小麥硫肥3415試驗的硫有效性評價及經濟效益分析

小麥硫肥3415試驗的硫有效性評價及經濟效益分析

山東省阜城區(qū)是黃淮海地區(qū)的主要糧食產區(qū)之一。也是中國優(yōu)質特色小麥的主要產業(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,積累了豐富的技術資料,建立了主要作物大量元素肥料施用技術指標體系。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。為了進一步了解小麥對施硫的反應及硫肥的增產效應、施用效益等情況,設計并實施了本試驗。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“彩云”,由山東恒通化工有限公司生產;普通過磷酸鈣(0-12-0),注冊商標“九華山”,由銅陵市銅官山化工有限公司生產;磷酸二銨(18-46-0),注冊商標“嘉吉美康”,由美國嘉吉磷化工國際化肥工業(yè)集團公司生產;氯化鉀(0-0-60),注冊商標“中化”,由中化化肥有限公司生產。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,試驗地排灌設施配套,土壤類型為均質輕壤水稻土,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、有機質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?shù)刈钸m施肥量的分析本試驗按照“3415”方案設計,“3415”的含義為:“3”指氮、磷、鉀三個因素;“4”指每個因素設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?shù)刈钸m施肥量(本試驗設定氮、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個處理基礎上增加1個缺硫2水平處理(N2P2K2So)。本3415試驗不設重復,小區(qū)面積30m2,區(qū)組為各處理隨機排列。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,四周設立保護區(qū),按照方案設計施入基肥。10月17日播種,采取機械條播方法。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日進行田間產量性狀調查后,各小區(qū)單獨收獲晾至標準含水量后脫粒計產。2結果與分析2.1土壤供硫能力美國Wisconsion大學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。根據以上評價方法,本試驗地土壤有效硫含量為16.0mg/kg,根據試驗地土壤有機質含量計算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量結果列出,見表3。利用以上產量結果擬合的三元二次肥料效應方程如下:根據三元函數(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方程存在極大值。回歸方程顯著性檢驗:最佳施肥量計算結果:純N24.5kg、P2O511.9kg、K2O10.8kg,最佳產量607.5kg。從模擬運算結果來看,氮肥施用量偏高,這可能與試驗地氮素基礎養(yǎng)分含量偏低有關。以上分析結果表明,(*)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,是硫磷復合型肥料,硫肥單價不易計算,分析計算時參考單質硫肥(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。設施用硫肥的增產率為q0(%),那么:根據以上計算結果,本試驗施硫實際增產率(1.3%),在臨界值以下,從經濟效益角度分析表明本次試驗施硫量(7kg/畝)為過量施硫量。3試驗設計與結果1)引用土壤硫有效性指數(shù)評價標準,結合有機質含量狀況,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。并根據試驗地有機質含量狀況對本次試驗地土壤供硫水平進行了評價。2)通過對參試作物小麥的植株(包括莖葉、籽粒)有效硫含量進行分析,確認了試驗田樣株的硫養(yǎng)分水平。3)通過對大量元素(氮、磷、鉀)施用量與產量的回歸分析,結合利用數(shù)學評判法,確定了二元二次肥料效應模型的類型,初步擬出了大量元素肥料的最佳施用量及其對應的最佳產量。4)通過對施硫進行經濟效益分析,采用邊際效應分析方法找出了本試驗施用硫肥的增產率臨界指標。從施肥經濟學角度,為指導硫肥合理施用提供了可供參考的評判標