全 文 ：中国生态农业学报 2009年 11月 第 17卷 第 6期
Chinese Journal of Eco-Agriculture, Nov. 2009, 17(6): 1094−1098


* 国家“十一五”科技支撑计划重点项目(2008BADA4B08)、公益性行业(农业)科技专项(200803029)资助
** 通讯作者: 鲁剑巍(1967~), 男, 博士 , 教授, 博士生导师 , 主要研究方向为现代施肥技术、施肥与农产品安全及土壤肥力。E-mail:
lujianwei@mail.hzau.edu.cn
苏伟(1984~), 男, 硕士研究生, 研究方向为现代施肥技术。E-mail: suweiwm@webmail.hzau.edu.cn
收稿日期: 2008-09-30 接受日期: 2009-01-22
DOI: 10. 3724/SP.J.1011.2009.01094
氮磷钾肥用量对紫云英产量效应的研究*
苏 伟 1 鲁剑巍 1** 刘 威 1 曹卫东 2 鲁明星 3
(1. 华中农业大学资源与环境学院 武汉 430070; 2. 中国农业科学院农业资源与区划研究所 北京 100081;
3. 湖北省土壤肥料工作站 武汉 430070)
摘 要 采用“3414”肥料效应试验设计方案对紫云英氮、磷、钾肥施用效应及养分的交互作用进行了研究, 结
果表明: 与不施肥处理(CK)相比, 13 个施肥处理紫云英鲜草平均增产 21.1 t·hm−2, 平均产量为不施肥处理的
2.35 倍; 分别固定磷(P2O5 60 kg·hm−2)、钾(K2O 60 kg·hm−2)肥, 氮(N 75 kg·hm−2)、钾(K2O 60 kg·hm−2)
肥和氮(N 75 kg·hm−2)、磷(P2O5 60 kg·hm−2)肥用量, 在施 N 0~112.5 kg·hm−2、P2O5 0~90 kg·hm−2 和 K2O 0~
90 kg·hm−2 范围内, 紫云英产量随相应肥料用量的增加而显著提高, N、P、K 各养分施用的最高增产率分别
为 65.0%、27.8%和 44.5%; 从养分效率看, 中量水平的氮(N 75.0 kg·hm−2)、磷(P2O5 60 kg·hm−2)和低量水平
的钾(K2O 30 kg·hm−2)增产效果最好; 氮、磷、钾肥之间存在一定的交互作用, 互相影响肥效的发挥, 中量水
平的养分用量(N 75.0 kg·hm−2、P2O5 60 kg·hm−2 和 K2O 60 kg·hm−2)有利于各养分效果的发挥。结果说明, 施
肥对紫云英增产效果明显, 氮、磷、钾肥用量和配比是影响紫云英产量的重要因素。
关键词 紫云英 “3414”肥效试验设计 施肥效应 肥料交互作用
中图分类号: S541+.3; S143.5 文献标识码: A 文章编号: 1671-3990(2009)06-1094-05
Effect of N, P and K fertilizer combination and application rate
on yield of Astragalus sinicus L.
SU Wei1, LU Jian-Wei1, LIU Wei1, CAO Wei-Dong2, LU Ming-Xing3
(1. College of Resources and Environment, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, China;
2. Institute of Agricultural Resources and Regional Planning, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081, China;
3. Hubei Provincial Soil and Fertilizer Station, Wuhan 430070, China)
Abstract The effect of nitrogen, phosphorus and potassium fertilization on the yield of Astragalus sinicus L. was investigated in
3414-design fertilization trial. The results show that comparing with no fertilizer treatment (CK), the thirteen fertilization treatments
harvest average 21.1 t·hm−2 higher yield, with a yield increase of 135% . Under the fixed combination rates of P2O5-K2O at 60-60
kg·hm−2, N-K2O at 75-60 kg·hm−2 and N-P2O5 at 75-60 kg·hm−2, A. sinicus yield significant increase with respective increase in N
(N 0~112.5 kg·hm−2), P (P2O5 0~90 kg·hm−2), K (K2O 0~90 kg·hm−2) application rates. And the highest yield increment rates
caused by N, P, K fertilizers are 65.0%, 27.8% and 44.5% respectively. In view of nutrition efficiency, medium application rates of N
(N 75.0 kg·hm−2), P (P2O5 60 kg·hm−2) and a low rate of K (K2O 30 kg·hm−2) are the best application rates. The results also show
beneficial interactions among N, P and K. Medium application rates of N (N 75.0 kg·hm−2), P (P2O5 60 kg·hm−2) and K (K2O 60
kg·hm−2) have synergetic effects on nutrient and yield. The results therefore imply that fertilization significantly increases yield of A.
sinicus and different combination and application rates of N, P and K are important factors that influence A.sinicus yield.
Key words Astragalus sinicus L.; 3414-design fertilization trial; Fertilization effect; N, P, K interactive effect
(Received Sept. 30, 2008; accepted Jan. 22, 2009)
绿肥以其特有的生物富集性、生物覆盖性、生
物适应性在养分供应、改良土壤及防止土壤侵蚀等
方面起着独特的作用[1], 在我国已有 2 000多年的栽
培历史[2]。20世纪 70年代中期, 我国绿肥的种植面
第 6期 苏 伟等: 氮磷钾肥用量对紫云英产量效应的研究 1095


