基于农学效应的露地蔬菜氮磷钾推荐施肥量研究

章明清; 李娟; 章赞德; 姚宝全; 许文江; 沈金泉

doi:10.19303/j.issn.1008-0384.2018.10.003

基于农学效应的露地蔬菜氮磷钾推荐施肥量研究

1.
福建省农业科学院土壤肥料研究所, 福建福州 350013
2.
大田县农田建设与土肥技术推广站, 福建大田 366100
3.
福建省农田建设与土壤肥料技术总站, 福建福州 350003
4.
福建省亚热带植物研究所, 福建厦门 361006

基金项目:

福建省科技计划项目-省属公益类科研院所基本科研专项 2018R1022-3

福建省农业科学院科技创新团队建设项目 STIT2017-1-9

福建省测土配方施肥项目 2006-2015

详细信息

作者简介:
章明清(1963-), 男, 博士, 研究员, 主要从事作物施肥原理与技术以及施肥与环境领域研究(E-mail:zhangmq2001@163.com)

中图分类号: S63
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出版历程
- 收稿日期: 2018-09-19
- 修回日期: 2018-10-19
- 刊出日期: 2018-10-27

Agronomic Effects of Recommended NPK Fertilization on Vegetable Farming

1.
Soil and Fertilizer Institute, Fujian Academy of Agricultural Sciences, Fuzhou, Fujian 350013, China
2.
Datian Cropland Construction and Soil and Fertilizer Station, Datian, Fujian 366100, China
3.
Fujian Cropland Construction and Soil and Fertilizer Station, Fuzhou, Fujian 350003, China
4.
Fujian Institute of Subtropical Plants, Xiamen, Fujian 361006, China

摘要

摘要: 针对蔬菜施肥中氮磷肥用量普遍偏高和比例不合理问题，探讨主要露地蔬菜氮磷钾推荐施肥量。根据近年来在芥菜、大白菜、结球甘蓝菜、莴苣、花椰菜、毛豆、槟榔芋、多子芋和胡萝卜上完成的290个氮磷钾田间肥效试验结果，应用系统聚类分析及其类别间差异显著性检验的方法，制定菜田土壤肥力等级的最佳类别数；然后采用三元非结构肥效模型构建各肥力等级的肥效方程及其推荐施肥量。结果表明，蔬菜空白区产量和平衡施肥产量的变异系数分别达到26.0%~60.2%和13.2%~50.3%，不同蔬菜种类及其土壤施肥效应具有明显的差异。在确保类别间的空白区产量和平衡施肥产量两个指标达到显著差异水平的条件下，结球甘蓝菜划分为4个土壤肥力等级，其他8种蔬菜则划分为3个土壤肥力等级。根据不同蔬菜的不同土壤肥力等级对应的氮磷钾田间肥效试验结果，构建的28个三元肥效模型均属于典型式，由此提出基于农学效应的9种供试蔬菜氮磷钾推荐施肥量。14个大田验证试验表明，与习惯性的氮磷钾施用量和比例相比，本研究推荐施肥量下的槟榔芋、结球甘蓝菜、毛豆和多子芋等4种供试蔬菜平均增产6.8%~10.6%，净增收达692~3 834元·hm^-2。研究结果为露地蔬菜减肥增效技术的推广应用提供了最佳养分投入量依据。
- 蔬菜 /
- 露地 /
- 氮磷钾 /
- 推荐施肥 /
- 效益
Abstract: To promote proper fertilization for vegetable farming in open fields, the application rates of NPK fertilizers were studied according to their agronomic benefits on the plants. The 290 field experiments conducted in recent years on leaf mustard (Brassica juncea), Chinese cabbage (Brassica rapa), headed cabbage (Brassica oleracea), lettuce, broccoli, green soy bean, areca taro (Colocasia esculenta), boilen taro (Colocasia esculenta L. Schott.), and carrots allowed a classification on soil fertility using the systematic cluster analysis and significance differentiation test, as well as a proposed recommendation on the fertilization using the ternary non-structural fertilizer efficiency model. The coefficients of variation on vegetable yields were 26.0%-60.2% for the reference and 13.2%-50.3% for a balanced fertilization indicating significant differences on the effect of soil fertility among the various vegetables. For the further experimentation, 4 levels of fertility for the headed cabbages and 3 levels for the remaining 8 vegetables were applied to ensure a significance on the fertilization effect. It was found that all 28 ternary fertilizer efficiency models obtained were typical, and therefore, 9 formulas for the fertilization based on agronomic effect were established. In the following field tests, 14 of them confirmed that the recommended NPK fertilization resulted in an average increase on yield of boilen taros, headed cabbages, green soy beans, and areca taros ranged from 6.8% to 10.6%with a net increasing on revenue of 692 Yuan to 3 834 Yuan per hm² over the conventional fertilization.
- vegetables /
- open field /
- N, P and K /
- recommended fertilization /
- benefit

