0、 引言
化肥是一种重要的农业生产资料，为提高作物产量做出了重要贡献。据联合国粮农组织(FAO) 统计，化肥在对农作物增产的总份额中约占 40% ～60% ; 在发展中国家，施肥可提高粮食作物单产 51． 4%。农学专家研究认为，其他因素相同的情况下，合理施用化肥可使农作物增产 40% ～ 60%。我国粮食产量从以前的供给不够到目前耕地面积减少的情况下还能满足需要，很大程度上都是因为施用化肥带来的粮食产量大幅提高。
根据肥料施用时间的不同，肥料分为基肥、种肥、中耕追肥等几种。基肥是在作物种植前施入土壤的肥料，为物生长过程中提供养分; 种肥是在播种的时候施用的肥料，可以为种子发芽和早期生长发育提供营养需求，为后期生长奠定基础。种肥施用时，根据肥料相对种子的位置不同，通常分为侧位深施肥、正位深施肥和种肥混撒等几种。人工播种时或者早期的播种机具都是采用种子与肥料混合后播施的方式，由于种子和肥料直接接触，容易造成烧种、烧苗现象，导致出苗率低、后期生长发育缓慢等问题。近年来，由于施用化肥造成的土壤硬化、环境污染越来越引起人们的重视。不合理的施肥方式(如大量施肥、种肥相对位置不合理) ，都会造成肥料不能被作物充分吸收，不仅是一种浪费，还会造成土壤和环境污染。
为了改进施肥方式，许多科研单位和企业进行了大量的研究开发工作，生产出各种各样的施肥播种机。这些播种机大都是播种与施肥分开进行，肥料与种子间有一定厚度的土壤隔离层，减少了烧苗，同时确保种子发芽及幼苗生长的一定时期内可以持续的吸收到肥料释放的养分。通常根据肥料相对种子的位置不同，又可将施肥播种机分为侧位深施肥播种机和正位深施肥播种机。侧位深施指的是肥料施在种子行的一侧; 正位深施是指肥料施在种子行的正下方，通过一定厚度的土壤隔离层将种子与肥料隔开。侧位施肥方式在播种时通过单独的施肥部件即可将肥料施在种侧，比较容易实现，所以这种类型的施肥播种机发展很快，市场上成熟机型很多; 而正位施肥方式需要先施肥，覆盖一定厚度的土壤后在进行播种，还要保证种子与肥料间土壤厚度稳定，技术难度比较大，现有成熟机型比较少。研究正位施肥播种机到底有没有必要? 正位施肥方式与侧位施肥相比能不能使作物增产? 目前很少看到相关试验数据。
为此，对小麦进行了正位深施肥不同施肥方式的对比试验，旨在为小麦深施肥播种机设计提供参考。
1、 试验设计与方法
根据小麦种植农艺要求，选取施肥相对位置 A、施肥深度 B、施肥量 C 等3 个主要参数作为试验因素，以产量作为试验指标，进行三因素二水平正交试验。施肥相对位置设置正位和侧位两个水平，肥料相对种子深度设置 3cm 和 5cm 两个水平，施肥量根据经验设置 300kg/hm2和 375kg/hm2两个水平，确定因素水平编码表如表 1 所示。
2、 试验过程与结果
2． 1 试验概况
试验地点在江苏省丹阳市三桥村，播种时间 2012年 12 月初，前茬作物为水稻; 播种之前几天刚下过雨，土壤比较潮湿。肥料选用 45% 高浓度三元复合肥，小麦种子为扬麦 18。由于播种时间较晚，播种量适当 加 大 至 300kg/hm2，播 种 深 度 3 ～ 4cm，行 距20cm。
2． 2 试验方法
根据三因素二水平试验方案，共需安排 4 种对比试验。另外，为了与当地种肥混合、人工播撒的种植方式进行对比，安排了一个种肥混撒试验区。根据试验设计要求，采用人工开沟施肥、播种方式，精确控制施肥相对位置、播种量和施肥量。分别安排种下正位3cm 施肥 300kg / hm2、种下正位 5cm 施肥 375kg/hm2、种行侧位下深 5cm 施肥 375kg/hm2、种行侧位下深3cm 施肥 300kg / hm2和种肥混合均匀撒播 5 个对比试验区。
