全 文 :剑麻营养诊断指导施肥技术的开发与应用①
黄 标 张曼其 陈叶海 赵艳龙 吴永兴
(广东省东方剑麻集团农业研究所 广东雷州 524251)
编者按 本文原题名为“剑麻营养诊断指导施肥技术的研究与应用推广” 。然而 , 无论从研究
的开始时间还是成果论文的发表时间来看 , 麻田土壤 、剑麻叶片适宜养分指标发现者 ,剑麻营
养诊断指导施肥技术发明者的荣誉 , 已不属于本文作者。因此 ,本文作者所做的工作 , 只属于
该技术的开发与应用。
在科学技术研究中 ,必须正确认识继承和发展的关系 ,以期继承与发展的统一。这就要
求人们在研究问题时 ,应首先了解他人对这一问题的研究成果 , 并以他人的研究成就和经验
为借鉴 ,继续探索未知 , 从而有所发现 、有所创造 、有所前进。但从本文来看 , 作者似乎完全抛
开同行及前人的研究成果 , 以致重走一段老路 ,实在可惜(从《热带作物研究》 1986 年第 2 期
刊登的林艹必等人的论文中可发现 ,华南热作院粤西站 , 广东省东方红农场 、火炬农场 ,广西亚
热带作物研究所等单位早已为此进行了大量的研究 , 并取得了可资参考利用的阶段性成果)。
在实施本项目过程中 , 本文作者(或者说东方红农业公司)充分利用自身的科技力量条
件 ,走出了新技术应用与多水平验证试验同步 ,以验证试验结果校正生产技术方案的路子 ,加
速了新技术的推广。这与剑麻营养诊断指导施肥技术相比 , 无疑具有更大的科学意义。
摘要 研究分析了剑麻叶片养分与经济性状的相关性 , 单位面积剑麻纤维产量与叶片养分含
量的回归关系;制定了包括采样 、养分指标和施肥配方等的剑麻丰产田营养诊断指导施肥技
术体系。采用该技术 ,东方红农业公司不但降低了肥料投入 ,而且增产剑麻 24.25%。
关键词 剑麻;龙舌兰麻 H·11648;营养诊断指导施肥技术;成果应用
中图法分类号:S563.8
1968 ~ 1988年的 20 a 间 ,东方剑麻集
团东方红农业公司(原“东方红农场”)一直
种植龙舌兰麻 H·11648(以下简称剑麻)良
种。20世纪 80年代 ,尽管农场每年都投入
大量的 N 、K 肥和大搞压青 ,但收效甚微 ,叶
片年均产量始终在 67 t·hm-2以下(t·hm-2
即 t/hm2 ,也即“吨/公顷”———编者注)。为
查明低产原因 ,探索高产技术 ,我们通过剑
—10—
2001年 2月 热 带 农 业 科 学 第 1期(总第 89期)
Feb.2001 CHINESE JOU RNAL OF TROPICAL AGRICULTURE No.1 2001
① 收稿日期:1999-11-08
编辑/郑里程
麻营养诊断指导施肥技术的试验研究 ,终于
找出了制约产量的主要养分因子 ,并建立了
包括采样 、养分指标 、施肥配方等的剑麻丰
产田营养诊断指导施肥技术体系。采用该
技术 ,不但可促进产量 、质量及抗性的提高 ,
还可避免因盲目施肥而造成的浪费 ,从而取
得显著的经济效益。
1 材料与方法
1.1 样品采集方法
根据麻田的坡向 、坡度 、坡位 ,土质 ,排
灌条件 ,以及剑麻历年生长情况等 ,将条件
较为一致的麻田划分成面积为 13.3 ~ 53.3
hm2(200 ~ 800亩)的诊断单元。每个诊断
单元采用对角线法确定 3 个采样点。在每
个采样点 ,用三角点法选 3 株样株 ,在各样
株心叶下 30 ~ 35片叶的位置采 1片叶 ,组
成 1个 9片叶的混合样品 ,供测定叶片养分
含量;另在每株麻心叶下 45 ~ 60°的位置 ,
采3 片完好叶片 ,组成 1个 27 片叶的混合
样品 ,供测定剑麻的经济性状 ,包括单叶片
重(简称单叶重)、纤维率 、纤维拉力 、纤维粗
度① 等 。在每个采样点处的大行间(以避
开施肥沟),取深度为 0 ~ 30 cm 土层的土壤
样品 1份 , 3 处土样混合组成 1 个样品 ,供
测定土壤养分含量。
每 2 ~ 3 a采样一次 ,时间安排在 8 ~ 11
月。
