全 文 :收稿日期:!""#""% 接受日期:!""#"&!#
基金项目:国家科技部“十五”重大专项(!""’()*"%)!+)资助。
作者简介:赵锴(’+*,—),男,山东潍坊人,硕士研究生,主要从事蔬菜栽培生物学方面的研究。-./:"0,*∗!*!%’#*,,12345/:>?9?@; A:4?B .:?B =@
氮磷钾配施对洋葱产量和品质的影响
赵 锴,李 瑾,徐 宁,徐 坤!
(山东农业大学园艺科学与工程学院,作物生物学国家重点实验室,山东泰安 !#’"’*)
摘要:采用三因子二次饱和 C最优设计(,′"),研究了氮磷钾配施对洋葱产量和品质的影响,建立了以氮、磷、钾施用量为变量因子,洋葱产量及品质为目标函数的三元二次数学模型。通过对模型解析表明,氮、磷、钾肥对洋葱产量和品质均有显著影响,且均以磷肥的影响最大,氮肥次之,钾肥较小;当氮、磷、钾肥用量分别达#%&’ ( %()*+,#- .//0+%.&+(, (1、2 .,- 3 (, &"# 4+#0- .,- 56.0+&4 ( (,+(,
NO)H I45,PQ R5@,MS F5@D,MS I?@!
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洋葱(3##*,C +;/ PB)又名圆葱、葱头,原产于地 中海沿岸及中亚,因其丰富的营养和较高的食疗保 健价值而日益为人们所重视,现已成为世界第 ,大 蔬菜作物。目前我国洋葱种植面积达 *0<"& 万公 顷,居世界第一,但平均单产较发达国家平均水平低 一倍以上[’],说明我国洋葱栽培技术与先进国家相 比仍有很大差距。众所周知,作物产量很大程度上 受施肥种类、数量及其配比的影响。蔡开地等[!]研 植物营养与肥料学报 !""*,’%(,):00* 0&,
""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""
G/4@J F?JU5J58@ 4@: ].UJ5/56.U L=5.@=.
究结果表明,结球甘蓝的优化施肥组合为 ! "##),和 -"( ."*)& /0 1 23";颜冬云[&]则证明, 番茄高产的控释复合肥 !、’"()、-"(比例以 . 4 5*)
45,&为最好;孙文涛等[+]研究表明,在适宜水分条 件下,玉米产量随氮、磷用量的增加显著提高,当 !、 ’"() 分别达 "+&"# 和 .&#+& /0 1 23" 时产量可达 .5%5+) /0 1 23",若继续增加氮、磷用量,则产量降
低。国外对洋葱施肥的研究较多,6789 ’:;:9等[)]研
究显示,高氮和低氮均不利于洋葱产量的形成和贮
藏;<8=>:?@;8等[*]研究表明,!、’"()、-"(用量分别
为 .55、)5、)5 /0 1 23" 时洋葱产量和干物质含量最
高;-2A/28; 等[#]则认为,!、’"()、-"( 用量分别为
.55、#)、)5 /0 1 23" 时投入产出比最高。国内关于洋
葱施肥的研究报道不多,郭熙盛等[%]报道了增施钾
肥可提高洋葱产量和品质。由于国内外环境条件差
异较大,国外的研究结果难以指导国内的洋葱生产。
为此,笔者研究了氮、磷、钾肥料配施对洋葱产量和
品质的影响,旨在为洋葱的合理施肥提供参考。
! 材料与方法
!"! 试验设计
试验于 "55)!"55* 年在山东农业大学蔬菜试
验站进行。供试洋葱品种为“,,B&”,于 "55)年 ,月
*日播种育苗,..月 "日定植,行距为 "5 C3,株距为
.% C3,小区面积为 "5 3"。供试土壤为壤土,DE
*#),有机质含量 .&% 0 1 /0、碱解氮(!)#*& 30 1 /0、 速效磷(’"())"%. 30 1 /0、速效钾(-"()*%# 30 1 /0, 供试肥料分别为尿素(含 ! +*"F)、过磷酸钙(含
’"() .)F)、硫酸钾(含 -"( )5F)。试验设计按二次
饱和 6B最优设计方案(&.5)进行[,],重复 &次,具体
设计方案及肥料用量见表 .。
氮、磷、钾肥的施用按各自的作用及特点分次进
行,其中基肥氮、磷、钾分别按设计总量的 +5F、
.55F、&5F施入,返青肥分别按 +5F、5F、&5F施
入,催头肥分别按 "5F、5F、+5F施入。试验除施
肥量不同外,其它管理方法按常规进行[.5]。
表 ! 洋葱氮磷钾配比试验设计
#& 0’1,2. 34 5,6 .0783−/,3.1 43+ 3.,3.
