不同氮磷钾肥处理对洛川红富士苹果产量的影响

苹果,属于蔷薇科,是世界四大水果之冠,其营养价值高,含有大量的葡萄糖、果糖、维生素和人体必需的铜、碘、锰、锌、钾等元素,由于其包含的可溶性营养成份高,易被人体吸收,故有“活水”之称。国内外专家普遍认为,陕西省是世界上最佳的苹果适生区。陕西省由于其独特的自然和气候条件,是优质的苹果适栽区和苹果生产第一大省[1,2]。洛川县作为陕西苹果的主产区,苹果种植面积约占全县农耕面积的80%~90%因此,苹果产业是当地农业经济和农民增收的重要源泉[3,4]。但是,目前果农在施肥方面普遍重氮轻钾,从而引起果园土壤的钾含量亏缺和土以及土壤养分不均衡等问题,因此大大降低了氮肥的增产效应从而导致了苹果的减产[5,6,7,8,9,10]。氮磷钾对维持作物的正常生长必不可少,本研究采用三因素的二次回归正交设计,通过对不同N、P、K肥配比对红富士苹果产量的影响,通过数学模型得出苹果产量和氮磷钾肥之间的的最佳组合,本研究结果对指导当地果农合理施肥提供一定的理论基础。

1 试验材料与方法

1.1 材料及来源

试验果园位于陕西省延安市洛川县旧县镇洛阳村,该地为黄土高原洛川塬中心塬面,地理坐标109°34.686'E,35°51.673'N,海拔1326m,该地年平均气温9.2℃,年平均降雨量623mm,无霜期为182d[11]。试验果园土壤为黄绵土,耕层土壤(0~20cm)养分含量为,含N0.0567%、速效N2.653mgkg-1、速效P为11.143mgkg-1、速效K为119.71mgkg-1、有效Cu2.160mgkg-1、有效Fe8.935mgkg-1、有效Mn17.595mgkg-1、有效Zn0.940mgkg-1、有效Ca3415.25mgkg-1、有效Mg76.24mgkg-1、有机质1.293%。

供试苹果为处于盛果期红富士品种,树龄12年。试验地面积0.2hm2,果树密度为3m×4m。

供试化肥氮肥使用尿素(产自陕西渭河化肥厂,含N量46%),使用的磷肥为过磷酸钙(产地云南,含P2O5为16%),钾肥使用硫酸钾(产地为台湾,含K2O为50%)。

1.2 试验设计和取样方法

在试验苹果果园中选取长势和树龄一致的果树45株,在2008年3月14日进行施肥。分为基肥和追肥2次施入,基肥含有的N、P、K各占总设计施肥量的90%,95%,95%。施肥方法采用沟施法,在距果树树主杆70cm同侧开沟,沟长1.3m,宽0.3m,深0.35m。施用的肥料与耕作层土壤混合后作为底肥施入,并浇水。每株果树用30Kg沼液作肥底(沼液含N为0.24%、含P2O5为.0025%、K2O 0.061%)。

试验采用完全随机设计法,以用N(尿素)、P(过磷酸钙)K(硫酸钾)作为3因子,为二次回归正交设计方案[12]。

2 结果与分析

2.1 不同肥料配比对红富士苹果单株产量的分析

从表2能看出,处理D6、D2、D3、D4、D7和其他处理相比,差异极显著,D10产量最高,为D6的2.2倍。

2.2 产量目标函数数学模型的建立与检验

根据实验结果,利用DPS数据处理系统分析,分别以苹果单株产量和N、P、K为目标变量Y和决策变量x,得到如下的耦合数学模型:

X3+6.3795X2*X3。R2=0.96,表明苹果单株产量Y与N、P、K施肥量有密切的,关系。进一步利用DPS作图功能得到本文中的图1、图2、图3、图4。

2.2.1 N、P、K肥施用量对红富士苹果产量的影响的单因子效应分析

从图1可以看出,氮磷钾三种元素与产量均有密切相关性,苹果高产对氮肥的需求量最大。

2.2.2 N、P、K肥互作效应对红富士苹果产量的影响

从交互作用项可以看出,氮磷钾肥两两配合施用都可以使苹果增产,增产效应P-K>N-K>N-P,将一因素固定为0,对数学模型降维分析,可以得到其他两因素和产量的交互作用。

N、P相互作用效应:当钾因子固定为0时,方程降维后得到关系式:Y=43.1273+0.5308X1+

2.2345X1*X2,经数学模型分析,当X1和X2分别为0.5672和0.4862时单株苹果产量最高为43.71Kg/株。从图2可以看出,当施磷水平固定,在施氮磷肥量较高时NP互作为正效应;施氮磷肥水平较低时,NP互作为负效应。

N、K相互作用效应:当磷因子固定为0时,方程降维后得到关系式:Y=43.1273+0.5308X1+3.0387X3-1.4847X12-4.3317X32+0.4962X1*X3。经数学模型分析,当X1和X2分别为0.2431和0.4051时,单株苹果产量最高为43.74Kg/株。从图3可以看出,当施磷量一定,NK互作为正效应。

P、K相互作用效应:当氮固定为0时,方程降维后得到关系式:Y=43.1273+1.9882X2+3.0387X3-3.4736X22-4.3317X32+6.3795X2*X3。经数学模型分析,当X1和X2分别为1.2154和1.2154时产量最高达47.1309 Kg/株。从图4可以看出,当施氮量一定,在施磷钾肥量较高时PK互作为正效应;施磷钾肥量水平较低时,PK互作为负效应。

3 讨论与分析

合理施肥对果品产量和品质的提高都有重要作用,同时也可以提高果园的土壤肥力和经济效益。陕西渭北高原核心区水肥两大因素均对苹果高产稳产具有重要影响。研究调查认为苹果果园有不科学地过量施肥的现象,当施肥量较高时,即使增加果园的施肥量不仅不能增产,相反还能引起负面效应[3],因此加强果园养分管理中要注意氮磷钾的养分平衡,防止过量施用氮磷肥,以提高肥料施用效果和肥料利用率。关于不同产量水平苹果园的施肥效应和有效养分与苹果产量的关系已有一些研究[13,14]本试验条件下,氮磷钾肥的施用对苹果产量都有影响,得出了洛川红富士苹果氮磷钾肥和苹果产量的数学模型,且模型达到了显著水平,可以在一定程度上用于预报和指导生产。试验结果表明,苹果高产对氮肥的需求量最大,这和已有的报道相一致[15]。在本试验条件下,施用氮磷钾肥分别在48g/株、30.0g/株、32.0g/株时,苹果产量最高可以达到48.7Kg/株。

摘要：该田间试验采用N、P、K肥3因子二次回归正交设计,研究了不同氮磷钾肥料对洛川红富士苹果产量的影响。结果表明,苹果产量与氮磷钾施肥量密切相关;P-N、P-K、N-K之间均存在交互作用;用建立的数学模型统计得到苹果产量最高可以达到48.7Kg/株,此时对应的氮、磷、钾最佳施肥量为48g/株、30.0g/株、32.0g/株。

关键词：苹果,产量,N、P、K肥料

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