全 文 ：收稿日期:2007-11-11基金项目:农业部“948”计划资助项目(2003-T13)作者简介:安玉麟(1954-),男 ,内蒙古土默特右旗人 ,研究员 ,硕士生导师 ,主要从事作物育种与栽培研究工作。
河套黄灌区油用向日葵氮磷钾肥料效应分析
安玉麟 ,郭富国 ,杨文耀
(内蒙古农牧业科学院 ,内蒙古呼和浩特　010031)
　　摘要:为了明确内蒙古河套黄灌区油用向日葵氮、磷 、钾肥料效应, 采用三因素二次通用旋转设计法 ,对油用向日葵
在内蒙古河套灌区进行氮 、磷 、钾施肥试验研究。结果表明 ,河套灌区施用氮 、磷、钾均对油用向日葵产量有显著的增产
效果 , 并能用三元二次多项式进行模拟表达。最高理论产量可达 307.2 kg/667 m2。氮 、磷 、钾的最佳配比为 1.38∶1.37∶1。
关键词:油用向日葵;氮 、磷 、钾肥效;配比线
中图分类号:S565.5　　文献标识码:A　　文章编号:1000-7091(2007)05-0147-05
A Study on the Effect of Application N ,P ,K of Oil Sunflower in
Hetao Irrigated Area of Inner Mongolia
AN Yu-lin ,GUO Fu-guo ,YANG Wen-yao
(Inner Mongolia Academy of Agricultural Science ,Hohhot　010031 ,China)
Abstract:In order to manifest the effect of application of NPK of sunflower field in Hetao irrigated area of Inner
Mongolia.A 3-factor and 2-degree common rotary design was used to analyse and simulate the effect of application of NPK
in Hetao irrigated area of Inner Mongolia.The result of study show that application of NPK can increase yield of oil sun-
flower in Hetao irrigated area , and it can be expressed by a 3-factor and 2-degree mathematical modal.Highest yield was
307.2 kg/667m2 , optimum proportion of NPK was 1.38∶1.37∶1.
Key words:Oil sunflower;The effect of application of NPK;Optimum proportion line
　　油用向日葵是内蒙古河套灌区主要的油料作
物 ,调节粮(小麦 、玉米)蔬(瓜类 、番茄 、青椒)作物之
间种植结构最重要的经济作物[ 1 ,5] 。油用向日葵具
有耐盐碱和瘠薄土地生长条件的特点 ,因此长期以
来 ,关于油用向日葵的合理施肥技术研究甚少 。为
此 ,我们在 2005年对油用向日葵进行了氮磷钾合理
施肥田间试验 ,并结合土壤化学分析 ,采用三因素二
次通用旋转设计方法建立了油用向日葵氮磷钾肥料
效应的科学配比模型[ 6-8] ,为今后该地区油用向日
葵合理施肥提供科学依据。
1　试验设计
1.1　试验地基础状况
试验设在内蒙古巴彦淖尔市杭锦后旗查干乡繁
荣一社 ,前茬为玉米 。试验田土地平坦 ,肥力均匀 ,
排灌方便 。其地力状况如表 1。
表 1　试验地基础状况
Tab.1　Nutrition properties of experimental soil
土壤类型
Soil type
有机质/(g/ kg)
Organic matter
全氮/(g/kg)
Total N
全磷/(g/kg)
Total P
全钾/(g/ kg)
Total K
碱解氮/(mg/ kg)
Alkali-hydro N
有效磷/(mg/ kg)
Avail P
有效钾/(mg/ kg)
Avail K
灌淤土
Anthropo-genic-alluvial soil 16.3 1.12 1.94 17.3 70.8 33.6 58.8
