武汉市汉南区甜玉米测土配方施肥指标体系的建立

2012-04-29何绍华陈云峰等

湖北农业科学 2012年24期

关键词：试验

何绍华　陈云峰等

摘要：为了对甜玉米进行科学施肥，２００９～２０１１年，对甜玉米种植区ｐＨ、有机质、碱解氮、速效磷及速效钾进行了普查，同时依托１２个“３４１４”试验建立了土壤磷钾养分丰缺指标和肥料施用指标体系，进而建立了磷钾肥推荐施肥分区图。结果表明，汉南区甜玉米种植区土壤肥力偏低，ｐＨ中性偏碱，有机质、碱解氮、速效磷、速效钾均偏低。速效磷极低、低、中等、高的范围分别为３ｍｇ／ｋｇ以下，３～９ｍｇ／ｋｇ、９～１７ｍｇ／ｋｇ、１７ｍｇ／ｋｇ以上，相应的推荐施肥（Ｐ２Ｏ５）为１２０、９０、７０及３０ｋｇ／ｈｍ２，北部推荐施肥以７０ｋｇ／ｈｍ２为主，南部以９０ｋｇ／ｈｍ２为主。速效钾极低、低、中等、高范围分别为９０ｍｇ／ｋｇ以下、９０～１３０ｍｇ／ｋｇ、１３０～１９０ｍｇ／ｋｇ、１９０ｍｇ／ｋｇ以上，相应的推荐施肥（Ｋ２Ｏ）为１２０、７０、４０及１０ｋｇ／ｈｍ２，西南和东南部推荐施肥以１２０ｋｇ／ｈｍ２为主，其余部分推荐施肥以７０ｋｇ／ｈｍ２为主。

关键词：“３４１４”试验；线性加平台；土壤养分丰缺指标；肥料施用指标；武汉市汉南区

中图分类号：Ｓ５１３．０６２文献标识码：Ａ文章编号：0439－８114（２０12）24－5608-05

甜玉米为一种果蔬型食品，在全球广泛种植。２０１０年，全球种植面积约１３０万ｈｍ２，总产量约１１７７．７万ｔ，我国种植面积约２８．２万ｈｍ２，主要分布在广东、广西、云南等南方省份，总产量约３６２．２万ｔ［１］。甜玉米生长速度快，生长量大，对养分需求量较大［２］，但对其施肥指标体系的研究较少，国内仅见储诚兴等［３］利用１个“３４１４”试验探讨了广东省惠州市甜玉米氮磷钾最佳经济施用量和施用比例，其他未见报道。武汉市汉南区是湖北省甜玉米主产区，常年种植面积约６０００ｈｍ２。２００９～２０１１年，在国家测土配方施肥补贴项目支持下，对汉南区甜玉米种植区土壤养分状况进行了调查，布置了一系列的甜玉米“３４１４”试验，试图在对汉南区甜玉米种植区土壤养分状况进行分析的基础上，建立土壤丰缺指标体系和肥料施用指标体系，以便科学地指导甜玉米施肥。

１材料与方法

１．１土壤采样、养分分析及养分分布图制作

田间采样方案根据农业部测土配方施肥技术规范制定。采样时间集中在２００９年１２月、２０１１年１１月，这段时间秋甜玉米已收而春甜玉米未种，土壤未施肥，受干扰较少。采样地点为汉南区甜玉米主要种植区邓楠街。由于汉南区地势平坦，根据农业部测土配方施肥技术规范，以６．７ｈｍ２作为一个采样单元。采样集中在每个采样单元的中心位置，面积在０．３～０．７ｈｍ２，按“Ｓ”形路线采样，采取１５个点，充分混合均匀后，采用四分法留取１ｋｇ左右土样，同时记录采样点经纬度。土样带回实验室风干，过２ｍｍ筛子分析土壤养分常规五项（ｐＨ、有机质、碱解氮、速效磷、速效钾），常规五项养分分级依照《测土配方施肥数据管理系统》的推荐分级而定。

ｐＨ测定采用水浸提（水土比＝１∶１）ｐＨ计法测定；有机质测定采用重铬酸钾外加热法；全氮采用半微量凯氏定氮法测定；碱解氮采用碱解扩散法测定；速效磷采用０．５ｍｏｌ／ＬＮａＨＣＯ３浸提－钼锑抗比色法测定；速效钾分析采用１ｍｏｌ／Ｌ的ＮＨ４ＯＡｃ浸提－火焰光度法测定。土壤理化性质测定方法参见文献［４］。

甜玉米种植区土壤养分分布图的制作：①属性数据库建立。将各采样点常规五项数据及经纬度数据录入ＡＣＣＥＳＳ中；②空间数据库建立。将甜玉米种植区土壤图、土地利用现状图、行政区划图扫描后，采用屏幕数字化的方式录入电脑，矢量化后配准形成空间数据；③采用Ｋｒｉｇｉｎｇ插值方法形成土壤养分分布图。分布图制作软件为Ａｒｃｇｉｓ９．３。