1.2 养分分析方法
1.2.1 叶片养分
N:H2SO4 -H2O2 消煮 、钠氏试剂比色
法;
P :H2SO4-H2O2 消煮 、钼蓝比色法;
K:干灰化 、火焰光度计法;
Ca、Mg:干灰化 、EDTA容量法。
1.2.2 土壤养分
有机质:重铬酸钾容量 、外加热法;
碱解 N:扩散法;
速效 P:NaHCO3 浸提 、钼蓝比色法;
速效 K:NH4OAC 浸提 、火焰光度计
法;
pH:电位法。
1.3 施肥方案制定方法
1.3.1 数据统计分析
采用 SAS 软件 ,统计分析养分含量与
经济性状的相关性 ,并求出其回归方程等 。
1.3.2 确定养分含量指标
应用 95%置信区间统计方法 , 确定营
养诊断指标 。1988 ~ 1997 年 ,在东方红丰
产田“三高”及抗性好的麻田上(叶片年产量
90 t/hm2以上),以平均 105 t/hm2 为目标 ,
按公式 X±S确定叶片 、土壤养分指标的适
宜范围( X 为丰产田养分含量平均值 , S 为
标准差 。根据国际规定 ,其变异系数均应低
于 12.5%)。
1.3.3 制定施肥方案
综合考虑剑麻的纤维率 、纤维单产等经
济性状以及植株抗性 ,按丰产麻田最佳经济
效益的需要 ,确定叶片产量指标 。然后 ,根
据以下公式 ,计算出各个诊断单元各种肥料
—11—
黄 标 等 剑麻营养诊断指导施肥技术的开发与应用
① 以“30 cm 长束纤维条数/ g”表示。数值越大 , 单纤维越细;反之亦然。
的施用量指标:
施肥量=[(指标产量×干物质含量×叶片养
分适宜值)-(实测产量×实测干含
×实测养分含量)] ÷(化肥养分含量
×吸收率)
说明:N 、P、K 、Ca 肥(分别为尿素 、过磷酸钙 、
氯化钾 、石灰)的养分吸收率 , 分别按
30%、10%、50%、50%计算。
1.4 增 P 、Ca验证试验
1989 ~ 1991年 ,在 1978年种植的麻田
上进行 。试验处理见表 1 、表 2。均设 4 次
重复;重复内各处理小区随机排列 ,每小区
250株麻 。
表 1 剑麻增 P验证试验方案
处理号 处理名 每年单株施肥量/ kg尿素 过磷酸钙 磷矿粉 钙镁磷肥 氯化钾 有机肥
① CK(对照———常规施肥) 0.15 0.15
② 增施过磷酸钙 0.15 0.2 0.15
③ 有机肥+半量过磷酸钙 0.15 0.1 0.15 7.5
④ 有机肥+全量过磷酸钙 0.15 0.2 0.15 7.5
⑤ 有机肥+磷矿粉 0.15 0.2 0.15 7.5
⑥ 有机肥+钙镁磷肥 0.15 0.15 0.15 7.5
表 2 剑麻增 Ca验证试验方案
处理号 处理名 每年单株施肥量/kg尿素 氯化钾 石灰 有机肥
① CK(对照———常规施肥) 0.15 0.15
② 增施石灰 0.15 0.15 0.5
③ 有机肥+半量石灰 0.15 0.15 0.25 7.5
④ 有机肥+全量石灰 0.15 0.15 0.5 7.5
1.5 控 N 、K补 P 、Ca验证试验
1994 ~ 1996年 ,在 1986 年种植的麻田
中进行 。试验设 4种处理(见表 3)、3次重
复;重复内各处理小区随机排列 , 每小区
480株麻 。
2 结果与分析
2.1 分析 、测定的直接结果
东方红农业公司剑麻叶片养分含量与
叶片产量变化情况见表 4 。
由表 4可知 , 1988 年东方红剑麻叶片
—12—
2001年 2月 热带农业科学 第 1期(总第 89期)
P 、Ca素含量低 ,土壤为强酸性 ,随着 P 、Ca
素含量的优化和土壤 pH 的提高 ,剑麻叶片
产量逐步提高。
2.2 统计分析结果
2.2.1 叶片养分间的相互关系
剑麻叶片养分间的相互关系分析结果
见表 5。
表 3 控 N、K补 P、Ca验证试验方案
处理号 每年单株施肥量/ kg尿素 过磷酸钙 氯化钾 石灰
① 0.15 0.15
② 0.075 0.15 0.075 0.25
③ 0.15 0.15 0.15 0.25