1.2　试验设计与实施
试验采用氮 、磷 、钾三因素二次通用旋转设计法
进行试验 ,共设 20个小区。小区按随机排列进行 ,
小区面积 66.7 m2(18.5 m×3.6 m)。氮 、磷 、钾肥分
别采用尿素 、重过磷酸钙和硫酸钾 ,各小区在播种前
统一施用氮肥 5 kg/667m2 、钾肥3.57 kg/667m2 ,磷肥
华北农学报·2007 , 22(5):147-151
全部底施于覆膜内 ,其余部分氮肥和钾肥在油用向
日葵 4 ～ 6对真叶时均匀穴施于根部附近 ,并立即灌
水。
试验于 2005年 5月 24日覆膜播种 ,品种为内
葵杂 3号(内蒙古农牧业科学院育成品种)密度为
4 166株/667 m2 , 试验管理与农民习惯田间管理一
致。试验于 9月 8日收获测产。
各因素水平编码及产量结果见表 2。
表 2　油用向日葵不同 N , P , K配合施用量及产量结果
Tab.2　The ratio of combining application N , P , K and the yield on sunflower
小区编号
Plots ID
水平编码
No.of levels
N P2O5 K2O
肥料处理/(kg/667m2)
Fertilization treatments
N P2O5 K2O
产量/(kg/667m2)
Yield
1 -1 -1 -1 7 8.25 5.75 225.2
2 -1 -1 1 7 8.25 11.75 234.2
3 -1 1 -1 7 14.25 5.75 255.4
4 -1 1 1 7 14.25 11.75 259.6
5 1 -1 -1 13 8.25 5.75 255.1
6 1 -1 1 13 8.25 11.75 263.1
7 1 1 -1 13 14.25 5.75 286.2
8 1 1 1 13 14.25 11.75 306.5
9 -1.682 0 0 5 11.25 8.75 238.7
10 1.682 0 0 15 11.25 8.75 264.8
11 0 -1.682 0 10 6.25 8.75 227.3
12 0 1.682 0 10 16.25 8.75 266.4
13 0 0 -1.682 10 11.25 3.75 238.2
14 0 0 1.682 10 11.25 13.75 263.2
15 0 0 0 10 11.25 8.75 273.2
16 0 0 0 10 11.25 8.75 270.6
17 0 0 0 10 11.25 8.75 264.5
18 0 0 0 10 11.25 8.75 268.1
19 0 0 0 10 11.25 8.75 267.4
20 0 0 0 10 11.25 8.75 272.2
2　结果与分析
2.1　油用向日葵不同氮磷钾用量的效应进行回归
分析
对油用向日葵产量分析发现 ,油用向日葵产量
因氮 、磷 、钾施用量变化而变化 ,呈典型的正态分布。
利用通用回归模型对试验数据进行分析 ,建立了油
用向日葵产量与氮 、磷 、钾施用量间的回归模型 ,并
通过检验达到了显著水平 ,可以很好的拟合肥料施
用量与油用向日葵产量间的关系(表 3)。
表 3　回归方程检验结果
Tab.3　Result of regression function
变异来源
Variable factor
平方和
Sum of square
自由度
Degree of freedom
均方
Mean square
F值
F value
F0.05 F0.01
回归 Regression 5 014.3 9 557.1 2.31＊ 2.13 4.94
剩余 Error 2 412.53 10 241.5
总数 Total 7 426.83
　　采用三元二次施肥数学模式求得油用向日葵产
量肥料效应回归方程如下:
y =54.462 +7.936N +15.396P +6.789K+
0.268NP+0.214NK+0.106PK-0.419N2-0.63P2-
0.461K2
根据达到最高产量时边际产量的原则 ,求得在
本试验中油用向日葵的最高产量为 Ymax =307.2
kg/667 m2 。而达到最高产量的肥料需要量相应为:
氮肥Nmax =18.4 kg/667 m2 ,磷肥 Pmax(P2O5)=17.2
