河西内陆灌区盐渍土甜菜氮磷钾肥最大利润施用量研究

张南冰，潘艳花（.甘肃省张掖市甘州区农业技术推广中心，甘肃张掖734000；2.甘肃省酒泉市种子管理站，甘肃酒泉735000）

河西内陆灌区盐渍土甜菜氮磷钾肥最大利润施用量研究

张南冰1，潘艳花2*
（1.甘肃省张掖市甘州区农业技术推广中心，甘肃张掖734000；2.甘肃省酒泉市种子管理站，甘肃酒泉735000）

为了解决盐渍土甜菜超量施肥导致的施肥成本高，化肥利用率低的疑难问题，选择甘肃省张掖市甘州区盐渍土，采用田间试验方法，进行了河西内陆灌区盐渍土甜菜氮磷钾肥最大利润施用量研究。结果表明：尿素、磷酸二铵和硫酸钾施用量与甜菜产量间的肥料效应回归方程分别为：y=69.75+ 62.56x-66.1054x2、y=71+39.6856x-20.1836x2和y=74.26+33.9138x-12.8569x2，尿素、磷酸二铵和硫酸钾最大利润施用量分别为0.43t/hm2、0.70t/hm2和0.93t/hm2，甜菜理论产量分别为84.43t/hm2、88.89t/hm2和94.68t/hm2，统计分析结果与田间试验基本吻合。

甜菜；盐渍土；氮磷钾肥；最大利润施肥量

甘肃省河西内陆灌区分布着120万hm2的盐渍土，0～20 cm土层平均含盐量26.43g/kg，不适宜种植粮食作物，但非常适合种植甜菜。近年来，河西内陆灌区从先正达、荷兰等国外公司引进了HIO664~667和KUHN8062五个甜菜新品种，在盐渍土上种植1.1万hm2，年产量50万吨，建成了酒泉德源食品有限责任公司、张掖云鹏工贸有限责任公司和黄羊镇3家糖厂。经社会实践调查：农户超量施肥现象非常普遍，大部分农户种植的甜菜产量一般为45～67t/hm2，氮素投入量为0.40～0.55t/hm2，按形成100 kg块根氮素投入量为0.40kg计算[1]，超量施用氮素0.03～0.23t/hm2；磷素投入量为0.31～0.42t/hm2，按形成100 kg块根磷素投入量为0.15kg计算[2]，超量施用磷素0.16～0.26t/hm2；钾素投入量为0.64～0.73t/hm2，按形成100 kg块根钾素投入量为0.60kg计算[3]，超量施用钾素0.06～0.10t/hm2。甜菜种植田化肥利用率低，经调查氮肥利用率为35%～40%，磷肥利用率为15%～20%，钾肥利用率为30%～40%。化肥施用量和施用技术，前人做了大量的研究工作[4-27]。而河西内陆灌区盐渍土甜菜氮磷钾肥最大利润施用量研究，未见文献报道。为了合理施用化肥，提高肥料利用率，减少化肥对农业生态环境的污染，笔者于2014—2016年进行了河西内陆灌区甜菜氮磷钾肥最大利润施用量研究，旨在为盐渍土甜菜合理施肥提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 试验地概况试验于2014—2016年在甘肃省张掖市甘州区三闸镇高寨村一社进行，试验地海拔1431m，100°13′59″E，39°00′07″N，年均温7.50℃，年均降水量116mm，年均蒸发量2200mm，无霜期150d。土壤类型是盐渍土[28]，0～20 cm土层含全盐22.46 g/kg，有机质12.35g/kg，碱解氮25.34 mg/kg，速效磷4.52mg/kg，速效钾98.36mg/kg，pH值8.46。

1.1.2 材料尿素（N 46%）；磷酸二铵（N 18%，P2O546%）；硫酸钾（含K2O 50%）；甜菜品种为荷兰库兰恩的KUHN8062（从荷兰甜菜研究所引进）。

1.2 试验方法

1.2.1 试验处理尿素施用量梯度设计为0.00（CK），0.09，0.18，0.28，0.36，0.45和0.54t/hm2七个处理。每个处理施用磷酸二铵0.72t/hm2、硫酸钾0.95t/hm2做底肥。磷酸二铵施用量梯度设计为0.00（CK），0.18，0.36，0.54，0.72，0.90和1.08 t/hm2七个处理。每个处理施用尿素0.45t/hm2做追施，硫酸钾0.95t/hm2做底肥。硫酸钾施用量梯度设计为0.00（CK），0.19，0.38，0.57，0.76，0.95和1.14 t/hm2七个处理。每个处理施用尿素0.45t/hm2做追施，磷酸二铵0.72t/hm2做底肥。每个处理重复3次，随机区组排列。

