灌溉条件下燕麦氮、磷、钾配方施肥效应分析及与产量回归模型的建立
The Effects Analysis of Nitrogen, Phosphorus and Potassium Fertilization on Oat and Establishment of Yield Regression Model under Irrigation Condition
Zhang Pingzhen ,, Zhang Kehou ,, Chen Ying, Chen Jingping, Luo Jianke, Wang Zeyu
Baiyin Agricultural Science Research Institute, Baiyin 730900, Gansu, China
摘要
为探讨灌溉条件下燕麦品种银燕6号氮（N）、磷（P）、钾（K）配方施肥的肥料效应,采用“3414”试验方案,研究N、P、K不同施用配比对燕麦产量和农艺性状的影响,建立了施肥与产量的回归模型,为构建灌溉条件下燕麦施肥指标体系提供科学依据。结果表明,处理N2P2K2籽粒产量（5100.0kg/hm2）、肥料贡献率（34.8%）、产值（20 400.0元/hm2）在14个处理中均最高;增产效应为N>P>K,并且N、P、K肥间存在明显的交互作用;N、P、K单种肥料施用量与籽粒产量呈抛物线关系,根据拟合函数得出,N、P、K最大施用量分别为229.8、80.5、26.4kg/hm2;根据N、P2O5和K2O施用量对籽粒产量的影响,建立了三因素的施肥数学模型,进一步得出,燕麦产量≥4950.0kg/hm2时,氮（N）︰磷（P2O5）︰钾（K2O）施肥比例为1.54︰1︰0.23,N、P2O5、K2O施用量范围分别是148.8~198.3、>112.5和14.3~37.2kg/hm2。该结论对灌溉条件下燕麦生产具有实际指导意义。
关键词：燕麦;“3414”肥料设计;籽粒产量;灌溉;施肥
Abstract
This study aimed to investigate the formula fertilization effects of oat (Avena sativa) on nitrogen, phosphorus, potassium under the irrigation condition. We applied the “3414” test scheme to observe oat (Yinyan 6) yield and agronomic characters under the influence of different allocations of N, P, and K. To provide a scientific basis for the establishment of oat fertilization index system under irrigation condition, a regression model between fertilization and yield was established. The results showed that grain yield (5100.0kg/ha), fertilizer contribution rate (34.8%), and output value (20 400.0 yuan/ha) of N2P2K2 treatment were the highest among the 14 treatments. The yield increase effect of N, P, and K was N>P>K and there were obvious interactions among N, P, and K. The relationships between single fertilizer N, P, and K and grain yield were parabolic. According to the fitting function, the maximum N, P, and K application rates were 229.8, 80.5, and 26.4kg/ha, respectively. According to the effects of pure N, P2O5 and K2O application rates on grain yield, a three-factor fertilization mathematical model was established. Further analytical analysis showed that oat grain yield was ≥4950.0kg/ha when the ratio of N︰P2O5︰K2O fertilization was 1.54︰1︰0.23 and the fertilization range was 148.8-198.3kg/ha for N, >112.5kg/ha for P2O5, and 14.3-37.2kg/ha for K2O. The conclusion of this study had practical guiding significance for Avena sativa production under irrigation condition.
Keywords：Avena sativa;“3414”fertilizer scheme;Grain yield;Irrigation;Fertilization
本文引用格式
张平珍, 张克厚, 陈莺, 陈靖萍, 罗健科, 王泽宇.
