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福建花生氮磷钾推荐施肥与有机肥替代化肥潜力研究

李娟 张立成 张华 章明清 姚宝全

李娟,张立成,张华,等. 福建花生氮磷钾推荐施肥与有机肥替代化肥潜力研究 [J]. 福建农业学报,2020,35(5):480−488 doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2020.05.003
引用本文: 李娟,张立成,张华,等. 福建花生氮磷钾推荐施肥与有机肥替代化肥潜力研究 [J]. 福建农业学报,2020,35(5):480−488 doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2020.05.003
LI J, ZHANG L C, ZHANG H, et al. Recommended NPK and Organic Fertilizer Applications for Peanut Farming in Fujian [J]. Fujian Journal of Agricultural Sciences,2020,35(5):480−488 doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2020.05.003
Citation: LI J, ZHANG L C, ZHANG H, et al. Recommended NPK and Organic Fertilizer Applications for Peanut Farming in Fujian [J]. Fujian Journal of Agricultural Sciences,2020,35(5):480−488 doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2020.05.003

福建花生氮磷钾推荐施肥与有机肥替代化肥潜力研究

doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2020.05.003
基金项目: 福建省科技计划公益类专项(2018R1022-3);福建省财政专项——福建省农业科学院科技创新团队建设项目(STIT2017-1-9);福建省农业厅测土配方施肥项目(2010-2015)
详细信息
    作者简介:

    李娟(1977−),女,硕士,副研究员,研究方向:作物营养与施肥研究(E-mail:lj-95@163.com

    通讯作者:

    章明清(1963−),男,博士,研究员,研究方向:作物施肥原理和技术(E-mail:zhangmq2001@163.com

  • 中图分类号: S 147.2

Recommended NPK and Organic Fertilizer Applications for Peanut Farming in Fujian

  • 摘要:   目的  为提高花生施肥效益,实现减量增效的目标,在花生氮磷钾施肥限量标准研究基础上,探讨有机肥替代化肥的最佳施肥模式。  方法  根据近年来在福建花生主产区开展的105个田间肥效试验结果,应用系统聚类分析结合类别间差异显著性检验技术,确定花生最佳施肥类别数;构建各施肥类别的三元非结构肥效模型,确定推荐施肥量,并开展田间试验验证和有机肥替代化肥潜力的研究。  结果  在各施肥类别间的氮磷钾施肥效应具有显著水平差异条件下,福建花生可划分为高产田、中产田、中低产田和低产田等4个施肥类别;高产田的花生施肥效应远高于其他类型田块,中产田及以下的耕地类型应进行土壤改良培肥,才能充分发挥施肥增产潜力。针对各耕地施肥类别对应的氮磷钾田间肥效试验结果构建的4个三元非结构肥效模型均属于典型式,由此建立了基于农学效应的花生氮磷钾推荐施肥量。34个大田对比试验表明,化肥推荐施肥的花生产量平均比习惯施肥增产10.2%,肥料成本下降63元·hm−2,净增收2 877元·hm−2;平均氮、磷减肥幅度分别为24.9%、38.1%,但增加钾肥用量79.3%。有机肥替代25%化肥处理的产量最高,平均比化肥推荐施肥增产10.6%,净增收1 595元·hm−2  结论  在推荐施肥基础上,有机肥替代25%化肥是花生减肥增效最佳施肥模式。
  • 表  1  福建省花生氮磷钾田间肥效试验的供试土壤主要理化性状及其处理(6)施肥量

    Table  1.   Major physiochemical properties of soils at test fields and NPK applications for Treatment 6

    地点
    Site
    试验点
    No. of trials
    pH值
    pH value
    有机质
    Organic Matter/
    (g·kg−1
    碱解氮
    Alkaline hydrolytic nitrogen/
    (mg·kg−1
    有效磷
    Olsen-P/
    (mg·kg−1
    速效钾
    Available potassium/
    (mg·kg−1
    处理(6)施肥量
    Application rate of Treatment 6/(kg·hm−2
    NP2O5K2O
    福州 Fuzhou 9 7.2±0.6 13.90±4.61 97.5±29.9 25.4±10.3 52.9±24.8 95±38 59±2 104±25
    莆田 Putian 46 4.4±2.3 22.55±6.83 133.6±41.9 25.4±16.2 48.8±28.4 110±10 72±9 132±12
    泉州 Quanzhou 33 5.7±0.7 13.80±0.53 90.8±32.6 42.5±25.1 75.6±38.2 76±4 60±0 93±11
    龙岩 Longyan 17 5.6±0.5 27.2±6.80 128.3±31.5 31.4±13.1 83.8±41.8 102±8 86±10 131±13
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    表  2  花生推荐施肥示范田的土壤主要理化性状及其施肥量

    Table  2.   Major physiochemical properties of soils at peanut fields under recommend NPK fertilizations