④ 0.15 0.25 0.15 0.50
表 4 东方红剑麻叶片养分含量与产量变化情况
项 目 年 份
1988 1991 1993 1997
N/(g·kg-1) 9.6 9.5 9.6 10.6
P/(g·kg -1) 0.64 0.72 0.79 0.73
K/(g·kg-1) 21.2 23.5 18.2 21.9
Ca/(g·kg -1) 19.9 24.5 21.7 25.2
Mg/(g·kg -1) 6.9 8.4 9.5 9.7
土壤 pH 4.38 4.89 5.51
产量/(t·hm-2) 66.75 76.35 79.35 84.90
表 5 剑麻叶片养分间的相互关系(r值)
养分 P
1993年 1997年
K
1993年 1997年
Ca
1993年 1997年
Mg
1993年 1997年
N -0.396 0.105 0.598** 0.499** -0.212 0.264 -0.181 -0.179
P -0.224 -0.248 0.612** 0.115 0.300 0.127
K -0.058 -0.099 -0.254 -0.403*
Ca -0.105 0.213
说明:1993年 r0.05=0.456 , r0.01=0.575;1997年 r0.05=0.361 , r0.01=0.463。
从表 5中可看出 ,剑麻叶片养分间的
关系甚为复杂 ,有时表现为正相关(相互促
进),有时又表现为负相关(相互拮抗);增加
甲养分 ,可能会促进剑麻对乙养分的吸收 ,
却又可能抑制对丙养分的吸收。在丙养分
处于缺乏状态下 ,即使增加土壤中丙养分的
含量 ,但若同时大量增加甲养分的供应量 ,
则剑麻对丙养分的吸收量也可能反而减少。
—13—
黄 标 等 剑麻营养诊断指导施肥技术的开发与应用
这表明 ,只有科学施肥 ,平衡供应各种
养分 ,才能充分发挥肥料的效能 ,获得预期
的经济效益。
2.2.2 叶片养分含量及土壤 pH 与经济性
状间的相关性
1993年 、1997 年叶片养分含量与经济
性状间的相关性分析结果见表 6 。
表 6 剑麻叶片养分含量与剑麻经济性状相关关系(r值)
项 目 N
1993 年 1997 年
P
1993年 1997 年
K
1993 年 1997年
单叶重 -0.257 0.023 0.486* 0.452* -0.168 -0.591**
单叶纤维重 -0.421 -0.193 0.566* 0.343 -0.291 -0.715**
纤维率 -0.702** -0.429* 0.388 0.031 -0.515* -0.584**
叶片单产 -0.399 0.054 0.510* 0.084 -0.455 -0.539**
纤维单产 -0.492* -0.108 0.572* 0.102 -0.511* -0.668**
纤维拉力 0.087 0.179 0.353 0.108 -0.246 -0.138
纤维粗度 0.366* -0.105 0.587**
项 目 Ca
1993 年 1997 年
Mg
1993年 1997 年
土壤 pH
1997年
单叶重 0.464* 0.233 -0.144 0.348 0.661**
单叶纤维重 0.439 -0.014 -0.148 0.247 0.517**
纤维率 0.022 -0.361* -0.136 0.032 0.094
叶片单产 0.466* 0.419* -0.033 0.350 0.552**
纤维单产 0.455 0.212 -0.034 0.287 0.493**
纤维拉力 0.183 0.178 0.098 0.155 0.223
纤维粗度 0.137 -0.254 -0.356
说明:1993 年 r0.05=0.456 , r0.01=0.575;1997年 r0.05=0.361 , r0.01=0.463。
2.2.3 剑麻经济性状与叶片养分含量的回
归方程
