我國番茄土壤有效磷豐缺指標和推薦施磷量初步研究

摘要：為給我國番茄測土施磷提供有效參考，在數據庫中檢索我國開展的番茄施肥相關試驗文獻，并采用零散試驗數據整合法和養分平衡-地力差減法新應用公式，對我國番茄土壤有效磷豐缺指標與推薦施磷量進行研究。結果表明，我國番茄露地土壤有效磷第1～6 級豐缺指標依次為：≥296.9、76.6～296.8、19.8～76.5、5.1～19.7、1.3～5.0和lt;1.2 mg·kg?1，設施土壤有效磷第1～6級豐缺指標依次為：≥298.4、79.0～298.3、20.9～78.9、5.5～20.8、1.5～5.4和lt;1.4 mg·kg?1，露地+設施土壤有效磷第1～6級豐缺指標依次為：≥313.0、81.0～312.9、20.9～80.9、5.4～20.8、1.4～5.3和lt;1.3 mg·kg?1。當磷肥當季利用率15%～35%、番茄目標產量45～195 t·hm?2時，土壤有效磷豐缺級別第1～6級的推薦施磷量依次為0、13～130、26～260、39～390、51～520和64～650 kg·hm?2。該研究建立了我國番茄土壤有效磷豐缺指標推薦施磷系統，為我國番茄測土施磷提供了科學依據。

關鍵詞：番茄；測土施肥；土壤養分；有效磷；豐缺指標；施肥量

doi：10.13304/j.nykjdb.2023.0268

中圖分類號：S153.6，S641.2

文獻標志碼：A

文章編號：1008?0864（2025）01?0222?11

我國是番茄種植面積最大、產量最高的國家。2020 年，我國番茄種植面積逾110 萬hm2、產量近6 500萬t，全球占比分別超過1/5和1/3[1]。番茄種植已成為我國農民增收致富的重要產業之一。作物生長離不開肥料，合理施肥能有效提升作物的產量和質量，從而增加經濟效益；而施肥量超出一定限度后不僅會影響作物生長，還會對土壤、空氣和水資源等生態環境造成污染，進而危害人類身體健康。所以，合理有效地把控作物施肥量對作物生產具有關鍵作用。肥料效應函數法、養分平衡-地力差減法、養分平衡-土壤有效養分校正系數法和土壤養分豐缺指標法等方法是確定施肥量的主要手段。其中，土壤養分豐缺指標法是測土推薦施肥的經典和通用方法，它具有簡便易行、時間有效性長、地域有效性廣等優勢，在世界各地廣泛應用。我國于20 世紀80 年代開始進行作物土壤養分豐缺指標的研究[2?3]，目前已建立了包括水稻、小麥、玉米、馬鈴薯等作物的若干地區土壤養分豐缺指標推薦施肥系統[4-7]，但是番茄的相關研究較少。武書敏等[8]率先開展了北京露地番茄土壤養分豐缺指標研究。21 世紀以來，吳建繁[9]對北京設施番茄土壤有效磷豐缺指標推薦施肥系統進行了探索；張連云[10]研究了內蒙古五原縣番茄土壤養分豐缺指標；康翠娥等[11]建立了內蒙古包頭九原區番茄土壤氮、磷、鉀豐缺指標推薦施肥系統；劉順國等[12]開展了遼寧設施番茄土壤養分豐缺指標研究。目前，我國番茄土壤養分豐缺指標推薦施肥系統研究仍有一些不足，如開展研究較少、涉及范圍不夠廣，且有些研究沒有提供推薦施肥量[8， 10， 12]。作物土壤養分豐缺指標推薦施肥系統的建立需要進行多年、多點田間試驗，需要足夠的人力、物力和財力作保障，而番茄等一些小作物的相關投入普遍不足，所以土壤養分豐缺指標推薦施肥系統的建立仍有許多待解決的難題。為有效解決這些問題，近年來，中國農業大學孫洪仁研究團隊將“零散試驗數據整合法”和“養分平衡-地力差減法新應用公式”綜合起來，創建了作物土壤養分豐缺指標推薦施肥系統研究新方法，以此為基礎，有效建立了我國燕麥[13]、甜菜[14]、甘蔗[15]、蘋果[16]、棉花[17]、苜蓿[18]和谷子[19]土壤養分豐缺指標推薦施肥系統。本研究以作物土壤養分豐缺指標推薦施肥系統研究新方法為基礎，對我國番茄推薦施磷量和土壤有效磷豐缺指標進行研究，以期為我國番茄測土施磷提供有效參考。

1 材料與方法

1.1 我國番茄土壤有效磷回歸方程與豐缺指標

在數據庫中檢索我國開展的番茄施肥相關試驗文獻。選擇含有土壤有效磷含量、缺磷處理產量及施磷處理產量的文獻，并提取其中的數據。利用公式（1）計算番茄缺磷處理相對產量。

