水量的增加而提高，干旱年份玉米和大豆苗期、玉米拔节期、大豆初花期是需水关键期，特别是玉米拔节期和大豆初花期水分充足增施 N、 P肥则玉米、大豆增产较大。本试验条件下获得玉米产量￣70 k/r、 30g hn大豆产量>10 k/r2 2 3 0g hn的土壤含水量约占田问持水量的 7 .%-8 .9施 N 4 13 -4 5 5k/m, Po 7 .5 2 5 1k/m2 8 5 - 76%, .7 4 .4gh 2施 2 5 57 - 2 .7g h。 3 1参1萧

考

文

献

兵，钟俊维 .业多因素试验设计与统计分析 .农长沙：湖南农业科技出版社，18 . 3 -30 9 5 32 6

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/roi4.html