积曾高达 1.2×107 hm2, 占耕地总面积的 1/8, 但 80
年代以后, 由于化肥的大量生产和使用, 以及农业
种植结构的调整 , 绿肥面积大幅下滑 , 与此同时 ,
由于种植技术的陈旧落后, 绿肥鲜草产量也较过去
大幅度下降, 目前南方紫云英鲜草产量已平均下降
到 15 t·hm−2左右, 最低时仅 7.5 t·hm−2[3]。当前,
随着农业生产中化肥用量的增加和投入成本的持续
增长导致的环境及经济压力的加大、持续农业发展
对土壤质量要求的提高, 合理种植和利用绿肥的呼
声越来越高[4]。由于近十多年来我国对绿肥种植技
术的研究基本停滞 [5], 在当前生产条件下如何提高
绿肥的产量是目前推广利用绿肥面临的重要课题。
一直以来, 绿肥生产的目的就是以“小肥换大肥”[2],
因此绿肥自身的科学施肥是提高种植水平和产量的
重要措施。本试验选用我国南方稻田最主要的冬季
绿肥作物紫云英(Astragalus sinicus L.)作为研究对
象, 布置氮、磷、钾养分配比试验, 探讨肥料施用对
紫云英产量的影响, 以期为紫云英生产中肥料的合
理施用提供依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
大田试验在湖北省武汉市黄陂区罗汉寺镇夏店
村进行, 供试土壤为河流冲积物发育的水稻土, 前
季作物为水稻。土壤肥力中等, 主要农化性状(常规
方法测定[6])为土壤 pH6.3, 有机质 20.3 g·kg−1, 碱
解氮 114.6 mg·kg−1, 有效磷 9.3 mg·kg−1, 速效钾
104.2 mg·kg−1。供试紫云英品种为“宁波大桥”, 2007
年 10月 25日整田、施肥, 10月 27日各小区浸水后
播种, 播种量 45 kg·hm−2, 2008年 3月 20日收获并
计算小区鲜草产量。
1.2 试验设计
试验采用肥料 3因素 4水平的“3414”试验方案(3
因素、4 水平最优饱和设计[7−9]), 各处理设计分别为:
(1)N0P0K0; (2)N0P2K2; (3)N1P2K2; (4)N2P0K2; (5)N2P1K2;
(6)N2P2K2; (7)N2P3K2; (8)N2P2K0; (9)N2P2K1; (10)N2P2K3;
(11)N3P2K2; (12)N1P1K2; (13)N1P2K1; (14)N2P1K1。N0、
N1、N2、N3分别表示氮肥(N)用量为 0 kg·hm-2、37.5
kg·hm-2、75.0 kg·hm-2、112.5 kg·hm-2, P0、P1、
P2、P3 分别表示磷肥(P2O5)用量为 0 kg·hm-2、30
kg·hm-2、60 kg·hm-2、90 kg·hm-2, K0、K1、K2、
K3 分别表示钾肥 (K2O)用量为 0 kg·hm-2、 30
kg·hm-2、60 kg·hm-2、90 kg·hm-2。氮肥品种为
尿素(含 N460 g·kg-1)、磷肥品种为过磷酸钙(含 P2O5
120 g·kg-1)、钾肥品种为氯化钾(含 K2O 600 g·kg-1)。
所有肥料在播种前整田时全部作基肥施用。各处理
3次重复, 小区随机区组排列, 小区面积 20 m2。
1.3 数据分析
试验数据用 DPS统计软件进行新复极差检验。
2 结果与分析
2.1 不同施肥处理对紫云英产量的影响
由表 1 可知, 与不施肥处理相比, 各施肥处理
鲜草产量均有显著性差异。不施肥处理的鲜草产量
为 15.6 t·hm-2, 而其他 13 个施肥处理的平均产量
为 36.7 t·hm-2, 与不施肥处理相比平均增产 21.1
t·hm-2, 平均增产率达 135.1%, 各施肥处理产量最
低的为 27.9 t·hm-2, 增产 12.3 t·hm-2, 说明施肥对
紫云英有明显的增产效应。此外, 在各施肥处理中,
不施氮、不施磷和不施钾的 3个处理平均产量为 31.4
t·hm-2, 与不施肥处理相比平均增产 15.8 t·hm-2,
而其他 10 个氮、磷、钾全施的处理平均产量则为
38.3 t·hm-2, 与不施肥处理相比平均增产 22.7
t·hm-2, 说明氮、磷、钾肥的平衡施用对紫云英产
量有明显影响。
表 1 氮磷钾肥配施对紫云英产量的影响
Tab. 1 Effect of N, P, K application on A. sinicus yield
处理
Treatment
鲜草产量
Fresh yield
(t·hm−2)
增产量
Increment of yield
(t·hm−2)
增产率
Increment
rate
(%)
N0P0K0 15.6±1.1 h 0 0
N0P2K2 27.9±1.2 g 12.2 78.4
N1P2K2 32.5±2.0 ef 16.8 108.0
N2P0K2 34.9±2.2 de 19.3 123.5
N2P1K2 37.4±1.4 cd 21.8 139.5
N2P2K2 42.1±2.4 b 26.5 169.5
N2P3K2 44.6±1.7 ab 29.0 185.5
N2P2K0 31.3±2.0 f 15.7 100.7
N2P2K1 38.1±1.3 c 22.5 143.9
N2P2K3 45.3±1.4 a 29.7 190.1
N3P2K2 46.0±1.3 a 30.3 194.4
N1P1K2 35.0±1.4 de 19.4 124.3
N1P2K1 29.8±2.1 fg 14.2 91.0
N2P1K1 32.5±2.1 ef 16.9 107.9
不同小写字母表示 P<0.05水平差异显著, 下同。Different small
letters mean significant difference at 0.05 probability, the same below.

