摘要：为了筛选出绿豆（Vigna radiata）栽培的最佳施肥量，采用“3414”肥料效应试验，建立绿豆肥料施用量与产量的回归方程，以求出最佳施用量。结果表明，少施或缺施肥料对绿豆的长势和产量有不同程度的影响，合理的氮、磷、钾配比可明显促进绿豆生长，在中等肥力情况下，最佳施用量为N 66.6 kg/hm2、P2O5 127.2 kg/hm2、K2O 121.0 kg/hm2。
关键词：绿豆（Vigna radiata）；肥料效应；平衡施肥
中图分类号：S522；S143 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2018）10-0036-03
DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.10.009
Fertilizer Efficiency Experiment and Balanced Fertilization Technology
of Mung Bean “3414”
WANG Gui-mei，XING Bao-long，ZHANG Xu-li，YIN Li-li
（Institute of High Latitude and Cold Weather Crops， Shanxi Academy of Agricultural Sciences，Datong 037008，Shanxi，China）
Abstract： In order to select the optimum fertilization rate of mung bean（Vigna radiata） cultivation， using "3414" fertilizer effect experiment， regression equation of fertilizer application amount and yield of mung bean were established，finding the optimal dosage. The results showed that the application of fertilizer or lack of mung bean growth and yield had different effects. Reasonable nitrogen， phosphorus and potassium fertilizer could obviously promote the growth of mung bean， in moderate fertility conditions， the best application amount were N 66.6 kg/hm2，P2O5 127.2 kg/hm2，K2O 121.0 kg/hm2.
Key words： mung bean（Vigna radiata）； fertilizer effect； balanced fertilization
绿豆（Vigna radiata）起源于中国，是传统的豆类作物之一。其生育期短、适应性、抗逆性强，具有很高的营养价值，是高蛋白、低脂肪、中淀粉的食品，同时又具有清热、消暑、解毒、保肝、降血脂等功能，属医食同源作物，是人们理想的营养保健食品，同时又是较好的出口创汇作物，具有较高的经济利用价值[1-3]。山西省地处黄河中游，气候冷凉，适宜绿豆的种植。近年来，随着农村产业结构的调整，商品生产的发展和人民生活水平的提高，绿豆已成为较好的副食品。因此，发展绿豆生产具有广阔的前景，虽然绿豆种植面积呈逐年增大趋势，但绿豆的产量一直不高，其原因除绿豆大多种植在干旱、半干旱的瘠薄地和山坡地外，当前在绿豆种植过程中，不合理施肥现象十分突出，不仅不能充分发挥肥效，而且影响绿豆的生长，从而导致绿豆产量停滞不前、品质变劣，甚至造成土壤理化性状变劣[4]，在一定程度上制约了绿豆产量的进一步提高。
肥效试验是测土配方施肥的重要内容，通过肥效试验不仅可以明确不同肥料对作物各种农艺性状的影响，而且可以筛选出适合某种作物的施肥量。氮、磷、钾肥是绿豆维持生长发育所必须的3种主要营养元素，其作用既不能相互替代，又缺一不可，而且各元素间存在交互作用[5]，尽管绿豆具有根瘤固氮作用，但这远不能满足其高产栽培对氮素的需求[6]，合理配施氮、磷、钾肥，能使绿豆产量有不同程度的增加[7]。本试验旨在探索绿豆的高效测土配方施肥技术，研究氮、磷、钾作为种肥对绿豆增产的最佳施肥技术，明确影响绿豆农艺性状的主要施肥因素，挖掘其单产潜力，提高绿豆综合生产能力[8]，以期为山西省绿豆生产提供技术支持。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验于山西省农业科学院高寒区作物研究所毛家皂试验地进行，北纬39°55′，东经113°16′，海拔1 018 m。土质沙壤，0～20 cm土层全氮含量为0.73%，有效磷为13.5 mg/kg，速效钾为102 mg/kg。地势较平坦，中等肥力水平，前茬作物為黍子。
1.2 供试材料
供试品种为晋绿豆9号，为山西省农业科学院高寒区作物研究所选育。
供试肥料为尿素（N，46%），过磷酸钙（P2O5，12%），硫酸钾（K2O，51%）。肥料成本N为5.65元，P2O5 3.69元，K2O 4.72元，绿豆10元/kg（参考市场价）。
1.3 方法与设计
