夏玉米土壤氮磷養分豐缺指標研究

閻雪容，張智波，劉華君，李楊文正，于立芝

夏玉米土壤氮磷養分豐缺指標研究

閻雪容1，張智波2，劉華君1，李楊文正1，于立芝1

（1.中國農業大學煙臺研究院，山東煙臺264670；2.平邑縣農業局經濟作物站，山東平邑273300）

采用田間試驗，在夏玉米上進行了簡化的“3414”肥效試驗。結果表明，土壤堿解氮含量和有效磷含量與夏玉米的相對產量呈正相關，對數函數關系的相關性均達到顯著水平。建立夏玉米土壤氮、磷養分豐缺指標值和氮肥、磷肥的推薦用量，有利于指導農業生產中合理地施用氮肥和磷肥。

夏玉米；土壤豐缺指標；推薦施肥量

目前，農業生產中大量、盲目施用化學肥料的問題越來越突出，主要作物的單位面積施肥量均高于世界平均水平，尤其磷肥和氮肥的不合理施用更明顯[1-4]，這不僅造成肥料的浪費，而且其淋溶損失的增加容易造成地下水中硝酸鹽的污染和地表水中磷的富集，并產生一系列環境問題[5-8]。土壤氮、磷和氮肥、磷肥的施用一直是研究的熱點問題，諸多專家學者從不同角度、采用不同方法對其進行了研究，并取得了一定的研究成果[9-13]。玉米是全球也是我國第一大作物，在保障糧食安全方面具有重要的作用。玉米栽培的目標集中在高產、優質、高效、生態和安全等方面[14]，科學施肥是實現該目標的關鍵措施之一。已有的相關研究主要集中在新型肥料的應用[15]、施肥模式的研究[16]、施肥時期的選擇[17]、施肥位置對夏玉米產量和養分利用的影響等方面[18]。

本研究以夏玉米為研究對象，采用田間試驗進行了夏玉米簡化的“3414”肥效試驗，根據土壤養分的測定值和田間肥效試驗結果，建立了土壤氮、磷養分豐缺指標值和氮肥、磷肥的推薦施肥用量，目的在于指導農業生產中科學合理地施用氮肥和磷肥。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

試驗于2013年6—10月在山東省煙臺市牟平區武寧鎮張家村等地進行。根據產量水平和土壤有效養分狀況，可將試驗地分為高產田（≥9 000＜12 000 kg/hm2）、中產田（≥6 000＜9 000 kg/hm2）和低產田（＜6 000 kg/hm2）。

1.2 試驗材料

供試玉米品種為金海5號，肥料為尿素（N 46%）、磷酸二氫鉀（K2O 32%，P2O548%）、硫酸鉀（K2O 50%），有機肥的用量為22.5 t/hm2。

1.3 試驗方法

“3414”試驗設計是指氮、磷、鉀3個因素、4個水平、14個處理[19]。試驗選取“3414”試驗中的5個處理進行試驗，分為高產田、中產田和低產田，試驗田養分指標如表1所示。夏玉米高產田氮磷鉀2水平肥料用量為氮（N）261 kg/hm2，磷（P2O5）126 kg/hm2，鉀（K2O）229.5 kg/hm2；中產田氮磷鉀2水平肥料用量為氮（N）171 kg/hm2，磷（P2O5）85.5 kg/hm2，鉀（K2O）157.5 kg/hm2；低產田2水平肥料用量為氮（N）126 kg/hm2，磷（P2O5）63 kg/hm2，鉀（K2O）125.5 kg/hm2。小區面積66.7 m2，3次重復。

表1 試驗田速效養分施用量 kg/hm2

1.4 測定項目及方法

采用常規方法測定玉米產量。土壤堿解氮采用擴散法測定；土壤有效磷采用NaHCO3浸提鉬銻抗比色法測定；土壤有效鉀測定采用火焰光度計法。缺氮、磷、鉀的相對產量的計算方法如下。

1.5 土壤養分豐缺指標建立方法

將每處試驗的夏玉米相對產量與土壤養分測定值配對；選擇回歸模型，對配對數據進行回歸分析，建立二者的對數函數關系（y＝a＋bln x）；利用函數計算相對產量分別為50%，75%，95%時對應的土壤養分值，建立土壤養分豐缺指標。土壤養分的分級評價標準為：相對產量＜50%為極低，≥50%＜75%為低，≥75%＜95%為中，≥95%為高。