2.2 各养分施用效果
2.2.1 氮肥效果
选取 N0P2K2、N1P2K2、N2P2K2、N3P2K2处理进
行紫云英氮肥肥效的分析, 结果表明不同施氮处理
紫云英产量有显著性差异(表 2)。随施氮水平的提高
紫云英鲜草产量显著上升, 施 N 112.5 kg·hm−2的鲜
草产量最高, 比不施氮处理增产 18.1 t·hm−2, 增产
1096 中国生态农业学报 2009 第 17卷



表 2 紫云英施氮效果
Tab. 2 Effect of N application on A. sinicus yield
处理
Treatment
氮肥用量
Rate of N fertilizer
[kg(N)·hm−2]
鲜草产量
Fresh yield
(t·hm−2)
增产量
Increment of yield
(t·hm−2)
增产率
Increment rate
(%)
氮肥农学利用率
Agronomic N use efficiency
[kg·kg−1 (N)]
N0P2K2 0 27.9±1.2 a 0 0 0
N1P2K2 37.5 32.5±2.0 b 4.6 16.5 123
N2P2K2 75.0 42.1±2.4 c 14.2 51.1 19 0
N3P2K2 112.5 46.0±1.3 d 18.1 65.0 161
农学利用率[10]=(施肥区产量−不施肥区产量)÷肥料用量, 下同。Agronomic efficiency = (yield in the plot received fertilizers-yield in the
no-fertilizers control)÷the amount of fertilizers applied, the same below.

