全 文 ：河北农业科学 , 2010, 14 (2):39-42
JournalofHebeiAgriculturalSciences
　
编辑　杜晓东
紫云英氮磷钾肥最佳施用量研究
朱德雄 1 , 刘　威 2 , 刘学军1 , 李培根 1 , 潘福霞2 , 耿明建 2 , 李小坤 2＊ , 鲁明星3 , 鲁剑巍 2
(1.湖北省武汉市黄陂区土壤肥料工作站 , 湖北 武汉　430300;2.华中农业大学资源与环境学院 , 湖北 武汉　430070;3.湖
北省土壤肥料工作站 , 湖北 武汉　430070)
摘要:采用 “3414” 肥料效应试验设计方案进行田间试验 , 对紫云英氮 、 磷 、 钾肥效应以及肥料的交互作用进
行了分析 , 并筛选出适宜的氮 、 磷 、 钾肥用量。结果表明:施用氮肥紫云英增产效果最好 , 鲜草增产量最高达
21.1t/hm2 , 增产率为 158.6%;施用磷肥增产量为 10.8t/hm2 , 增产率为 81.1%;而施用钾肥增产效果不显
著。在本试验条件下 , 中磷 、 中钾水平最适宜氮肥肥效的发挥 , 中氮 、 中钾水平最适宜磷肥肥效的发挥 , 中
氮 、 中磷水平最适宜钾肥肥效的发挥。通过肥料效应模型拟合 , 得到本试验条件下种植紫云英的肥料适宜用量
为 N60.2kg/hm2、 P2O5 49.4kg/hm2和 K2O64.2kg/hm2 。
关键词:紫云英;氮磷钾肥;“3414” 试验设计;施肥效应;肥料交互作用;施用量
中图分类号:S541+.3;S143.5　　　文献标识码:A　　　文章编号:1008-1631 (2010)02-0039-04
StudyonOptimumApplicationofNitrogen, PhosphorusandPotasiumFertilizersinAstragalussinicus
ZHUDe-xiong1 , LIUWei2 , LIUXue-jun1 , LIPei-gen1 , PANFu-xia2 , GENGMing-jian2 , LIXiao-kun2＊ , LUMing-
xing3 , LUJian-wei2
(1.HuangpiSoilandFertilizerStation, Wuhan　 430300, China;2.ColegeofResourcesandEnvironment, Huazhong
AgriculturalUniversity, Wuhan　430070, China;3.SoilandFertilizerStation, Wuhan　430070, China)
Abstract:Theefectsofnitrogen, phosphorusandpotasiumfertilizersandtheirinteractiononAstragalussinicuswere
studiedthrough3414 fertilizerexperimentdesign.Theresultsshowedthatthefreshincrementwas21.1 t/hm2 with
applyingnitrogenfertilizer, whichincreasedby158.6%.Thefreshincrementwas10.8 t/hm2 withapplyingphosphorus
fertilizertreatment, whichincreasedby81.1%.Theyield-increasingefectwasnotsignificantwithapplyingpotassium
fertilizer.Throughthefertilizationefectmodel, thesuitableN, P2 O5 andK2O amountswere60.2 kg/hm2 ,
49.4 kg/hm2 and64.2 kg/hm2 , respectively.