Zhang Pingzhen, Zhang Kehou, Chen Ying, Chen Jingping, Luo Jianke, Wang Zeyu. The Effects Analysis of Nitrogen, Phosphorus and Potassium Fertilization on Oat and Establishment of Yield Regression Model under Irrigation Condition. Crops, 2021, 37(5): 101-107 doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2021.05.015
燕麦（Avena L.）属禾本科禾本亚科燕麦属,是一种粮、经、饲、药多用作物,在全世界五大洲42个国家均有栽培,在世界八大粮食作物中,燕麦总产量居第5位[1]。燕麦营养价值高、全面且平衡,具有降血脂和降血糖的功效,已经成为人们生活中不可或缺的营养保健粮食[2]。
近年来,随着燕麦保健功能不断地被认可,燕麦产品快速发展,对燕麦的需求也不断增加。甘肃燕麦种植区受自然条件特别是干旱的制约,燕麦生产一直是广种薄收、粗放管理的生产方式,难以形成规模化、标准化、产业化生产,种植效益不高,影响了燕麦生产的发展。因此,必须调整育种目标和方向,制定新的多样化育种方案,开展以高产、超高产品种选育选用为中心栽培技术研究[3,4,5]。近几年白银市农业科学研究所探索在灌溉条件下发展燕麦生产,为解决这些问题提供了重要创新途径,并取得了较好的技术成果[6,7]。燕麦是传统的旱地作物,对雨养干旱地区燕麦配方施肥技术已有广泛报道,而对灌溉条件下燕麦肥料施用技术研究很少;灌溉地区燕麦与干旱地区燕麦对肥料的需求不同,在灌溉条件下,施肥不足,达不到高产目的;施肥过量,则导致营养生长过旺,容易造成燕麦倒伏而减产,并且增加成本,降低收益,增加环境风险[8,9]。为了探讨在灌溉条件下燕麦的氮（N）、磷（P）、钾（K）施肥效应,2018年进行了灌溉条件下燕麦氮、磷、钾“3414”平衡施肥试验[10,11],并运用不同模型进行数据分析,研究氮、磷、钾不同施用配比对燕麦产量和农艺性状的影响,初步获得灌溉条件下氮、磷、钾施肥比例和施肥量范围等基本参数,为构建燕麦大面积施肥指标体系和科学施肥提供依据。
1 材料与方法
1.1 试验时间与试验地概况
试验于2018年在甘肃省白银市农业科学研究所试验场（靖远县）（103°3′~105°34′ E,35°33′~37°38′ N）进行。试验场位于甘肃中部、黄河上游,地处黄土高原与腾格里沙漠过度地带,属温带干旱、半干旱大陆性气候。海拔1570m,年均气温8.5℃,无霜期>170d,≥10℃有效活动积温3100℃,年均降雨量224mm,蒸发量1600mm。土壤为沙壤土,有机质18.8g/kg,碱解氮65mg/kg,速效磷44.21mg/kg,速效钾78mg/kg。试验地属于引黄灌区,自然生态条件及土壤、农业生产条件在甘肃省中部引黄灌区有较好的代表性。
1.2 试验材料
试验燕麦品种为银燕6号,由白银市农业科学研究所提供。试验氮肥为尿素（N 46%）,磷肥为普通过磷酸钙（P2O5 12%）,钾肥为硫酸钾（K2O 50%）。
1.3 试验设计
采用“3414”最优设计方案[12],设氮、磷、钾3个因素（N、P、K）、4个施肥量水平（0、1、2、3）。其中,0水平指不施肥,2水平为当地最佳施肥量,3水平为过量施肥水平,共14个处理,每个处理3次重复,随机区组排列。共14个小区,小区面积为18m2（6m×3m）,行距20cm,小区间留50cm走道,小区间打地埂,防止串水串肥,试验地四周设2m保护行。处理方案详见表1。
表1 “3414”试验方案、施肥量和肥料成本
Table 1
Treatment纯养分用量Pure nutrient dosage (kg/hm2)肥料施用量Fertilizer quantity(kg/hm2)肥料成本（元/hm2）
Fertilizer cost
(yuan/hm2)NP2O5K2O尿素
Urea普通过磷酸钙
Ordinary superphosphate硫酸钾