1.2.2 种植方法试验小区面积32m2（8m×4m），小区四周筑埂，埂宽30cm，高35cm，磷酸二铵和硫酸钾在播种前施入20cm土层做底肥，尿素分别在甜菜生长盛期和块根膨大期结合灌水追施，追肥方法为穴施。2014—2016年每年的4月28日播种，行距50cm，株距24cm，其它田间管理措施与大田相同。

1.2.3 测定项目与方法甜菜收获时分别在每个试验小区按照对角线采样方法设计5个采样点，每个样点按顺序采集10株，分别测定叶丛高度、叶丛鲜重、根体长度、根直径和单株块根重。根直径采用游标卡尺法测定。边际产量、边际产值、边际施肥量、边际成本、边际利润采用肥料效应经济分析法求得[29]；最大利润施肥量按公式x0=[（Px/Py）-b]/2c求得[30]；甜菜理论产量按y=a+bx-cx2回归方程式求得[31]。

1.2.4 数据处理方法采用SPSS 10.0统计软件分析，差异显著性采用LSR法。

2 结果与分析

2.1 尿素施用量对甜菜农艺性状及经济性状和效益的影响

2.1.1 对农艺性状及经济性状和效益的影响连续定点试验3年后，从2016年9月28日甜菜收获后测定结果可知，随着尿素施用量梯度的增加，甜菜农艺性状和经济性状在递增（表1）。经相关分析[32]，尿素施用量与叶丛高度、根体长度、根直径、单株块根重和产量之间呈显著的正相关关系，相关系数（R）分别为0.9851、0.9942、0.9588、0.8526、和0.8452。叶丛高度、根体长度、根直径、单株块根重和产量最大的是尿素施用量0.54t/hm2，与CK比较，分别增加93.36%、86.87%、84.44%、21.43%和21.94%，差异极显著（P＜0.01）。从经济效益变化来看，尿素施用量由0.09 t/hm2递增到0.45 t/hm2，施肥利润随着尿素施用量梯度的增加在递增，当尿素施用量超过0.45t/hm2时，施肥利润开始递减，由此可见，尿素适宜施用量一般为0.45t/hm2。

表1 尿素施用量对甜菜农艺性状及经济性状和效益的影响

2.1.2 尿素最大利润施用量和甜菜理论产量的计算将表1尿素施用量与甜菜产量间的关系采用回归方程y=a+bx+cx2拟合，得到的回归方程是：y=69.75+62.56x-66.1054x2………………………（1）

尿素价格（Px）为2000元/t，2014年—2016年甜菜块根平均售价（Py）为350元/t，将（Px）、（Py）、回归方程的参数b和c，代入最大利润施肥量计算公式x0=[（Px/Py）-b]/2c[30]，求得尿素最大利润施用量（x0）为0.43 t/hm2，将x0代入（1）式，求得甜菜理论产量（y）为84.43t/hm2，回归分析结果与田间试验处理6尿素施用量0.45t/hm2基本吻合（表1）。

2.2 磷酸二铵施用量对甜菜农艺性状及经济性状和经济效益的影响

2.2.1 对农艺性状及经济性状和效益的影响连续定点试验3年后，于2016年收获后由测定数据可以看出，随着磷酸二铵施用量梯度的增加，甜菜农艺性状及经济性状在递增（表2）。经相关分析，磷酸二铵施用量与叶丛高度、根体长度、根直径、单株块根重和产量之间呈显著的正相关关系，相关系数（R）分别为0.9520、0.9628、0.9677、0.8738和0.8725。磷酸二铵施用量1.08t/hm2，叶丛高度、根体长度、根直径、单株块根重和产量最大，与CK比较，分别增加99.42%、95.50%、56.55%、28.24%和27.82%，差异极显著（P＜0.01）。从经济效益变化来看，磷酸二铵施用量由0.18 t/hm2递增到0.72 t/hm2，施肥利润随着磷酸二铵施用量梯度的增加在递增，当磷酸二铵施用量超过0.72t/hm2时，施肥利润开始递减，由此可见，磷酸二铵适宜施用量一般为0.72t/hm2。

表2 磷酸二铵施用量对甜菜农艺性状及经济性状和效益的影响

2.2.2 磷酸二铵最大利润施用量和甜菜理论产量的计算将表2磷酸二铵施用量与甜菜产量间的关系采用回归方程y=a+bx+cx2拟合，得到的回归方程是：y=71+39.6856x-20.1836x2………………………（2）

磷酸二铵价格（Px）为4000元/t，2014年—2016年甜菜块根平均售价（Py）为350元/t，将（Px）、（Py）、回归方程的参数b和c，代入最大利润施肥量计算公式x0=[（Px/Py）-b]/2c[30]，求得磷酸二铵最大利润施用量（x0）为0.70t/hm2，将x0代入（2）式，求得甜菜理论产量（y）为88.89t/hm2，回归分析结果与田间试验处理5磷酸二铵施用量0.72t/hm2基本吻合（表2）。