R-P=Y-P/YP （1）

式中，R?P為缺磷處理相對產量；Y?P為缺磷處理產量；YP為施磷處理產量。

選取適宜模型建立番茄缺磷處理相對產量與土壤有效磷含量的回歸方程。參考測土施肥土壤養分豐缺分級改良方案[20]，對有效磷進行豐缺級別的劃分。

1.2 我國番茄推薦施磷量

以養分平衡-地力差減法新應用公式[21]即公式（2）和測土施肥不同豐缺級別土壤適宜施肥量檢索表[22]為依據，確定每個豐缺級別土壤的番茄推薦施磷量。

FP=AP×（1-R-P）/EP （2）

式中，FP為適宜施磷量；AP為番茄目標產量磷素吸收量；R-P為缺磷處理相對產量；EP為磷肥當季利用率。

依據文獻[23-30]，將單位經濟產量番茄磷素（P2O5）移出量確定為1 kg·t?1。根據我國番茄生產實際狀況，確定番茄目標產量11個，分別為45、60、75、90、105、120、135、150、165、180 和195 t·hm?2。每個豐缺級別的番茄缺磷處理相對產量為此豐缺級別缺磷處理相對產量下限，第1級為100%，第2 級為90%，第3 級為80%，……，第11 級為0%。依次設置15%、20%、25%、30% 和35% 為番茄磷肥當季利用率指標。

2 結果與分析

2.1 我國番茄施磷文獻及與土壤有效磷豐缺指標相關信息

選取我國涉及土壤有效磷含量和缺磷處理相對產量的相關番茄試驗文獻共計76 篇，其中1986—1989 年2 篇，1990—1999 年8 篇，2000—2009 年21 篇，2010—2022 年45 篇[8?9， 12， 31-103]。由表1 可知，所選文獻涉及20 個省（自治區、直轄市），土壤pH 在5.3～8.9，土壤有效磷含量在3.4～582.0 mg·kg?1，施磷處理的施磷量在22～891 kg·hm?2。從上述文獻中提取出土壤有效磷含量、缺磷處理產量和施磷處理產量數據158組，進而得到土壤有效磷含量與缺磷處理相對產量配套數據158對，其中露地番茄土壤的89對，設施番茄土壤的69對。

2.2 我國土壤有效磷含量與番茄缺磷處理相對產量回歸方程

為最大限度地保證樣本數量，以回歸趨勢線為參考，從總體數據中剔除個別明顯偏離群體的數據后，建立我國露地、設施、露地+設施土壤有效磷含量與番茄缺磷處理相對產量回歸方程如圖1和式（3）～（5）所示。回歸方程均達到極顯著水平（Plt;0.01）。其中，露地土壤有效磷含量在3.4～334.4 mg·kg?1，缺磷處理相對產量在45.3%～114.7%；設施土壤有效磷含量在6.9～582.0 mg·kg?1，缺磷處理相對產量在61.5%～113.6%；露地+設施土壤有效磷含量在3.4～582.0 mg·kg?1，缺磷處理相對產量在45.3%～114.7%。

y = 7.383 9 ln（x） + 57.960（r＝0.550 8，n＝78，Plt;0.01） （3）

y = 7.521 8 ln（x） + 57.137（r＝0.670 6，n＝63，Plt;0.01） （4）

y = 7.395 2 ln（x） + 57.505（r＝0.592 2，n＝143，Plt;0.01） （5）

2.3 我國番茄土壤有效磷豐缺指標的建立

通過土壤有效磷含量和番茄缺磷處理相對產量回歸方程，計算缺磷處理相對產量100%、95%、90%、80%、70%……20%所對應的露地土壤有效磷含量依次為296.92、150.85、76.64、19.78、5.11、1.32、0.34、0.09、0.02、0.01 mg·kg-1；設施土壤有效磷含量依次為298.42、153.51、78.97、20.90、5.53、1.46、0.39、0.10、0.03、0.01 mg·kg?1；露地+設施土壤有效磷含量依次為313.03、159.20、80.97、20.94、5.42、1.40、0.36、0.09、0.02、0.01 mg·kg?1。舍棄超出范圍的外推數據后，得到我國露地、設施、露地+設施番茄土壤有效磷豐缺指標（表2）。我國番茄露地土壤有效磷第1～6級豐缺指標依次為：≥296.9、76.6～296.8、19.8～76.5、5.1～19.7、1.3～5.0和lt;1.2 mg·kg?1，設施土壤有效磷第1～6級豐缺指標依次為：≥298.4、79.0～298.3、20.9～78.9、5.5～20.8、1.5～5.4和lt;1.4 mg·kg?1，露地+設施土壤有效磷第1～6級豐缺指標依次為：≥313.0、81.0～312.9、20.9～80.9、5.4～20.8、1.4～5.3和lt;1.3 mg·kg?1。

