夏玉米土壤氮磷养分丰缺指标研究

阎雪容，张智波，刘华君，李杨文正，于立芝

夏玉米土壤氮磷养分丰缺指标研究

阎雪容1，张智波2，刘华君1，李杨文正1，于立芝1

（1.中国农业大学烟台研究院，山东烟台264670；2.平邑县农业局经济作物站，山东平邑273300）

采用田间试验，在夏玉米上进行了简化的“3414”肥效试验。结果表明，土壤碱解氮含量和有效磷含量与夏玉米的相对产量呈正相关，对数函数关系的相关性均达到显著水平。建立夏玉米土壤氮、磷养分丰缺指标值和氮肥、磷肥的推荐用量，有利于指导农业生产中合理地施用氮肥和磷肥。

夏玉米；土壤丰缺指标；推荐施肥量

目前，农业生产中大量、盲目施用化学肥料的问题越来越突出，主要作物的单位面积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显[1-4]，这不仅造成肥料的浪费，而且其淋溶损失的增加容易造成地下水中硝酸盐的污染和地表水中磷的富集，并产生一系列环境问题[5-8]。土壤氮、磷和氮肥、磷肥的施用一直是研究的热点问题，诸多专家学者从不同角度、采用不同方法对其进行了研究，并取得了一定的研究成果[9-13]。玉米是全球也是我国第一大作物，在保障粮食安全方面具有重要的作用。玉米栽培的目标集中在高产、优质、高效、生态和安全等方面[14]，科学施肥是实现该目标的关键措施之一。已有的相关研究主要集中在新型肥料的应用[15]、施肥模式的研究[16]、施肥时期的选择[17]、施肥位置对夏玉米产量和养分利用的影响等方面[18]。

本研究以夏玉米为研究对象，采用田间试验进行了夏玉米简化的“3414”肥效试验，根据土壤养分的测定值和田间肥效试验结果，建立了土壤氮、磷养分丰缺指标值和氮肥、磷肥的推荐施肥用量，目的在于指导农业生产中科学合理地施用氮肥和磷肥。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验于2013年6—10月在山东省烟台市牟平区武宁镇张家村等地进行。根据产量水平和土壤有效养分状况，可将试验地分为高产田（≥9 000＜12 000 kg/hm2）、中产田（≥6 000＜9 000 kg/hm2）和低产田（＜6 000 kg/hm2）。

1.2 试验材料

供试玉米品种为金海5号，肥料为尿素（N 46%）、磷酸二氢钾（K2O 32%，P2O548%）、硫酸钾（K2O 50%），有机肥的用量为22.5 t/hm2。

1.3 试验方法

“3414”试验设计是指氮、磷、钾3个因素、4个水平、14个处理[19]。试验选取“3414”试验中的5个处理进行试验，分为高产田、中产田和低产田，试验田养分指标如表1所示。夏玉米高产田氮磷钾2水平肥料用量为氮（N）261 kg/hm2，磷（P2O5）126 kg/hm2，钾（K2O）229.5 kg/hm2；中产田氮磷钾2水平肥料用量为氮（N）171 kg/hm2，磷（P2O5）85.5 kg/hm2，钾（K2O）157.5 kg/hm2；低产田2水平肥料用量为氮（N）126 kg/hm2，磷（P2O5）63 kg/hm2，钾（K2O）125.5 kg/hm2。小区面积66.7 m2，3次重复。

表1 试验田速效养分施用量 kg/hm2

1.4 测定项目及方法

采用常规方法测定玉米产量。土壤碱解氮采用扩散法测定；土壤有效磷采用NaHCO3浸提钼锑抗比色法测定；土壤有效钾测定采用火焰光度计法。缺氮、磷、钾的相对产量的计算方法如下。

1.5 土壤养分丰缺指标建立方法

将每处试验的夏玉米相对产量与土壤养分测定值配对；选择回归模型，对配对数据进行回归分析，建立二者的对数函数关系（y＝a＋bln x）；利用函数计算相对产量分别为50%，75%，95%时对应的土壤养分值，建立土壤养分丰缺指标。土壤养分的分级评价标准为：相对产量＜50%为极低，≥50%＜75%为低，≥75%＜95%为中，≥95%为高。