Potassium carbonateN0P0K00000000N0P2K2075.0300625.0142.8405.0N1P2K267.575.030146.7625.0142.8567.0N2P0K2135.0030293.50142.8429.0N2P1K2135.037.530293.5312.5142.8579.0N2P2K2135.075.030293.5625.0142.8729.0N2P3K2135.0112.530293.5937.5142.8879.0N2P2K0135.075.00293.5625.00624.0N2P2K1135.075.015293.5625.071.4676.5N2P2K3135.075.045293.5625.0214.3781.5N3P2K2202.575.030440.2625.0142.8891.0N1P1K267.537.530146.7312.5142.8417.0N1P2K167.575.015146.7625.071.4514.5N2P1K1135.037.515293.5312.571.4526.5
纯N、P2O5、K2O的价格分别为2.4、4.0、3.5元/kg
The prices of N, P2O5, K2O are 2.4, 4.0 and 3.5 yuan/kg, respectively
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采用人工开沟播种,播种量494万粒/hm2,各小区均不施有机肥,肥料按试验方案分小区称量,并作基肥一次性施入,不施追肥,生育期浇水2次（每次约2250m3/hm2）,分别在燕麦拔节期和灌浆期中耕除草2次,喷药1次防治蚜虫。收获时分小区单收单打计产,其他管理同当地大田生产。增产量（kg/hm2）=施肥区籽粒产量-缺素区籽粒产量;增收（元/hm2）=施肥区产值-施肥区肥料成本-缺素区产值;肥料贡献率（%）=（施肥区籽粒产量-缺素区籽粒产量）/施肥区籽粒产量×100。
1.4 数据统计
采用Excel 2007对原始数据进行初步处理,建立肥料效益的回归方程,并制图。用软件SAE V6.0.0进行单因素方差分析。
2 结果与分析
2.1 不同氮、磷、钾配比的施肥效应
燕麦籽粒产量分析结果（表2）表明,施肥处理除缺氮处理（N0P2K2）与N0P0K0籽粒产量差异不显著外,其他处理均与N0P0K0处理差异显著;N2P2K2处理籽粒产量（5100.0kg/hm2）最高,除N3P2K2处理外,与其他处理差异显著。各施肥处理的产量均高于未施肥处理N0P0K0。不同施肥处理的增产效果存在一定的差异,其中N0P2K2处理增产量最小,较未施肥处理N0P0K0增产135.0kg/hm2;与N0P0K0相比,N2P2K2处理增产量最大,增产1774.5kg/hm2;其次为处理N3P2K2（N3水平）,增产1585.7kg/hm2,而N2P3K2（P3水平）增产1402.4kg/hm2,N2P2K3（K3水平）增产1291.2kg/hm2,说明燕麦对氮素反应敏感,增施氮肥可以显著增产,氮肥对灌溉地区燕麦籽粒产量的提高具有至关重要的作用。缺氮处理（N0P2K2）、缺磷处理（N2P0K2）和缺钾处理（N2P2K0）较最高产量处理N2P2K2分别减产32.1%、13.8%和13.2%,说明氮肥是灌溉地区燕麦籽粒产量的主要限制因子,其次是磷肥和钾肥。
表2 不同氮、磷、钾配施处理对产量、经济效应和肥料贡献率的影响
Table 2
Treatment籽粒产量
Grain yield (kg/hm2)产值（元/hm2）
Output value (yuan/hm2)增产
Increased yield (kg/hm2)增收（元/hm2）
Increased profit (yuan/hm2)肥料贡献率
