氮鉀肥配施對(duì)發(fā)酵發(fā)酵型發(fā)酵發(fā)酵發(fā)酵發(fā)酵發(fā)酵發(fā)酵土壤肥力和品質(zhì)的影響

氮鉀肥配施對(duì)發(fā)酵發(fā)酵型發(fā)酵發(fā)酵發(fā)酵發(fā)酵發(fā)酵發(fā)酵土壤肥力和品質(zhì)的影響

芋頭（l.）schott具有豐富的養(yǎng)分和醫(yī)療價(jià)值。已成為中國(guó)的重要原材料，種植面積逐年擴(kuò)大。前人對(duì)芋頭的研究多集中在品種類型的劃分及營(yíng)養(yǎng)成分的分析等方面,關(guān)于芋頭栽培理論與技術(shù)的研究,僅有少量報(bào)道。因此長(zhǎng)期以來(lái),芋頭的生產(chǎn)多按傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行,在生產(chǎn)上存在著盲目施肥的現(xiàn)象。氮鉀肥對(duì)多種作物生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量品質(zhì)有顯著的影響,但目前仍未見(jiàn)有關(guān)芋頭合理施肥的研究報(bào)道。為此,就需求量較多的氮肥和鉀肥對(duì)芋頭產(chǎn)量和品質(zhì)的影響進(jìn)行了研究,為芋頭生產(chǎn)提供技術(shù)。1試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果試驗(yàn)于2002年在山東農(nóng)業(yè)大學(xué)蔬菜試驗(yàn)站進(jìn)行。供試芋頭品種為“萊陽(yáng)孤芋”,于5月1日播種,行距為70cm,株距為30cm。供試土壤為中性壤質(zhì)土,有機(jī)質(zhì)15.8g/kg、堿解氮89.4mg/kg、速效磷65.4mg/kg、速效鉀204mg/kg;供試肥料為尿素(含N46%)、硫酸鉀(含K2O50%)。試驗(yàn)采用二次飽和D-最優(yōu)回歸設(shè)計(jì),氮肥和鉀肥分基肥和苗后50d、80d、110d追肥共4次施入,分別各占總量的40%、30%、20%、10%和20%、20%、40%、20%。各處理均按P2O5150kg/hm2施入過(guò)磷酸鈣做基肥。小區(qū)面積為21m2,隨機(jī)排列,重復(fù)3次。具體試驗(yàn)設(shè)計(jì)見(jiàn)表1。芋頭收獲時(shí)按小區(qū)計(jì)產(chǎn),并折合每hm2產(chǎn)量。收獲后測(cè)定芋頭球莖產(chǎn)品主要品質(zhì)指標(biāo),并按照重要性次序進(jìn)行綜合評(píng)分(滿分100分),各項(xiàng)指標(biāo)滿分分別為:淀粉40分、可溶性糖20分、粗蛋白20分,纖維素10分、粗脂肪10分。可溶性糖和淀粉采用蒽酮法測(cè)定,纖維素采用酸洗法測(cè)定,粗蛋白采用凱氏定氮法測(cè)定,粗脂肪采用簡(jiǎn)便索氏提取法測(cè)定。2結(jié)果與分析2.1對(duì)施鉀量對(duì)發(fā)酵的影響氮、鉀肥配施對(duì)芋頭產(chǎn)量和品質(zhì)的影響見(jiàn)表2。以氮鉀肥用量編碼為自變量,產(chǎn)量為因變量,通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬,得出產(chǎn)量與氮鉀肥料之間的數(shù)學(xué)模型:其中:Y1為芋頭產(chǎn)量;X1為施氮量對(duì)應(yīng)的編碼值;X2為施鉀量對(duì)應(yīng)的編碼值。對(duì)上述效應(yīng)方程進(jìn)行F檢驗(yàn),F=141.57>F0.01(5,12)=5.06,達(dá)極顯著水平,故此回歸方程能反映施肥對(duì)產(chǎn)量影響的實(shí)際情況。對(duì)各偏回歸系數(shù)進(jìn)行檢驗(yàn),F(X1)=24.67**,F(X2112)=15.93**,F(X2)=61.99**,F(X1,X2)=36.81**,F(X2222)=53.0**,差異均達(dá)極顯著水平[F0.01(1,12)=9.33]。