１．２甜玉米种植区测土配方施肥指标体系建立

测土配方施肥指标体系主要包括土壤养分丰缺指标体系和推荐施肥指标体系。这两个指标体系都建立在“３４１４”试验基础之上。试验区共包括１２个“３４１４”试验（２００９～２０１１年，每年４个）。“３４１４”试验设１４个处理，分别为Ｎ０Ｐ０Ｋ０、Ｎ０Ｐ２Ｋ２、Ｎ１Ｐ２Ｋ２、Ｎ２Ｐ０Ｋ２、

Ｎ２Ｐ１Ｋ２、Ｎ２Ｐ２Ｋ２、Ｎ２Ｐ３Ｋ２、Ｎ２Ｐ２Ｋ０、Ｎ２Ｐ２Ｋ１、Ｎ２Ｐ２Ｋ３、Ｎ３Ｐ２Ｋ２、

Ｎ１Ｐ１Ｋ２、Ｎ１Ｐ２Ｋ１、Ｎ２Ｐ１Ｋ１，其中Ｎ、Ｐ、Ｋ表示纯氮、磷（Ｐ２Ｏ５）、钾（Ｋ２Ｏ）养分，下标为养分施用水平，０水平为不施肥，１水平为２水平的１／２，３水平为２水平的１．５倍，各“３４１４”试验２水平氮、磷、钾养分含量参考《湖北省２００８年肥料效应试验示范总体方案》确定。１２个“３４１４”试验土壤养分及各“３４１４”试验２水平施肥量见表１。氮肥（尿素，含Ｎ４６％）、钾肥（氯化钾，含Ｋ２Ｏ６０％）分2次施用，底肥占６０％及喇叭口期追肥占４０％，磷肥（过磷酸钙，含Ｐ２Ｏ５１２％）一次性基施。供试玉米品种为华甜玉３号。试验小区面积均为２０ｍ２，不设重复，小区随机排列。２００９年甜玉米为秋甜玉米，７月下旬播种，１０月上旬收获。２０１０及２０１１年玉米为春玉米，３月中旬播种，６月下旬收获。各小区单收测实产。

推荐施肥指标体系建立步骤为［５］：①将每个试验的产量与施肥量进行回归分析，建立肥料效应函数。采用三元二次、一元二次和直线加平台模型来建立肥料效应函数；②根据肥料效应函数，进行边际分析，计算每个试验点的最佳施肥量。试验中，Ｎ、Ｐ２Ｏ５和Ｋ２Ｏ养分价格分别为４．３５、６．６７及６．００元／ｋｇ，甜玉米价格为１．８元／ｋｇ；③将多年多点的结果按不同肥力水平汇总，计算不同肥力水平下的平均推荐施肥量。三元二次和一元二次回归方程采用Ｅｘｃｅｌ建立，详细方法参见吴志勇等［８］及戢林等［９］的方法，直线加平台模型采用ＳＡＳ８．０１模拟。

１．３施肥分区图制作

根据土壤养分丰缺指标体系和推荐施肥指标体系对各个采样点进行推荐施肥，采用Ｋｒｉｇｉｎｇ插值方法形成推荐施肥分区图。分区图制作软件为Ａｒｃｇｉｓ９．３。

２结果与分析

２．１汉南区甜玉米种植区土壤pH及养分情况分析

表２和图１对甜玉米种植区土壤pH及养分分级和分布情况进行了归纳。结果显示，甜玉米种植区土壤中性略偏碱，近５０％土壤ｐＨ为７．５～８．５，偏碱的位置主要集中在邓楠街南面、北面与其他街道交界处。有机质偏低，８５％的土样有机质为１０～２０ｇ／ｋｇ，从分布图上看，仅位于邓南街南部的新沟村有机质较高，为３０～４０ｇ／ｋｇ。碱解氮偏低，大部分为５０～9０ｍｇ／ｋｇ，金城村和邓西村之间的土壤碱解氮较低，为４０～５０ｍｇ／ｋｇ。土壤速效磷也偏低，７０％以上的土样在２０ｍｇ／ｋｇ以下，仅个别村庄速效磷含量较高，为２０～４０ｍｇ／ｋｇ。速效钾偏低，３４．７％的土壤速效钾为１００ｍｇ／ｋｇ以下，４４.0％的土壤为１００～１５０ｍｇ／ｋｇ，尤以邓楠街办事处所在地和郭家村速效钾较低。总体而言，汉南区甜玉米种植区土壤肥力偏低，尤其是有机质偏低。