处理 G.(!) G"(’"()) G&(-"()
H;:8=3:?= 编码 IA@: (/0 1 23") 编码 IA@: (/0 1 23") 编码 IA@: (/0 1 23")
. B . 5 B . 5 B . 5
" . ."555 B . 5 B . 5 & B . 5 . )555 B . 5
+ B . 5 B . 5 . .)555)B.55.,") ",%"5.,") %,+)∗5.,") #.))B.55.,") %,+) # 5.,") #.))5.,") ",%"B.5",." +")& . )555 . .)555,.."555 B 5",." .##& . .)555.5.."555 . )555B5",." )&.* !"9 测定方法 洋葱生长结束时,分别按试验小区测产,并折合 每公顷产量,同时测定不同处理洋葱鳞茎的品质。 可溶性糖含量用蒽酮比色法测定;可溶性蛋白含量 用考马斯亮蓝 JB")5染色法测定[..];KC含量用改 进的 ",*B二氯靛酚滴定法测定[."];光密度测定均 采用岛津 LKB"+5紫外分光光度计进行。 洋葱品质综合评分标准:根据洋葱生产要求及 出口标准,参考宋春凤等[.&]对芋头品质的评分标 准,将各品质指标均以最佳处理值为 .55分,某处理 该指标测定值占最佳处理值的百分数即为该处理指 标的实际得分;各处理所有品质指标得分权重值之 和,即为该处理的品质综合评分,其中鳞茎大小及干 物质含量权重分别为 5)和 5",可溶性糖、KC及可溶性蛋白权重均为5.。
9 结果与分析
9"! 回归模型的建立
不同处理洋葱产量和品质的测定结果见表 "。
以表 . 中氮、磷、钾肥料编码值为自变量,表 "
中产量为因变量,进行二次多项式回归分析,得出洋
葱产量与氮、磷、钾肥料之间的回归方程:
,))&期 赵锴,等:氮磷钾配施对洋葱产量和品质的影响
!" # +"," - ".&./(,/ - +&/,( ) "0&0/(,"/)%&’(%,//)0&*(%,(/) (&/’",",/) (&//0,",( - ’&/.0,/,( 对该效应方程进行 1检验,1 # "+0’&"0 2 1’&’"(%,/’) # (&.+,回归关系极显著,说明该方程能够反映施肥 量与产量之间的关系,故模型对洋葱产量有良好的 预测作用。 对各偏回归系数进行 1检验,1(")#’0&/*,
1(",")# 0%0&((,1(/)# "%""&.+,1(/,/)# /’"&*0,
1(()# (+"&"*,1((,()# *.&/(,1(",/)# ++&00,
1(",()# +&0(,1(/,()# ’&(%。 经分析比较,除 1(/,()小于 1’&’"(",/’)# *&"’, 差异不显著外,其余均达显著水平。因此,剔除不显 著项后,拟合方程变为: !" #%&’"( ) *&+"," - ".&./(,/ - +&/,( )
"0&0/(,"/)%&’(%,//)0&*(%,(/)(&/’",",/)(&//0,",(
同理,可求得施肥量与洋葱品质之间的回归方
程为:
!/ # %(&.+. ) (&/+.," - +&%’(,/ - /&%(*,( )
.&$$$,"/ ) .&.+.,//)/&0$*,(/
表 ! 不同肥料处理对洋葱产量和品质的影响
"#$%& ! ’((&)* +( ,-((&.&/* (&.*-%-0#*-+/ *.&#*1&/*2 +/ +/-+/ 3-&%, #/, 45#%-*3 6#.#1&*&.2
处理
345678597
产量(7 : ;8/)
!<5=>
鳞茎直径(?8)
@A=B C
F4G 867754
可溶性糖(E)
HI=AB=5 CAJ64
K?
