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摘要[目的]研究氮磷钾肥对玉米产量和经济效益的影响，为该区玉米科学施肥提供参考依据。[方法]在陕南丘陵山区具有代表性的土壤类型上进行了玉米“3414”田间试验。[结果] 各处理中，产量最高的为处理⑥（N2P2K2），较不施肥处理增产95.54%；产量最低的施肥处理为处理②（N0P2K2），较不施肥对照增产27.88%。经济效益最高的为处理B12（N1P1K2），较不施肥处理增收75.51%；收益最低的施肥处理为处理②（N0P2K2），较对照增收19.00%。[结论]试验田块基础地力对产量的贡献率为51.14%，表明土壤肥力较低。根据玉米产量建立三元二次肥料效应方程，得出最佳产量为6 921.45 kg/hm2，最佳氮、磷、钾经济施肥量分别为236.10、126.75、108.00 kg/hm2。
关键词 玉米；“3414”肥料试验；产量；经济效益
中图分类号 S513 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2015）22-078-02
Abstract [Objective] Effects of NPK fertilizer on corn yield and economic benefits were studied to provide a reference for the corn scientific fertilization. [Method] “3414” corn field experiment was conducted in hilly mountain area in southern Shaanxi. [Result]The production of treatment ⑥ （N2P2K2） was the highest， 95.54% higher than that of the control. The yield of treatment ② （N0P2K2） was the lowest， 27.88% higher than that of the control. The economic benefits of treatment B12 （N1P1K2） was the highest， 75.51% higher than that of the control， and the economic benefits of trearment ② （N0P2K2） was the lowest， 19.00% higher than that of the control.[Conclusion]The fertility of soil was low and the contribution of land capability reached 51.14%.
Ternary quadratic equation of fertilizer effect was established according to the corn yield. When the corn yield reached 6921.45 kg/hm2， pure N 236.10 kg/hm2， pure P 126.75 kg/hm2 and pure K 4 108.00 kg/hm2 were required.
Key words Corn； “3414” fertilizer experiment； Production； Economic benefits
玉米是汉中主要粮食作物之一，也是主要的饲料来源、重要的工业原料。发展玉米生产不仅对保障全市粮食安全意义重大，而且对解决山区农民温饱、实现脱贫致富、促进山区经济的发展都有重要的推动作用[1]。汉中市玉米种植面积仅次于水稻和油菜，位居第三，常年种植面积7.4万hm2左右，产量22万t左右，种植面积和总产分别约占全市粮食作物播种面积和总产的26%和21%。玉米种植垂直分布区域广，在海拔400～1 800 m 都有种植，主要种植在浅山和高寒山区，土壤地力差[2]，生产中存在增肥不增产，氮、磷、钾肥用量及配比不合理，养分利用效率下降等严重问题。这是该区玉米产量低而不稳的重要原因。
为此，笔者以当地土壤肥力为依据，通过“3414”田间试验研究陕南丘陵区玉米栽培的最佳施肥量和最佳施肥配比，以期达到提高肥料利用率、增加经济效益的目的，为该区玉米科学施肥提供参考依据[3-4]。
1 材料与方法
1.1 试验材料
试验于2014年在陕西省汉中市略阳县两河口镇长坝村进行，地处106.327 1° E，33.397 45° N，海拔846 m。试验地前茬为大豆，土壤类型为黄褐土。0～20 cm土壤理化性状为：有机质12.6 g/kg，全氮1.36 g/kg，碱解氮72 mg/kg，全磷0.25 mg/kg，有效磷13.1 mg/kg，全钾20.0 mg/kg，速效钾137 mg/kg，pH 7.2。供试玉米品种为中北恒六号。
1.2 试验设计
