長江流域水旱輪作體系磷素管理限量標準（草案）

汪 玉，任 濤，張 勇，朱毅勇，吳杰臣，郭九信，郭世偉，王慎強

（1. 中國科學院南京土壤研究所 土壤與農業可持續發展國家重點實驗室，江蘇 南京 210008；2. 華中農業大學 資源與環境學院，湖北 武漢 430070；3. 西南大學 資源環境學院，重慶 400715；4. 南京農業大學 資源與環境科學學院，江蘇 南京 210095；5. 中國農業大學 資源與環境學院，北京 100091）

磷是動植物體賴以生存的重要礦物元素，也是作物必需的大量元素之一。然而為保障作物產量而施用大量磷肥已導致農田土壤磷素累積加劇，磷素流失成為我國湖泊水體富營養化的主要因子，上述現象成為制約我國農業生產可持續發展和生態環境保護的主要限制性因素之一。水稻作為我國三大主要糧食作物之一，長江流域是其主產區，產量占全國總產量的70%，與其他農作物（如小麥、油菜、榨菜）輪作形成了特有的水旱輪作種植模式。然而過量施肥和田間管理不當等導致化肥磷利用率低，以及大量磷流失到周邊水環境，在長江流域尤為突出。因此，如何進行精準的磷素管理對于維持作物產量及減少磷素流失至關重要。

水稻土是長江流域最重要的土壤資源，其主要特征是灌水淹育和排水疏干周期性交替，導致土壤氧化、還原過程交替進行，進而對土壤生態系統的結構和功能產生重大影響，其中磷元素的生物地球化學過程也會隨之改變。因此，利用常熟農田生態系統國家野外科學觀測研究站長期水旱輪作田間試驗及新布設的多點短期試驗結果，結合區域水稻土磷庫調查、農戶施肥詳查結果，以及該區域長期的磷素研究成果，建立作物對磷素的響應曲線、磷肥利用效率對土壤磷素肥力水平的響應關系，界定磷素管理的最佳施肥范圍，制定不同土壤磷肥力水平下的磷肥施用推薦標準，提出長江流域水旱輪作體系土壤磷素以及磷肥施用限量標準（草案），可為該區域水旱輪作體系磷素管理提出指導，同時提高磷肥利用效率，減少環境污染，對于我國農業生產可持續發展和生態環境保護具有重要意義。

1 制定工作簡況

（1）在長江流域主要水旱輪作區開展土壤磷庫調查、施肥調研、不同磷肥梯度及用量田間試驗、磷肥減量長期定位試驗以及文獻資料查詢，獲得區域土壤磷庫背景值及作物磷需求等指標。

（2）建立磷肥利用效率與土壤磷素肥力的定量關系。

（3）界定磷素農學閾值及高產穩產且磷肥高效的土壤磷素水平范圍及磷肥用量。

2 長江流域水旱輪作體系磷素管理限量標準

2.1 范圍

本標準（草案）制定了長江流域水旱輪作體系土壤磷素水平管理限量和相對應的磷肥限量標準，適用于我國長江流域主要水旱輪作體系。

2.2 術語和定義

1） 目標產量 基于農戶調查數據、長期肥料試驗及文獻調查等制定。

2） 磷肥減施試驗 多點位磷素肥力水平上進行的不同施磷水平試驗，用以獲取磷素產量反應及磷效率與磷素肥力水平的定性、定量關系。

3） 磷素肥力 主要指耕層土壤磷素水平，指標為有效磷含量，用n（NaHCO3）0.5 mol/L 的NaHCO3溶液（pH 8.5）提取。

4） 土壤磷環境閾值 指土壤中有效磷達到一定水平時，土壤水溶性磷（氯化鈣浸提法）隨之急劇升高的有效磷水平。

5） 土壤磷農學閾值 在特定土壤上，作物對添加的磷肥不再有顯著產量反應的土壤有效磷水平。

6） 維持施磷量 和作物攜出磷量相等的磷肥施用量。

2.3 水旱輪作體系土壤磷水平指數劃分

依據長江流域水旱輪作中水季作物（水稻）和旱作作物（包括小麥、油菜、榨菜）磷素響應及土壤磷農學閾值、土壤磷素肥力水平、磷損失發生環境閾值，將長江流域水旱輪作體系農田土壤磷素劃分為如下水平（指數），見表1。其中w（有效磷）＞10 ～20 mg/kg為體系磷肥效率最高的土壤有效磷范圍。土壤磷環境閾值w（有效磷）為40 mg/kg，超過此值，進一步提高磷素水平會導致磷淋溶或徑流損失風險激增。

表1 長江流域水旱輪作體系土壤磷水平指數

2.4 水旱輪作體系施磷量限量

長江流域水旱輪作體系作物每100 kg 經濟產量需磷量見表2。依據表2 磷素指標，在對應作物最佳土壤磷含量范圍內，依據作物施磷量等于作物帶走量原則確定施磷量。土壤磷水平對應值，則需要施磷達到最佳磷水平范圍，以期獲得最佳產量。目標產量確定應依據當地實際生產而定。水旱輪作作物施磷量限量依據目標產量乘以作物需磷量（表2）。但基于水旱輪作中水稻季土壤磷的特殊生物地球化學循環（淹水會導致土壤有效磷上升），因此在水稻季可適當減少磷肥用量（見表3）。

表2 長江流域水旱輪作體系作物每100 kg經濟產量需磷量 kg

表3 長江流域水旱輪作體系作物施磷量 kg/hm2

2.5 磷肥施用時間、分配比例及施肥方法

水旱輪作水稻土在水稻季及旱作季（包括榨菜、油菜、小麥）磷肥以基施為主。在水旱輪作周年中磷肥施用依照旱重水輕原則，旱作季磷肥施用量高于水稻季。其中考慮水稻季土壤有效磷在淹水情況下將升高，以及其他管理措施如施用有機肥、種植綠肥翻壓、秸稈還田等，磷肥用量均可適當減少。對于土壤w（有效磷）高于20 mg/kg，或在長江上游榨菜完全還田的稻菜輪作中，水稻季可考慮不施磷肥。對于土壤w（有效磷）高于30 mg/kg，旱作季可酌情考慮不施磷肥。

2.6 肥料品種及作物品種

作物品種不同可能導致磷素吸收量及攜出量差異，需要及時根據品種調整。長江流域水旱輪作農田中水稻季磷肥品種以枸溶性磷肥（鈣鎂磷肥）為主；對于土壤磷水平等級在2以上時，建議磷來源于秸稈還田或有機肥。

2.7 其他限制

土壤有效磷含量應每3 ～5年監測1次，磷肥施用限量須依據實測的土壤有效磷含量進行相應調整。在水源或渠道附近20 m內禁止施用有機肥。