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表 1 供试土壤主要理化性状和处理(6)平均施肥量

Table 1 Major physiochemical properties of soil at initial test sites and fertilizations for treatment 6

蔬菜	试验点数	pH	有机质/ (g·kg^-1)	碱解氮/ (mg·kg^-1)	Olsen-P/ (mg·kg^-1)	速效钾/ (mg·kg^-1)	处理(6)施肥量/(kg·hm^-2)
蔬菜	试验点数	pH	有机质/ (g·kg^-1)	碱解氮/ (mg·kg^-1)	Olsen-P/ (mg·kg^-1)	速效钾/ (mg·kg^-1)	N	P₂O₅	K₂O
芥菜	30	5.38±0.52	35.2±11.4	153.6±44.0	41.8±33.6	70.6±41.7	283±23	105±34	173±33
大白菜	27	5.29±0.39	26.1±5.6	144.2±43.5	56.9±65.6	96.3±57.6	220±10	76±8	190±38
结球甘蓝	73	5.42±0.65	25.3±9.5	124.3±52.1	69.3±58.0	99.9±54.6	258±38	90±20	188±46
莴苣	30	2.06±0.56	28.5±11.7	38.7±53.2	10.7±16.7	36.0±54.5	324±30	162±15	324±30
花椰菜	32	5.14±0.40	20.7±7.6	137.4±57.5	83.0±57.6	98.2±52.5	242±67	109±15	228±65
毛豆	10	5.33±0.24	30.4±3.3	127.0±38.7	69.7±23.3	110.6±47.6	180±0	90±0	120±0
槟榔芋	61	5.11±0.76	24.8±8.1	139.3±44.1	80.4±57.9	100.9±74.2	384±146	182±60	378±168
多子芋	11	5.17±0.27	36.5±8.9	178.5±67.0	41.7±23.1	65.8±30.5	180±0	90±0	180±0
胡萝卜	16	7.25±1.07	10.1±6.0	125.4±54.1	105.1±61.7	52.1±29.8	330±0	99±0	561±0
注：芥菜试验点分布在永春县和云霄县；大白菜试验点主要分布在建阳区和三元区；结球甘蓝菜试验点武夷山市、建阳区、三元区和同安区；莴苣试验设置在永安市；花椰菜试验主要设置于集美区、三元区和邵武市等；毛豆试验点主要设置于龙海市；槟榔芋试验点主要设置于福鼎市、集美区和长汀县等；多子芋试验点主要设置于永定区；胡萝卜试验点主要设置于集美区。

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表 2 验证试验的土壤主要理化性状和处理施肥量

Table 2 Major physiochemical properties of soil for confirmation tests and fertilization for each treatment