(8J : LJ)
可溶性蛋白(E)
HI=AB=5 M4I75<9
综合评分
NO546J5 O6=A5
" (’&0’ P ’& *&( P "&0 /&+% P ’&’/ (&’ P "&/*
/ /0&*( P ’&.% 0&’ P ’&/"’&+ P ’&"/ /&** P ’&’* 0&" P ’&/ /&+" P ’&’0 ’&.. P "&*. ( +0&/+ P "&’’&P ’&" %&." P ’&/" .&’" P ’&’* *.&0 P "&" /&% P ’&’. *&%( P "&(/ . .%&’’ P "&"’ +& P ’&"’
0 +&%( P ’&0* *&/ P ’&"’ %&+. P ’&’* .&+’ P ’&"% %&% P /&*+ /&%* P ’&’( %(&%" P "&’/
+ 0.&( P ’&*"&’ P ’&"/&+ P "&/’ /&%’ P ’&’. *"&+ P "&(. +&0. P ’&+’&* P ’&"’ %&/+ P ’&/0 (&** P ’&"’ *+&% P "&/" (&’+ P ’&’/ **&.+ P "&"%
* **&"* P "&/’ *&P ’&/’ "’&.* P ’&". .&"0 P ’&’0 **&+ P "&"* (&(+ P ’&’% %&00 P "&"’
% .&*( P ’&%" +&+ P ’&" "’&(’ P ’&"" (&+( P ’&’. &% P "&00 (&"0 P ’&’0 */&(’ P "&". "’ 00&.+ P ’&(/ $&" P ’&"’ "’&0/ P ’&"" (&%( P ’&’+ $%&" P "&’. (&// P ’&’( *+&0$ P ’&(0 !7! 模型解析 /&/&" 因子主效应分析 由于氮、磷、钾肥对产量 和品质的回归方程已经过无量纲编码代换,故直接 比较各偏回归系数绝对值的大小,可反映各因子的 重要程度。从氮、磷、钾肥与洋葱产量和品质回归模 型的一次项可以看出,氮、磷、钾的偏回归系数绝对 值分别为 *&$+"、".&./(、+&/$ 和 (&/+.、+&%’(、 /&%(*,说明氮、磷、钾肥对洋葱产量和品质的影响均 以磷肥最大,氮肥次之,钾肥较小。 /&/&/ 单因子效应分析 将洋葱产量回归模型中 三个自变量中的任意两个固定在 ’码值,可以得到 剩余自变量与目标函数的关系,即氮、磷、钾与洋葱 产量关系的单因子效应方程。分别为: !"" # $%&’"()*&$+",")"0&0/(,"/ !"/ # $%&’"( - ".&./(,/)%&’(%,// !"( # $%&’"( - +&/$,()0&*(%,(/ 同理,得到氮、磷、钾与洋葱品质关系的单因子 效应方程: !/" # %(&.+.)(&/+.,").&
将各单因子效应方程绘成图 ",可直观看出,洋
葱产量均随着氮、磷、钾施用量的增加而增加,达最
高产量后,又随施用量的增加而降低;洋葱品质在
较低施肥量条件下,随氮、磷、钾施用量的增加而提
高,但过量投入,也降低洋葱的品质。在本试验施肥
量范围内,各单因子效应方程均存在极大值,分别
为:
!""86Q # *’&/0,," # ) ’&/*//,施 R .(’&LJ : ;8/; !"/86Q # *.&,,/ # ’&%∗,施S/T0..’,,( # ’&0(+%,施 U/T ""0/&LJ : ;8/; !/"86Q # %.&’/,," # ) ’&(.",施 R (%.&% LJ : ;8/;
!//86Q # %+&"(,,/ # ’&(/,施 S/T0 ..(&(LJ : ;8/; !/(86Q # %.&(’,,( # ’&0+%%,施 U/T ""
/&/&( 因子互作效应分析 本试验确定的洋葱产
量回归模型,存在氮、磷和氮、钾交互项,且其偏回归
’+0 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 ".卷
系数达显著水平。说明氮、磷和氮、钾交互效应对洋
葱产量产生显著影响,即在综合施肥条件下,产量的
变化,不单纯是各因子单独效应的线形累加,还存在
配合效应,即因子交互效应。分别将产量回归模型
中的磷素(!")、钾素(!#)固定在 码值,可以得到其交互效益方程,分别为:&#+,*(-&!& . &/*/"#!"+&0*0"#!&" +
)*#)!""+#*"&!&!"