Fertilizer contribution rate (%)N0P0K03 325.5i13 302.0–––N0P2K23 460.5hi13 842.0135.0135.03.9N1P2K23 683.4h14 733.6357.9864.69.7N2P0K24 394.4def17 577.61 068.93 846.624.3N2P1K24 505.6cde18 022.41 180.14 141.226.2N2P2K25 100.0a20 400.01 774.56 369.034.8N2P3K24 727.9bc18 911.61 402.44 730.629.7N2P2K04 427.9def17 711.61 102.43 785.624.9N2P2K14 688.9bc18 755.61 363.44 777.129.1N2P2K34 616.7cd18 466.81 291.24 383.328.0N3P2K24 911.2ab19 644.81 585.75 451.832.3N1P1K24 244.4f16 977.6918.93 258.621.6N1P2K13 983.4g15 933.6657.92 117.116.5N2P1K14 316.7ef17 266.8991.23 438.323.0
燕麦籽粒价格以4.0元/kg计算。同列不同字母表示差异达0.05显著水平,下同
The price of oat grain is 4.0 yuan/kg. Different letters within a column indicate significant difference at the 0.05 level, the same below
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施肥是农业生产中的重要环节,是作物产量提高的重要因素。施肥量的确定不仅要考虑产量,而且要综合考虑经济效益。由表2可知,与N0P0K0相比,不同的氮、磷、钾配比施用均可提高产值,增加收入,其中处理N2P2K2的产值（20 400.0元/hm2）最高,是处理N0P0K0的1.53倍;其次为N3P2K2处理（19 644.8元/hm2）。而N3P2K2处理的肥料成本却高于N2P2K2处理（表1）,说明施肥不合理,不仅浪费肥料,也增加生产成本,经济效益反而下降。此外,缺氮处理（N0P2K2）增收仅为135.0元/hm2,表明在灌溉条件下只施钾肥和磷肥对燕麦产值增加无明显效果。
施肥处理的肥料贡献率在3.9%~34.8%,其中处理N2P2K2的肥料贡献率最高,达34.8%,说明合理施肥可有效提高肥料的利用率。
2.2 单种氮、磷、钾肥的增产效应分析
根据N0P2K2、N1P2K2、N2P2K2和N3P2K2的试验结果,对氮肥单种肥料施用量同燕麦籽粒产量比较分析,做散点图,拟合一元二次曲线（图1a）。氮肥施用量（x）与籽粒产量（y）的拟合函数为y=-0.0382x2+17.554x+3049.8（R2=0.8779）,由于一元二次方程二次项系数为负,一次项为正,说明函数有极大值,即燕麦籽粒产量随氮肥施用量的增加呈先增加后减少的趋势。根据拟合函数可得出最大施氮量为229.8kg/hm2,此时最大理论产量为5066.4kg/hm2。从拟合函数最大施氮量看,氮肥理论施用量还可以增加,但籽粒产量增加很少,成本却增大,说明继续增加施氮量对燕麦产值增加没有明显效果。
图1
图1 氮、磷、钾施用量与籽粒产量的拟合曲线
Fig.1 The fitted curve for grain yield and N, P, and K application rates
根据N2P0K2、N2P1K2、N2P2K2和N2P3K2的试验结果,对磷肥单种肥料施用量同燕麦籽粒产量比较分析,做散点图,拟合一元二次曲线（图1b）。磷肥施用量（x）与籽粒产量（y）的拟合函数为y=-0.1126x2+18.119x+4179.4（R2=0.7855）,根据拟合函数得出最大施磷量为80.5kg/hm2,此时最大理论产量为4908.3kg/hm2。
根据N2P2K0、N2P2K1、N2P2K2和N2P2K3的试验结果,对钾肥单种肥料施用量同燕麦籽粒产量比较分析,做散点图,拟合一元二次曲线（图1c）。钾肥施用量（x）与籽粒产量（y）的拟合函数为y=-0.827x2+43.732x+4375.7（R2=0.7735）,根据拟合函数得出最大施钾量为26.4kg/hm2,此时最大理论产量为4953.8kg/hm2。
2.3 氮、磷、钾肥的互作效应分析
氮、磷、钾肥施用量的交互作用分析结果（图2a）表明,在K2水平时,当氮肥施用量从N1增加到N2,P1和P2水平分别增产261.2和1416.6kg/hm2,增产率分别为6.2%和38.5%。说明随着氮肥施用量的增加,磷肥用量也要达到一定的量,才能使氮肥更好地发挥肥效。在P2水平时,当氮肥施用量从N1增加到N2时,K1和K2水平分别增产705.5和1416.6kg/hm2,说明一定用量的钾肥对氮肥也具有很好的增效作用。