說(shuō)明兩個(gè)因子均對(duì)產(chǎn)量有顯著影響,且因子交互效應(yīng)顯著。以氮、鉀肥用量編碼為自變量,以芋頭綜合品質(zhì)得分為因變量,得出品質(zhì)與氮鉀肥之間的數(shù)學(xué)模型:其中:Y2為品質(zhì)評(píng)分;X1為施氮量對(duì)應(yīng)的編碼值;X2為施鉀量對(duì)應(yīng)的編碼值對(duì)上述效應(yīng)方程進(jìn)行F檢驗(yàn),F=238.71>F0.01(5,12)=5.06,達(dá)極顯著水平,故此回歸方程能反映施肥對(duì)品質(zhì)的影響。對(duì)回歸系數(shù)進(jìn)行檢驗(yàn),F(X1)=58.15**,F(X21)=63.91**,F(X2)=58.64**,F(X1X2)=59.51**,F(X2222)=82.25**,差異均達(dá)極顯著水平[F0.01(1,12)=9.33]。可見(jiàn)單因子和因子交互作用均對(duì)品質(zhì)有顯著影響。2.2模型分析2.2.1計(jì)算回歸系數(shù)相關(guān)因子的得分由于氮鉀肥對(duì)產(chǎn)量和品質(zhì)的回歸方程,已經(jīng)過(guò)無(wú)量綱編碼代換,故直接比較各偏回歸系數(shù)絕對(duì)值的大小,可反映各因子的重要程度。從回歸模型的一次項(xiàng)可以看出,X2的偏回歸系數(shù)(2855.2、5.80)均大于X1的偏回歸系數(shù)絕對(duì)值(1801.0、5.77),說(shuō)明鉀肥對(duì)產(chǎn)量和品質(zhì)的影響均大于氮肥。2.2.2施肥量對(duì)產(chǎn)量、品質(zhì)的影響將兩個(gè)碼值自變量中的一個(gè)固定在0水平,可以得到另一個(gè)自變量與目標(biāo)函數(shù)的關(guān)系,即單因子效應(yīng)方程。由產(chǎn)量效應(yīng)方程可得以下兩個(gè)方程:Y11=31757.7-1801.0X1-2980.6X2112Y12=31757.7+2855.2X2-5436.8X2222由品質(zhì)效應(yīng)方程可得以下兩個(gè)方程:Y21=97.87-5.77X1-12.46X2112Y22=97.87+5.80X2-14.14X2222其中Y11、Y12分別表示產(chǎn)量的氮、鉀肥效應(yīng)方程,Y21、Y22分別表示品質(zhì)的氮、鉀肥效應(yīng)方程。將單因子效應(yīng)方程繪制成圖1,可以看出在本試驗(yàn)范圍內(nèi),產(chǎn)量和品質(zhì)先隨著施肥量的增加而增加,達(dá)極大值后,開(kāi)始隨施肥量的增加而降低。其產(chǎn)量、品質(zhì)評(píng)分和施肥量的極值分別為:Y11max=32029.8X1=-0.3021即施氮肥(N)261.75kg/hm2;Y12max=32132.6X2=0.2626即施鉀肥(K2O)757.50kg/hm2;Y21max=98.54X1=-0.2316即施氮肥(N)288.15kg/hm2;Y22max=98.47X2=0.2050即施鉀肥(K2O)723.00kg/hm2;下標(biāo)max表示最高產(chǎn)量(Kg/hm2)和品質(zhì)評(píng)分。2.2.3化肥的邊際效應(yīng)方程對(duì)各單因子效應(yīng)方程求自變量的導(dǎo)數(shù)即得該變量因子的邊際效應(yīng)方程:其中方程(1)和(2)分別表示氮、鉀對(duì)產(chǎn)量的邊際效應(yīng)方程;(3)和(4)分別表示氮、鉀肥對(duì)品質(zhì)評(píng)分的邊際效應(yīng)方程。由邊際效應(yīng)方程可以看出,方程(2)的斜率絕對(duì)值大于方程(1)的斜率絕對(duì)值,說(shuō)明鉀肥的變化對(duì)產(chǎn)量影響較氮肥變化的影響大。同理方程(4)的斜率絕對(duì)值大于方程(3)的斜率絕對(duì)值,說(shuō)明鉀肥的變化對(duì)品質(zhì)的影響也較氮肥大。2.2.4肥料的互作效應(yīng)本試驗(yàn)確定的回歸模型存在互作項(xiàng),且其偏回歸系數(shù)顯著,可知氮鉀肥料的交互效應(yīng)顯著。