蔬菜	地点	试验点数	pH	有机质/ (g·kg^-1)	碱解氮/ (mg·kg^-1)	Olsen-P/ (mg·kg^-1)	速效钾/ (mg·kg^-1)	N-P₂O₅-K₂O施肥量/(kg·hm^-2)
蔬菜	地点	试验点数	pH	有机质/ (g·kg^-1)	碱解氮/ (mg·kg^-1)	Olsen-P/ (mg·kg^-1)	速效钾/ (mg·kg^-1)	推荐施肥	习惯施肥
槟榔芋	福鼎市	3	5.0±0.0	28.1±4.9	104.0±36.4	29.6±18.5	105.3±79.8	300-150-270	285-350-320
结球甘蓝菜	同安区	4	5.6±0.2	14.4±4.7	85.8±20.1	93.9±39.4	63.5±16.8	320-95-278	368-420-240
毛豆	长泰县	4	5.6±0.2	20.8±1.0	213.0±78.7	77.8±70.3	58.5±21.6	146-92-143	185-89-126
多子芋	永定区	3	5.4±0.3	32.0±3.5	150.7±27.1	41.0±28.3	48.7±25.7	165-80-168	146-69-59

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表 3 露地蔬菜氮磷钾施肥效应及其增产效果

Table 3 Responses and yield increases by NPK fertilizations at vegetable fields

蔬菜	试验点数	经典五处理的平均产量/(t·hm^-2)					平均贡献率/%
蔬菜	试验点数	CK	N₀P₂K₂	N₂P₀K₂	N₂P₂K₀	N₂P₂K₂	土壤	N	P	K
芥菜	30	20.95±8.09	36.52±16.46	71.45±25.43	70.94±27.33	83.84±27.57	25.0	56.4	14.8	15.4
大白菜	27	22.86±9.41	25.20±9.05	35.96±12.90	33.16±12.82	41.05±12.83	55.7	38.6	12.4	19.2
结球甘蓝	73	28.87±14.01	33.15±14.15	44.98±14.05	43.70±14.11	52.43±15.32	55.1	36.8	14.2	16.7
莴苣	30	15.59±9.01	18.37±8.40	20.70±9.19	27.06±11.56	37.28±11.97	41.8	50.7	44.5	27.4
花椰菜	32	17.10±10.29	19.27±11.77	26.61±15.82	24.57±15.76	31.02±15.61	55.1	37.9	14.2	20.8
毛豆	10	8.04±2.10	8.62±2.40	10.11±2.62	10.01±2.87	10.90±2.68	73.7	20.9	7.2	8.1
槟榔芋	61	14.04±4.60	17.86±6.97	21.91±5.99	19.35±5.02	24.51±5.89	57.3	27.1	10.6	21.0
多子芋	11	11.38±3.44	15.39±2.30	17.20±4.03	14.93±3.94	19.54±3.57	58.2	21.2	12.0	23.6
胡萝卜	16	71.11±18.50	81.81±13.80	84.17±14.21	80.50±13.77	92.07±12.17	77.2	11.1	8.6	12.6

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表 4 结球甘蓝菜氮磷钾施肥类别的分类结果比较

Table 4 Classifications of NPK fertilization on headed cabbages

施肥类别数	各施肥类别所含试验点数/个							两两类别间差异显著性
施肥类别数	类别1	类别2	类别3	类别4	类别5	类别6	类别7	组合数	P < 5%组合数
3	7	41	25	-	-	-	-	3	3
4	25	16	7	25	-	-	-	6	6
5	9	16	25	16	7	-	-	10	10
6	3	4	9	16	25	16	-	15	15
7	1	15	3	4	9	16	25	21	20
注：结球甘蓝菜的试验点数为73个。

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表 5 结球甘蓝菜4个氮磷钾施肥类别间的差异显著性检验(F值)

Table 5 Differential significance test on 4 NPK fertilization classes on headed cabbages (F value)

施肥类别	类别1	类别2	类别3	类别4
类别1	0.0
类别2	6.6^*	0.0
类别3	82.0^**	20.6^**	0.0
类别4	28.4^**	31.4^**	65.8^*	0.0

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表 6 供试蔬菜的氮磷钾施肥类别及其试验点数

Table 6 NPK fertilization classes on vegetables and number of experiments conducted

