华南地区蔬菜钾肥推荐施肥技术体系建立

2013-02-24李淑仪廖新荣王荣萍丁效东张育灿

中国蔬菜 2013年4期

李淑仪张桥廖新荣王荣萍丁效东张育灿

（1 广东省生态环境与土壤研究所，广东广州 510650；2 广东省土壤肥料总站，广东广州 510500）

钾是植物生长必需的大量营养元素之一，对蔬菜产量的形成和品质提升有不可替代的重要作用。土壤肥力指标法是当前全国测土配方施肥工作中主推的方法之一，在20世纪的第2次土壤普查工作中，土壤养分丰缺指标协作组系统地建立了我国主要土壤类型、主要大田作物的土壤肥力分级指标（周广业等，1985；林守宗等，1985，1987；黄德明，1988）。近年来，有关单位应用“3414”试验建立了冬小麦测土配方施肥指标体系（孙义祥等，2009），有关蔬菜氮、磷、钾的测土施肥研究也做了不少工作（程季珍和亢青选，1997；张福锁等，2009），但主要集中研究了适于叶菜类的营养诊断指标（徐润生等，2006；李淑仪等，2009；廖新荣等，2009；张桥等，2009）和土壤氮、磷的丰缺指标（张永起等，2010，2011），而适于华南地区其他蔬菜的土壤钾素诊断指标和推荐施肥技术指标则研究较少。目前在蔬菜集约化生产面积不断扩大的条件下（广东省土壤肥料总站，2006；广东农村统计年鉴编委会，2009），需要明确菜园土有效钾的营养诊断指标，为蔬菜平衡施肥提供科学的施肥指标和推荐依据，以保证蔬菜优质安全生产。本试验开展了菜园土有效钾丰缺指标和施肥技术指标研究，旨在为华南地区蔬菜生产的钾素合理施用提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验设计

试验于2008～2011年在广东省的30 多个县、区进行，共138个试验点，试验地土壤质地以壤质土居多。试验地点在珠江三角洲、粤东、粤西、粤北各地均有分布。供试的蔬菜中，瓜类以苦瓜为代表、豆类以豇豆为代表、叶菜类以菜薹（菜心）和普通白菜（小白菜）为代表。其中叶菜类试验点40个，分布在珠江三角洲24个、粤东6个、粤西6个、粤北4个；瓜类试验点47个，分布在珠江三角洲21个、粤东15个、粤西9个、粤北2个；豆类试验点51个，分布在珠江三角洲19个、粤东9个、粤西15个、粤北8个。在每个田间试验前采集混合的耕层（0～20 cm）基础土壤样品，风干过1 mm 筛后进行养分分析。土壤速效钾用醋酸铵浸提—火焰光度法测定（鲁如坤，2000）。

供试肥料均为单质肥料：尿素（N 46 %）、过磷酸钙（P2O512%）、硫酸钾（K2O 50%）或氯化钾（K2O 60%）。

试验方案按农业部《测土配方施肥技术规范》的“3414”完全实施方案，即氮、磷、钾3个因素、4个水平。4个水平：0 水平指不施肥，2 水平是指当地习惯最佳施量，1 水平=2 水平×0.5，3 水平=2 水平×1.5。共14个处理，分别为N0P0K0、N0P2K2、N1P2K2、N2P0K2、N2P1K2、N2P2K2、N2P3K2、N2P2K0、N2P2K1、N2P2K3、N3P2K2、N1P1K2、N1P2K1、N2P1K1，本试验选用了施氮2 水平、磷2 水平条件下不施钾（K0）和施钾2 水平（K2）处理的蔬菜产量数据。