Keywords:Astragalussinicus;Nitrogen, phosphorusandpotassiumfertilizers; `3414 fertilizerexperimentdesign;
Fertilizationefect;Interactionoffertilization;Applicationamount
收稿日期: 2010-02-03
基金项目:公益性行业 (农业)科研专项经费项目 (200803029);国
家 “十一五 ” 科技支撑计划重点项目 (2008BADA4B08)
作者简介:朱德雄 (1960-), 男 , 湖北黄陂人 , 高级农艺师 , 长期
从事基层农技推广工作。 Tle:027-85913137。
通讯作者:李小坤 (1979-), 男 , 讲师, 博士 , 研究方向为作物营
养施肥与生态环境。
　　紫云英是 1种优质稻田绿肥作物 , 翻压还田后具有
增加土壤有机质和矿质养分 、 改良土壤物理性状 、 增加
作物产量和提高农产品品质的作用 [ 1 ～ 3] 。近年来紫云英
生产得到了恢复性发展 , 普遍认识到发展紫云英生产有
利于解决有机肥不足的问题 , 能够部分替代化肥而减少
农田化肥用量 , 有益于农业的可持续发展。由于多年来
包括紫云英在内的绿肥科学栽培研究工作基本停顿 , 各
地在发展紫云英生产时急需相关技术支持 [ 4] 。当前我国
长江流域及以南地区水稻生产区域的耕作土壤养分状况
较 20a前发生了很大变化 , 土壤养分不平衡加剧。同时
各种农作物产量明显提高 , 农民对土地的期望值不断增
加 , 农民在种植绿肥时同种植其他作物一样也期望获得
高产。因此 , 如何获得紫云英高产以及在整个轮作周期
中高产优质高效是发展紫云英生产的关键。
本研究以紫云英作为研究对象布置氮 、 磷 、 钾养分
配比试验 , 分析肥料施用量对紫云英产量的影响。通过
肥料效应模型拟合 , 结合试验实际情况 , 最终确定紫云
英的最佳施肥量。
1　材料与方法
1.1　试验地概况
试验在湖北省武汉市黄陂区六指街群建村五组 (北
纬 30°52′51.7″、 东经 114°29′27.0, 海拔高度 23m)
进行。供试土壤为河流冲积物发育的水稻土 , 前季作物
为水稻。常规方法测定 [ 5]土壤主要农化性状为:含有机
质 16.6g/kg、 碱解氮 129.8mg/kg、 速效磷 10.4mg/kg
和速效钾 78.5mg/kg, pH值 6.0。
1.2　试验材料
紫云英品种为信阳紫云英。氮肥品种为尿素 (含
DOI :10.16318/j.cnki .hbnykx.2010.02.021
河北农业科学 2010年
N46%), 磷肥品种为过磷酸钙 (含 P2O5 12%), 钾肥
品种为氯化钾 (含 K2O60%)。
1.3　试验方法
紫云英 2008 年 9 月 25 日 播 种 (播 种 量为
45kg/hm2), 11月 25日施肥。试验采用 “ 3414” 试验
方案设计 (3因素 、 4水平最优饱和设计 [ 6 ～ 8] ), 14个处
理分别为 N0 P0K0 、 N0P2 K2、 N1 P2K2、 N2P0 K2 、 N2 P1K2、
N2 P2K2、 N2P3 K2、 N2 P2K0、 N2P2K1 、 N2P2 K3、 N3 P2K2、
N1 P1K2、 N1 P2K1和 N2 P1K1。其中 , N0 、 N1、 N2 、 N3分
别表 示氮 肥 (N)用 量 为 0kg/hm2、 37.5kg/hm2、
75.0kg/hm2 和 112.5kg/hm2 , P0、 P1、 P2、 P3 分别表
示 磷 肥 (P2 O5 )用 量 为 0kg/hm2、 30.0kg/hm2、
60.0kg/hm2和 90.0kg/hm2 , K0、 K1 、 K2、 K3分别表示
钾 肥 (K2O) 用 量 为 0kg/hm2、 30.0kg/hm2、
60.0kg/hm2和 90.0kg/hm2 。小区面积 20m2 , 每处理
2次重复 , 随机区组排列。
2009年 4月 6日收获紫云英 , 统计鲜草产量。分析
氮 、 磷 、 钾肥的肥效以及养分间的交互作用。试验数据