蔬菜种类	试验点数	施肥类别	施肥类别及其试验点数
蔬菜种类	试验点数	施肥类别	1	2	3	4
芥菜	30	3	10	7	13	-
毛豆	10	3	2	6	2
大白菜	27	3	2	8	17	-
槟榔芋	61	3	11	29	21
结球甘蓝菜	73	4	25	16	7	25
多子芋	11	3	3	4	4
莴苣	30	3	9	11	10	-
胡萝卜	16	3	5	7	4
花椰菜	32	3	9	16	7	-

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表 7 主要露地蔬菜氮磷钾推荐施肥量

Table 7 Recommended NPK fertilization for vegetables grown in open field

区域	土壤肥力等级	空白产量/ (t·hm^-2)	目标产量/ (t·hm^-2)	最高施肥量/(kg·hm^-2)			经济施肥量/(kg·hm^-2)
区域	土壤肥力等级	空白产量/ (t·hm^-2)	目标产量/ (t·hm^-2)	N	P₂O₅	K₂O	N	P₂O₅	K₂O
芥菜	高	27.05±4.36	116.84±7.81	334	133	207	331	131	204
	中	21.39±3.28	79.64±9.37	300	76	139	297	75	127
	低	16.03±9.02	60.72±15.81	321	187	234	314	180	227
大白菜	高	38.14±16.24	73.12±7.31	258	96	209	254	94	206
	中	30.52±6.07	50.00±6.19	211	51	187	207	50	174
	低	17.46±4.68	33.06±3.33	226	86	203	218	81	189
结球甘蓝菜	高	51.50±22.82	84.01±9.18	284	112	255	278	110	243
	中高	30.02±10.74	60.00±7.95	329	102	297	321	100	283
	中	31.57±8.43	52.92±4.51	331	54	193	320	53	179
	低	19.11±7.63	38.25±9.18	311	93	273	299	90	255
莴苣	高	24.90±5.96	51.65±5.43	208	196	249	205	191	232
	中	13.35±4.81	30.11±7.04	178	149	311	171	146	285
	低	8.95±6.70	30.09±6.28	248	203	286	240	197	261
花椰菜	高	33.68±4.31	58.63±3.32	268	133	259	261	126	242
	中	14.17±5.48	24.69±5.47	165	83	161	158	79	152
	低	9.42±4.03	20.79±3.81	312	99	334	294	94	284
毛豆	高	11.20±0.46	13.90±0.04	199	123	88	171	94	57
	中	7.93±0.80	11.34±1.21	191	104	103	170	82	86
	低	5.20±0.28	6.58±0.81	238	131	165	140	68	92
槟榔芋	高	19.22±1.93	31.15±2.41	378	113	301	346	108	261
	中	11.89±3.09	22.86±2.25	331	145	324	306	128	278
	低	9.80±1.86	16.16±1.35	306	134	173	273	103	221
多子芋	高	13.77±4.12	23.26±2.21	192	85	208	181	79	190
	中	10.88±2.52	18.97±0.88	151	134	150	142	116	140
	低	8.86±1.70	15.34±0.64	115	113	176	102	101	162
胡萝卜	高	96.04±11.16	106.96±12.61	376	55	547	363	53	517
	中	68.23±11.82	93.57±5.74	232	67	538	224	66	490
	低	58.92±10.27	82.48±3.45	320	156	675	303	151	601
注：空白产量和平衡施肥产量均为试验平均产量及其标准差。

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表 8 氮磷钾推荐施肥量对供试蔬菜产量和施肥效益的影响

Table 8 Benefits and vegetable yields resulted from recommended NPK application

作物	试验数	空白区产量 /(t·hm^-2)	习惯施肥		推荐施肥		推荐施肥效益
作物	试验数	空白区产量 /(t·hm^-2)	肥料成本/ (元·hm^-2)	产量/ (t·hm^-2)	肥料成本/ (元·hm^-2)	产量/ (t·hm^-2)	肥料成本/ (元·hm^-2)	增产 /%	净增收/ (元·hm^-2)
槟榔芋	3	10.34±0.31	4576	16.74±0.49	3390	18.06±0.31	-1186	7.9	3834
结球甘蓝菜	4	23.85±9.63	4882	35.65±15.25	3241	38.06±14.69	-1641	6.8	6459
毛豆	4	1.49±0.20	1871	3.15±0.19	1803	3.46±0.23	-68	9.9	692
多子芋	3	8.70±2.48	1268	18.46±6.37	1950	20.41±6.71	+682	10.6	3218