2． 3 试验结果
2013 年 6 月 3 日人工分区块收割，分别测量产量，填入正交试验结果统计表，如表 2 所示。
3、 试验极差分析
3． 1 试验结果直观分析
首先采用极差分析法对影响产量的因素水平进行分析。正交试验极差分析计算结果如表 3 所示。
从极差分析结果可以看出: 3 个因素中，施肥相对深度对产量的影响最为明显，施肥位置次之，施肥量对产量影响最小。3 个因素的水平中，施肥位置的较优水平为正位深施，施肥深度以 5cm 为佳，施肥量为375 kg / hm2。故最佳施肥方式为: 正位深施，肥料位于种子下方 5cm 处，施肥量为 375kg/hm2。
以每个因素的两个水平值作横坐标，以与这两个水平值对应的均值 K 值作纵坐标求得两个点，并将这两个点连成一条直线，得到 3 个因素及其相应的 K 变化趋势图，如图 1 所示。
由图 1 可以看出，施肥深度从 3cm 增加到 5cm时，产量增加较多。结合小麦出苗情况及生长过程中植株生长情况分析，3cm 的施肥深度可能太小，造成烧苗，使出苗率降低，产量减少。采用正位施肥的方式比侧位施肥方式对增产的影响也相对较大。根据生长过程中植株发育情况分析，正位施肥方式肥料位于植株正下方，小麦根系在生长过程中逐渐深入土壤，肥料被逐渐吸收，满足各阶段生长对肥料的要求，所以长势较好。另外，正位施肥肥料位于正下方，根系往下方生长，而侧位施肥，根系会向靠近肥料的一侧生长，后期容易倒伏。与施肥位置和施肥深度相比，施肥量对产量的影响要小得多。
种肥混合撒播的试验区的产量为 4 530kg/hm2，高于侧位 3cm、375kg/hm2施肥量的产量。经观测分析，其原因可能是由于人工混撒的方式使得种子和肥料都均匀分布在整个试验区内，种肥分散，相对于肥料施于种侧 3cm 的条播条施方式更不容易烧种烧苗。
但是，由于人工混撒方式毕竟是种肥混合，存在烧种烧苗现象，并且后期植株的生长不能提供持续的肥料供给，所以产量低于其他几种种植方式。
3． 2 方差分析
极差分析的结果排出了试验因素的最佳组合，要更精确地估算个因素对试验结果影响的重要性，还需要进行方差分析。通过方差分析可以进一步分析各试验指标对试验结果影响的显著程度，从而有利于选取个因素最佳水平组合。方差分析如表 4 所示。
从 F 分布表中查得 F0． 10(1，1) = 39． 86，故因素 B施肥深度作用显著，因素 A、C 作用不显著。与前面直观分析结果一致。
4、 结论建议
1) 通过对比试验分析表明，施肥深度和施肥位置对小麦产量影响较大，采用机械正位深施肥的播种机械可以在适当少施肥的情况下仍保持高产，施肥量的增加对产量的贡献较小。
2) 采用合适的条施条播机具与人工撒种肥混撒方式相比，产量更高，应该大力推广条施条播机，特别要加强正位深施肥播种机的研发和推广工作。
3) 从试验结果看，施肥深度从 3cm 增加到 5cm时，对产量影响最大。试验时的施肥深度选取参考了当地农民种植经验; 但是从结果分析，施肥深度 3cm时可能造成烧苗，说明指标选取得不太合理。建议重新选取施肥深度参数，并增加施肥深度水平个数，增大试验次数，才能进一步分析施肥深度对产量的影响趋势。
4) 在一定范围内，施肥量的增加对产量影响很小，说明通过合适的施肥方式可以达到增产的目的，而不需要施用大量的肥料。大量施用化肥还会造成环境污染、土壤板结，得不偿失。
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