小麥硫肥3415試驗的硫有效性評價及經(jīng)濟(jì)效益分析

小麥硫肥3415試驗的硫有效性評價及經(jīng)濟(jì)效益分析

山東省阜城區(qū)是黃淮海地區(qū)的主要糧食產(chǎn)區(qū)之一。也是中國優(yōu)質(zhì)特色小麥的主要產(chǎn)業(yè)之一。小麥全年種植85萬畝。自2005年以來,郯城縣連續(xù)多年實施了國家測土配方施肥補(bǔ)貼資金項目,對氮、磷、鉀肥料開展了田間試驗研究,積累了豐富的技術(shù)資料,建立了主要作物大量元素肥料施用技術(shù)指標(biāo)體系。硫是作物需求量較大的營養(yǎng)元素之一,為摸清土壤供硫水平,開展了土壤有效硫含量的測試與評價工作。通過此項工作基本摸清了土壤硫含量及空間分布狀況。為了進(jìn)一步了解小麥對施硫的反應(yīng)及硫肥的增產(chǎn)效應(yīng)、施用效益等情況,設(shè)計并實施了本試驗。1材料和方法1.1試驗材料1.1.1試驗品種和品種1.1.2酸鈣、磷酸二銨、嘉吉美康尿素(46-0-0),注冊商標(biāo)“彩云”,由山東恒通化工有限公司生產(chǎn);普通過磷酸鈣(0-12-0),注冊商標(biāo)“九華山”,由銅陵市銅官山化工有限公司生產(chǎn);磷酸二銨(18-46-0),注冊商標(biāo)“嘉吉美康”,由美國嘉吉磷化工國際化肥工業(yè)集團(tuán)公司生產(chǎn);氯化鉀(0-0-60),注冊商標(biāo)“中化”,由中化化肥有限公司生產(chǎn)。1.2%有效微量元素試驗地安排在郯城縣紅花鄉(xiāng)戚村戚光坤的承包田里,試驗地排灌設(shè)施配套,土壤類型為均質(zhì)輕壤水稻土,土壤全氮0.77g/kg、堿解氮46.0mg、有效磷18.2mg/kg、速效鉀68mg/kg、緩效鉀322mg/kg、有機(jī)質(zhì)9.45g/kg、有效銅2.33mg/kg、有效鋅0.84mg/kg、有效鐵30.6mg/kg、有效錳21.4mg/kg、交換性鈣199.4mg/kg、交換性鎂102.5mg/kg、有效硫16.0mg/kg,pH值5.6。1.3對當(dāng)?shù)刈钸m施肥量的分析本試驗按照“3415”方案設(shè)計,“3415”的含義為:“3”指氮、磷、鉀三個因素;“4”指每個因素設(shè)4個水平:0水平不施肥,1水平=2水平×0.5(該水平為減量施肥水平),2水平指當(dāng)?shù)刈钸m施肥量(本試驗設(shè)定氮、磷、鉀2水平為:N15kg、P2O57kg、K2O6kg),3水平=2水平×1.5(該水平為過量施肥水平);“15”指總計15個處理,即在原“3414”田間試驗14個處理基礎(chǔ)上增加1個缺硫2水平處理(N2P2K2So)。本3415試驗不設(shè)重復(fù),小區(qū)面積30m2,區(qū)組為各處理隨機(jī)排列。1.4施肥及施用量各處理施肥品種,數(shù)量見表1。各肥料品種施用方法如下:氮肥總量的50%、全部磷肥(內(nèi)含硫肥)、全年鉀肥作基肥,氮肥總量的50%作追肥,于返青至起身期施入。1.5施入基肥,條播及除草2008年10月10日前茬作物水稻收獲后,采集試驗田基礎(chǔ)土樣,10月15日整地做小區(qū),小區(qū)四周做0.4m寬的小埂,四周設(shè)立保護(hù)區(qū),按照方案設(shè)計施入基肥。10月17日播種,采取機(jī)械條播方法。畝播種量17.5kg。11月20日用驃馬防除禾本科雜草。2009年2月18日用阿維菌素防治紅蜘蛛。2月21日按照方案設(shè)計追施氮素化肥,追肥后畝灌水量80m3。