在 Excel中计算整理与作图 , 应用 SAS统计软件进行方
差分析。
设定紫云英鲜草产量为目标 Y, 肥料用量为变量 X,
分别拟合三元二次 、 二元二次和一元二次肥料效应模
型 , 计算最高产量时的氮 、 磷 、 钾肥施用量。然后对各
种模型进行极值判别分析 , 综合考虑其典型性 、 F值检
验 、 R值检验及其施肥量的合理性 , 选择合适的肥效模
型 , 确定紫云英的最佳推荐施肥量。
2　结果与分析
2.1　不同施肥处理对紫云英产量的影响
不同施肥处理的鲜草产量差异达显著水平 (表 1),
说明施肥对紫云英具有显著的增产效果。 13个施肥处
理 的 平 均 产 量 为 27.6t/hm2 , 较 鲜 草 产 量 最 低
(10.9t/hm2 )的 不施 肥处理 (N0 P0 K0 )平均 增产
16.7t/hm2 , 增产率达 152.7%。所有施 肥处理中 ,
N2 P2K2处理的鲜草产量最高 (34.4t/hm2), 较不施肥
处理增产率高达 215.0%。表明紫云英最佳施肥组合为
N2 P2K2 , 即 N、 P2 O5、 K2O施用量分别为 75.0kg/hm2、
60.0kg/hm2和 60.0kg/hm2时 , 紫云英产量最高。
表 1　不同施肥处理紫云英产量的比较Table1　ComparisonoftheyieldofA.sinicuswithapplyingdifferentnitrogen, phosphorusandpotassiumfertilizers
处理代号 处理 产量 (t/hm2) 增产量 (t/hm2) 增产率 (%)
1 N0P0K0 　10.9±0.9f - -
2 N0P2K2 　13.3±1.1f 2.4 22.0
3 N1P2K2 　27.7±0.7d 16.8 154.1
4 N2P0K2 　23.6±0.7e 12.7 116.5
5 N2P1K2 　33.3±0.2a 22.4 205.5
6 N2P2K2 　34.4±0.9a 23.5 215.6
7 N2P3K2 　29.5±0.7bcd 18.6 170.6
8 N2P2K0 　32.2±1.3abc 21.3 195.4
9 N2P2K1 　29.7±3.1bcd 18.8 172.5
10 N2P2K3 　29.2±1.1cd 18.3 167.9
11 N3P2K2 　21.4±3.3e 10.5 96.3
12 N1P1K2 　29.5±0.2bcd 18.6 170.6
13 N1P2K1 　23.3±0.7e 12.4 113.8
14 N2P1K1 　32.3±0.7a 21.4 196.3
　　＊产量栏小写英文字母不同 , 表示 0.05水平上差异显著。下表同。
2.2　氮肥效果
选取处理 2、 3、 6和 11进行紫云英氮肥肥效分析。
在等磷钾 (P2O5 60.0kg/hm2 , K2 O60.0kg/hm2 )条件
下 , 不同施氮水平处理的产量具有显著差异 (表 2)。
随着施氮水平的提高 , 紫云英鲜草产量呈先上升后下降
趋势 , 施 N75.0kg/hm2 处理的鲜草产量最高 , 较不施
N处理增产 21.1t/hm2 , 增产率达 158.6%。氮肥效率
以低氮水平 (施 N37.5kg/hm2 )最高 , 1kg氮肥的增
产量达到了 384.0kg。
表 2　紫云英的施氮效果Table2　TheeffectofnitrogenfertilizerontheyieldofA.sinicus
处理代号 处理 产量 (t/hm2) 增产量 (t/hm2) 增产率 (%) 肥料效率 (kg/kg)
2 N0P2K2 13.3±1.1d - - -
3 N1P2K2 27.7±0.7b 14.4 108.1 384.0
6 N2P2K2 34.4±0.9a 21.1 158.6 281.3
11 N3P2K2 21.4±3.3c 8.1 61.1 72.0
·40·
第 2期 朱德雄等:紫云英氮磷钾肥最佳施用量研究
2.3　磷肥效果
选取处理 4、 5、 6和 7进行紫云英磷肥肥效分析。
在等氮钾 (N75.0kg/hm2 , K2O60.0kg/hm2)条件下 ,