率达 65.0%, 说明施氮对紫云英有明显增产效果。从
不同施氮处理的氮肥效率看, 中氮水平(施 N 75.0
kg·hm−2)的氮肥效率最高, 每 kg 氮肥可使紫云英
鲜草增产 190 kg, 均高于低氮和高氮水平。
2.2.2 磷肥效果
选取 N2P0K2、N2P1K2、N2P2K2、N2P3K2处理进
行紫云英磷肥肥效的分析, 结果表明, 随着施磷水
平的提高, 紫云英鲜草产量有上升趋势, 施 P2O5 90
kg·hm−2时产量最高, 比不施磷增产 9.7 t·hm−2, 增
产率达 27.8%, 但产量与施 P2O5 60 kg·hm−2处理无
显著差异(表 3)。从不同施磷处理的磷肥效率看, 中
磷水平(P2O5 60 kg·hm−2)最高, 每 kg磷肥对应鲜草
增产量为 120 kg, 这一现象与氮肥情况相似。
2.2.3 钾肥效果
选取 N2P2K0、N2P2K1、N2P2K2、N2P2K3处理进
行紫云英钾肥肥效的分析, 结果表明, 不同施钾处
理紫云英产量有显著性差异, 随施钾水平的提高紫
云英鲜草产量显著上升。施 K2O90 kg·hm−2时产量
最高 , 比不施钾处理增产 14.0 t·hm−2, 增产率达
44.5%, 说明施钾对紫云英有明显的增产效果。从不
同施钾水平的钾肥效率看 , 低钾水平 (K2O 30
kg·hm−2)最高, 每 kg钾肥紫云英鲜草可增产 225 kg,
均高于中钾和高钾水平。
2.3 养分间的交互作用
2.3.1 不同磷钾肥用量水平对氮肥效果的影响
图 1 显示, 不同磷钾肥用量对氮肥效果产生显
著影响, 当钾肥用量相同时(K2O 60 kg·hm−2)时, 氮
肥用量(N)从 37.5 kg·hm−2增加到 75 kg·hm−2, 低
磷(P2O5 30 kg·hm−2)和中磷(P2O5 60 kg·hm−2)条件
下的紫云英鲜草产量因氮肥用量增加的增产量分别
为 2.4 t·hm−2和 9.6 t·hm−2, 差异较大, 说明磷肥用
量的提高有利于氮肥肥效的发挥。当磷肥用量相同
时(P2O5 60 kg·hm−2), 氮肥用量(N)从 37.5 kg·hm−2
增加到 75.0 kg·hm−2, 低钾(30 kg·hm−2)和中钾(60
kg·hm−2)条件下紫云英增产量分别为 8.3 t·hm−2和
9.6 t·hm−2, 表明钾肥用量的提高有利于氮肥肥效的
发挥。综合结果表明, 本试验条件下, 最有利于氮肥
肥效发挥的是中磷中钾水平。

表 3 紫云英施磷效果
Tab. 3 Effect of P application on A. sinicus yield
处理
Treatment
磷肥用量
Rate of P fertilizer
[kg (P2O5)·hm−2]
鲜草产量
Fresh yield
(t·hm−2)
增产量
Increment of yield
(t·hm−2)
增产率
Increment rate
(%)
磷肥农学利用率
Agronomic P use efficiency
[kg·kg−1(P2O5)]
N2P0K2 0 34.9±2.2 b 0 0 0
N2P1K2 30 37.4±1.4 b 2.5 7.2 84
N2P2K2 60 42.1±2.4 a 7.2 20.6 120
N2P3K2 90 44.6±1.7 a 9.7 27.8 108