图2
图2 氮、磷、钾肥施肥水平的互作效应
Fig.2 Interactions of N, P and K application level
在K2水平下,当磷肥施用量从P1增加到P2时,N1水平减产561kg/hm2,而N2水平增产594.4kg/hm2,说明氮肥施用量达不到一定量,增施磷肥没有增产效果（图2b）。在N2水平时,当磷肥施用量从P1增加到P2时,K1和K2水平分别增产372.2和594.4kg/hm2,说明随着施磷水平的增加,K1和K2水平的增产量比较接近,钾肥施用量的增加并不会明显影响磷肥肥效。中氮（N2）比中钾（K2）处理更有利于磷肥肥效的发挥。
在P2水平下,当钾肥施用量从K1增加到K2时,N1水平减产300kg/hm2,而N2水平增产411.1kg/hm2,说明氮肥施用量的提高有利于钾肥肥效更好地发挥（图2c）。在N2水平时,当钾肥施用量从K1增加到K2时,P1和P2水平分别增产188.9和411.1kg/hm2,说明随着施钾水平的增加,P1和P2水平的增产量接近,磷肥施用量的增加并不会明显提升钾肥肥效。
2.4 各因素与产量回归模型的建立及检验
以产量（Y）为目标函数, 根据纯N（X1）、P2O5（X2）、K2O（X3）施用量对产量的影响建立三因素的施肥数学模型, Y = 221.3524 + 20.4121X1 - 8.5801X2 + 38.5977X3 - 6.2532X12 - 1.3124X22 - 3.8204X32 + 20.3884X1X2 - 1.8628X1X3 - 9.9189X2X3（R = 0.9443**, F = 11.5307**）。经显著性检验表明, 回归方程有效, 各小区产量理论值和实测值接近, 可作进一步分析。
2.5 氮、磷、钾配方施肥比例和施肥范围
“3414”优化设计因素组合共64个N、P、K肥料施用量组合,对燕麦产量影响较大。最高函数产量为5583.8kg/hm2,N、P、K编码值分别为3、3、0。显然,最高函数产量编码值不符合生物学意义,是一个数学理论值。而田间小区实测值最高的N2P2K2处理折合产量为5100.0kg/hm2,其编码组合N、P、K编码值均为2。为了进一步寻找最佳施肥量,结合函数方程与各小区实际产量,进一步进行组合寻优,得到当地7个燕麦产量≥4950.0kg/hm2的组合（表3）。
表3 目标产量≥4950.0kg/hm2的编码组合结果排序
Table 3
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对燕麦产量在4950kg/hm2以上的7个组合各肥料因素编码进行频次分析,结果（表4）表明,N（X1）、P（X2）、K（X3）的各平均编码值分别为2.5714、3和1.7143,解析编码后,转换为纯N、P2O5、K2O平均施用量,分别为173.6、112.5、25.7kg/hm2,折合尿素、普通过磷酸钙和硫酸钾分别为377.3、937.5和122.4kg/hm2,此时的燕麦产量为5219.1kg/hm2,N︰P︰K=1.54︰1︰0.23。需要强调的是,这个比例并不代表燕麦对氮、磷、钾的全部需求比例,而是在当地土壤基础养分含量下的配方施肥比例。燕麦产量≥4950.0kg/hm2的N、P2O5、K2O用量范围分别是148.8~198.3、>112.5和14.3~37.2kg/hm2。
表4 燕麦目标产量4950.0kg/hm2以上的各肥料因素编码统计
Table 4
FactorX1X2X3次数Times频率Frequency (%)次数Times频率Frequency (%)次数Times频率Frequency (%)00000114.310000228.62342.900228.63457.17100228.6次数合计Total times777平均编码值Average coding value2.571431.7143标准误差Standard error0.187000.3894编码范围Coding range2.204<Y<2.938Y<30.951<Y<2.477