施磷量在 0 ～ 90kg/hm2范围内 , 增产效果均达到显著水
平。但随着施磷水平的提高 , 紫云英鲜草产量呈先上升
后下降的趋势 , 施 P2O5 60kg/hm2处理的产量最高 , 较
不施磷处理增产 81.1%, 但与施 P2 O5 30.0kg/hm2处理
产量差异不显著 (表 3)。磷肥效率以低磷水平 (P2O5
30kg/hm2 )最高 , 1kg磷肥的增产量达 322.9kg/hm2。
该现象与氮肥的施用情况相似。
2.4　钾肥效果
选取 8、 9、 6和 10处理进行紫云英钾肥肥效分析。
在等氮磷 (N75.0kg/hm2 , P2O5 60.0kg/hm2 )条件下 ,
施用钾肥增产效果不明显 , 其中低钾和高钾处理减产 ,
仅中钾处理略微增产。钾肥效率以中钾水平 (K2 O
60.0kg/hm2)略高 , 1kg钾肥的增产量仅为 36.5kg。
表 3　紫云英的施磷效果Table3　TheeffectofphosphorusfertilizerontheyieldofA.sinicus
处理代号 处理 产量 (t/hm2) 增产量 (t/hm2) 增产率 (%) 肥料效率 (kg/kg)
4 N2P0K2 23.6±0.7c - - -
5 N2P1K2 33.3±0.2a 9.7 72.8 322.9
6 N2P2K2 34.4±0.9a 10.8 81.1 179.7
7 N2P3K2 29.5±0.7b 5.9 44.6 66.0
表 4　紫云英的施钾效果Table4　TheeffectofpotassiumfertilizerontheyieldofA.sinicus
处理代号 处理 产量 (t/hm2) 增产量 (t/hm2) 增产率 (%) 肥料效率 (kg/kg)
8 N2P2K0 32.2±1.3ab - - -
9 N2P2K1 29.7±3.1ab -2.5 -18.8 -83.3
6 N2P2K2 34.4±0.9a 2.2 16.4 36.5
10 N2P2K3 29.2±1.1b -3.0 -22.3 -33.0
2.5　养分间的交互作用
2.5.1　磷钾肥不同用量对氮肥效果的影响 　从图 1可
以看出 , 磷钾肥用量不同 , 明显影响氮肥效果的发挥。
当施 钾量 相 同时 (K2 O 60.0kg/hm2 ), 施氮 量 从
37.5kg/hm2 增 加 到 75.0kg/hm2 , 低 磷 (P2O5
30.0kg/hm2 )和中磷 (P2 O5 60.0kg/hm2 )处理产量分
别增加 3.8t/hm2和 6.7t/hm2;当施磷量相同时 (P2O5
60.0kg/hm2 ), 施 氮 量 从 37.5kg/hm2 增 加 到
75.0kg/hm2 , 低钾 (K2O 30.0kg/hm2 )和中钾 (K2O
60.0kg/hm2 )处 理 产 量 分 别 增 加 为 6.4t/hm2 和
6.7t/hm2 。表明在中磷 、 中钾水平时 , 提高磷肥用量有
利于氮肥肥效的发挥。
图 1　磷钾肥不同用量对氮肥效果的影响Fig.1　Theeffectsofdifferentamountsofphosphorusandpotassiumfertilizersonnitrogenfertilizerefficiency
2.5.2　氮钾肥不同用量对磷肥效果的影响　从图 2可以
看出 , 当施钾量相同时 (K2 O60.0kg/hm2 ), 施磷量从
30.0kg/hm2增加到 60.0kg/hm2 , 低氮 (N37.5kg/hm2 )
处理减产 1.9t/hm2 , 中氮 (N75.0kg/hm2 )处理的产量
因磷肥用量增加的增产量为 1.1t/hm2 。当施氮量相同
时 (N 75.0kg/hm2 ), 施磷量从 30.0kg/hm2 增加到
60.0kg/hm2 , 低钾 (K2O30.0kg/hm2)处理减产 2.7t/hm2 ,
中钾 (K2 O60.0kg/hm2 )处理产量增加 1.1t/hm2。表
明在中氮 、 中钾水平时 , 施用磷肥效果最好。