kg/667m2和钾肥 Kmax(K2O)=13.6 kg/667m2。
根据最佳施肥量确定的原则 ,即边际产量等于
边际成本 ,现给定氮肥价格 C N=4.0元/kg ,磷肥的
价格 C P2O5=4.0元/kg ,钾肥的价格 C K2O =4.0
元/kg ,油葵价格为 Py =2.8元/kg 。计算得到的最
佳产量为 Y=301.9 kg/667m2 ,相应的最佳施肥量
为:氮肥N=15.5 kg/667m2;磷肥 P2O5=15.3 kg/667
m
2;K2O=11.2 kg/667m2。最佳产量时的最佳配比
为N∶P∶K=1.38∶1.37∶1。
2.2　氮 、磷 、钾肥合理配比线以及合理施肥范围的
确定
根据经济学原理 ,在本研究中投入成本最低时
的氮 、磷 、钾肥料用量 ,即为合理的氮 、磷 、钾配比线。
148　 华　北　农　学　报 22卷
在本试验中 ,当不施钾肥的情况下 ,得出氮 、磷肥最
佳配比线方程为:1.106N-1.528P +7.457=0。从
配比线方程可以判断 ,配比线不过坐标原点 ,即当施
氮量 N=0 时 , P=4.88 kg/667m2 ,说明在巴彦淖尔
市黄灌区栽培油用向日葵时 ,一定条件下作物生长
对土壤磷素供应状况较氮肥更为迫切 ,应在施入
4.88 kg/667m2 纯 P2O5 的基础上 , 随着产量水平的
提高 ,将氮 、磷肥按 1.38∶1的比例施入 。这表明在
该地区要想获得较为理想的产量 ,氮肥的增产效应
大于磷肥 ,必须适当的增加氮肥的投入以获得高产 。
从回归方程得到的氮 、磷配合使用的等产线 、等产脊
线 ,以及氮磷肥最佳配比线也可以得出类似的推断
(图 1),其中P 为等产线椭圆共心蔟的圆心 ,即最高
产量点。PC 为最佳氮磷配比线 ,AP ,BP 为边际代替
率的极限(脊线),则 BPA为合理施肥区 。
图 1　油用向日葵 N , P 的施肥效应等产线
Fig.1　Yield-equality lines of N and P quantifying
fertilizer effect to oil sunflower
　　当不施磷肥的情况下 ,得出氮 、钾肥料的最佳配
比线方程为:1.052N-1.136P -1.47=0。氮 、钾肥
料的增产路线是 ,当 K=0时 ,N=1.09 kg/667m2 ,说
明在巴彦淖尔市黄灌区栽培油用向日葵时 ,氮肥相
对于钾肥需求更为迫切 ,在应施入 1.09 kg/667m2 纯
氮的基础上 ,随着产量水平的提高 ,氮 、钾肥料应该
按1.08∶1的比例施入。氮 、钾肥料的等产曲线 、等
产脊线 、最佳配比线 、合理施肥区见图 2。
当不施氮肥的情况下 ,得出磷 、钾肥料的最佳配
比线方程为:1.366P -1.028K-8.604=0;磷 、钾肥
料的增产路线是 ,当K=0时 , P=6.30 kg/667m2 ,说
明在巴彦淖尔市黄灌区栽培油用向日葵时 ,作物对
磷肥的需求比钾肥更为迫切 , 在应施入 6.30
kg/667m2纯 P2O5 的基础上 ,随着产量水平的提高 ,
磷 、钾肥料应该按 1∶1.30的比例施入 。磷 、钾肥料
的等产曲线 、等产脊线 、最佳配比线 、合理施肥区见
图 3。
图 2　油用向日葵 N , K的施肥效应等产线
Fig.2　Yield-equality lines of N and K quantifying
fertilizer effect to oil sunflower
图 3　油用向日葵 P ,K的施肥效应等产线
Fig.3　Yield-equality lines of P and K quantifying
fertilizer effect to oil sunflower
2.3经济效益分析
2.3.1　氮 、磷配比下的经济效益分析 　将氮 、磷配比
下的施用配比线与等产线方程联立 ,求出单产(160 ～
200)kg/667m2水平时的氮 、磷合理配比值 ,以及与最
佳 、最高产量水平下的经济效益分析比较列成表 4。
当产量由 160 kg/667m2提高到最高产量 229 kg/667m2
时 ,氮 、磷比由1∶2.24提高到1∶1.06。说明 ,随着产量
的增加对氮肥的需求量越来越大。从产投比看出 ,随
着产量增加产投比在下降 ,边际利润在递减。表 4可
作为油用向日葵种植者以产量确定施用氮 、磷肥及视
产品价格确定施肥量的依据。