    地点
    Sites
    试验点
    No. of trials
    pH值
    pH value
    有机质
    Organic matter/
    (g·kg−1
    碱解氮
    Alkaline hydrolytic nitrogen/
    (mg·kg−1
    有效磷
    Olsen-P/
    (mg·kg−1
    速效钾
    Available potassium/
    (mg·kg−1
    习惯施肥
    Farmer practice/
    (kg·hm−2
    推荐施肥
    Recommend fertilization/
    (kg·hm−2
    NP2O5K2O NP2O5K2O
    莆田 Putian 19 5.3±0.4 21.87±3.72 115.2±18.4 23.5±11.6 47.0±29.6 161±20 79±6 45±4 118±25 72±5 120±11
    泉州 Quanzhou 6 5.1±1.9 17.32±6.33 105.7±31.8 36.2±12.6 80.8±35.2 153±31 103±43 60±0 88±6 36±13 125±18
    厦门 Xiamen 4 6.2±0.8 13.00±2.23 82.3±17.5 74.4±38.4 47.8±10.9 122±0 195±0 105±0 128±0 38±0 102±0
    漳州 Zhangzhou 5 5.5±1.1 23.84±8.93 142.0±21.0 63.9±48.3 126.6±71.2 160±27 83±11 126±20 135±0 90±0 126±0
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    表  3  花生有机肥替代化肥潜力田间试验设计方案

    Table  3.   Peanut field experimentation designed for organic fertilizer replacement

    序号
    No.
    处理
    Treatments
    氮磷钾化肥和有机肥施用量
    Application rate of N, P and K fertilizer and manure/(kg·hm−2
    NP2O5K2O商品有机肥
    Commercial organic fertilizer
    1 空白 CK 0 0 0 0
    2 习惯施肥 Farmer practice 155 97 66 0
    3 推荐施肥 Recommend fertilization 105 60 105 0
    4 75%化肥+25%有机肥 75%chemical fertilizer+25% manure 78.8 45 78.8 1 800
    5 50%化肥+50%有机肥 50%chemical fertilizer+50% manure 52.5 30 52.5 3 600
    注:商品有机肥(N+P2O5+K2O)≥5%,按照5%计算;处理3、处理4和处理5为等氮磷钾养分数量。
    Note: Commercial organic fertilizer (N+P2O5+K2O) application rate ≥5%, calculated at 5%; same NPK application rate for Treatment 3, Treatment 4, and Treatment 5.
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    表  4  有机肥替代化肥潜力田间试验供试土壤主要理化性状

    Table  4.   Major physiochemical properties of soils in organic fertilizer replacement trials

    试验点
    Sites
    土壤类型
    Soil types
    pH值
    pH value
    有机质
    Organic matter/
    (g·kg−1
    全氮
    Total nitrogen/
    (g·kg−1
    碱解氮
    Alkaline hydrolytic nitrogen/
    (mg·kg−1
    有效磷
    Olsen-P/
    (mg·kg−1
    速效钾
    Available K/
    (mg·kg−1
    缓效钾
    Slowly available K/
    (mg·kg−1
    南安市 Nan’an City 灰沙田 6.0 24.2 1.37 124.2 38.8 152 494
    南安市 Nan’an City 灰泥田 5.7 28.1 1.46 124.2 28.4 147 303
    晋江市 Jinjiang City 赤沙土 8.5 7.90 0.54 41.4 92.5 47 366
    晋江市 Jinjiang City 灰赤沙土 5.5 9.18 0.53 67.8 93.6 47 143
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    表  5  花生氮磷钾施肥类别及其施肥的产量效应

    Table  5.   NPK fertilization categories and peanut yields

    施肥类别
    Fertilization category
    试验点
    No. of trials
    处理(6)施肥量
    Application rate of treatment 6 /(kg·hm−2
    各处理荚果产量
    Peanut yield of treatments /(kg·hm−2
    NP2O5K2O CKN2P2K2N0P2K2N2P0K2N2P2K0
    高产田
    High yield field
    19 89±19 65±8 107±22 3 725±504 5 915±678 4 139±802 4 814±930 4 322±993
    中产田
    Middle yield field
    21 103±14 73±11 126±17 2 761±411 4 349±363 3 567±341 3 862±561 3 686±449
    中低产田
    Medium-low-yield field
    51 103±19 73±12 125±19 2 196±436 3 408±397 2 636±450 2 893±482 2 644±505
    低产田
    Low yield field
    14 74±5 58±5 89±9 1 272±395 2 138±451 1 470±341 1 679±311 1 620±329
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    表  6  花生不同施肥类别的氮磷钾三元非结构肥效模型

    Table  6.   Ternary non-structural fertilizer response models for peanut cultivation under various NPK fertilization categories

    施肥类别
    Fertilization category
    模型参数
    Model parameter
    统计检验
    Statistical test
    模型典型性
    Model typicality
    A×103N0P0K0c1×103c2×103c3×103FR2
    高产田 High yield field 6.555 6 80.12 69.81 90.21 5.851 1 8.437 9 5.449 0 9.4** 0.890 1 典型式
    中产田 Middle yield field 1.735 7 111.40 103.74 137.46 4.578 4 5.879 9 3.948 1 269.3** 0.996 典型式
    中低产田 Medium-low-yield field 1.332 9 109.02 113.27 125.69 4.635 1 5.500 1 4.095 1 23.6** 0.952 9 典型式
    低产田 Low yield field 4.322 7 57.68 51.86 89.13 7.724 3 10.570 5.962 7 13.0** 0.917 5 典型式
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    表  7  基于农学效应的花生氮磷钾施肥限量标准

