辉县市花生氮磷施肥模型经济效益分析

分类：论文范文 发表时间：2020-07-14 11:04

　　摘要 试验采用氮磷2因素5水平13个处理组合的回归设计，根据田间试验测得的数据，建立了N、P 2因素全信息回归模型，依此求得最大施肥量为纯N 205.73 kg/hm2、P2O5 157.14 kg/hm2，最高产量为3 418.10 kg/hm2；经济最佳施肥量为纯N 195.01 kg/hm2、P2O5 105.99 kg/hm2，最佳产量为3 392.40 kg/hm2，并对纯N、P2O5单因素效应进行了剖析。最后对2类4种施肥模型的经济效益进行了比较分析。

　　关键词 花生；氮磷施肥模型；经济效益；河南辉县

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　　輝县市位于太行山东南麓，属华北地区半干旱季风气候，多年平均降雨量640.40 mm左右，年平均气温14 ℃左右，70%的雨量集中在7—9月，高温多雨的气候有利于夏花生的生长发育。花生是辉县市的主要油料作物，常年种植面积1万hm2左右，但由于管理粗放，投肥较少，施肥技术不高，特别是忽视使用磷肥，因而平均产量徘徊在1 950～2 250 kg/hm2之间。鉴于此，于2016年在辉县市北云门农村试验基地进行了花生氮磷施肥试验，基于试验结果建立了氮磷施肥模型，探求氮磷施用量的合理配比及肥料的经济效益，旨在为合理施肥提高花生产量提供参考依据[1-3]。

　　1 材料与方法

　　1.1 试验概况

　　试验于2016年在辉县市北云门镇农村试验基地进行，试验地前茬为小麦，肥力中等。供试花生品种天府9号；供试氮肥为尿素（含纯N 46%），磷肥为过磷酸钙（含P2O5 16%）。

　　1.2 试验设计

　　试验设计采用纯N、P2O5 2因素5水平13处理组合的“2513”回归设计[4-6]，试验因素水平编码值列于表1。5月18日麦垄点种，密度为15万穴/hm2，每穴2粒，小区面积30 m2。

　　2 结果与分析

　　2.1 产量结果

　　试验结构矩阵及花生产量结果列于表2。

　　2.2 模型的建立及解析

　　2.2.1 建立N、P全信息回归模型。根据表2试验结构矩阵及花生产量结果，建立以花生产量为目标函数的N、P 2因素的二元二次全信息回归模型，结果为■NP=2 341.032+480.215x1+145.358x2-66.137x12-17.062x22-7.640x1x2（R2=0.925 3，F=17.33，p=0.000 8）将产量关于N、P 2因素的全信息回归方程分别对x1、x2求偏导数，并令其等于0，解联立方程组■=480.215-132.274x1-7.640x2=0■=145.358-34.124x2-7.640x1=0

　　可以得到稳定点x1=3.428 8，x2=3.492 0，相应函数值为3 418.10 kg/hm2。再通过对上述全信息回归模型在两肥料因素码值变化区域（0≤x1≤4，0≤x2≤4）的边界上的最大值进行分析比较，得出的稳定点就是函数的最大值点，即最大施肥量相应的码值，折合施肥量为纯N 205.73 kg/hm2、P2O5 157.14 kg/hm2，最高产量为3 418.10 kg/hm2。endprint根据目前肥料与花生市场价格，花生价格为6.5元/kg、纯N为3.5元/kg、P2O5为5.8元/kg，基于上述产量关于N、P 2因素的全信息回归模型，得利润函数L1（x1，x2）=6.5（2 341.032+480.215x1+145.358x2-66.137x12-17.062x22-7.640x1x2）-（60×x1×3.5+45×x2×5.8）=15 216.71+2 911.38x1+683.83x2-429.89x12-110.90x22-49.66x1x2其中，x1、x2的变化区域为0≤x1≤4，0≤x2≤4。计算得出利润最大值点为x1=3.250 1，x2=2.355 4，等同施纯N 195.01 kg/hm2、P2O5 105.99 kg/hm2，经济最佳产量为3 392.40 kg/hm2。

　　2.2.2 N、P单因素肥料效应模型。根据表2，利用P2O5取2水平的相应试验结果，得出花生产量关于施N肥的回归方程为■N=2 507.100+436.375x1-58.213x12令上述方程导数等于0，解得x1=3.748 1，等同于施纯N 224.89 kg/hm2，相应产量为3 324.89 kg/hm2。利用表2中N取2水平的相应试验结果，得出花生产量关于P2O5肥的回归方程为■P=2 961.400+111.075x2-9.138x22令其导数等于0，解得x2=6.078 0，考虑到变量的取值范围0≤x2≤4，故当x2=4时，等同于施P2O5 180 kg/hm2，达到最高产量3 259.49 kg/hm2。

　　2.3 综合经济效益比较

　　根据2类4种施肥模型，施肥决策及花生产量的经济效益比较，可以大幅提高这些模型的科学性与决策正确性。2类4种施肥模型的经济效益比较列于表3。可以看出，经济最佳施肥模型的施肥决策与产量结果，其产投比高达17.00，经济效益显著，可作为辉县市花生栽培管理首选施肥模型。

　　3 结论与讨论

　　根据氮、磷2因素对花生产量影响的田间试验结构矩阵与产量结果，建立了氮磷2因素的施肥效应模型，并基于此模型求解出氮、磷最大施肥量为施纯N 205.73 kg/hm2、P2O5 157.14 kg/hm2，最高产量为3 418.10 kg/hm2；最佳施肥量为施纯N 195.01 kg/hm2、P2O5 105.90 kg/hm2，经济最佳产量为3 392.40 kg/hm2。

　　氮、磷单因素效应模型剖析：固定磷肥于“2”水平，求得N的回归子模型及固定N于“2”水平导出磷肥一元回归子模型，进而求得在施P2O5 90.00 kg/hm2的基础上，纯N施用量224.89 kg/hm2，花生产量可达2 324.89 kg/hm2。

　　对2类4种施肥模型的经济效益的比较分析，以氮、磷2因素最佳施肥量为施纯N 195.01 kg/hm2、P2O5 105.90 kg/hm2，产投比17.00，经济效益最高。

　　必须说明，施肥模型反映在一定条件下施肥与花生产量的关系，没有也不可能存在一成不变的万能模型，根据施肥模型所提供的纯N、P2O5施用量，还应当考虑到有机肥的用量与质量，应当定期进行花生营养诊断，灵活掌握化肥的施用量，以达到增收节资、提高施肥经济效益的目的。

　　参考文献

　　[1] 李仁岗.肥料效应函数[M].北京：农业出版社，1987：88-141.

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