采用农业部《测土配方施肥技术规范》推荐的“3414”完全实施方案[9，10]，共设氮（N）、磷（P2O5）、钾（K2O）3个因素，4个水平，N为0、45、90、135 kg/hm2，P2O5为0、60、120、180 kg/hm2，K2O为0、50、100、150 kg/hm2，14个处理，随机区组排列，每个处理3次重复，试验因素水平与处理见表1。2016年5月27日播种，密度为18万株/hm2，小区面积为20 m2（4 m×5 m），每小区8行，四周设立保护行。播种时在靠近播种行旁开沟施肥。
1.4 田间调查记载
在绿豆成熟期对其经济性状进行调查，每个处理都采用5点选样的方法。测试指标包括株高、单株分枝数、单株荚数、单荚粒数，收获后对每个处理进行测产和百粒重测试，统计数据。
1.5 数据分析软件
应用SPSS软件对各试验处理的产量结果进行回归分析，评价各试验处理的效果。
2 结果与分析
2.1 不同处理对绿豆产量和产量性状的影响
从表1可以看出，N、P、K养分全施的处理6（N2P2K2）绿豆的产量较不施肥的处理1（N0P0K0）增产410.21 kg/hm2，N、P、K三要素配施（N2P2K2）的产量，较其中任何两要素配施（N0P2K2、N2P0K2、N2P2K0）的产量高。
从表2产量性状分析来看，不施肥处理的株高、单株荚数、单荚粒数、单株分枝数均低于施肥处理，N、P、K三要素配施对单株分枝数和单荚粒数影响较小，对单株荚数和株高有一定的影响。
2.2 缺素分析
选取处理1、处理2、处理4、处理6、处理8组成表3，即形成0水平、缺N、缺P、缺K和常规水平。
根据表3对试验地进行缺素分析，该试验地无肥区产量为985.49 kg/hm2，相对产量为70.6%，缺N、P、K 3个处理的相对产量分别为82.7%、80.0%、84.6%，说明施N、P、K对绿豆有一定的增产效果。
2.3 单因素分析
选取处理2、处理3、处理6、处理11作为系列1，观察氮因子对绿豆产量的影响。选取处理4、处理5、处理6、处理7作为系列2，观察磷因子对绿豆产量的影响。选取处理8、处理9、处理6、处理10作为系列3，观察钾因子对绿豆产量的影响。由图1可知，3种肥料施肥量与绿豆产量之间均表现出典型的抛物线特征，说明在一定范围内增加施肥量有助于提高绿豆产量，但超过一定范围后再增加施肥量反而会使产量降低[11]。
2.4 氮、磷、钾三因素对绿豆产量的影响
由图2可以看出，与不施肥N0P0K0相比，施用不同氮、磷、钾肥料的处理绿豆产量均明显增加，这表明施肥是提高绿豆产量的主要保障。其中N2P2K2处理产量最高，较不施肥增产410.21 kg/hm2。其他不同氮、磷、钾组合的绿豆产量增加幅度不尽相同，因此，合理控制肥料用量与比例，不仅能满足绿豆生长发育所需要的营养元素，而且能够促进单株生长发育协调，株高适中，结荚多，同时光合产物能顺利向子粒转移，能优化产量构成因素，进而提高绿豆产量。
用SPSS软件进行氮（X1）、磷（X2）、钾（X3）三因素对绿豆产量的回归分析，得出的回归方程为Y=1.956+0.374X1+0.339X2-0.011X3-0.131X12-0.107X22-0.047X32-0.017X1X2+0.063X1X3+0.068X2X3。
进一步对所拟合的产量与养分施用量三元二次效应方程的相关关系进行显著性分析， 结果表明，拟合的三元二次效应方程的相关性达到了显著水平，相关系数为0.963。回归模拟较好，可以进行回归模拟。对回归方程分别求N、P、K的导数，并令其为零，得出其联列方程组：
0.374-0.262X1-0.017X2+0.063X3=0 0.339-0.214X2-0.017X1+0.068X3=0-0.011-0.094X3+0.063X1+0.068X2=0
解该联列方程组得出X1=1.98，X2=2.36，X3=2.95，对应的氮、磷、钾施肥量分别为89.2、141.6、147.5 kg/hm2，此时，绿豆的最高产量为1 355.7 kg/hm2。三要素比例为1.00∶1.19∶1.49。
当施肥的边际成本等于边际产量时，施肥效益最大。对回归方程分别求N、P、K的导数，并令其等于施肥边际成本，得出其联立方程组：
0.374-0.262X1-0.017X2+0.063X3=0.101 0.339-0.214X2-0.017X1+0.068X3=0.024-0.011-0.094X3+0.063X1+0.068X2=0.020
解该联立方程组得到最佳经济施肥量分别为X1=1.48，X2=2.12，X3=2.42，对应的氮、磷、钾施肥量分别为66.6、127.2、121.0 kg/hm2，此时，绿豆的最佳经济产量为1 340.5 kg/hm2。三要素比例为1.00∶1.43∶1.64。
3 小结与讨论
1）“3414”试验结果表明，氮、磷、钾的最佳施用量为N 66.6 kg/hm2、P2O5 127.2 kg/hm2、K2O 121.0 kg/hm2。生长势和主要经济性状相比其他用量处理均呈明显优势。
2）单因素一元二次方程肥效分析显示，各肥料施用量与绿豆产量之间均表现出典型的抛物线特征，即随着肥料用量的增加产量增加，但当肥料达到产量潜力最高点时，再增加肥料用量绿豆产量反而降低。“3414”试验拟合的绿豆产量与肥料养分用量的三元二次效应方程的相关性达到了显著水平，表明拟合的效应方程和所预测的最高、最佳产量与相应的施用养分量符合实际情况[12-16]。
3）绿豆施肥的最佳经济产量与最高产量相比，施肥量显著降低，但产量差异并不大。表明优化氮、磷、钾施肥量能够显著提高绿豆产量。同时，试验结果模拟的预测值与实际值相吻合，可用来指导当地绿豆生产经济施肥，也可为相似条件地区绿豆科学施肥提供参考。
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