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有機(jī)肥及氮磷鉀肥施用量與茶葉產(chǎn)量的關(guān)系模型及其解析

發(fā)布時(shí)間:2019-09-01 來源: 日記大全 點(diǎn)擊:


  摘要:為了研究有機(jī)肥及氮肥、磷肥、鉀肥施用量對茶葉產(chǎn)量的影響,以茶葉品種龍井43為試驗(yàn)材料,通過4因子(1/2實(shí)施)二次回歸通用旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)田間試驗(yàn),建立有機(jī)肥及氮肥、磷肥、鉀肥施用量與茶葉產(chǎn)量的回歸效應(yīng)模型,并對各因子及交互作用進(jìn)行分析。結(jié)果表明:有機(jī)肥和氮肥、磷肥、鉀肥施用量對茶葉產(chǎn)量均有顯著影響,其影響順序?yàn)榈?鉀肥>有機(jī)肥>磷肥;有機(jī)肥與氮肥、磷肥、鉀肥施用量存在協(xié)同作用,氮肥和磷肥、氮肥和鉀肥、磷肥和鉀肥施用量在一定范圍內(nèi)表現(xiàn)出協(xié)同促進(jìn)作用,但是過高的施肥量則表現(xiàn)出拮抗作用。通過綜合分析施肥模型得出茶葉高產(chǎn)的優(yōu)化施肥方案為:有機(jī)肥11 991.0~13921.5 kg/hm2,純氮肥229.5~253.8 kg/hm2,純磷肥225.0~257.1 kg/hm2,純鉀肥170.7~203.7 kg/hm2。
  關(guān)鍵詞:茶葉;有機(jī)肥;氮肥;磷肥;鉀肥;產(chǎn)量;施肥模型;優(yōu)化施肥
  中圖分類號: S571.106文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A文章編號:1002-1302(2014)09-0207-04
  收稿日期:2013-11-20
  基金項(xiàng)目:國家自然科學(xué)基金(編號:31101089);公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(xiàng)(編號:201303012)。
  作者簡介:林永鋒(1989—),男,福建莆田人,碩士研究生,主要從事農(nóng)業(yè)生態(tài)研究。E-mail:linyongfengfujian@163.com。
  通信作者:李萍萍,教授,主要從事農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)的研究。E-mail:lipingping@ujs.edu.cn。茶葉[Camellia sinensis (L.) O. Kuntze]是世界三大無乙醇飲料之一,也是中國重要的經(jīng)濟(jì)作物[1]。隨著人們生活水平的提高,茶葉產(chǎn)量和品質(zhì)的問題逐漸受到重視。氮、磷、鉀是茶樹生長發(fā)育所必需的三大營養(yǎng)元素,對茶葉的產(chǎn)量和品質(zhì)有重要影響[2-6],合理配施氮肥、磷肥、鉀肥是茶葉優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的關(guān)鍵。茶園管理中由于偏施氮肥、不施或少施有機(jī)肥,引起土壤肥力退化、環(huán)境污染,也間接影響茶葉產(chǎn)量和品質(zhì)[7-10]。大量研究表明,有機(jī)肥與無機(jī)肥配施不僅可以提高作物產(chǎn)量和品質(zhì),還有利于減緩單一施用化肥對生態(tài)環(huán)境的影響[11-14]。因此,研究茶葉需肥規(guī)律并建立施肥模型是實(shí)現(xiàn)茶園生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展的根本途徑。有關(guān)有機(jī)肥及氮肥、磷肥、鉀肥對茶葉生長發(fā)育的影響已有較多報(bào)道[15-17],但大部分研究都局限于某一單因子或2因子對茶葉的影響,而有關(guān)這4個(gè)因子與茶葉產(chǎn)量的模型鮮見報(bào)道。因此,本研究通過設(shè)置這4因子的田間茶園試驗(yàn),分析有機(jī)肥及氮肥、磷肥、鉀肥施用量與茶葉產(chǎn)量間的關(guān)系以及4因素間的交互作用,建立施肥量與產(chǎn)量的數(shù)學(xué)模型,以期為茶葉優(yōu)化施肥提供科學(xué)依據(jù)。