表 4 紫云英施钾效果
Tab. 4 Effect of K application on A. sinicus yield
处理
Treatment
钾肥用量
Rate of K fertilizer
[kg (K2O)·hm−2)]
鲜草产量
Fresh yield
(t·hm−2)
增产量
Increment of yield
(t·hm−2)
增产率
Increment rate (%)
钾肥农学利用率
Agronomic K use efficiency
[kg·kg−1 (K2O)]
N2P2K0 0 31.3±2.0 d 0 0 0
N2P2K1 30 38.1±1.3 c 6.7 21.5 225
N2P2K2 60 42.1±2.4 b 10.7 34.3 179
N2P2K3 90 45.3±1.4 a 14.0 44.5 155
第 6期 苏 伟等: 氮磷钾肥用量对紫云英产量效应的研究 1097



图 1 不同磷钾肥用量水平对氮肥效果的影响
Fig. 1 Effect of different rates of P, K fertilizers on N fer-
tilizer efficiency

2.3.2 不同氮钾肥用量水平对磷肥效果的影响
图 2 显示, 不同氮钾肥用量对磷肥效果产生显
著影响, 当钾肥用量相同时(K2O 60 kg·hm−2), 磷肥
(P2O5)用量从 30 kg·hm−2增加到 60 kg·hm−2, 低氮
(N 37.5 kg·hm−2)条件下紫云英减产 2.5 t·hm−2, 中
氮(N 75 kg·hm−2)条件下鲜草产量因磷肥用量增加
的增产量为 4.7 t·hm−2, 差异很明显, 说明低氮水平
不利于磷肥肥效的发挥, 氮肥用量提高之后施用磷
肥效果更佳。当氮肥用量相同时(N 75 kg·hm−2), 磷
肥(P2O5)用量从 30 kg·hm−2增加到 60 kg·hm−2, 低
钾(K2O 30 kg·hm−2)和中钾(K2O 60 kg·hm−2)条件
下紫云英的增产量分别为 5.6 t·hm−2和 4.7 t·hm−2,
差异不大, 但中钾水平下, 低磷和中磷处理的鲜草
产量(37.4 t·hm−2、42.1 t·hm−2)均高于低钾水平下
的低磷和中磷处理(32.5 t·hm−2、38.1 t·hm−2), 说
明钾肥用量提高有利于磷肥肥效的发挥。综合结果
表明, 本试验条件下, 最有利于磷肥肥效发挥的是
中氮中钾水平。

图 2 不同氮钾肥用量水平对磷肥效果的影响
Fig. 2 Effect of different rates of N, K fertilizers on P fertil-
izer efficiency

2.3.3 不同氮磷肥用量水平对钾肥效果的影响
图 3 显示, 不同氮磷肥用量对钾肥效果产生显
著影响, 当磷肥用量相同时(P2O5 60 kg·hm−2), 钾肥
(K2O)用量从 30 kg·hm−2增加到 60 kg·hm−2, 低氮
(N 37.5 kg·hm−2)和中氮(N 75 kg·hm−2)条件下紫云
英鲜草产量因氮肥用量增加的增产量分别为 2.6
t·hm−2和 4.0 t·hm−2。说明氮肥用量的提高有利于
钾肥肥效的发挥。当氮肥用量相同时(N 75 kg·hm−2),
钾肥(K2O)用量从 30 kg·hm−2增加到 60 kg·hm−2,
低磷(P2O5 30 kg·hm−2)和中磷(P2O5 60 kg·hm−2)条
件下紫云英增产量分别为 4.9 t·hm−2和 4.0 t·hm−2,
差异不大, 但中磷条件下, 低钾和中钾处理的鲜草
产量(38.1 t·hm−2、42.1 t·hm−2)均高于低磷水平下
低钾和中钾处理(32.5 t·hm−2、37.4 t·hm−2), 说明
磷肥用量提高有利于钾肥肥效的发挥。综合结果表
明, 本试验条件下, 最有利于钾肥肥效发挥的是中
氮中磷水平。


图 3 不同氮磷肥用量水平对钾肥效果的影响
Fig. 3 Effect of different rates of N, P fertilizers on K fertil-
izer efficiency