图 2　氮钾肥不同用量对磷肥效果的影响Fig.2　Theeffectsofdifferentamountsofnitrogenandpotassiumfertilizersonphosphorusfertilizerefficiency
2.5.3　氮磷肥不同用量对钾肥效果的影响　从图 3可以看
出 , 氮磷肥用量不同 , 对钾肥效果产生显著影响。当施磷
量相同时 (P2O5 60.0kg/hm2), 施钾量从 30.0kg/hm2增加
到 60.0kg/hm2 , 低 氮 (N37.5kg/hm2 )和 中 氮 (N
75.0kg/hm2 )处 理 的 产 量 分 别 增 加 4.4t/hm2 和
4.7t/hm2;当施氮量相同时 (N75.0kg/hm2), 钾肥用
量从 30.0kg/hm2增加到 60.0kg/hm2 , 低磷和中磷处理
产量分别增加 0.9t/hm2和 4.7t/hm2 。表明在中氮 、 中
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河北农业科学 2010年
图 3　氮磷肥不同用量对钾肥效果的影响Fig.3　Theeffectsofdifferentamountsofnitrogenandphosphorusfertilizersonpotassiumfertilizerefficiency
磷水平时 , 最有利于钾肥肥效的发挥。
2.6　肥料效应模型与推荐施肥量
肥料效应模型分析结果 (表 5)表明 , 二元磷 、 钾
模型的 F检验和 R2检验不显著 , 一元钾模型的 R2检验
也不显著;而三元模型的 F检验和 R2检验均达到显著
水平 , 且最高产量的氮 、 磷 、钾肥施用量均在合理范围
内。因此 , 本研究选择三元模型的拟合结果 , 确定紫云
英最佳施肥量为 N60.2kg/hm2 、 P2 O5 49.4kg/hm2 和
K2O64.2kg/hm2 。
表 5　肥料效应模型Table5　Thefertilizationeffectmodel
模型 肥料 肥料效应方程 F值 R2 值 最高产量施肥量(kg/hm2)
三元
二元
一元
N
P2O5
K2O
N
P2O5
N
K2O
P2O5
K2O
N
P2O5
K2O
Y=10 741.01+659.74N-4.50N2 -146.02P-2.36P2 +167.20K-0.55K2　 +3.00NP-4.14NK+3.10PK 7.792＊ 0.957＊
Y=11 973.12+522.82N-4.76N2 +179.07P-2.76P2 +1.57NP 7.965＊ 0.964＊
Y=-7 637.29+846.36N-4.31N2 +361.66K-0.25K2 -4.78NK 10.410＊ 0.972＊
Y=38 420.07-19.17P-1.49P2 -241.01K+0.32P2 +3.09PK 0.191 0.491
Y=12 680.31+629.82N-4.86N2 - 0.985＊
Y=23 727.72+426.32P-4.04P2 - 0.998＊
Y=31 337.50+52.35K-0.74K2 - 0.393
60.2
49.4
64.2
63.2
27 817.7
70.3
682 785.8
64.0
-3 713.2
64.8
52.8
35.5
3　结论与讨论
　　本研究结果表明 , 施肥对紫云英有明显的增产作
用。不施肥处理的鲜草产量最低 (10.9t/hm2 ), 其他
13个施肥处理的平均鲜草产量 (27.6t/hm2 )为不施肥
处理的 2.53倍 , 施肥处理中最高产量是不施肥处理的
3.16倍。本试验条件下 , 中量水平的氮 、 磷肥和钾肥 ,
增产效果最好。
利用氮 、 磷 、 钾肥料施用量及产量结果 , 建立了肥
料效应模型。其中三元模型的 F检验和 R2检验均达到
显著水平 , 且最高产量的氮 、 磷 、 钾肥施用量均在合理
范围内。因此 , 本研究选择三元模型的拟合结果 , 确定
种植紫云英的最佳施 肥量为 N 60.2kg/hm2 、 P2O5
49.4kg/hm2和 K2O64.2kg/hm2 。
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