  1材料與方法
  1.1試驗(yàn)時(shí)間、地點(diǎn)
  田間試驗(yàn)于2012年9月至2013年9月在江蘇省丹陽市“吟春碧芽”茶場進(jìn)行。土壤質(zhì)地為黃棕壤,pH值5.53,有機(jī)質(zhì)含量 10.30 g/kg,全氮含量 1.28 g/kg,堿解氮含量 726 mg/kg,速效磷含量 4.6 mg/kg,速效鉀含量 41.5 mg/kg。
  1.2試驗(yàn)材料
  茶樹品種為龍井43,五年生。其中化肥采用尿素(含氮 46%)、過磷酸鈣(含P2O5 12%)、硫酸鉀(含K2O 50%)。有機(jī)肥為鎮(zhèn)江恒欣肥料科技有限公司提供的醋糟有機(jī)肥,pH值5.8,EC值1.78 mS/cm,容重0.25 g/cm3,全氮含量 2.38%,全磷含量 0.31%,全鉀含量 1.12%。
  施肥方式:全部有機(jī)肥、磷肥、鉀肥及70%的氮肥于2012年11月底沿茶行滴水線開深20 cm左右,并結(jié)合灌溉的方式施用。2013年2月初追施30% 氮肥,作為春茶的催芽肥,其他管理措施一致。
  1.3試驗(yàn)設(shè)計(jì)
  試驗(yàn)采用4因子(1/2實(shí)施)二次回歸通用旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)[18],設(shè)置有機(jī)肥、氮肥、磷肥、鉀肥4因素,每個(gè)因素各設(shè)5水平,共20個(gè)處理,每個(gè)處理2個(gè)重復(fù),小區(qū)面積為4.5 m×6.0 m。茶樣均取1芽2葉,采回后殺青、烘干,茶葉產(chǎn)量按春夏秋三季鮮茶平均產(chǎn)量計(jì)。各因素的編碼和具體施肥方案見表1及表2。
  2結(jié)果與分析
  2.1數(shù)學(xué)模型的建立與檢驗(yàn)
  根據(jù)各個(gè)處理的平均產(chǎn)量結(jié)果(表2),得到茶葉產(chǎn)量與4因素有機(jī)肥、氮肥、磷肥、鉀肥施用量之間的回歸模型:
  2.2主因素效應(yīng)分析
  由于設(shè)計(jì)中各因素均經(jīng)無量綱線性編碼處理,且各一次項(xiàng)系數(shù)之間,一次項(xiàng)系數(shù)與交互性、平方項(xiàng)的系數(shù)間均不相關(guān),因此可以由回歸系數(shù)絕對值的大小來直接比較各因素一次項(xiàng)對茶葉產(chǎn)量的影響。從公式(1)可以看出,X2>X4>X1>X3,且有機(jī)肥及氮肥、磷肥、鉀肥施用量均為正效應(yīng),由此可知氮肥和鉀肥的施用量是影響茶葉產(chǎn)量的主要因素,其次是有機(jī)肥和磷肥的施用量。
  2.3單因素效應(yīng)及邊際產(chǎn)量效應(yīng)分析
  對回歸方程(1)進(jìn)行降維處理(其他因子固定在0水平),以4因素不同水平作單因素效應(yīng),作圖1-a。從圖1-a可以看出,氮肥、磷肥、鉀肥施用量都呈先升后降的拋物線趨勢,說明茶葉在施肥時(shí)不僅應(yīng)注意氮肥施用不可過量,磷肥和鉀肥的施用也不可過量。而有機(jī)肥施用量呈上升趨勢,這可能是由于施肥量的上限不夠大,尚未達(dá)到茶葉產(chǎn)量的拐點(diǎn)。
  如圖1-b所示,邊際產(chǎn)量是增加1個(gè)單位的肥料投入所帶來的產(chǎn)量的增加量,斜率反映單位施肥量對產(chǎn)量的影響程度。只有有機(jī)肥施用量的斜率向上且變化最平緩,說明隨著有機(jī)肥施用量增加,邊際產(chǎn)量也增加,而氮肥、磷肥、鉀肥則都是施用量越高,邊際產(chǎn)量越低,其中氮肥的邊際產(chǎn)量變化最快,其次是鉀肥和磷肥。當(dāng)曲線與x軸相交時(shí),即邊際產(chǎn)量為0,此時(shí)產(chǎn)量最高,其中當(dāng)?shù)、磷肥、鉀肥施用水平分別為119、0.89、0.39,即施用量為239.55、217.05、179.40 kg/hm2時(shí),所取得的茶葉產(chǎn)量最大,分別為960.15、958.80、932.40 kg/hm2,再增加肥料施用量,則茶葉產(chǎn)量開始下降,這符合米采利希提出的肥料效應(yīng)報(bào)酬遞減定律[19]。

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