2 结果与分析

2.1 土壤碱解氮含量对夏玉米相对产量的影响

表2 夏玉米“3414”肥效试验产量情况

分析表2中土壤碱解氮含量和夏玉米相对产量可知，二者呈对数函数关系，其关系式如下。

y＝43.257ln x－119.93（R2＝0.955 8） （4）

式中，y为夏玉米相对产量（%），x为土壤碱解氮含量（mg/kg）。相关系数为0.977 6，土壤碱解氮含量对夏玉米相对产量的影响达到显著水平。

土壤碱解氮含量与夏玉米相对产量的模拟曲线如图1所示，随着土壤碱解氮含量增加夏玉米的相对产量增加。

土壤碱解氮含量丰缺指标按土壤养分的实际情况划分为4个等级，即高、中、低、极低。土壤供氮等级越高，相对产量越高，氮肥推荐量越低。其中，处于供氮高等级的玉米田，相对产量＞95%，土壤碱解氮含量高于144 mg/kg；供氮中等等级的夏玉米田，相对产量为75%～95%，土壤碱解氮含量91～144mg/kg；供氮低等级的夏玉米田，相对产量50%～75%，土壤碱解氮含量51～91 mg/kg；供氮极低等级的夏玉米田，相对产量＜50%，土壤碱解氮含量低于51 mg/kg。丰缺指标由高到低，氮肥推荐用量分别为150，150～195，195～240，240 kg/hm2（表3）。

表3 夏玉米土壤碱解氮丰缺指标及氮肥推荐用量指标

2.2 土壤有效磷含量对夏玉米相对产量的影响

分析表2中土壤有效磷含量与夏玉米相对产量可知，二者呈对数函数关系，其关系式如下。

y＝43.315ln x－81.984（R2＝0.947 8） （5）

式中，y为玉米相对产量（%），x为土壤有效磷含量（mg/kg）。相关系数为0.973 5，土壤有效磷含量对夏玉米相对产量的影响达到显著水平。

土壤有效磷含量与夏玉米相对产量的模拟曲线如图2所示，土壤有效磷含量增加夏玉米的相对产量增加。

土壤有效磷含量丰缺指标按照土壤养分的实际情况划分为4个等级，即高、中、低、极低。土壤供磷等级越高，相对产量越高，磷肥推荐量越低。供磷高等级的玉米田，相对产量＞95%，土壤有效磷含量高于59.5 mg/kg；供磷中等等级的玉米田，相对产量为75%～95%，土壤有效磷含量37.3～59.5 mg/kg；供磷低等级的玉米田，相对产量50%～75%，土壤有效磷含量20.7～37.3mg/kg；供磷极低等级的玉米田，相对产量＜50%，土壤有效磷含量低于20.7mg/kg。丰缺指标由高到低，磷肥推荐用量分别为120，120～165，165～180，180 kg/hm2（表4）。

表4 夏玉米土壤有效磷丰缺指标及磷肥推荐用量指标

3 结论

3.1 建立了土壤碱解氮含量、有效磷含量与夏玉米相对产量的函数关系

土壤碱解氮含量与夏玉米相对产量对数曲线表明，土壤碱解氮含量越高，夏玉米相对产量越高，相关性达到显著水平。土壤有效磷含量与夏玉米相对产量对数曲线表明，土壤有效磷含量越高，夏玉米相对产量越高，相关性达到显著水平。

3.2 确定了土壤碱解氮和有效磷的丰缺指标及氮肥、磷肥的推荐用量

本试验确定了土壤碱解氮的丰缺指标及氮肥的推荐用量，土壤碱解氮含量高于144 mg/kg，氮肥推荐用量为150 kg/hm2；土壤碱解氮含量为91～144 mg/kg，氮肥推荐用量为 195～150 kg/hm2；土壤碱解氮含量51～91 mg/kg，氮肥推荐用量为240～195 kg/hm2；土壤碱解氮含量低于51 mg/kg，氮肥推荐用量为240 kg/hm2。

本试验确定了土壤有效磷的丰缺指标及磷肥的推荐用量，土壤有效磷含量高于59.5 mg/kg，磷肥的推荐用量为120kg/hm2；土壤有效磷含量为37.3～59.5 mg/kg，磷肥的推荐用量为 165～120 kg/hm2；土壤有效磷含量为20.7～37.3mg/kg，磷肥的推荐用量为180～165kg/hm2；土壤有效磷含量低于20.7mg/kg，磷肥的推荐用量为180 kg/hm2。

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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

烟台市科技发展计划资助项目（2007155）

阎雪容（1996-），女，山东淄博人，在读本科，研究方向：土壤肥料。于立芝为通信作者。