茄子的土壤過量有效磷臨界值研究及其應(yīng)用

任永源，張 雅

（1.浙江勿忘農(nóng)種業(yè)股份有限公司，浙江杭州 310020；2.杭州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院蔬菜研究所，浙江杭州 310024）

茄子的土壤過量有效磷臨界值研究及其應(yīng)用

任永源1，張 雅2

（1.浙江勿忘農(nóng)種業(yè)股份有限公司，浙江杭州 310020；2.杭州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院蔬菜研究所，浙江杭州 310024）

為了解決茄子過量施用磷肥而引起的減產(chǎn)和環(huán)境污染問題，于2012年在杭州市郊采用土壤盆栽試驗(yàn)，對有效磷過量時(shí)的臨界值進(jìn)行研究。在土壤有效磷含量（Olsen?P，20～202 mg·kg－1）與茄子相對產(chǎn)量之間，比較了10種曲線回歸方程，結(jié)果表明，對數(shù)曲線方程擬合度較高（R2＝0.461）。該方程土壤磷過量的臨界值（相對產(chǎn)量100%）為36 mg·kg－1。此土壤有效磷臨界值可為在類似土壤上種植茄子時(shí)施用磷肥提供指導(dǎo)。

磷；臨界值；茄子

土壤有效磷是土壤中可被植物吸收利用的磷的總稱，有效磷含量測定一般是用某一特定化學(xué)浸提方法所得出的土壤中與植物生長有顯著相關(guān)的磷量，同一土壤用不同的化學(xué)浸提劑提取可以得到不同的有效磷含量。目前中國測定土壤有效磷含量的方法［1］為：石灰性、堿性和中性土壤用碳酸氫鈉法（Olsen法）；酸性土壤用鹽酸?氟化銨法（Bray1法）。土壤有效磷測定的方法還有20世紀(jì)80年代引進(jìn)的土壤養(yǎng)分狀況系統(tǒng)研究法（ASI）［2－3］及美哈利奇法（Mehlich3法）［3－4］。

張福鎖［4］指出，菜園磷肥施用量可用土壤有效磷含量分級指標(biāo)法進(jìn)行推薦，在不同有效磷含量的土壤上進(jìn)行多點(diǎn)試驗(yàn)，取得全肥（NPK）區(qū)和缺磷（NK）區(qū)成對的相對產(chǎn)量，按國際通用標(biāo)準(zhǔn)，以相對產(chǎn)量的高低來表達(dá)有效磷的豐缺狀況，即相對產(chǎn)量在50%以下的土壤有效磷含量為極缺，50%～75%為缺乏，75%～95%為中等，＞95%為豐富；據(jù)此，并考慮作物磷帶走量，提出了在施用中等水平有機(jī)肥（露地30～45 m3·hm－2）基礎(chǔ)上的磷肥推薦參考值，當(dāng)?shù)亓Ψ旨壸罡撸ㄍ寥繭lsen?P＞60 mg·kg－1）時(shí)，磷肥（P2O5）推薦量為作物磷帶走量的0～0.8倍，但此推薦量并未明確土壤Olsen?P含量要大到多少才無須施用磷肥。

陸宏等［5］對浙江省慈溪市青花菜土壤有效磷臨界值的研究表明，土壤有效磷（Olsen?P）含量與青花菜相對產(chǎn)量之間的最佳方程為三次曲線方程，該方程有2個(gè)臨界值，即有效磷缺乏時(shí)的臨界值（14.5 mg·kg－1）和過量時(shí)的臨界值（21.5 mg· kg－1）。王斌等［6］在寧波平原的水稻土對土壤有效磷臨界值的研究結(jié)果表明，土壤有效磷（Bray1?P）含量與早稻相對產(chǎn)量之間的最佳方程也為三次曲線方程，該方程有2個(gè)臨界值，即有效磷缺乏時(shí)的臨界值（25 mg·kg－1）和過量時(shí)的臨界值（57 mg·kg－1）。

茄子是一種營養(yǎng)成分齊全、營養(yǎng)價(jià)值較高，又有一定醫(yī)藥功能的大眾化蔬菜。張雅等［7］就土壤有效磷對茄子品質(zhì)的影響作過報(bào)道，但土壤有效磷過量時(shí)對茄子產(chǎn)量的影響尚未見報(bào)道。為了實(shí)現(xiàn)茄子優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)，達(dá)到節(jié)肥省本和安全環(huán)保的目的，根據(jù)國家農(nóng)業(yè)部《測土配方施肥技術(shù)規(guī)范》，于2012年對茄子的土壤過量有效磷臨界值進(jìn)行探討。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)于2012年在杭州市余杭區(qū)喬司鎮(zhèn)學(xué)稼村的杭州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院蔬菜研究所進(jìn)行。

供試茄子品種為杭茄2008，由杭州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院通過航天育種育成［8］，為早熟高產(chǎn)品種，現(xiàn)為當(dāng)?shù)赝茝V種植的主栽品種。