试验采用“3414”完全实施设计，即氮、磷、钾三因素，每个因素4个水平，共14个处理，小区随机排列，不设重复，小区面积为25 m2。4个水平的含义：0水平指不施肥；2水平指当地最佳施肥量的近似值；1水平=2水平×0.5；3水平=2水平×1.5（该水平为过量施肥水平）。具体各小区代号和施肥量见表1。
以氮肥40%、磷肥100%和鉀肥100%混合做基肥，在玉米播种前穴施；其余60%的氮肥做追肥，在玉米拔节期和大喇叭口期穴施覆土。化肥采用尿素（N 46%）、普通过磷酸钙（P2O5 12%）、氯化钾（K2O 60%）。玉米种植密度为80 cm×40 cm。3月22日播种，7月12日收获，大田生育期共112 d。 2 结果与分析
2.1 不同处理对玉米产量和效益的影响
由表2可知，所有施肥处理均较不施肥处理增产，其中产量最高的为处理⑥，较对照增产95.54%；其次为处理⑦和处理⑩，均较对照增产93.05%；产量排第3位的是处理B11，较对照增产92.05%；产量最低的施肥处理为处理②，较对照增产27.88%。在P2K2基础上配施不同氮肥水平的产量存在差异，当氮肥水平从N0增加到N1，再到N2时，产量始终增加，继续增加氮肥到N3水平时，产量较N2下降1.79%。可见，不施氮肥或氮肥用量过低都明显影响玉米产量，但是施用过量的氮肥造成玉米产量的下降。在N2K2基础上配施不同磷肥水平的产量也有所不同，但趋势与氮肥相同，产量最低的为P0水平，当磷肥施用水平增加到P1时产量增加2.87%，继续增加磷肥水平到P2时产量较P1增加9.47%，再到P3水平时产量开始下降，较P2减产1.28%。这说明施用过多磷肥也会造成产量下降。
从不同施肥水平下玉米的施肥经济效益可以看出，处理B12>处理⑥>处理⑧，分别较不施肥处理增收75.51%、74.60%和74.30%，收益最低的施肥处理为处理②，较对照增收19.00%。
2.2 缺肥对玉米产量的影响
处理①、处理②、处理④、处理⑥、处理⑧分别是无肥区、缺氮区、缺磷区、最佳施肥量区、缺钾区。根据公式地力贡献率=无肥区产量/最佳施肥量区产量×100%[5-7]，计算出该地块的地力贡献率为51.14%，表明试验地土壤肥力较低，施肥增产效应明显。根据公式相对产量=施肥产量/最佳施肥量区产量×100%[5-7]，计算出缺氮区、缺磷区、缺钾区相对产量分别为65.40%、88.80%、97.66%（表3），说明种植玉米氮肥缺失比磷、钾肥缺失影响大一些。
2.3 N、P、K 肥對玉米的增产效应
对处理⑥（全肥区）的施肥量和产量分别与处理②（无N 区）、处理④（无P 区）、处理⑧（无K 区）进行比较，分别得出氮、磷、钾肥在玉米上的增产效应。由表3可知，增产量居首位的为氮肥，施纯N 195 kg/hm2的增产效应达到2 266.5 kg/hm2，增产率在52.91%；磷肥的增产幅度次之，施纯P2O5 60 kg/hm2的增产效应达到733.5 kg/hm2，增产率12.61%；施纯K2O 45 kg/hm2的增产效应为153.0 kg/hm2，增产率2.39%。从单位养分的增产效果看，每千克磷素的增产效果最好，为12.23 kg；每千克氮素的增产效果次之，为11.62 kg；每千克钾素的增产效果最低，为3.4 kg。
2.4 肥料效应模型的建立
式中，y为单位面积玉米产量；X1为纯N的施用量；X2为纯P2O5的施用量；X3为纯K2O的施用量。
复相关系数（R）=0.973 5，决定系数（R2）=0.937 5，P=0.014 2，回归模型达到0.05显著水平，说明参加试验的14个处理在产量差异上在0.01水平显著，N、P、K不同用量的配合施用对玉米有显著的增产效果。
2.5 最大施肥量与最佳施肥量
根据肥料效应模型，采用数学求导的方法计算出玉米氮、磷、钾肥的最高产量施肥量和最佳施肥量[8]。结果表明，当玉米获得最高产量6 994.35 kg/hm2时，施氮量为252.60 kg/hm2，施磷量为154.20 kg/hm2，施钾量为133.05 kg/hm2；玉米最佳施肥量为施氮量236.10 kg/hm2、施磷量126.75 kg/hm2、施钾量108.0 kg/hm2，此时玉米产量为6 921.45 kg/hm2。
3 结论与讨论
（1）试验田块土壤肥力较低，地力贡献率为51.14%，缺氮区、缺磷区、缺钾区相对产量分别为65.40%、88.80%、97.66%，说明种植玉米氮肥缺失的影响比磷肥、钾肥缺失大一些。
（2）肥料的合理配施可以明显提高玉米产量和经济效益[9]。试验中，以N2P2K2处理的经济效益最高。如果只考虑单因素的影响，那么对玉米的增产效果是氮肥最大，其次为磷肥，钾肥最小。
（3）
根据玉米产量建立三元二次肥料效应方程，得出最大施肥量为施氮量252.60 kg/hm2、施磷量154.20 kg/hm2、施钾量133.05 kg/hm2，此时玉米获得最高产量为6 994.35；最佳施肥量为施氮量236.10 kg/hm2、施磷量126.75 kg/hm2、施钾量108.0 kg/hm2，此时玉米产量为6 921.45 kg/hm2。
参考文献
[1]赵强，屈发科，张万春，等.汉中丘陵山区玉米综合高产栽培技术[J].陕西农业科学，2009（1）：203-204.