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“最佳施肥量”是一个相对数值,受土壤肥力、作物品种、目标产量、栽培管理和试验误差诸多因素影响,例如土壤肥力低则施肥量就应增大,土壤肥力高则施肥量就应减少。同时,“最佳施肥量”还要综合考虑氮、磷、钾肥的价格和增产效果,在生产实践上要根据实际情况对施肥量进行调整。
2.6 不同肥料配施对燕麦经济性状及群体结构的影响
由表5可知,不同肥料配施对该地区燕麦生育期、株高、主穗长、小穗数、穗粒数、成穗数和倒伏率的影响都存在差异,除N0P2K2、N1P2K2、N1P1K2和N1P2K1外,其他处理的生育期与N0P0K0差异显著;所有施肥处理的株高与N0P0K0均差异显著;施肥处理中只有N0P2K2的主穗长与N0P0K0差异不显著;N2P2K2、N2P3K2、N2P2K0、N2P2K1、N2P2K3和N3P2K2的小穗数与N0P0K0差异显著;N0P2K2、N2P1K1和N1P2K2的穗粒数与N0P0K0差异不显著;所有施肥处理的千粒重与N0P0K0差异不显著,说明施肥处理并不会显著增加燕麦籽粒的饱满度。
表5 不同处理的经济性状及差异性分析
Table 5
Treatment生育期
Growth period
(d)株高
Plant height
(cm)主穗长
Main panicle
length (cm)小穗数
Spikelet
number穗粒数
Grains per
spike千粒重
1000-grain
wight (g)成穗数
Panicle number
(×104/hm2)倒伏率
Lodging rate
(%)N0P0K085d94.0f15.5e28.4d35.6d25.3a411.5g0eN0P2K286cd98.2e16.0e31.9abcd35.8d25.5a417.5g0eN1P2K286cd110.2d17.3cd31.2abcd36.1cd25.2a445.5ef0eN2P0K289bc115.8c18.0bc29.0d38.2abc24.7a515.5cd0eN2P1K290ab118.3bc18.2abc31.6bcd38.6ab24.2a546.5bc0eN2P2K290ab119.0bc18.5ab33.2ab39.0ab24.8a586.0ab0eN2P3K290ab120.5ab19.2a33.8a39.7a24.2a550.5bc0eN2P2K090ab118.8bc18.0bc32.0abc39.2ab23.0a554.5abc25.2bN2P2K190ab118.6bc18.3abc33.5ab38.2abc23.7a575.8ab10.9cN2P2K391ab118.5bc18.0bc34.1a38.3abc24.0a566.3ab0eN3P2K293a122.6a17.5cd32.9abc39.1ab23.5a602.5a30.5aN1P1K286cd108.5d17.8bc30.0cd37.7bc25.4a495.5cd0eN1P2K186cd110.3d18.1abc31.3abcd38.0bc25.0a467.0ef4.3deN2P1K191ab118.8bc18.3abc29.7cd37.2bcd25.5a514.5cde6.6d
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处理N3P2K2的生育期最长,株高最高,成穗数最多,但倒伏率最高,而籽粒产量最高的N2P2K2处理与N3P2K2处理的株高和倒伏率有显著差异,生育期和成穗数差异不显著;处理N2P3K2的主穗最长,穗粒数最多,而籽粒产量最高的N2P2K2处理与N2P3K2处理的主穗长、穗粒数差异不显著;N2P2K3处理小穗数最多,而N2P2K2处理与N2P2K3处理的小穗数差异不显著。总之籽粒产量最高的N2P2K2处理生育期正常,千粒重中等,主穗长、小穗数、穗粒数和成穗数均偏高,抗倒性强。
3 讨论
3.1 灌溉地区燕麦不同肥料配施对化肥肥效的影响