供試土壤按中國土壤分類與代碼［9］為潮土土類灰潮土亞類石灰性潮壤土土屬流砂板土土種（代碼2121215），面積25 000 hm2，具有一定代表性。

供試肥料為尿素（N 46%）產(chǎn)自寧波市鎮(zhèn)海煉油化工公司，磷酸二氫鉀（P2O524%，K2O 34%）和硫酸鉀（K2O 54%）系分析純化學(xué)品。

1.2 處理設(shè)計(jì)

試驗(yàn)在塑料溫室（面積3 200 m2）中進(jìn)行，無加溫設(shè)備，按茄子生長正常管理。

盆栽試驗(yàn)在不施任何有機(jī)肥的基礎(chǔ)上進(jìn)行，選擇16個(gè)Olsen?P含量不同的樣點(diǎn)土壤，每個(gè)樣點(diǎn)的土壤分為2個(gè)處理（盆），全肥（氮、磷、鉀）處理和無磷（氮、鉀）處理而無重復(fù)。16種土壤共用32個(gè)塑料花盆和32個(gè)塑料面盆。每個(gè)花盆裝土6 kg并放入面盆中，面盆中加自來水至6 cm深，花盆底部有小孔使面盆中的水可進(jìn)入花盆內(nèi)而被植物吸收。土壤全肥處理：每盆施肥量為尿素8 g，磷酸二氫鉀4 g；無磷處理：每盆施肥量為尿素8 g，硫酸鉀2.52 g。定植后當(dāng)天每盆施尿素2 g及所需磷鉀肥（各加水150 mL澆施）；余下6 g尿素分3次作追肥澆施。各盆隨機(jī)排列，每隔10 d重新排列1次。

茄子2月15日播種，采用電熱加溫育苗；4月18日定植。定植時(shí)，選擇長勢一致的茄子秧苗，洗去秧苗根上所附泥土，然后移栽于花盆中，每盆1株。每天保持面盆中水至6 cm深。

茄子采收自5月17日開始，至7月9日結(jié)束，試驗(yàn)期間全部盆共采摘茄子17次。每盆（株）平均采7.8次，其中采7次、8次和9次的共計(jì)占84%。分盆（株）計(jì)收茄子產(chǎn)量。

春季從定植到第1次采收為30～40 d，由于采用電熱加溫育苗，定植時(shí)有些茄子秧苗已現(xiàn)花蕾，此時(shí)正值茄子最適宜生長季節(jié)，茄子生長迅速。因此，茄子從定植到第1次采收僅需29 d。

1.3 土樣采集與有效磷測定

2012年2月28日種植茄子前，選擇土壤有效磷含量不同的16個(gè)樣點(diǎn)，采表土（0～20 cm），風(fēng)干后過2 mm尼龍篩備用。土壤有效磷測定采用碳酸氫鈉法（Olsen法）［1］。

1.4 數(shù)據(jù)處理

應(yīng)用SPSS 19.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析［10］。

2 結(jié)果與分析

應(yīng)用SPSS 19.0回歸分析中的曲線估計(jì)過程，對表1中16種土壤的茄子相對產(chǎn)量和對應(yīng)的土壤有效磷含量2個(gè)變量進(jìn)行曲線回歸分析，結(jié)果見表2。表2列出了所選擇的10種方程的回歸系數(shù)b0（常數(shù)項(xiàng)），b1，b2，b3，以及擬合度即決定系數(shù)R2、回歸方程顯著性檢驗(yàn)的F值、自由度（df）和顯著性概率P值。

表1 土壤有效磷含量與茄子產(chǎn)量的關(guān)系

本試驗(yàn)10種模型的擬合度R2由大到小排列為三次曲線方程（0.552）＞二次曲線方程（0.498）＞對數(shù)曲線方程（0.461）＞線性方程（0.442）＞冪曲線方程（0.436）＞復(fù)合曲線方程、生長曲線方程、指數(shù)曲線方程（0.423）＞倒數(shù)曲線方程（0.326）＞S曲線方程（0.324）。但10種模型的顯著性概率P值由小到大為對數(shù)曲線方程（0.004）＜線性方程、冪曲線方程（0.005）＜復(fù)合曲線方程、生長曲線方程、指數(shù)曲線方程（0.006）＜二次曲線方程（0.011）＜倒數(shù)曲線方程（0.021）＜S曲線方程、三次曲線方程（0.027），即前6種方程達(dá)極顯著水平（P＜0.01），后4種方程達(dá)顯著水平（P＜0.05）。三次曲線方程擬合度最高，但僅達(dá)顯著水平；對數(shù)曲線方程雖然擬合度僅排第3位，但達(dá)極顯著水平，因此，取對數(shù)曲線方程為最佳曲線方程：

Y＝164.509－17.939 ln X。

式中，Y為茄子相對產(chǎn)量（NPK／NK，%），X為土壤Olsen?P含量（mg·kg－1）。

以全肥區(qū)茄子產(chǎn)量與無磷區(qū)茄子產(chǎn)量相等時(shí)，即相對產(chǎn)量為100%時(shí)，計(jì)算得土壤有效磷含量過量時(shí)的臨界值X＝36 mg·kg－1。