[2] 徐玉华，张万春，赵强，等.汉中市玉米高产集成配套栽培技术[J].陕西农业科学，2010（6）：208-210.
[3] 沈学善，陈尚洪，陈红琳，等.基于“3414“模型对川中丘陵区玉米氮磷钾效应的研究[J].西南农业学报，2012，25（6）：2132-2137.
[4] 王峰，王顺霞，王占军，等.不同施肥水平与组合对玉米生产性能的影响研究[J].干旱区资源与环境，2005，19（4）：167-169.
[5] 陈金英.甘薯3414 肥料效应田间试验[J].安徽农学通报，2010，16（15）：142-143.
[6] 卓旭升.基于“3414”试验模型的沿海砂质土壤马铃薯氮、磷、钾效应研究[J].江西农业学报，2010，22（7）：84-86.
[7] 巴哈尔·吾守尔，吐尔逊乃·马木提.玉米“3414”试验总结[J].新疆农业科技，2010（4）：52-53.
[8] 胡建军，温学飞，张宏，等.基于“3414”模型对宁夏盐池县马铃薯氮磷钾效应的研究[J].中国农学通报，2011，27（15）：90-96.
[9] 刘淑军，黄晶，梁海军，等.玉米“3414”肥料试验的产量及产值效益分析[J].湖南农业科学，2012（17）：51-53，57.
关键词 玉米；“3414”肥料试验；产量；经济效益
中图分类号 S513 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2015）22-078-02
Abstract [Objective] Effects of NPK fertilizer on corn yield and economic benefits were studied to provide a reference for the corn scientific fertilization. [Method] “3414” corn field experiment was conducted in hilly mountain area in southern Shaanxi. [Result]The production of treatment ⑥ （N2P2K2） was the highest， 95.54% higher than that of the control. The yield of treatment ② （N0P2K2） was the lowest， 27.88% higher than that of the control. The economic benefits of treatment B12 （N1P1K2） was the highest， 75.51% higher than that of the control， and the economic benefits of trearment ② （N0P2K2） was the lowest， 19.00% higher than that of the control.[Conclusion]The fertility of soil was low and the contribution of land capability reached 51.14%.
Ternary quadratic equation of fertilizer effect was established according to the corn yield. When the corn yield reached 6921.45 kg/hm2， pure N 236.10 kg/hm2， pure P 126.75 kg/hm2 and pure K 4 108.00 kg/hm2 were required.