施钾2 水平K2O 用量：普通白菜和菜薹为6.6 kg·（667m2）-1，苦瓜为12 kg·（667 m2）-1，豇豆为11 kg·（667 m2）-1。施氮2 水平N 用量：普通白菜和菜薹为10 kg·（667 m2）-1，苦瓜为12.5 kg·（667 m2）-1，豇豆为12 kg·（667 m2）-1。施磷2 水平P2O5用量：普通白菜和菜薹为2 kg·（667 m2）-1，苦瓜为8 kg·（667 m2）-1，豇豆为9 kg·（667m2）-1。3次重复，随机区组排列，小区面积为20 m2。普通白菜和菜薹株距0.20 m，行距0.20 m；苦瓜和豇豆每畦单行，株距分别0.8 m 和0.6 m。收获时按小区测产。

1.2 数据处理

1.2.1 土壤有效钾肥力分级指标的建立方法采用对数方程法，以相对产量作为统计指标，138个试验点的蔬菜相对产量（RY）为不施钾肥区（K0）蔬菜产量占施钾肥区（K2）蔬菜产量的百分数，即：RY（%）=K0/K2×100%，以对数方程获得相对产量与土壤有效钾测定值之间的数学关系式，以相对产量为75%、85%、90%、95%计算土壤有效钾含量，根据计算值划分土壤钾丰缺指标。本试验拟定缺钾区相对产量＜75%的钾测定值为极低，介于75%～85%范围内的为低，介于85%～90%范围内的为中，介于90%～95%范围内的为高，95%～100%的为极高，＞100%的为过高。

1.2.2 推荐施肥量的计算方法钾的推荐施肥量分叶菜、苦瓜、豇豆3种不同蔬菜品种，用三元二次方程、二元二次方程、一元二次方程和线性加平台方程（孙义祥等，2009）获得各个试验点的最佳施肥量，分别将3种蔬菜每个试验点的最佳施肥量与土壤有效钾养分含量进行统计，按上述建立的土壤肥力分级指标分为极低、低、中、高、极高、过高并进行统计，确定各等级有效钾水平下的推荐施钾肥用量（李淑仪等，2009；廖新荣等，2009；张桥等，2009；张永起等，2010，2011）。

2 结果与分析

2.1 菜园土壤有效钾丰缺指标的建立

根据试验地基础土样的土壤速效K含量以及“3414”田间试验中的N2P2K0、N2P2K22个处理的蔬菜产量计算出缺钾处理小区的相对产量，首先按叶菜类、瓜类、豆类3个不同种类的蔬菜分别进行计算拟合，叶菜40个田间试验、苦瓜47个田间试验、豇豆51个田间试验基础土壤样本的速效钾含量与试验得到的缺钾区蔬菜相对产量作散点图，分别得出3 类蔬菜的对数回归方程（图1）。结果表明，3个方程相关系数叶菜为0.565，苦瓜为0.497，豇豆为0.470，均达到极显著水平。

分别利用图1中土壤有效K含量与3个不同种类的蔬菜相对产量的4 组回归方程，计算相对产量为75%、95% 对应的土壤速效钾含量，得出土壤有效钾的丰缺指标值：苦瓜组分别为50、240 mg·kg-1；豇豆组分别为45、195 mg·kg-1；叶菜组分别为20、140 mg·kg-1；合并蔬菜组分别为35、195 mg·kg-1。分别将合并蔬菜组与苦瓜组、豇豆组和叶菜组进行比较，发现3类蔬菜的丰缺指标值差异较大，尤其是叶菜类与苦瓜、豇豆的丰缺指标值差异更大。

检查所有试验点（138个），蔬菜相对产量＜50%的只有5个试验点（占全部试验的3.6%），其中4个为苦瓜（占苦瓜试验的8.5%）、1个为豇豆（占豇豆试验的2.0%）、叶菜则为零。而蔬菜相对产量＜75% 的有18个，占13.0%；相对产量70%～85% 的有27个，占19.6%；相对产量85%～90% 的有19个，占13.8%；相对产量90%～95% 的有16个，占11.6%；相对产量95%～100%的有22个，占15.9%；相对产量＞100%的36个，占26.1%。