    Table  7.   NPK limits based on agronomic effects for peanut fertilization

    施肥类别
    Fertilization categories
    试验点
    No. of
    trials
    空白区产量
    Blank yield/
    (kg·hm−2
    目标产量
    Target yield/
    (kg·hm−2
    最高施肥量及产量
    Maximum fertilizer rate and yield/
    (kg·hm−2
    经济施肥量及产量
    Economic fertilizer rate and yield /
    (kg·hm−2
    NP2O5K2O产量
    Yield
    NP2O5K2O产量
    Yield
    高产田 High yield field 19 3 725±504 5 915±678 91 49 93 5 712 87 46 88 5 707
    中产田 Middle yield field 21 2 761±411 4 349±363 107 66 116 4 288 98 60 102 4 274
    中低产田 Medium- low-yield field 51 2 196±436 3 408±397 107 69 119 3 287 95 59 102 3 269
    低产田 Low yield field 14 1 272±395 2 138±451 72 43 79 2 032 65 39 66 2 021
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    表  8  氮磷钾推荐施肥对花生产量和施肥效益的影响

    Table  8.   Peanut yield and fertilization efficiency as affected by recommended NPK applications

    地区
    Regions
    试验点
    No. of trials
    空白区产量
    Blank yield/
    (kg·hm−2
    习惯施肥
    Farmer practice
    推荐施肥
    Recommended fertilization
    推荐施肥效益
    Benefits of recommended fertilization
    肥料成本
    Fertilizer cost/
    (元·hm−2
    产量
    Yield/
    (kg·hm−2
    肥料成本
    Fertilizer cost /
    (元·hm−2
    产量
    Yield/
    (kg·hm−2
    增产
    Yield increase/
    %
    肥料成本
    Fertilizer cost/
    (元·hm−2
    净增收
    Net income/
    (元·hm−2
    莆田
    Putian
    19 3 692±1 397 1 312 4 682±1 631 1 467 5 157±1 621 10.1 +155 2 695
    泉州 Quanzhou 6 2 403±796 1 473 2 973±633 1 183 3 278±506 10.3 −290 2 120
    厦门
    Xiamen
    4 4 709±3 501 2 024 5 444±3 094 1 250 5 779±2 957 6.2 −770 2 780
    漳州 Zhangzhou 5 1 727±161 1 733 5 541±329 1 661 6 261±275 13.0 −72 4 392
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    表  9  不同施肥模式对花生产量和经济效益的影响

    Table  9.   Peanut yield and economic benefit under various fertilization models

    序号
    No.
    处理
    Treatment
    南安灰泥田
    Plaster field in
    Nan’an
    南安灰沙田
    Gray Sand field in
    Nan’an
    晋江赤沙土
    Red sand field in
    Jinjiang
    晋江灰赤沙土
    Gray red sand field in
    Jinjiang
    产量
    Yield/
    (kg·hm−2
    净增收
    Net income/
    (元·hm−2
    产量
    Yield/
    (kg·hm−2
    净增收
    Net income/
    (元·hm−2
    产量
    Yield/
    (kg·hm−2
    净增收
    Net income/
    (元·hm−2
    产量
    Yield/
    (kg·hm−2
    净增收
    Net income/
    (元·hm−2
    1 空白 CK 3 300 d - 2 885 d - 2 261 d - - -
    2 习惯施肥 Farmer practice 3 890 c - 3 455 c - 2 835 c - 3 602 b -
    3 推荐施肥 Recommended fertilization 4 467 ab 3 667 3 986 b 3 391 3 135 b 2 005 3 800 b 1 393
    4 有机肥替代25%化肥 OR25% 4 934 a 6 469 4 386 a 4 664 3 495 a 3 038 4 200 a 2 666
    5 有机肥替代50%化肥 OR50% 4 310 bc 1 598 3 248 c −3 278 2 960 bc −1 286 - -
    注:(1)产量方差分析:灰泥田的F处理=37.5**,灰沙田的F处理=87.4**,赤沙土的F处理=32.3**,灰赤沙土F处理=43.6**;(2)处理2至处理5的肥料成本分别为1 482元·hm−2、1 277元·hm−2、2 404元·hm−2和3 518元·hm−2;(3)OR25%表示有机肥替代25%化肥,OR50%有机肥替代50%化肥。
    Note:(1)yield variance analysis: plaster field: F=37.5**, gray sand field: F=87.4**, red sand field: F=32.3**,gray red sand field : F=43.6**.(2)Fertilizer cost from treatment 2 to treatment 5 is 1 482 Yuan·hm−2, 1 277 Yuan·hm−2, 2 404 Yuan·hm−2 and 3 518 Yuan·hm−2, respectively.(3)OR25% stands for organic replacement of 25% chemical fertilizer, and OR50% stands for organic replacement of 50% chemical fertilizer.
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-02-28
  • 修回日期:  2020-04-26
  • 刊出日期:  2020-05-01

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