2 結果與分析

2.1 土壤堿解氮含量對夏玉米相對產量的影響

表2 夏玉米“3414”肥效試驗產量情況

分析表2中土壤堿解氮含量和夏玉米相對產量可知，二者呈對數函數關系，其關系式如下。

y＝43.257ln x－119.93（R2＝0.955 8） （4）

式中，y為夏玉米相對產量（%），x為土壤堿解氮含量（mg/kg）。相關系數為0.977 6，土壤堿解氮含量對夏玉米相對產量的影響達到顯著水平。

土壤堿解氮含量與夏玉米相對產量的模擬曲線如圖1所示，隨著土壤堿解氮含量增加夏玉米的相對產量增加。

土壤堿解氮含量豐缺指標按土壤養分的實際情況劃分為4個等級，即高、中、低、極低。土壤供氮等級越高，相對產量越高，氮肥推薦量越低。其中，處于供氮高等級的玉米田，相對產量＞95%，土壤堿解氮含量高于144 mg/kg；供氮中等等級的夏玉米田，相對產量為75%～95%，土壤堿解氮含量91～144mg/kg；供氮低等級的夏玉米田，相對產量50%～75%，土壤堿解氮含量51～91 mg/kg；供氮極低等級的夏玉米田，相對產量＜50%，土壤堿解氮含量低于51 mg/kg。豐缺指標由高到低，氮肥推薦用量分別為150，150～195，195～240，240 kg/hm2（表3）。

表3 夏玉米土壤堿解氮豐缺指標及氮肥推薦用量指標

2.2 土壤有效磷含量對夏玉米相對產量的影響

分析表2中土壤有效磷含量與夏玉米相對產量可知，二者呈對數函數關系，其關系式如下。

y＝43.315ln x－81.984（R2＝0.947 8） （5）

式中，y為玉米相對產量（%），x為土壤有效磷含量（mg/kg）。相關系數為0.973 5，土壤有效磷含量對夏玉米相對產量的影響達到顯著水平。

土壤有效磷含量與夏玉米相對產量的模擬曲線如圖2所示，土壤有效磷含量增加夏玉米的相對產量增加。

土壤有效磷含量豐缺指標按照土壤養分的實際情況劃分為4個等級，即高、中、低、極低。土壤供磷等級越高，相對產量越高，磷肥推薦量越低。供磷高等級的玉米田，相對產量＞95%，土壤有效磷含量高于59.5 mg/kg；供磷中等等級的玉米田，相對產量為75%～95%，土壤有效磷含量37.3～59.5 mg/kg；供磷低等級的玉米田，相對產量50%～75%，土壤有效磷含量20.7～37.3mg/kg；供磷極低等級的玉米田，相對產量＜50%，土壤有效磷含量低于20.7mg/kg。豐缺指標由高到低，磷肥推薦用量分別為120，120～165，165～180，180 kg/hm2（表4）。

表4 夏玉米土壤有效磷豐缺指標及磷肥推薦用量指標

3 結論

3.1 建立了土壤堿解氮含量、有效磷含量與夏玉米相對產量的函數關系

土壤堿解氮含量與夏玉米相對產量對數曲線表明，土壤堿解氮含量越高，夏玉米相對產量越高，相關性達到顯著水平。土壤有效磷含量與夏玉米相對產量對數曲線表明，土壤有效磷含量越高，夏玉米相對產量越高，相關性達到顯著水平。

3.2 確定了土壤堿解氮和有效磷的豐缺指標及氮肥、磷肥的推薦用量

本試驗確定了土壤堿解氮的豐缺指標及氮肥的推薦用量，土壤堿解氮含量高于144 mg/kg，氮肥推薦用量為150 kg/hm2；土壤堿解氮含量為91～144 mg/kg，氮肥推薦用量為 195～150 kg/hm2；土壤堿解氮含量51～91 mg/kg，氮肥推薦用量為240～195 kg/hm2；土壤堿解氮含量低于51 mg/kg，氮肥推薦用量為240 kg/hm2。

本試驗確定了土壤有效磷的豐缺指標及磷肥的推薦用量，土壤有效磷含量高于59.5 mg/kg，磷肥的推薦用量為120kg/hm2；土壤有效磷含量為37.3～59.5 mg/kg，磷肥的推薦用量為 165～120 kg/hm2；土壤有效磷含量為20.7～37.3mg/kg，磷肥的推薦用量為180～165kg/hm2；土壤有效磷含量低于20.7mg/kg，磷肥的推薦用量為180 kg/hm2。

［1］同延安，張樹蘭，梁東麗，等.陜西省氮肥過量施用現狀評價[J].中國農業科學，2004，37（8）：1239-1244.