根据前人的研究结论（周广业等，1985；林守宗等，1985、1987；周鸣铮，1987；黄德明，1988；程季珍和亢青选，1997；孙义祥等，2009），结合本试验结果，将土壤有效钾丰缺指标分为3级，按相对产量＜75% 的钾测定值为低，75%～95% 为中，＞95% 为高。根据图1中3 类蔬菜的方程计算土壤有效钾丰缺指标值（表1）。苦瓜土壤有效钾各级指标值分别为＜50 mg·kg-1、50～240 mg·kg-1、＞240 mg·kg-1；豇豆的各级指标值分别为＜45 mg·kg-1、45～195 mg·kg-1、＞195 mg·kg-1；叶菜的各级指标值分别为＜20 mg·kg-1、20～140 mg·kg-1、＞140 mg·kg-1。

图1 土壤速效钾含量与缺钾区蔬菜相对产量的关系

表1 华南地区菜田土壤有效钾测土施肥技术指标

2.2 蔬菜钾肥推荐施肥技术指标的建立

对3 类蔬菜每个试验点的产量与施肥量进行回归分析，建立有关钾肥效应函数，根据产量和肥料价格通过边际分析计算每个试验点的最佳施肥量，以采用一元二次函数和线性加平台方程为主，二元二次和三元二次函数为辅的原则（因三元二次的拟合成功率较低，且推荐施肥量过高或过低）。对拟合成功的方程，根据方程拟合的决定系数选用统计检验显著的方程，求得各试验点的最佳经济施钾量。分别将3 类蔬菜各试验点的最佳施钾量结果与相应土壤速效K含量进行相关性分析（图2），根据图1和图2的各类蔬菜回归方程，得出各等级钾肥力水平相应的推荐施钾肥技术指标（表1）。

根据表1可知，苦瓜的推荐施K2O 量：土壤速效K含量低（＜50 mg·kg-1）时约施15.0 kg·（667m2）-1，土壤速效K含量为中（50～240 mg·kg-1）时施7.5～15.0 kg·（667m2）-1，土壤K 为高（＞240 mg·kg-1）时施用量应＜7.5 kg·（667m2）-1，在苗期可以少施或不施钾。豇豆的推荐施K2O 量：土壤速效K含量低（＜45 mg·kg-1）时约施12.5 kg·（667m2）-1，土壤速效K含量为中（45～195 mg·kg-1）时施7.0～12.5 kg·（667m2）-1，土壤K 为高（＞195 mg·kg-1）时施用量应控制＜7.0 kg·（667m2）-1，在苗期可以少施或不施钾。叶菜推荐施K2O 量：土壤速效K含量低（＜20 mg·kg-1）时约施9.5 kg·（667m2）-1，土壤速效K含量为中（20～140 mg·kg-1）时施5.5～9.5 kg·（667m2）-1，土壤K 为高（＞140 mg·kg-1）时钾施用量应控制＜5.5 kg·（667 m2）-1。所推荐的施钾量指标包括了有机肥中钾素含量，因此若与有机肥配合施用时，要考虑有机肥所含的钾养分而适当低于此施钾量。

2.3 蔬菜测土施肥技术指标的验证

为了验证并优化所建立的蔬菜测土施肥技术指标体系，2011年在全省有条件的县区安排了多个苦瓜和叶菜的测土施肥指标体系验证试验。试验前在待试验地块采集土样并进行养分检测，根据检测结果对照土壤养分丰缺指标，制定相应地块和蔬菜种类的推荐施肥量。表2为珠江三角洲、粤东、粤西和粤北有代表性地区的部分测土推荐施肥验证结果。