Key words Corn； “3414” fertilizer experiment； Production； Economic benefits
玉米是汉中主要粮食作物之一，也是主要的饲料来源、重要的工业原料。发展玉米生产不仅对保障全市粮食安全意义重大，而且对解决山区农民温饱、实现脱贫致富、促进山区经济的发展都有重要的推动作用[1]。汉中市玉米种植面积仅次于水稻和油菜，位居第三，常年种植面积7.4万hm2左右，产量22万t左右，种植面积和总产分别约占全市粮食作物播种面积和总产的26%和21%。玉米种植垂直分布区域广，在海拔400～1 800 m 都有种植，主要种植在浅山和高寒山区，土壤地力差[2]，生产中存在增肥不增产，氮、磷、钾肥用量及配比不合理，养分利用效率下降等严重问题。这是该区玉米产量低而不稳的重要原因。
为此，笔者以当地土壤肥力为依据，通过“3414”田间试验研究陕南丘陵区玉米栽培的最佳施肥量和最佳施肥配比，以期达到提高肥料利用率、增加经济效益的目的，为该区玉米科学施肥提供参考依据[3-4]。
1 材料与方法
1.1 试验材料
试验于2014年在陕西省汉中市略阳县两河口镇长坝村进行，地处106.327 1° E，33.397 45° N，海拔846 m。试验地前茬为大豆，土壤类型为黄褐土。0～20 cm土壤理化性状为：有机质12.6 g/kg，全氮1.36 g/kg，碱解氮72 mg/kg，全磷0.25 mg/kg，有效磷13.1 mg/kg，全钾20.0 mg/kg，速效钾137 mg/kg，pH 7.2。供试玉米品种为中北恒六号。
1.2 试验设计
试验采用“3414”完全实施设计，即氮、磷、钾三因素，每个因素4个水平，共14个处理，小区随机排列，不设重复，小区面积为25 m2。4个水平的含义：0水平指不施肥；2水平指当地最佳施肥量的近似值；1水平=2水平×0.5；3水平=2水平×1.5（该水平为过量施肥水平）。具体各小区代号和施肥量见表1。
以氮肥40%、磷肥100%和鉀肥100%混合做基肥，在玉米播种前穴施；其余60%的氮肥做追肥，在玉米拔节期和大喇叭口期穴施覆土。化肥采用尿素（N 46%）、普通过磷酸钙（P2O5 12%）、氯化钾（K2O 60%）。玉米种植密度为80 cm×40 cm。3月22日播种，7月12日收获，大田生育期共112 d。 2 结果与分析
2.1 不同处理对玉米产量和效益的影响
由表2可知，所有施肥处理均较不施肥处理增产，其中产量最高的为处理⑥，较对照增产95.54%；其次为处理⑦和处理⑩，均较对照增产93.05%；产量排第3位的是处理B11，较对照增产92.05%；产量最低的施肥处理为处理②，较对照增产27.88%。在P2K2基础上配施不同氮肥水平的产量存在差异，当氮肥水平从N0增加到N1，再到N2时，产量始终增加，继续增加氮肥到N3水平时，产量较N2下降1.79%。可见，不施氮肥或氮肥用量过低都明显影响玉米产量，但是施用过量的氮肥造成玉米产量的下降。在N2K2基础上配施不同磷肥水平的产量也有所不同，但趋势与氮肥相同，产量最低的为P0水平，当磷肥施用水平增加到P1时产量增加2.87%，继续增加磷肥水平到P2时产量较P1增加9.47%，再到P3水平时产量开始下降，较P2减产1.28%。这说明施用过多磷肥也会造成产量下降。
从不同施肥水平下玉米的施肥经济效益可以看出，处理B12>处理⑥>处理⑧，分别较不施肥处理增收75.51%、74.60%和74.30%，收益最低的施肥处理为处理②，较对照增收19.00%。
2.2 缺肥对玉米产量的影响
处理①、处理②、处理④、处理⑥、处理⑧分别是无肥区、缺氮区、缺磷区、最佳施肥量区、缺钾区。根据公式地力贡献率=无肥区产量/最佳施肥量区产量×100%[5-7]，计算出该地块的地力贡献率为51.14%，表明试验地土壤肥力较低，施肥增产效应明显。根据公式相对产量=施肥产量/最佳施肥量区产量×100%[5-7]，计算出缺氮区、缺磷区、缺钾区相对产量分别为65.40%、88.80%、97.66%（表3），说明种植玉米氮肥缺失比磷、钾肥缺失影响大一些。