1993年 ,纤维单产=R-R1N +R2P -
R3K+R4Ca-R5Mg(P =0.038 5 ,达显著水
平。式中 ,R为常数 , R1 、R2 、R3 、R4 、R5为系
数 ,N 、P 、K 、Ca、Mg 为叶片养分含量;各方
程的常数 、系数和养分含量均不同。下同);
纤维率=R-R1N +R2P -R3K -R4Ca -
R5Mg(P=0.000 8 ,达极显著水平)。
1997年 ,经多因子逐步回归(舍去次要
因子),得到的最优方程为:纤维单产=R+
R1N-R2K +R3pH(P =0.000 1 ,达极显著
—14—
2001年 2月 热带农业科学 第 1期(总第 89期)
水平);叶片单产=-R+R1N-R2K+R3Ca
+R4pH(P=0.000 1 ,达极显著水平);纤维
率=R-R1K-R2Ca(P=0.000 1 ,达极显著
水平);纤维粗度=R+R1K(P =0.000 7 ,达
极显著水平)。
2.2.4 施肥量与产量 、效益的关系
由表 6 可知 , 1993 年 ,剑麻叶片 N 、K
素含量与纤维单产呈显著负相关;P 、Ca 素
含量与叶片单产呈显著正相关 。由此可见 ,
当时全场麻田 N 、K 素普遍充足 、低产田相
对过剩 ,增施 N 、K肥会导致纤维产量显著
下降;Mg 素过剩 ,增施 Mg肥将引起纤维单
产降低;P 、Ca素明显不足(尤其是低产田),
合理增施 P 、Ca肥 ,可促进叶片产量显著提
高 ,获得显著的效益 。
当然 ,各因子间的相关关系并非一成不
变 ,而会随着施肥量的改变而有所变化。
1997年 ,在当时的营养水平上 ,再适当增加
N 肥 、减少 K 肥施用量 ,可取得增加纤维单
产的效果;增施石灰以中和土壤酸性 ,可显
著提高纤维产量 , 但同时也显著降低纤维
率 ,增加纤维的生产成本。
2.3 营养诊断指标
根据试验数据的统计分析结果 ,剑麻叶
片养分适宜值为:N 素 0.95%~ 1.08%, P
素 0.068%~ 0.082%,K 素 1.61%~ 1.95%,
Ca 素 2 .17%~ 2.59 %, Mg 素 0.80 %
~ 1.10 %;适宜剑麻生长的土壤养分指标
为:碱解氮 106.8 ~ 135.6 mg/kg ,速效磷
13.3 ~ 16.6 mg/kg ,速效钾 50.8 ~ 58.0 mg
·kg-1 , pH 5.30 ~ 6.05。不同土类种植剑
麻的营养诊断指标各异 ,以上指标为东方红
砖红壤种植剑麻的营养诊断指标。
2.4 验证试验的结果
2.4.1 增 P 、Ca验证结果
见表 7 、表 8。
表 7 剑麻增 P验证试验结果
处理号 处 理 名
实 施 前
叶片单产
/(t·hm-2)
实 施 后
年均单产
/(t·hm-2)
单产增减
数量 比例%
台风风害/ %
折叶率 防效
茎腐病
病指 防效/ %
① CK(对照———未施 P肥) 72.840 60.645 -12.195 -16.7 41.5 31.6
② 增施过磷酸钙 75.945 66.015 -9.930 -13.1 27.1 34.7 16.3 48.4
③ 有机肥+半量过磷酸钙 67.875 65.505 -2.370 -3.5 22.7 45.3 13.6 57.0
④ 有机肥+全量过磷酸钙 74.445 73.545 -0.900 -1.2 20.9 49.6 12.1 61.7
⑤ 有机肥+磷矿粉 65.910 68.985 3.075 4.7 25.9 37.6 11.6 63.3
⑥ 有机肥+钙镁磷肥 75.750 72.300 -3.450 -4.6 19.0 54.2 8.0 74.7
说明:实施后减产是因该麻田已进入老龄衰退期。
—15—
黄 标 等 剑麻营养诊断指导施肥技术的开发与应用
表 8 剑麻增 Ca验证试验结果
处理号 处 理 名
实 施 前
叶片单产
/(t·hm-2)
实 施 后
年均单产
/(t·hm-2)
单产增减
数量 比例%