說(shuō)明在綜合施肥條件下,產(chǎn)量的提高不單純是各因子單獨(dú)效應(yīng)的線性累加,還存在著配合效應(yīng),即因子交互效應(yīng)。因子交互效應(yīng)對(duì)芋頭產(chǎn)量、品質(zhì)的影響相同,在此僅以產(chǎn)量回歸模型中氮肥(X1)與鉀肥(X2)的配合效應(yīng)說(shuō)明肥料的互作效應(yīng)。將X1、X2取試驗(yàn)設(shè)計(jì)編碼值時(shí)的產(chǎn)量(Y1)列成表3。可以看出,氮肥與鉀肥的交互效應(yīng)有一最優(yōu)區(qū)域,即當(dāng)X1取-1～0.3945,X2取-0.1315～0.3945,產(chǎn)量在29783～32352kg/hm2之間,超出這一范圍,無(wú)論氮素或鉀素,施用量增加還是減少,產(chǎn)量均表現(xiàn)下降。2.3使用模型進(jìn)行評(píng)估2.3.1對(duì)制備高產(chǎn)的影響利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行模擬試驗(yàn),得出了本試驗(yàn)條件下,芋頭產(chǎn)量超過(guò)30000kg/hm2的施肥方案。從表4看出,要使芋頭獲得30000kg/hm2以上的產(chǎn)量,2種肥料用量均有一定施用范圍,超出這一范圍獲得高產(chǎn)是不可能的。本試驗(yàn)條件下,當(dāng)X1取-0.907～0.415,X2取-0.122～0.762,亦即每施氮(N)34.5～531.0kg/hm2、鉀(K2O)526.8～1057.2kg/hm2時(shí),才可望獲得30000kg/hm2以上的產(chǎn)量。2.3.2施肥量的確定對(duì)產(chǎn)量和品質(zhì)的效應(yīng)方程進(jìn)行邊際分析,可得最高產(chǎn)量和最佳品質(zhì)。本試驗(yàn)條件下的最高產(chǎn)量為Y=32690kg/hm2,所對(duì)應(yīng)的施肥量為:X1=-0.4543(N204.60kg/hm2),X2=0.3662(K2O819.75kg/hm2)。本試驗(yàn)條件下的最佳品質(zhì)得分為99.55,所對(duì)應(yīng)的施肥量為:X1=-0.3044(N260.85kg/hm2),X2=0.2758(K2O765.45kg/hm2)。2.3.3肥料、凈化方法的價(jià)格在實(shí)際生產(chǎn)中,不僅要考慮產(chǎn)量和品質(zhì),還要考慮生產(chǎn)成本,即要綜合考慮產(chǎn)投比,因此要計(jì)算最佳經(jīng)濟(jì)施肥量。計(jì)算過(guò)程中所涉及的肥料、芋頭的價(jià)格以市場(chǎng)價(jià)計(jì),分別為:芋頭1.6元/千克,氮肥3.5元/千克,鉀肥4.0元/千克。經(jīng)邊際分析,得最佳經(jīng)濟(jì)效益施肥方案為:X1=-0.6316092(N138.15kg/hm2),X2=0.1306834(K2O678.45kg/hm2),最佳產(chǎn)量Y=32192kg/hm2。此時(shí)利潤(rùn)(只計(jì)肥料成本)為48308元/hm2。3施肥量對(duì)芋產(chǎn)量的影響氮鉀肥對(duì)芋頭產(chǎn)量和品質(zhì)均有顯著影響,且鉀肥的影響大于氮肥,二者存在著顯著的交互效應(yīng)。在一種施肥量相對(duì)不變的條件下,氮(N)和鉀(K2O)施用量分別小于261.75和757.50kg/hm2時(shí),產(chǎn)量隨施肥量的增加而提高,超過(guò)此用量,產(chǎn)量下降。最高產(chǎn)量的施肥方案為N204.6、K2O819.75kg/hm2。在一種施肥量相對(duì)不變的條件下,施用量分別小于N288.15、K2O723.00kg/hm2時(shí),芋頭品質(zhì)也隨施肥量的增加而增加,超過(guò)此用量則開(kāi)始下降。最佳品質(zhì)的施肥方案為N260.85、K2O765.45kg/hm2。本試驗(yàn)條件下,芋頭產(chǎn)量