在4个叶菜验证试验中，位于珠江三角洲的广州市白云区的地块速效钾含量极高，习惯施肥的施肥量也相当高〔N-P2O5-K2O 施肥量为15-15-15 kg·（667 m2）-1〕，而推荐施钾量比习惯施肥减少了14 kg·（667 m2）-1；位于粤西的茂名市茂南区、位于粤东的潮州市饶平县的地块土壤有效钾含量处于中等水平，习惯施肥的施肥量较高，所以推荐施钾量分别比习惯施肥减少1 kg·（667 m2）-1和4.9 kg·（667 m2）-1；位于粤北的韶关市武江区的地块土壤有效钾含量也处于中等水平，由于习惯施肥的施肥量较低，所以推荐施钾量比习惯施肥增加2.8 kg·（667 m2）-1。在3个苦瓜验证试验中，位于珠江三角洲的珠海市金湾区和位于粤西的阳江市阳春县的地块土壤有效钾含量极高，推荐施钾量分别比习惯施肥减少5 kg·（667 m2）-1和14 kg·（667 m2）-1；位于粤东的汕头市龙湖区的地块土壤有效钾含量极低，推荐施钾量比习惯施肥增加5 kg·（667 m2）-1。

图2 土壤速效钾含量与蔬菜施钾量的关系

表2 2011年广东省部分地区蔬菜测土推荐施肥验证试验结果

由于习惯施肥没有根据土壤养分状况盲目施用15-15-15 的复合肥，而测土推荐的施肥量是根据种植前土壤可供应的养分量而提出的每个地块不同种类蔬菜的推荐施肥量。因此，叶菜和苦瓜测土施肥处理的产量普遍高于习惯施肥，其中普通白菜增产6.0%～13.4%，苦瓜增产4.1%～19.4%（表2）。验证试验结果表明，所建立的苦瓜和叶菜测土施肥技术指标是可行的。但由于豇豆的田间试验开展时间晚于叶菜和苦瓜，其指标体系的验证结果有待进一步分析。

3 结论与讨论

3.1 土壤有效钾养分肥力等级的划分

关于土壤有效钾肥力等级划分，周鸣铮（1987）建议将其划分为5级，即极低、低、中、高和极高；林守宗等（1987）、金耀青和张中原（1993）、陆允甫和吕晓男（1995）建议划分为4级；章明清等（2009）把福建的粮油作物测土配方施肥指标划分为3级。本试验中138个试验点的蔬菜相对产量＜50% 的只有5个，没有找到相对应的菜田土壤速效钾含量＜7.0 mg·kg-1的。因此，考虑到蔬菜对养分水平要求较高的特点，将菜田土壤养分丰缺指标划分为3级，当蔬菜的相对产量为＜75%、75%～95%、＞95%时所对应的土壤有效钾丰缺等级划分为：低等级，苦瓜为＜50 mg·kg-1、豇豆为＜45 mg·kg-1，叶菜为＜20 mg·kg-1；中等，苦瓜为50～240 mg·kg-1、豇豆为45～195 mg·kg-1、叶菜为20～140 mg·kg-1；高等级，苦瓜为＞240 mg·kg-1、豇豆为＞195 mg·kg-1、叶菜为＞140 mg·kg-1。

3.2 土壤有效钾丰缺指标的比较

广东省第2次土壤普查养分分级标准（广东省土壤普查办公室，1993）共分为6级，分别为＜30 mg·kg-1、30～50 mg·kg-1、50～100 mg·kg-1、100～150 mg·kg-1、150～200 mg·kg-1、＞200 mg·kg-1，这与本试验中苦瓜和豇豆的中等以下的较为接近，而高等级以上的则是本试验的较高，说明广东省蔬菜当前产量水平下的土壤有效钾含量水平已高于第2次土壤普查时的水平。陈琼贤和李淑仪（2009）提出华南菜薹的土壤钾分级：极低为＜60 mg·kg-1、低为60～80 mg·kg-1、中为80～120 mg·kg-1、高为120～220 mg·kg-1、极高为＞200 mg·kg-1。这与本试验中叶菜的等级指标差异不大。

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