2.3 硫酸钾施用量对甜菜农艺性状及经济性状和效益的影响

2.3.1 对农艺性状及经济性状和效益的影响连续定点试验3年后，于2016年9月28日甜菜收获后由测定数据可以看出，随着甜菜硫酸钾施用量梯度的增加，甜菜农艺性状及经济性状在递增（表3）。经相关分析，硫酸钾施用量与叶丛高度、根体长度、根直径、单株块根重和产量之间呈显著的正相关关系，相关系数（R）分别为0.9714、0.9885、0.9603、0.9512和0.9572。硫酸钾施用量1.14t/hm2，叶丛高度、根体长度、根直径、单株块根重和产量最大，与CK比较，分别增加66.47%、104.77%、81.26%、30.34%、和30.89%，差异极显著（P＜0.01）。从经济效益变化来看，硫酸钾施用量由0.19t/hm2递增到0.95t/hm2，施肥利润随着硫酸钾施用量梯度的增加在递增，当硫酸钾施用量超过0.95t/hm2时，施肥利润开始下降，可见，硫酸钾适宜施用量一般为0.95t/hm2。

表3 硫酸钾施用量对甜菜农艺性状及经济性状和效益的影响

2.3.2 硫酸钾最大利润施用量和甜菜理论产量的计算将表3硫酸钾施用量与甜菜产量间的关系采用回归方程y=a+bx+cx2拟合，得到的回归方程是：y=74.26+33.9138x-12.8569x2………………………………（3）

硫酸钾价格（Px）为3500元/t，2014年—2016年甜菜块根平均售价（Py）为350元/t，将（Px）、（Py）、回归方程的参数b和c，代入最大利润施肥量计算公式x0=[（Px/Py）-b]/2c[30]，求得硫酸钾最大利润施用量（x0）为0.93t/hm2，将x0代入（3）式，求得甜菜理论产量（y）为94.68t/hm2，回归分析结果与田间试验处理6硫酸钾施用量0.95t/hm2基本吻合（表3）。

3 小结

甘肃河西内陆灌区的盐渍土，随着种植年限的延长和甜菜产量的提高，化肥投入量在不断递增，超量施用氮肥，未被作物吸收利用而残留在土壤中的氮，在碱性条件下，NH4+转化为NH3，硝酸盐在反硝化细菌作用下被还原为N2而进入大气污染环境，或氨被亚硝酸细菌氧化成亚硝酸，亚硝酸被硝化细菌氧化成硝酸，随降水或灌溉水淋溶到土壤深层或随径流进入地表水，从而污染地下水和地表水，导致生态环境恶化。最大利润施肥量，能够保证作物收获后土壤基本无残留，只有这样，肥料的效率才能提高，污染才能避免[33]；从经济学角度来讲，最大利润施肥量的投入产出比最高，获得的利润也最大。随着尿素、磷酸二铵和硫酸钾施用量梯度的增加，甜菜叶丛高度、根体长度、根直径、单株块根重和产量在增加，但单位肥料增产效果在递减，经回归统计分析，尿素、磷酸二铵和硫酸钾最大利润施用量分别为0.43t/hm2、0.70t/hm2和0.93t/hm2时，甜菜理论产量分别为84.43t/hm2、88.89t/hm2和94.68t/hm2。统计分析结果与田间试验基本吻合。

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NPK Fertilizer App lication Amount for M aximum Profit Rate of Sugarbeet in Irrigation Area of Hexi Inland Saline Soil

ZHANG Nan-bing1,PAN Yan-hua2*
(1.Agricultural Technology Extension Centre of Ganzhou District,Zhangye 734000,Gansu; 2.Seed Administration Station of Jiuquan,Jiuquan 735000,Gansu）

In order to solve the problems that excessive chemical fertilizer application leaded to high cost and low utilization rate of fertilization in saline soil of planting sugarbeet,the test of NPK fertilizer application amount for maximum profit rate of sugarbeet was conducted in irrigation area of Hexi inland saline soil.The results showed that the regression equation of applying amount(x)of fertilizer(urea,diammonium phosphate and potassium sulfate)and the sugar beet root yield(y)was:y=69.75+62.56x-66.1054x2,y=71+39.6856x-20.1836x2, and y=74.26+33.9138x-12.8569x2,respectively;the application amount of urea,diammonium phosphate and potassium sulfate for maximum profit rate of sugarbeet was 0.43 t/ha,0.70 t/ha and 0.93 t/ha,respectively, theoretical root yield of sugarbeet was 84.43 t/ha,88.89 t/ha and 94.68 t/ha,respectively,which was identical with that of field experiment.

sugarbeet;saline soil;NPK fertilizer;application amount formaximum profit rate

S566.3

A

1007－2624（2017）04－0014－04

10.13570/j.cnki.scc.2017.04.005

2017-03-30

张南冰（1965-），男，甘肃张掖人，本科，高级农艺师，研究方向：作物营养与施肥。

潘艳花，E-mail：qinjiahai123@163.com，电话：13993660659