6月7日采集植株樣品,6月10日進(jìn)行田間產(chǎn)量性狀調(diào)查后,各小區(qū)單獨(dú)收獲晾至標(biāo)準(zhǔn)含水量后脫粒計產(chǎn)。2結(jié)果與分析2.1土壤供硫能力美國Wisconsion大學(xué)土壤系提出的土壤硫有效性指數(shù)(SAI)可用于土壤供硫能力評價:根據(jù)SAI大小土壤硫的有效性大小可分三類,即SAI<7,土壤供硫能力為低水平,此類土壤需增施硫肥;7≤SAI≤14,土壤供硫能力為中等水平,此類土壤一般不需施硫,但對于需硫較多的作物可能會表現(xiàn)土壤供硫能力不足,施硫有一定增產(chǎn)效果;SAI>14,土壤供硫能力為高水平,不需要施用硫肥。全縣土壤供硫能力分級情況見表2。根據(jù)以上評價方法,本試驗地土壤有效硫含量為16.0mg/kg,根據(jù)試驗地土壤有機(jī)質(zhì)含量計算SAI=8.4,處于中等供硫水平。2.2最佳施肥量計算現(xiàn)將各個施肥處理的產(chǎn)量結(jié)果列出,見表3。利用以上產(chǎn)量結(jié)果擬合的三元二次肥料效應(yīng)方程如下:根據(jù)三元函數(shù)極值存在的充分條件,有下面的判別矩陣A:所以上述三元二次肥料效應(yīng)方程存在極大值。回歸方程顯著性檢驗:最佳施肥量計算結(jié)果:純N24.5kg、P2O511.9kg、K2O10.8kg,最佳產(chǎn)量607.5kg。從模擬運(yùn)算結(jié)果來看,氮肥施用量偏高,這可能與試驗地氮素基礎(chǔ)養(yǎng)分含量偏低有關(guān)。以上分析結(jié)果表明,(*)式屬于極大值外推的非典型式。2.3硫肥價ps的計算利用肥料邊際效應(yīng)分析方法,列出如下不等式:式中:ys、y0、Cx的含義見(*)式,本試驗中Cx=7kg/畝,1.8為小麥單價(元/kg),Ps為硫肥(S)的單價(元/kg)。因本試驗所用硫肥肥源為普鈣,是硫磷復(fù)合型肥料,硫肥單價不易計算,分析計算時參考單質(zhì)硫肥(硫磺)價格估算(1.5元/kg)。如果硫磺含硫量以90%計,則Ps=1.7元/kg。設(shè)施用硫肥的增產(chǎn)率為q0(%),那么:根據(jù)以上計算結(jié)果,本試驗施硫?qū)嶋H增產(chǎn)率(1.3%),在臨界值以下,從經(jīng)濟(jì)效益角度分析表明本次試驗施硫量(7kg/畝)為過量施硫量。3試驗設(shè)計與結(jié)果1)引用土壤硫有效性指數(shù)評價標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合有機(jī)質(zhì)含量狀況,建立了基于郯城縣土壤養(yǎng)分狀況的土壤有效硫豐缺指標(biāo)。并根據(jù)試驗地有機(jī)質(zhì)含量狀況對本次試驗地土壤供硫水平進(jìn)行了評價。2)通過對參試作物小麥的植株(包括莖葉、籽粒)有效硫含量進(jìn)行分析,確認(rèn)了試驗田樣株的硫養(yǎng)分水平。3)通過對大量元素(氮、磷、鉀)施用量與產(chǎn)量的回歸分析,結(jié)合利用數(shù)學(xué)評判法,確定了二元二次肥料效應(yīng)模型的類型,初步擬出了大量元素肥料的最佳施用量及其對應(yīng)的最佳產(chǎn)量。4)通過對施硫進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益分析,采用邊際效應(yīng)分析方法找出了本試驗施用硫肥的增產(chǎn)率臨界指標(biāo)。從施肥經(jīng)濟(jì)學(xué)角度,為指導(dǎo)硫肥合理施用提供了可供參考的評判標(biāo)