表2 茄子相對產(chǎn)量與Olsen?P之間的擬合方程及其參數(shù)估計(jì)值

現(xiàn)將最佳曲線方程作圖（圖1），可以看出，當(dāng)土壤有效磷低于36 mg·kg－1時(shí)，施用磷肥能使茄子增產(chǎn)；當(dāng)土壤有效磷高于36 mg·kg－1時(shí)，施用磷肥會(huì)使茄子減產(chǎn)。

圖1 茄子相對產(chǎn)量與土壤Olsen?P含量的關(guān)系

3 討論

3.1 統(tǒng)計(jì)方法的改進(jìn)

現(xiàn)行的土壤有效磷豐缺指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)方法［4，11］是利用Excel軟件，繪出土壤有效磷測定值與作物相對產(chǎn)量的散點(diǎn)圖；再以Excel的添加趨勢線功能獲得相對產(chǎn)量與有效磷測定值的數(shù)學(xué)關(guān)系，并繪出趨勢線；最后以相對產(chǎn)量50%，75%和95%為標(biāo)準(zhǔn)，獲得土壤有效磷豐缺指標(biāo)。這樣做不但操作麻煩，而且會(huì)帶來較大的誤差。

本研究的統(tǒng)計(jì)方法看起來似乎較為復(fù)雜，但實(shí)際上應(yīng)用SPSS 19.0提供的回歸分析中曲線估計(jì)功能，只需輸入土壤有效磷含量和相對產(chǎn)量的數(shù)據(jù)后，即可得出10種方程的回歸系數(shù)、擬合度、回歸方程顯著性檢驗(yàn)的F值、自由度和顯著性概率；同時(shí)在一個(gè)頁面內(nèi)即可得到含有散點(diǎn)的10種方程的曲線圖。當(dāng)確定最佳方程后，只要將100%相對產(chǎn)量代入最佳方程中，就可算出土壤有效磷過量時(shí)的臨界值。

3.2 有效磷臨界值的修正

通常用來測定土壤有效磷臨界值的方法是當(dāng)田間或盆栽試驗(yàn)中得到的不同土壤有效磷水平的相對產(chǎn)量（全肥區(qū)作物產(chǎn)量占無磷區(qū)作物產(chǎn)量的百分?jǐn)?shù)）為95%時(shí)，其對應(yīng)的有效磷測定值水平即為該養(yǎng)分的臨界值［5－6］。但在尋求土壤過量有效磷臨界值時(shí)，100%相對產(chǎn)量比95%相對產(chǎn)量更重要，因?yàn)楫?dāng)土壤有效磷臨界值在過量有效磷臨界值以上時(shí)，施用磷肥會(huì)使農(nóng)民遭受雙重?fù)p失，即不必要的磷肥費(fèi)用和作物減產(chǎn)。因此，100%相對產(chǎn)量時(shí)的土壤有效磷含量可看作過量有效磷臨界值，而不是95%相對產(chǎn)量時(shí)的土壤有效磷含量。

3.3 推廣應(yīng)用

據(jù)王圣瑞等［12］研究結(jié)果，在冬小麥“3414”肥料試驗(yàn)方案中三元二次模型進(jìn)行擬合試驗(yàn)的成功率僅為56%，而采用一元模型成功率為100%，并得出有44%的點(diǎn)不需要施用磷肥。浙江省土壤有效氮磷鉀含量高，曾許芳等［13］2008年對浙江省10個(gè)地市353個(gè)代表性蔬菜地肥力的調(diào)查表明，土壤有效磷（Olsen?P）平均含量67 mg·kg－1，最高的達(dá)717 mg·kg－1，比1979－1984年浙江省第二次土壤普查時(shí)的10 mg·kg－1（潮土）增加了5.7倍［14］。一些地方開展的“3414”肥料試驗(yàn)結(jié)果因肥效不顯著而放棄，至今未見有成功的報(bào)道。肥料的施用與土壤類型及質(zhì)地、氣候條件、作物種類、品種及生長期有關(guān)，因此各地應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，開展作物肥效矯正的田間試驗(yàn)［3－4］。從試驗(yàn)結(jié)果來看，本研究提出的方法可作為“3414”試驗(yàn)的有效補(bǔ)充。當(dāng)土壤有效磷含量在過量有效磷臨界值以上時(shí)，建議在生產(chǎn)實(shí)踐中不施磷肥，可以防止磷淋失到水體而引起的水質(zhì)富營養(yǎng)化風(fēng)險(xiǎn)［15］，尤其是在砂質(zhì)土壤中［16］。

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（責(zé)任編輯：高 峻）

S 641.1

A

0528?9017（2015）11?1836?03

文獻(xiàn)著錄格式：任永源，張雅.茄子的土壤過量有效磷臨界值研究及其應(yīng)用［J］.浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，56（11）：1836－1838，1841.

DOI 10.16178／j.issn.0528?9017.20151143

2015?07?24

任永源（1967－），男，浙江新昌人，高級農(nóng)藝師，從事作物育種和栽培技術(shù)研究、推廣工作。E?mail：yyren2003＠126.com。

注：本文承蒙浙江大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院厲仁安教授修改補(bǔ)充，謹(jǐn)致謝意！