台风风害/ %
折叶率 防效
茎腐病
病指 防效/ %
① CK(对照———未施石灰) 79.695 70.965 -8.730 -11.0 32.4 13.2
② 增施石灰 78.660 74.610 -4.050 -5.1 12.6 61.1 1.2 90.9
③ 有机肥+半量石灰 80.715 77.355 -3.360 -4.2 11.3 65.1 0.9 93.2
④ 有机肥+全量石灰 88.965 87.660 -1.305 -1.5 13.5 58.3 3.1 76.5
说明:实施后减产是因该麻田已进入老龄衰退期。
从表 7 、表 8可知 ,增施 P 肥的各种处
理在产量 、抗性上的表现均好于对照(未施
P肥)。其中 ,每株增施过磷酸钙 0.2 kg(处
理④),其效果优于增施 0.1 kg(处理③);兼
施有机肥效果更好 。增施石灰的处理均好
于对照 ,兼施有机肥效果更突出 。另外 ,增
施石灰还具有抗生理黄斑病(防效达 70%
以上),减少叶片干枯等作用。
上述试验结果 ,不仅验证了普查分析中
发现的 P 、Ca 素不足的问题 ,而且为确定施
用量提供了科学依据 。
2.4.2 控 N 、K 补 P 、Ca验证试验结果
1994 ~ 1996年控 N 、K 补 P 、Ca 验证试
验的结果见表 9。
表 9 控 N、K补 P、Ca验证试验结果
处理号
实 施 前
叶片单产
/(t·hm-2)
实 施 后
年均单产
/(t·hm-2)
单产增减
数 量 比例%
化肥成本
/(元·hm-2)
① 103.575 108.525 4.950 4.8 2 598
② 104.055 109.950 5.895 5.7 2 061
③ 102.105 107.325 5.220 5.1 3 360
④ 107.805 113.775 5.970 5.5 3 956
经方差分析发现 ,各处理间的单产变
化幅度差异不显著 。由于处理②的成本最
低 ,故该时期采用处理②(即每年株施 N 肥
0.075 kg+P 肥 0.15 kg+K 肥 0.075 kg+
Ca肥 0.25 kg)的施肥方案 ,可获得最高的
经济效益。
2.4.3 改造低产田的验证试验
东方红 13队田头片 40 hm2麻田 ,因地
—16—
2001年 2月 热带农业科学 第 1期(总第 89期)
瘦 、偏远 ,试前 2 个生产年度的剑麻叶片年
产量仅45 ~ 60 t/hm2 。而近几年 ,通过应用
营养诊断平衡施肥后 ,叶片年产量高达 105
t/hm2 ,比过去翻 1 番。低产田改造试验成
功 ,验证了该营养诊断指导施肥的科学性。
3 营养诊断指导施肥技术应用
3.1 施肥方案的调整
营养诊断指导施肥技术的应用过程 ,可
根据施肥方案的变化划分为 2个阶段。
3.1.1 增施 P 、Ca肥阶段
1989 ~ 1993 年 , 根据 1988 、1991 年普
查结果和补 P 、Ca 肥的试验验证结果 , 由
1978 ~ 1988年的每年株施 N 、K 肥各 0.15
kg ,不施或不注重施 P 、Ca 肥 ,改为增施 P
肥 0.15 kg 、Ca 肥 0.15 ~ 0.5 kg 。见表 10 。
3.1.2 控 N 、K 舍 Mg 补施 P 、Ca阶段
1994 ~ 1996年 ,根据 1993年普查结果
和控 N 、K 素补 P 、Ca 素的验证试验结果 ,
通过最佳配方施肥指标的公式计算 ,确定的
施肥配方(指导性方案 ,即全场的平均水平。
下同)为:P 、Ca 肥保持原有水平 , N 、K 肥减
半 。
1997年 ,考虑到剑麻在 1996年受寒害
较重 ,需补充养分 ,故适当调减 N 、K 的控制
量;因连续 8 a增施 ,土壤含 P 充足 ,故对施
P 量作适当调减。
1998年 ,根据 1997年的普查结果和最
优回归方程 ,经过配方施肥公式计算 ,最后
确定的施肥方案如表 10。
表 10 剑麻施肥方案调整历程