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为 15.6 t·hm−2, 而其
他 13个施肥处理的平均鲜草产量为 36.7 t·hm−2, 施
肥处理的平均产量是不施肥处理的 2.35 倍, 施肥处
理中最低产量为不施肥的 1.79倍; 不施氮肥、磷肥、
钾肥的 3个处理平均产量为 31.4 t·hm−2, 而其他 10
个氮、磷、钾肥全施处理平均产量达 38.3 t·hm−2, 二
者相比, 后者比前者平均增产 6.9 t·hm−2, 表明在目
前生产条件下施肥特别是平衡施肥是提高紫云英产
量的重要措施。对氮、磷、钾肥肥效探讨表明, 随
着肥料用量的增加, 紫云英产量显著上升。施用氮
肥的增产效果最好, 产量最大增幅为 65.0%, 钾肥
次之, 最大增幅为 44.5%, 磷肥最低, 最大增幅仅为
27.8%。随着肥料用量的增加, 肥料的农学利用率有
先上升后下降的趋势 , 说明氮、磷、钾肥用量及
配比是影响紫云英产量的重要因素。本试验条件下,
中量水平的氮、磷肥和低量水平的钾肥增产效率
最高。
养分间交互作用是植物营养与土壤肥料学研究
的重点内容, 许多研究已表明各营养元素之间的关
系是复杂的, 只有明确不同养分间交互作用的方向
1098 中国生态农业学报 2009 第 17卷


(正交互作用还是负交互作用), 才能制订适宜的养
分配比, 以充分发挥肥料的作用[11]。本研究以紫云
英为对象, 通过选取不同施肥处理分别探讨氮磷、
氮钾和磷钾之间的交互作用, 结果发现氮磷钾肥的
配合施用能够相互促进肥效发挥, 在一定施肥量范
围内, 氮水平的提高有利于磷钾肥效的发挥, 磷水
平的提高也有利于氮钾肥效的发挥, 钾的情况与前
二者相似。鲁剑巍等[12]发现磷钾肥配施对油菜产量
产生显著的正交互作用; 张玉龙等[13]发现在一定施
肥范围内, 氮磷对水稻产量有正交互作用, 氮肥量
增加有利于磷肥效发挥。本试验结果与以上研究相
一致。在本试验设置的施肥水平下, 最有利于氮肥
肥效发挥的是中磷中钾水平, 最有利于磷肥肥效发
挥的是中氮中钾水平, 最有利于钾肥肥效发挥的是
中氮中磷水平。
化肥在我国农业生产中占有极其重要的地位 ,
是作物获得高产的重要保障, 2000 年, 我国化肥施
用量已位居世界第一, 约占世界化肥消费量的 30%,
但根据一些专家的推算, 我国化肥总用量仍显不足,
在今后的农业生产中必须继续加大化肥的投入力
度 [14,15], 但化肥的大量施用势必造成巨大的环境压
力, 如何在保证高产的同时减少化肥过量施用对环
境造成的危害就成为一个重要课题。许多研究者发
现, 有机无机肥配施的施肥制度在保证作物产量的
同时, 还具有很好的环境效益, 特别对农田土壤硝
态氮淋失有明显的抑制作用[16,17], 可以被广泛采用,
所以绿肥作为一种优质的有机肥其环境效益势必会
日益受到人们的重视, 但由于近年来在绿肥上的高
产栽培研究(包括施肥研究)较少, 绿肥生产仍然存
在很大的盲目性。本研究选用常见绿肥紫云英为研
究对象, 试图探讨紫云英最佳肥料推荐用量, 为紫
云英的高产栽培提供依据, 但由于试验设置的肥料
用量水平较低, 未出现随施肥量增加而产量下降的
转折点, 因而导致了拟合方程出现外推, 无法计算
最佳肥料用量[8]。若要全面了解紫云英的施肥效应,
还需在更大范围内布置田间试验, 综合考虑不同土
壤的供肥水平和紫云英的需肥特性等因素, 提出不
同土壤上种植紫云英的适宜肥料用量。
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