%&(&,#)’ ()*&#+,*(-&!& . -*"(!# +&0*0"#!&" + 0*,#)!#"+#*""0!&!# 对产量方程作图(图 ")分析可以看出,在编码 值范围内,氮、磷、钾对洋葱的产量效应都呈抛物线 性,产量先升高后降低,符合报酬递减定律。高氮与 低氮水平均不利于洋葱产量的形成,而磷、钾则对产 量有较强的促进作用,在高磷、钾水平时,洋葱产量 仍维持在较高水平,由此看出,中低的氮素水平配合 中高的磷、钾素水平为较理想的互作区间。 由图 "分析得出,本试验条件下氮、磷互作对产 量较理想的互作区间为 !&取 +*-!$∗"
!&*,即每公顷施入1"/$∗$!("$∗$23,4"50"0$∗$!0
&0*$ 23。 图 ! 因子效应分析 "#$%! &’()*+#+ ,- -(./,0 1--1./+ 图 2 因子交互效应分析 "#$%2 &’()*+#+ ,- 34/4() 1--1./+ 256 利用模型进行决策 利用计算机进行模拟试验,得出了本试验条件 下洋葱产量超过 (0 6 8 9:" 的施肥方案(表 #)。表 # 看出,当 !& 取 + $*0&$! + $*&/$,!" 取 $*##&! $*(&(,!# 取 $*&/)!$*0(-,即每公顷施入 1 ")/*$ !0&-*$ 23、4"50 ##"*,! /")*# 23、7"5 ,-&*,! &&,"*$ 23时可望取得 (0 6以上的产量。 同理可求得本试验条件下,洋葱品质综合评分 在 )$分以上的施肥方案为:每公顷施入 1 ",-*, !/,$*- 23、4"50 ")(*,! #,,*0 23、7"5 ,"/*#! &&&)*, 23。通过分析对比,得出高产优质的施肥范 围为每公顷施入 1 ")/*$!/,$*- 23、4"50 ##"*,! #,,*0 23、7"5 ,-&*,!&&&)*, 23。 6 讨论 本试验结果表明,氮、磷、钾肥对洋葱产量和品 质均有显著影响,且均以磷肥的影响较大,氮肥次 之,钾肥较小;氮磷、氮钾交互对洋葱的产量也有显 &-0#期 赵锴,等:氮磷钾配施对洋葱产量和品质的影响 表 ! 洋葱产量超过 "# $ % &’(的因素取值频率分布 )*+,- ! ./-01-234 567$/6+1$682 89 9*3$8/7 98/ 46-,5 8:-/ "# $ % &’( 变量因子 !" !# !$ %&’(&)*+ ,&-./’0 次数 1/23. 频率 4’+52+3-6 次数 1/23. 频率 4’+52+3-6 次数 1/23. 频率 4’+52+3-6 因子水平 7 "89999 : 98#;$# 9 989999 9 989999 <+=+* /, ,&-./’0 7 98#>"# ? 98@#"" # 98"9:$ : 98#;$# 98">#: ; 98$":? ? 98@#"" A 98$;?@ "89999 9 989999 > 98@A$A A 98$;?@ 加权平均值 B+(CD.+E &=CF(!() 7 98$#: 98:#@ 98$;$ 标准差 G.&3E&’E E+=(&.(/3(GH) 98@;: 98@?; 98:$A >:I置信区间 >:I-/3,(E+3-+ (3.+’=&* 98:"9! 7 98"@9 98
农艺方案 JC’/3/K(- 0-D+K+(LC M DK#) #>@89!:";89 #8?!@#>8$ ?;"8?!""?#89 著影响。氮、磷、钾的边际产量效应均随着投入量的 增加而不断减小,当氮、磷、钾肥用量分别达 @$98A、 @@>8:和 "":#8A LC M DK#时,边际产量效应值降至 9, 氮、磷、钾的边际品质效应也有类似的规律,其效应 值为 9 时的氮、磷、钾用量分别为 $>@8>、@@$8$ 和 ""AA8@ LC M DK#。通过计算机模拟试验,本试验洋葱 产量达 A: . M DK# 的氮、磷、钾施用量分别是 #>@89 !:";89 LC、
?#@8!""">8? LC。可见,洋葱高产优质的氮、磷、钾 施肥方案为氮(N)#>@89!@?98; LC M DK#、磷(O#P:)#8?!??8: LC M DK#、钾(Q#P)?;"8? ! """>8?