2.3.2　氮 、钾配比下的经济效益分析　将氮钾配比
下的施用配比线与等产线方程联立 ,求出单产量(100
～ 125)kg/667m2 水平时的氮 、钾肥料的合理配比值 ,
以及与最佳 、最高产量水平下的经济效益分析比较见
表5。当产量由 100 kg/667m2 提高到最高产量 136.9
kg/667m2时 ,氮 、钾比由1.44∶1降低到1.19∶1。说明 ,
随着产量的增加对钾肥的需求量越来越大。从产投
比看出 ,随着产量增加产投比在下降 ,边际利润在递
减。表 5可作为油用向日葵种植者以产量定施用氮
钾肥及视产品价格确定施肥量的依据。
5期 安玉麟等:河套黄灌区油用向日葵氮磷钾肥料效应分析 149　
表4　N , P 配比施用不同水平油用向日葵经济效益分析
Tab.4　Economic effect of different N , P ratio and yield level on oil sunflower
产量/(kg/667m2)
Yield
最适施肥量/(kg/667m2)
Optimum fertilization rate
N P2O5
N∶P 每 kg养分增产量/ kgYield increasing
per kg fertilizer
肥料成本/(元/667m2)
Fertilizer cost
利润/(元/ 667m2)
Profit
产投比
Ratio of output
and input
160 3.21　 7.20　 1∶2.24 10.14 41.64 406.36 9.76
180 4.96　 8.47　 1∶1.71 9.35 53.73 450.28 8.38
200 7.13　 10.04　 1∶1.41 8.48 68.68 491.32 7.15
经济最佳产量/ (kg/667m2)Economic best yield
226.3 12.14　 13.66　 1∶1.13 6.66 103.20 530.44 5.14
最高产量/(kg/667m2)Highest yield
229.0 14.36　 15.27　 1∶1.06 5.89 118.52 522.68 4.41
表 5　N , K配比施用不同水平油用向日葵经济效益分析
Tab.5　Economic effect of different N ,K ratio and yield level on oil sunflower
产量/(kg/667m2)
Yield
最适施肥量/(kg/667m2)
Optimum fertilization rate
N K2SO4
N∶K 每 kg养分增产量/ kgYield increasing
per kg fertilizer
肥料成本/(元/667/ m2)
Fertilizer cost
利润
/(元/ 667/m2)
Profit
产投比
Ratio of output
and input
100 4.33 3.00 1.44∶1 6.21 29.32 250.68 8.55
115 6.11 4.65 1.31∶1 5.63 43.04 278.96 6.48
125 7.68 6.11 1.26∶1 5.12 55.16 294.84 5.35
经济最佳产量/(kg/667m2)Economic best yield
133.8 9.83 8.10 1.21∶1 4.43 71.72 302.92 4.22
最高产量/(kg/667m2)Highest yield
136.9 12.07　 10.16　 1.19∶1 3.71 88.92 294.40 3.31
表 6　P ,K配比试用不同水平油用向日葵经济效益分析
Tab.6　Economic effect of different P , K ratio and yield level on oil sunflower
产量/(kg/ 667m2)
Yield
最适施肥量/(kg/667m2)
Optimum fertilization rate
P2O5 K2SO4
P∶K 每 kg养分增产量Yield increasing
per kg fertilizer
肥料成本/(元/667m2)
Fertilizer cost
利润/(元/ 667m2)
Profit
产投比
Ratio of output
and input
140 7.13　 1.11 6.42∶1 10.38 32.96 359.04 10.89