２．２土壤养分丰缺指标体系和推荐施肥指标体系

磷钾相应的丰缺指标体系见表３。在计算土壤速效钾丰缺指标过程中，相对产量为９０％、８５％和８０％时，对应的速效钾为１９０、１２８、８６ｍｇ／ｋｇ，根据数值取大取整原则，将速效钾丰缺指标修正至１９０、１３０、９０ｍｇ／ｋｇ（表３）。根据此丰缺指标，汉南甜玉米种植区速效磷极低、低、中等及高的比例分别为１．３％、３５．８％、４２．０％及２０．９％，整体中等偏低；速效钾极低、低、中等及高的比例分别为２６．９％、３７．５％、３０．２％及５．４％，整体偏低。

比较三元二次方程、一元二次方程和直线加平台3种肥料效应函数，以直线加平台模型计算出的最佳产量施肥量与实际情况最相符，相应的施肥指标体系见表３。三元二次方程建立的肥料效应函数成功率仅１０％，一元二次方程建立的肥料效应函数成功率比三元二次方程高，但计算出的最佳产量施肥量与实际情况有一定的差距。根据直线加平台方程模拟结果，Ｐ２Ｏ５施肥指标体系中，速效磷低、中等、高水平相对应的施肥指标为８４、７０、２６ｋｇ／ｈｍ２，根据数值取大取整原则，修正至９０、７０、３０ｋｇ／ｈｍ２。由于在１２个“３４１４”试验的基础土样中，不存在速效磷极低的情况，因此，极低磷情况下Ｐ２Ｏ５施肥指标为推断结果，根据经验和各个施肥指标之间的极差，以１２０ｋｇ／ｈｍ２为宜。类似的，速效钾极低、低、中等水平相对应的施肥指标为１１８、６２、３２ｋｇ／ｈｍ２，修正至１２０、７０、４０ｋｇ／ｈｍ２，高钾水平下推断的Ｋ２Ｏ施肥指标为１０ｋｇ／ｈｍ２。

２．３推荐施肥分区图

３小结与讨论

１９８０年及２００５年曾两次对汉南区土壤进行普查［１０］，与１９８０年和２００５年调查结果相比，汉南甜玉米种植区土壤养分情况变化不大，基本特征依然为ｐＨ中性偏碱，有机质、碱解氮、速效磷、速效钾偏低。表明汉南区甜玉米种植区在近３０年的时间里地力仅仅处于收支平衡的阶段，并没有得到提高，仍应加大土壤培肥措施的力度，尤其是加大有机质的补充。

土壤养分丰缺指标法是一种广泛使用的推荐施肥方法，其优点是简便、直观，缺点是半定量、精度不高［１４］。因此，在研究中利用此方法建立起来的推荐施肥分区图在实际应用中应根据实际情况加以调整。此外，推荐施肥未考虑有机肥和微肥，而研究区有机质含量较低。因此，在实际应用中，尤应加强有机肥的施用。

综上所述，该研究全面归纳了３年来汉南甜玉米种植区测土配方施肥成果。结果表明，自第二次土壤普查以来，汉南甜玉米种植区土壤养分情况变化不大，依然偏低。利用现有数据难以建立氮养分测土配方施肥指标体系，但能建立磷、钾指标体系，利用该体系能较好地指导甜玉米种植区磷、钾肥的施用。

参考文献：

［１］曾晓花，万忠，尹艳，等．２０１１年广东甜玉米产业发展现状分析［Ｊ］．广东农业科学，２０１２，３９（３）：１２－１４．

［２］陈康，邓兰生，涂攀峰，等．甜玉米生产中的水肥管理研究进展［Ｊ］．安徽农业科学，２０１１，３９（３１）：１９１１７－１９１１８，１９１５３．

［３］储诚兴，戴辉，刘凤沂．甜玉米测土配方施肥技术研究与应用［Ｊ］．广东农业科学，２００９，３６（４）：５１－５３．

［４］鲍士旦．土壤农化分析［Ｍ］．第三版．北京：中国农业出版社，２０００．２２－１８７．

［５］陈新平，张福锁．通过“３４１４”试验建立测土配方施肥技术指标体系［Ｊ］．中国农技推广，２００６，22（４）：３６－３９．

［６］郑义，孙笑梅，易玉林．河南冬小麦施肥指标体系建立与分区施肥推荐研究初报［Ａ］．第二届全国测土配方施肥技术研讨会论文集［Ｃ］．北京：中国农业大学出版社，２００７．３－２９．

［７］张德才，余宗波，张宏洲，等．湖北四湖灌区中稻作物施肥推荐指标体系建立［Ｊ］．湖北农业科学，２０１０，４９（增刊）：６０－６３．

［８］吴志勇，杜之虎，徐鸿，等．利用Ｅｘｃｅｌ进行３４１４肥效统计分析［Ｊ］．新疆农垦科技，２００７（２）：６６－６８．

［９］戢林，张锡洲，李廷轩．基于“３４１４”试验的川中丘陵区水稻测土配方施肥指标体系构建［Ｊ］．中国农业科学，２０１１，４４（１）：８４－９２．