2.4 我國番茄不同豐缺級別土壤推薦施磷量

表3列出了我國番茄不同目標產量和不同磷肥當季利用率下不同豐缺級別土壤的推薦施磷量。對于目標產量45～195 t·hm?2的番茄，當磷肥當季利用率35% 時，第1～6 級土壤推薦施磷量依次為0、13～56、26～111、39～167、51～223、64～279 kg·hm?2；當磷肥當季利用率30%時，第1～6級土壤推薦施磷量依次為0、15～65、30～130、45～195、60～260、75～325 kg·hm?2；當磷肥當季利用率25%時，第1～6級土壤推薦施磷量依次為0、18～78、36～156、54～234、72～312、90～390 kg·hm?2；當磷肥當季利用率20% 時，第1～6 級土壤推薦施磷量范圍依次為0、23～98、45～195、68～293、90～390、113～488 kg·hm?2；當磷肥當季利用率15%時，第1～6級土壤推薦施磷量范圍依次為0、30～130、60～260、90～390、120～520、150～650 kg·hm?2。綜上可知，當磷肥當季利用率15%～35%、番茄目標產量45～195 t·hm?2時，土壤有效磷豐缺級別第1～6級的推薦施磷量依次為0、13～130、26～260、39～390、51～520和64～650 kg·hm?2。番茄推薦施磷量與磷肥當季利用率、土壤有效磷豐缺級別呈線性負相關關系，即磷肥當季利用率或土壤有效磷豐缺級別越高，推薦施磷量就越低。而番茄推薦施磷量與目標產量呈線性正相關，即目標產量越低，推薦施磷量就越低。

3 討 論

3.1 露地和設施番茄土壤有效磷豐缺指標的異同

武書敏等[8] 研究表明，北京露地番茄缺磷處理相對產量95% 對應的土壤有效磷指標為130 mg·kg?1，而吳建繁[9]對設施番茄的研究結果為95～150 mg·kg?1。張連云[10]研究表明，內蒙古五原縣露地番茄缺磷處理相對產量95%對應的土壤有效磷指標為17 mg·kg?1，而康翠娥等[11]對內蒙古包頭九原區設施番茄的研究結果為39 mg·kg?1，后者明顯大于前者。本研究結果表明，全國露地和設施番茄缺磷處理相對產量為95%時，相對應的土壤有效磷分別為151和154 mg·kg?1，十分接近。張福鎖等[24]將華北設施番茄和新疆露地加工番茄土壤有效磷最高級別下限（缺素處理相對產量95%）指標分別定為150和45 mg·kg?1。綜合考慮上述情況，關于露地和設施番茄土壤有效磷豐缺指標是否存在差異這一問題，尚需進一步研究。

3.2 我國番茄土壤有效磷豐缺指標

本研究建立了我國番茄土壤有效磷含量與缺磷處理相對產量之間的回歸方程，明確了我國番茄土壤有效磷豐缺指標。武書敏等[8]、吳建繁[9]、張連云[10]和康翠娥等[11]研究表明，北京、內蒙古等地番茄缺磷處理相對產量95%對應的土壤有效磷指標依次為130、95～150、17和39 mg·kg?1。張福鎖等[24]確定的華北設施番茄和新疆露地加工番茄加工缺磷處理相對產量95%對應的土壤有效磷指標分別為150和45 mg·kg?1。本研究中，全國相應指標為159 mg·kg?1，略高于武書敏等[8] 和吳建繁[9] 的北京指標，明顯高于張連云[10] 和康翠娥等[11]的內蒙古指標，與張福鎖等[24]的華北設施番茄指標頗為接近，明顯高于張福鎖等[24]的新疆露地加工番茄指標。這可能是由于本研究涉及的地區范圍廣，不同地區之間土壤養分含量差異較大。我國水稻[4]、小麥[5]、玉米[6]、馬鈴薯[7]、燕麥[13]、甜菜[14]、甘蔗[15]、蘋果[16]、棉花[17]、苜蓿[18]和谷子[19]缺磷處理相對產量為100%時，相對應的土壤有效磷指標主要在30～60 mg·kg?1，本研究番茄相應指標為313 mg·kg?1，明顯較高。可能是因為與其他作物相比，番茄耐肥性更強，需肥量更大。鑒于本研究樣本數量大、地域分布廣、時間持續久，有理由相信本全國番茄土壤有效磷豐缺指標研究結果較可靠。但考慮到內蒙古和新疆番茄以及全國其他大田作物的土壤有效磷豐缺指標明顯低于本研究結果，針對若干主產區分別開展番茄土壤有效磷豐缺指標研究也很有必要。

3.3 我國番茄適宜施磷量

本研究提供了不同目標產量和不同磷肥當季利用率情形下各個豐缺級別土壤的適宜施磷量。張福鎖等[24]針對目標產量50～200 t·hm?2的華北地區設施番茄的適宜施磷量范圍為15～400 kg·hm?2。當磷肥當季利用率為25%時，本研究推薦施磷量（0～390 kg·hm?2）與其十分接近。本研究涉及的番茄施肥研究文獻[8?9， 12， 31-103] 針對目標產量6～230 t·hm?2 的適宜施磷量為22～891 kg·hm?2。本研究最高適宜施磷量（650 kg·hm?2）介于其間。由此可見，本研究番茄適宜施磷量結果可信度較高。

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基金項目：國家牧草農業產業技術體系建設項目（CARS-34）。