年 度 每年单株施肥量/kg尿 素 过磷酸钙 氯化钾 石 灰
1978~ 1988 0.15 0.15
1989~ 1993 0.15 0.15 0.15 0.15~ 0.5
1994~ 1996 0.075 0.15 0.075 0.25
1997 0.1 0.1 0.11 0.25
1998 0.1 0.1 0.075 0.2
3.2 剑麻产量
推广营养诊断指导施肥技术后 ,1996 ~
1998年 ,示范队年均收获面积 165 hm2 ,其
叶片产量高达 113.7 t/hm2;1989 ~ 1998
年 ,全场每公顷麻田叶片年产量稳步上升 ,
连续 10 a创历史新高 ,分别为 72.45 、72.00 、
76.35 、78 .15 、7 9.35 、7 9.80 、81 .7 5 、
8 5.5 0 、8 4.9 0 、85.50 t , 平均 79.58 t ,
比 1986 ~ 1988 年(应用该技术前 3 a)的
64.05 t增产 15.53 t或 24.25%。
据 FAO 1997年报道 ,国外剑麻最高产
国家是委内瑞拉 ,其纤维(含乱纤)产量为
1.307 t/hm2;广西龙北农场剑麻的纤维产
量在国内是属高水平的 , 1997年为 4.575 t
—17—
黄 标 等 剑麻营养诊断指导施肥技术的开发与应用
·hm-2(含乱纤), 但年收获面积仅 392.2
hm2[ 1] 。而东方红 1997年与广西龙北农场
同样用小机加工叶片测定 ,纤维(含乱纤)产
量高达4.905 t/hm2 ,且年收获面积达 1 930
hm
2 。故东方红剑麻纤维单产居世界领先
水平 。
3.3 剑麻抗性
推广营养诊断与平衡施肥技术 ,促进了
剑麻的正常生长 ,因而每年可减少剑麻早花
(提前开花 ,结束生命)18.3 hm2 ,折合每年挽
回损失 96.5万元。此外 ,提高剑麻抗茎腐病
能力[ 2] ,每年减少剑麻茎腐病死亡12.3 hm2 ,
每年挽回损失折合 78.6万元 。
3.4 综合效益
1989 ~ 1998年 10 a 间 ,东方红推广剑
麻营养诊断指导施肥技术的累计面积达 2
万多 hm2 ,其中投产麻园 1.89万 hm2 。10 a
间剑麻叶片 、直纤维分别增产 29.59万 t和
1.42万 t ,增收节支 3 283.4 万元 ,新增产
值5 031.01万元 ,投资收益率达187.54%。
由于该技术既能促进剑麻产量 、质量 、
抗性的提高 ,又可减少因盲目施肥而造成的
浪费 ,获得极显著的效果 、效益 ,因此 , 1998
年下半年起 , 该技术在湛江全垦区 5 700
hm2(8.5万亩)剑麻中大面积应用推广 。
4 讨论
4.1 目前 ,东方红全场剑麻叶片年产量水
平为 85.50 t/hm2 ,而 13 队 25 号地 3.7
hm
2 麻田连续 3 a 的年产量高达 180 t/
hm2 。这说明东方红的剑麻还有很大的增
产潜力 。我们将为此继续努力 ,不断探索 ,
力争再创佳绩。
4.2 1998年对剑麻叶片微量元素的初步
分析结果显示 ,叶片硅 、锌含量对纤维粗度 、
纤维率 ,叶片和纤维单产等经济性状有显著
和极显著的影响 。其营养诊断指标尚待进
一步研究确定。
本课题研究得到华南热带农业大学林德光教
授 、杨和鼎教授 、颜书连副教授 ,中国热带农业科学
院南亚热带作物研究所许能琨副研究员 、谢恩高研
究员 , 广东省湛江农垦局曾绍麟高级工程师等专家
的指导;谢锋 、蔡宏清等同志参加了推广工作。特
此致谢 !
参考文献
1 张锡辉.加强经营管理提高剑麻经济效益.广西
热作科技 , 1998(3):44~ 45
2 黄 标 ,符清华.H·11648 麻茎腐病发生规律及
防治研究.热带作物研究 , 1990(3):38 ~ 45
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2001年 2月 热带农业科学 第 1期(总第 89期)