LC M DK#,适宜的 N、O#P:、Q#P施用比例约为 " R 98>R #8:;。该研究结论与国外研究结果[:7A]有较大差异, 这与土壤基础肥力、试验品种等不同有密切关系。 吴建繁等["@]研究表明,不同土壤肥力条件下番茄的 最佳施肥量不同,程季珍等[":]也证实,菜田土壤养 分状况不同,不同蔬菜的平衡施肥方案也不同。本 试验土壤基础肥力较低,尤其速效磷及速效钾含量 偏低,按我国现行土壤肥力标准来划分,本试验土壤 中钾已经成为了产量的限制因素[";],这固然有利于 施入土壤氮、磷、钾的生理功能得以充分表现,能较 灵敏准确地反映洋葱的施肥特点,但也导致了磷、钾 的适宜施用量偏高,且增施磷、钾效果较好。此外, 由于洋葱植株属有限生长类型,生长中后期以地下 鳞茎膨大为主,地上部生长受抑制,叶片更新速率较 慢,尤其生长后期,地上茎叶逐渐枯萎,大量氮素在 植株体内进行二次分配,降低了对土壤氮素的需求, 这也可能是洋葱对氮素吸收相对较少的原因之一。 由此可见,洋葱应根据其植株生长特点及营养元素 的生理功能进行施肥。磷、钾具有调节氮代谢,促进 碳水化合物同化、运输和积累的作用,且因磷的肥效 迟缓,磷肥宜做基肥及早施用,以促进根系生长,增 强植株耐寒性,保证幼苗安全越冬;而氮素宜在翌 春植株返青后及早追施,以促进同化系统的快速形 成;钾则宜在生长中后期追施,促进同化产物向地下 鳞茎的运输,以促进产品器官的形成和品质的改善。 参 考 文 献: ["] 李平,郁网庆,杜卫东 F 国内外洋葱产业现状与发展动向[S]F 中国果菜,#99:,(@):>7@98
<( O,T2 B U,V2 B VF WD+ -2’’+3. 0(.2&.(/3 &3E E+=+*/XK+3. .’+3E
/, .D+ /3(/3 (3E20.’6 )/.D &. D/K+ &3E &)’/&E[S]F 1D(3& 4’2(. %+CY
+. F,#99:,(@):>7@98 [#] 蔡开地 F 结球甘蓝平衡施用氮磷钾肥效应研究[S]F 植物营养 与肥料学报,#99@,"9("):A7AA8
1&( Q VF Z+0X/30+ /, D+&E+E -&))&C+ ./ NOQ )&*&3-+E ,+’.(*([&.(/3
[S]F O*&3. N2.’ F 4+’. F G-( F,#99@,"9("):A7AA8[] 颜冬云,张民 F 控释复合肥对番茄生长效应的影响研究[S]F 植
物营养与肥料学报,#99:,""("):""97"":8
T&3 V T,\D&3C ]F ^,,+-.0 /, -/3.’/**+EY’+*+&0+ &3E -/KK/3 -/KY
X/23E ,+’.(*([+’0 /3 X/..+E ./K&./[S]F O*&3. N2.’ F 4+’. F G-( F,#99:,
""("):""97"":8
[@] 孙文涛,孙占祥,王聪翔,等 F 滴灌施肥条件下玉米水肥耦合效
应的研究[S]F 中国农业科学,#99;,>()::;7:;?8 G23 B W,G23 \ !,B&3C 1 ! !" # F 1/2X*(3C +,,+-. /, _&.+’ &3E
,+’.(*([+’ /3 -/’3 6(+*E 23E+’ E’(X ,+’.(C&.(/3[S]F G-( F JC’(-F G(3F,
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[;] G&.6+3E’& Q,bK.(6&[ ],J0D_&3( QF ^,,+-. /, E(,,+’+3.(&* 0/(* K/(0Y
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[A] QD/LD&’ Q ],QD/LD&’ ] J,]&DK//E WF 1/KX&’&.(=+ +-/3/K(-0,
#;: 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 "@卷
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