［2］張智峰，張衛峰.我國化肥施用現狀及趨勢 [J].磷肥與復肥，2008，23（6）：9-11.

［3］張衛峰，張福鎖.中國肥料發展研究報告2012[M].北京：中國農業大學出版社，2013：125-129.

［4］楊帆，孟遠奪，姜義，等.2013年我國種植業化肥施用狀況分析[J].植物營養與肥料學報，2015，21（1）：217-225.

［5］唐珧，劉平，白光潔，等.設施菜地氮素淋溶影響因素研究進展[J].山西農業科學，2017，45（3）：473-476，481.

［6］串麗敏，趙同科，安志裝，等.土壤硝態氮淋溶及氮素利用研究進展[J].中國農學通報，2010，26（11）：200-205.

［7］柏兆海，萬其宇，李海港，等.縣域農田土壤磷素積累及淋失風險分析：以北京市平谷區為例[J].農業環境科學學報，2011，30（9）：1853-1860.

［8］曹寧，曲東，陳新平，等.東北地區農田土壤氮、磷平衡及其對面源污染的貢獻分析[J].西北農林科技大學學報（自然科學版），2006，34（7）：127-133.

［9］韓振鋒.玉米“3414”肥料試驗結果與分析 [J].山西科技，2011，26（3）：140-141.

［10］王圣瑞，陳新平，高祥照，等.“3414”肥料試驗模型擬合的探討[J].植物營養學報，2002，8（4）：409-413.

［11］劉志雄，馮勇，胡達古拉，等.土壤養分供應水平及不同施肥量對玉米產量的影響[J].內蒙古農業科技，2009（2）：31-34.

［12］梁改梅，池寶亮.不同氮磷鉀施肥配比和施肥用量對玉米產量的影響[J].安徽農業科學，2014，42（25）：8573-8574，8577.

［13］蔣永，陳靜芬，王廣燦.夏玉米“3414”肥料效應田間試驗[J].安徽農學報，2007，13（17）：100-102.

［14］李少昆，趙久然，董樹亭，等.中國玉米栽培研究進展與展望[J].中國農業科學，2017，50（11）：1941-1959.

［15］史桂芳，董浩，衣文平.不同用量長效控釋肥對夏玉米生長發育及產量的影響[J].山東農業科學，2017，49（7）：95-98.

［16］夏來坤，劉京寶，黃璐.不同施肥模式對夏玉米產量及生長發育的影響[J].中國農學通報，2014，30（33）：16-19.

［17］王佳慧，高震，曲令華，等.氮肥后移對滴灌夏玉米源庫特性及產量形成的影響[J].中國農業大學學報，2017，22（8）：1-8.

［18］李子雙，譚德水，趙同凱，等.控釋氮肥施用位置對夏玉米產量及養分利用的影響[J].山東農業科學，2017，49（6）：79-82.

［19］張福所.測土配方施肥技術要覽[M].北京：中國農業大學出版社，2005.

Study on the Abundance and Deficiency Index of Nitrogen and Phosphorus in Summer Maize Soil

YANXuerong1，ZHANGZhibo2，LIUHuajun1，LIYangwenzheng1，YULizhi1
（1.Yantai Research Institute，China Agricultural University，Yantai264670，China；2.Pingyi County Agricultural Bureau Economic Crops Station，Pingyi273300，China）

In the field experiment,a simplifiedquot;3414quot;fertilizer experiment was carried out on summer maize.The results showed that thecontent of available Nwaspositively correlated with therelativeyield of maize,and thecontent of availablephosphorusin soil was positively correlated with therelativeyield of summer maize,and thecorrelation of logarithmic function wassignificant.Theestablishment of summer maize soil nitrogen and phosphorus nutrient abundance and deficiency index valueand nitrogen fertilizer,phosphorus fertilizer recommended dosage,isconducive to guidetherational application of agricultural production of nitrogen and phosphatefertilizer.

summer maize;soil abundanceindex;recommended amount of fertilizer

S513

A

1002-2481（2017）12-1965-04

10.3969/j.issn.1002-2481.2017.12.17

2017-06-12

煙臺市科技發展計劃資助項目（2007155）

閻雪容（1996-），女，山東淄博人，在讀本科，研究方向：土壤肥料。于立芝為通信作者。