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参考文献(16)

[1]	李娟, 章明清, 姚宝全, 等.福建主要蔬菜氮磷钾营养特性及其施肥指标体系研究Ⅱ.主要蔬菜氮磷钾施肥效应及其土壤养分丰缺指标[J].福建农业学报, 2011, 26(3):432-439. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0384.2011.03.020
[2]	孔庆波, 姚宝全, 章明清, 等.福建主要蔬菜氮磷钾营养特性及其施肥指标体系研究Ⅲ.氮磷钾最佳用量和比例[J].福建农业学报, 2011, 26(4):620-626. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0384.2011.04.025
[3]	章明清, 李娟, 孔庆波, 等.福建结球甘蓝菜氮磷钾施肥指标研究[J].热带作物学报, 2011, 32(9):1624-1629. DOI: 10.3969/j.issn.1000-2561.2011.09.007
[4]	金耀青, 张中原.配方施肥方法及其应用[M].沈阳:辽宁科学技术出版社, 1993:1-64.
[5]	杨守春, 陈伦寿, 刘光崧, 等.黄淮海平原主要作物优化施肥和土壤培肥研究总论.黄淮海平原主要作物优化施肥和土壤培肥技术[M].北京:中国农业科学技术出版社, 1991:1-26. http://www.irgrid.ac.cn/handle/1471x/112614
[6]	李仁岗.肥料效应函数[M].北京:农业出版社, 1987:1-42.
[7]	章明清, 李娟, 孔庆波, 等.作物肥料效应函数模型研究进展与展望[J].土壤学报, 2016, 53(6):1143-1156. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/trxb201606001
[8]	MONTGOMERY D C, PECK E A, VINING G G.线性回归分析导论[M].王辰勇, 译.第5版.北京: 机械工业出版社, 2016: 91-268.
[9]	王兴仁, 陈新平, 张福锁, 等.施肥模型在我国推荐施肥中的应用[J].植物营养与肥料学报, 1998, 4(1):67-74. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=QK199800790648
[10]	陈新平, 周金池, 王兴仁, 等.小麦-玉米轮作制中氮肥效应模型的选择——经济和环境效益分析[J].土壤学报, 2000, 37(3):346-354. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/trxb200003008
[11]	袁志发, 宋世德.多元统计分析(第二版)[M].北京:科学出版社, 2009:278-293.
[12]	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, 2000:146-196.
[13]	李娟, 章明清, 孔庆波, 等.构建县域早稻氮磷钾施肥的系统聚类方法研究[J].植物营养与肥料学报, 2017, 23(2):531-538. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/zwyyyflxb201702030
[14]	马昌凤, 柯艺芬, 谢亚君.优化计算方法及其MATLAB程序实现[M].北京:国防工业出版社, 2015:31-45.
[15]	薛毅, 陈立萍.实用数据分析与MATLAB软件[M].北京:北京工业大学出版社, 2015:189-274, 377-394.
[16]	徐志平, 姚宝全, 章明清, 等.福建主要粮油作物测土配方施肥指标体系研究Ⅰ.土壤基础肥力对作物产量的贡献率及其施肥效应[J].福建农业学报, 2008, 23(4):396-402. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/fjnyxb200804014

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基于农学效应的露地蔬菜氮磷钾推荐施肥量研究

作者简介: 章明清(1963-), 男, 博士, 研究员, 主要从事作物施肥原理与技术以及施肥与环境领域研究(E-mail:zhangmq2001@163.com)

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章明清(1963-), 男, 博士, 研究员, 主要从事作物施肥原理与技术以及施肥与环境领域研究(E-mail:zhangmq2001@163.com)