155 8.22　 2.55 3.22∶1 9.34 43.08 390.92 9.07
170 9.65　 4.45 2.17∶1 8.19 56.40 419.60 7.14
经济最佳产量/(kg/667m2)Economic best yield
182.2 11.69　 7.16 1.63∶1 6.78 75.40 434.76 5.77
最高产量/(kg/667m2)Highest yield
183.9 12.96　 8.85 1.46∶1 5.94 87.24 427.68 4.90
2.3.3　磷 、钾配比下的经济效益分析　将磷钾配比
下的施用配比线与等产线方程联立 , 求出单产量
(kg/667m2)水平时的磷钾合理配比值 ,以及与最佳 、
最高产量水平下的经济效益分析比较见表 6。当产
量由 140 kg/667m2 提高到最高产量 183.9 kg/667m2
时 ,磷 、钾比由 6.42∶1降低到 1.46∶1。说明 ,随着产
量的增加对钾肥的需求量越来越大 。从产投比看
出 ,随着产量增加产投比在下降 ,边际利润在递减 。
利用表6可作为油用向日葵种植者以产量确定施用
磷 、钾肥及视产品价格确定施肥量的依据。
3　结论
内蒙古巴彦淖尔市黄灌区种植油用向日葵施用
氮肥 、磷肥 、钾肥均有显著效果[ 9 , 10] 。用三元二次多
项式能够较好的进行数学表达 。方程式为:
y=54.462+7.936N+15.396P+6.789K+0.268
NP+0.214NK+0.106PK-0.419N2-0.63P2-0.461
K2
油用向日葵在巴彦淖尔市黄灌区栽培 ,可实现
最高理论产量 307.2 kg/667m2 , 最佳产量为 301.9
kg/667m2 ,N∶P∶K为 1.38∶1.37∶1。
油用向日葵在巴彦淖尔市黄灌区种植只施用
氮 、磷肥时 ,对磷肥的需求较为迫切 ,在应施入 4.88
kg/667m2纯 P2O5 的基础上 ,随着产量水平的提高 ,
氮 、磷肥应按 1.38∶1的比例施入 。合理施肥区在 A
(0 ,12.22)、B(9.47 , 0)、C(0 , 4.88)、P(14.36 , 15.27)
四点围成的区域内 , CP 是最佳配比线 。当只施用
氮 、钾肥时 , 作物对氮肥的需求较为迫切 , 在施入
1.09(kg/667m2)氮肥的基础上 ,随着产量水平的提
高 ,氮 、钾肥应按 1.08∶1的比例施入 ,合理施肥区在
A(0 ,7.36)、B(9.47 ,0),C(1.09 , 0)、P(12.07 ,10.16)
四点围成的区域内 , CP 是最佳配比线 。当只施用
150　 华　北　农　学　报 22卷
磷 、钾肥时 ,作物对磷肥的需求较为迫切。在施入
6.3 kg/667m2纯 P2O5的基础上 ,随着产量水平的提
高 ,磷 、钾肥应按 1∶1.30的比例施入。合理施肥区
在A(0 , 7.36)、B(12.22 , 0)、C(6.3 , 0)、P(12.96 ,
8.85)四点围成的区域内 ,CP是最佳配比线。
通过对不同施肥组合的经济效益比较发现 ,氮 、
磷 、钾配合施用最佳产量可达到 301.9 kg/667m2 ,利
润可获得 677.03 元/667m2。在不施钾肥仅施氮 、磷
肥情况下 ,最佳产量为 226.3 kg/667m2 ,与氮磷钾配
施最高减产 75.6 kg/667m2 , 相应的经济效益减少
146.86元/667m2;在不施磷肥 ,仅施用氮 、钾肥情况
下 , 最佳产量仅为 133.8 kg/667m2 , 减产 168.1
kg/667m2 , 经济效益与氮磷钾配施减少 374.38
元/667m2 。而不施氮肥 ,施用磷 、钾肥 ,最佳产量则
为 182.2 kg/667m2 ,减产 119.7 kg/667m2 ,经济效益
与氮磷钾配施降低 242.54 元/667m2 。从以上分析
可以发现 ,氮肥在此地对油用向日葵的产量的提高
有重要的作用 ,其次为磷肥 ,再次为钾肥 。即在内蒙
古黄灌区油用向日葵的栽培管理中 ,一定要保证充
足的养分供应 ,注意对氮 、磷 、钾肥的合理配比施用 。
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5期 安玉麟等:河套黄灌区油用向日葵氮磷钾肥料效应分析 151