2.3 N、P、K 肥對玉米的增产效应
对处理⑥（全肥区）的施肥量和产量分别与处理②（无N 区）、处理④（无P 区）、处理⑧（无K 区）进行比较，分别得出氮、磷、钾肥在玉米上的增产效应。由表3可知，增产量居首位的为氮肥，施纯N 195 kg/hm2的增产效应达到2 266.5 kg/hm2，增产率在52.91%；磷肥的增产幅度次之，施纯P2O5 60 kg/hm2的增产效应达到733.5 kg/hm2，增产率12.61%；施纯K2O 45 kg/hm2的增产效应为153.0 kg/hm2，增产率2.39%。从单位养分的增产效果看，每千克磷素的增产效果最好，为12.23 kg；每千克氮素的增产效果次之，为11.62 kg；每千克钾素的增产效果最低，为3.4 kg。
2.4 肥料效应模型的建立
式中，y为单位面积玉米产量；X1为纯N的施用量；X2为纯P2O5的施用量；X3为纯K2O的施用量。
复相关系数（R）=0.973 5，决定系数（R2）=0.937 5，P=0.014 2，回归模型达到0.05显著水平，说明参加试验的14个处理在产量差异上在0.01水平显著，N、P、K不同用量的配合施用对玉米有显著的增产效果。
2.5 最大施肥量与最佳施肥量
根据肥料效应模型，采用数学求导的方法计算出玉米氮、磷、钾肥的最高产量施肥量和最佳施肥量[8]。结果表明，当玉米获得最高产量6 994.35 kg/hm2时，施氮量为252.60 kg/hm2，施磷量为154.20 kg/hm2，施钾量为133.05 kg/hm2；玉米最佳施肥量为施氮量236.10 kg/hm2、施磷量126.75 kg/hm2、施钾量108.0 kg/hm2，此时玉米产量为6 921.45 kg/hm2。
3 结论与讨论
（1）试验田块土壤肥力较低，地力贡献率为51.14%，缺氮区、缺磷区、缺钾区相对产量分别为65.40%、88.80%、97.66%，说明种植玉米氮肥缺失的影响比磷肥、钾肥缺失大一些。
（2）肥料的合理配施可以明显提高玉米产量和经济效益[9]。试验中，以N2P2K2处理的经济效益最高。如果只考虑单因素的影响，那么对玉米的增产效果是氮肥最大，其次为磷肥，钾肥最小。
（3）
根据玉米产量建立三元二次肥料效应方程，得出最大施肥量为施氮量252.60 kg/hm2、施磷量154.20 kg/hm2、施钾量133.05 kg/hm2，此时玉米获得最高产量为6 994.35；最佳施肥量为施氮量236.10 kg/hm2、施磷量126.75 kg/hm2、施钾量108.0 kg/hm2，此时玉米产量为6 921.45 kg/hm2。
参考文献
[1]赵强，屈发科，张万春，等.汉中丘陵山区玉米综合高产栽培技术[J].陕西农业科学，2009（1）：203-204.
[2] 徐玉华，张万春，赵强，等.汉中市玉米高产集成配套栽培技术[J].陕西农业科学，2010（6）：208-210.
[3] 沈学善，陈尚洪，陈红琳，等.基于“3414“模型对川中丘陵区玉米氮磷钾效应的研究[J].西南农业学报，2012，25（6）：2132-2137.
[4] 王峰，王顺霞，王占军，等.不同施肥水平与组合对玉米生产性能的影响研究[J].干旱区资源与环境，2005，19（4）：167-169.
[5] 陈金英.甘薯3414 肥料效应田间试验[J].安徽农学通报，2010，16（15）：142-143.
[6] 卓旭升.基于“3414”试验模型的沿海砂质土壤马铃薯氮、磷、钾效应研究[J].江西农业学报，2010，22（7）：84-86.
[7] 巴哈尔·吾守尔，吐尔逊乃·马木提.玉米“3414”试验总结[J].新疆农业科技，2010（4）：52-53.
[8] 胡建军，温学飞，张宏，等.基于“3414”模型对宁夏盐池县马铃薯氮磷钾效应的研究[J].中国农学通报，2011，27（15）：90-96.
[9] 刘淑军，黄晶，梁海军，等.玉米“3414”肥料试验的产量及产值效益分析[J].湖南农业科学，2012（17）：51-53，57.