施肥是补充土壤营养、维持土壤持续生产力和维持稳定增产的有效措施。由于营养元素对作物产量的影响,不仅具有主效应,交互作用效应也对产量有一定的影响,是当前土壤科学与植物营养研究的热点[13]。朱桂玉等[14]研究发现,氮、磷、钾肥施用量均为中等水平时,水稻产量和经济效益最佳,同时氮、磷、钾肥间存在明显的交互作用,三者配合施用有助于各自肥效的发挥。本研究中,处理N2P2K2籽粒产量最高,为5100.0kg/hm2,且除与N3P2K2处理籽粒产量差异不显著外,与其他处理差异均显著,并且处理N2P2K2的肥料贡献率最高,达到34.8%;各施肥处理的籽粒产量均高于未施肥处理N0P0K0,且不同施肥处理的增产效果存在一定差异,增产量最大的处理为N2P2K2,比N0P0K0增产1774.5kg/hm2;氮、磷、钾缺素处理较最高产量N2P2K2处理分别减产32.1%、13.8%、13.2%,即氮肥是限制灌溉条件下燕麦产量的主要因子,其次是磷肥和钾肥。单种肥料施用量与籽粒产量呈抛物线关系,一定范围内籽粒产量随施肥量的增加而提高,但超过此范围反而降低,这种现象符合报酬递减规律。对肥料的交互作用分析发现,随着氮肥用量的增加,磷肥用量也要达到一定量才能使氮肥肥效更好地发挥,一定用量的钾肥对氮肥也具有很好的增效作用;氮肥施用量的提高也有利于钾肥肥效更好地发挥,磷肥施用量的增加并不会明显影响钾肥肥效;氮肥施用量的提高有利于磷肥肥效更好地发挥,钾肥施用量增加并不会明显影响磷肥肥效,高氮比高钾处理更有利于磷肥肥效的发挥。
3.2 不同肥料配施对灌溉地区燕麦产量及其构成因素的影响
灌溉地区与干旱雨养地区燕麦生产对品种的特性、播种密度、水肥管理不同[15],灌溉地区燕麦籽粒产量制约因素较多,既要考虑品种的抗倒性和播种密度,也要考虑水量和施肥量。水肥合适,能够发挥燕麦最大生产潜能;水肥过量,则导致营养生长过旺,易造成燕麦严重倒伏,减产明显,并且施肥量过高时,成本增加,收益降低,环境风险增加;因此,确定合理施肥量是增产、增收和肥料高效利用的关键[16]。本研究通过建立对氮、磷、钾单种肥料施肥量同燕麦籽粒产量比较分析,做散点图,拟合一元二次曲线,利用一元二次肥效方程估测得最大施氮量为229.8kg/hm2、最大施磷量为80.5kg/hm2、最大施钾量为26.4kg/hm2时,最大理论产量分别为5066.4、4908.3和4953.8kg/hm2。通过“3414”优化设计试验统计分析建立施肥量与籽粒产量的数学模型,进一步解析得出氮（N）︰磷（P2O5）︰钾（K2O）=1.54︰1︰0.23;燕麦产量≥4950.0kg/hm2的N、P2O5和K2O用量范围分别是148.8~198.3、>112.5和14.3~37.2kg/hm2。
德科加等[17]研究表明,施氮量与产量构成之间呈显著的二次回归关系,各产量构成变化随施氮量的增加出现了“低–高–低”的变化趋势,说明氮肥对产量构成的贡献存在临界值,这个临界值可能由植物的生理特性决定。灌溉地区燕麦品种对农艺性状的要求与旱地燕麦显著不同[15]。燕麦要实现高产,防止倒伏是前提,在这个前提下讨论农艺性状对产量的影响才有意义。在燕麦生产中,应通过品种选择、播种量控制等措施将主攻成穗数放在优先地位,即成穗数高、群体结构好。适宜的株高、生育期和千粒重是实现高产的重要保证;对穗粒数应有一定控制[5]。该研究中不同肥料配施对燕麦生育期、株高、主穗长、小穗数、穗粒数、成穗数和倒伏率的影响都存在差异,所有施肥处理的千粒重与N0P0K0差异不显著;N3P2K2处理的株高与其他所有处理的株高存在显著差异,并且N3P2K2处理的倒伏率最高,表明氮肥施用过量造成植株徒长,茎秆细弱,抗倒性明显减弱,但N3P2K2处理的成穗数高,这就说明主效应氮肥施用量是关键,达到成穗数高,并且株高适宜;籽粒产量最高的N2P2K2处理生育期正常,千粒重中等,主穗长、小穗数、穗粒数和成穗数均偏高,抗倒性强。因此,只有合理的氮、磷、钾用量配比才有利于提高燕麦的农艺性状。
4 结论
燕麦对氮素反应敏感,增施氮肥可以显著增产,氮、磷、钾配施能更好地发挥肥效,结合籽粒产量和经济效益,建议灌溉地区燕麦产量≥4950.0kg/hm2的N、P2O5和K2O用量范围分别为148.8~198.3kg/hm2、>112.5kg/hm2和14.3~37.2kg/hm2;在当地土壤基础养分含量下的配方施肥比例N︰P︰K=1.54︰1︰0.23。
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