宁波市水稻氮磷钾养分丰缺指标研究

王 飞，申广荣，秦方锦

(1.上海交通大学 农业与生物学院，上海 200240;2.浙江省宁波市农业技术推广总站，浙江 宁波 315000)

近年来，我国化肥用量大幅增加，但粮食单产却徘徊不前，这表明粮食作物施肥增产效应已趋于下降［1］。同时，不合理或盲目施肥的现象也对环境造成了巨大的影响。因此，因地制宜地合理施用肥料已刻不容缓。土壤肥力指标法(又称丰缺指标法)是测土推荐施肥最经典的方法，它是基于作物营养元素的土壤化学原理，用相关分析筛选最佳提取剂，测定土壤有效养分;以生物试验相对指标校验土壤有效养分指标，确定相应的肥力分级范围值，用以指导肥料施用。虽然20世纪80年代以来，国内学者提出了土壤有效磷、速效钾等丰缺指标，但由于近年来高产品种的大面积推广，原有的指标体系已不适用当前生产实际;而且不同农业生产区域因土壤肥力水平、水文和气候等条件不同，丰缺指标也存在着较大差异［2］。因此，作者旨在通过对近年来宁波市多个县(市、区)水稻“3414”田间肥效试验结果的统计分析，建立宁波市水稻氮磷钾养分丰缺指标体系，以期为完善水稻测土配方施肥指标体系提供科学的理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

数据来源于宁波市鄞州、余姚、奉化、象山、宁海等本市水稻主产区2007－2010年单季稻、早稻、连作晚稻、蔺草茬晚稻等80余个水稻“3414”田间肥效试验结果。各试点的供试水稻品种为当地主推品种如中浙优1号、甬优12号、嘉育280、宁81、甬优1号等，施用的氮、磷、钾肥分别为碳酸氢铵、尿素、过磷酸钙和氯化钾。

1.2 试验设计

采用“3414”试验方案，各氮、磷、钾肥用量水平如表1［3］。方案中的施肥水平含义:0水平指不施肥，2水平指当地推荐施肥量，1水平 =2水平×0.5，3水平=2水平 ×1.5(该水平为过量施肥水平)。其中，2水平依据各试点当地土壤养分基本状况、高产施肥调查、以及试验地的前茬作物拟定。选择当地具有代表性的土壤类型和肥力水平的地块作为试验田。试验随机排列，小区面积30 m2，部分有条件田块设置3次重复。供试地块的水稻基追肥比例根据当地习惯及土壤肥力水平确定，一般磷肥全部作底肥，氮、钾肥分次施用。

1.3 样品采集、测定及数据分析方法

试验实施前，取试验田块混合基础土样用浓硫酸消煮-半微量凯氏法测定全氮，碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法测定有效磷，乙酸铵浸提、火焰光度法测定速效钾含量［4－5］。

表1 水稻“3414”试验不同水平的施肥量kg·hm －2

宁波市的水稻主产区分布在鄞州、余姚、奉化、象山、宁海等县(市、区)的平原地带，地貌类型涉及水网平原、河谷平原和滨海平原。根据近年测土配方施肥项目的耕地地力调查结果，发现特定地貌类型上土壤氮磷钾养分含量有相似性，即水网平原、河谷平原土壤大多高氮高磷低钾，而滨海平原土壤大多低氮低磷高钾(表2)。为反映区域特点，将有关数据划分为水网河谷平原和滨海平原2个地貌类型进行研究。

根据水稻氮、磷、钾缺素区产量和氮磷钾平衡施肥区产量分别计算氮、磷、钾的相对产量，与相应的基础土壤的全氮、有效磷、有效钾测试值绘制散点图。由于田间试验受众多因素及土壤取样和分析误差等影响，少数试验点结果出现显著的偏差，故在曲线回归构建前剔除了少量异常试验点结果，以减少对土壤氮磷钾丰缺指标建立的干扰。应用SPSS软件对水稻氮、磷、钾缺素区相对产量与对应基础土壤的全氮、有效磷、有效钾测试值建立曲线回归方程。相对产量=缺素区产量/平衡施肥区产量，具体公式如下:缺氮处理相对产量/%=N0P2K2处理产量/N2P2K2处理产量 ×100;缺磷处理相对产量/%=N2P0K2处理产量/N2P2K2处理产量×100;缺钾处理相对产量/%=N2P2K0处理产量/N2P2K2处理产量×100。

表2 供试地块的土壤养分基本状况

2 结果与分析

2.1 数学模型

水网河谷平原和滨海平原2个区域的水稻氮、磷、钾缺素区相对产量与对应基础土壤的全氮、有效磷、有效钾测试值拟合曲线如图1和图2。根据拟合效果，综合考虑3个曲线模型的特征、供试土壤氮磷钾养分含量及水稻实际营养特点等因素［6］，水稻氮磷钾丰缺指标的数学模型均采用对数模型。水网河谷平原的水稻土全氮、有效磷和速效钾的丰缺模型分别为y=31.295ln x+51.98，r2=0.880 4;y=31.139ln x－24.54，r2=0.8212;y=39.464ln x－94.875，r2=0.815 9;滨海平原地区的水稻土全氮、有效磷和速效钾的丰缺模型分别为y=23.499ln x+68.696，r2=0.867 6;y=29.467ln x－7.088、r2=0.909 1;y=42.738ln x－119.52，r2=0.869 3(表3)。通过参数估计，2个区域的水稻氮磷钾丰缺指标数学模型的F值均达到极显著水平。

2.2 丰缺指标

图1 水网河谷平原水稻土壤全氮、有效磷、速效钾测定值与稻谷相对产量之间的回归曲线

图2 滨海平原水稻土壤全氮、有效磷、速效钾测定值与稻谷相对产量之间的回归曲线

表3 水稻土壤全氮、有效磷和速效钾丰缺指标

以相对产量95%和75%为标准，将土壤养分肥力划分为3级，即相对产量＞0.95的相应氮磷钾养分定为高，相对产量介于0.75～0.95的定为中，相对产量 ＜0.75的定为低。从表3可知，水网河谷平原的全氮、有效磷和速效钾的临界指标分别为 4.0 g·kg－1、47 mg·kg－1、122 mg·kg－1;滨海平原的全氮、有效磷、速效钾的临界指标分别为 3.1 g·kg－1、32 mg·kg－1、150 mg·kg－1水网河谷地区的全氮、有效磷的临界指标均高于滨海地区，而速效钾则相反。

3 小结与讨论

土壤肥力分级主要是根据生产实践对精度的需要，以及校验曲线的高度和斜率特征等因素确定［7］。在过往的研究中，土壤肥力等级的划分不一。周鸣铮等［8］建议将土壤肥力等级划分为5级，即极低、低、中、高和极高;黄德明等［9］认为作物年度间的产量变幅足以掩盖过细的肥力级差，故肥力等级可划分为3级。作者根据近年来宁波市水稻氮磷钾肥效田间试验结果，以相对产量95%和75%为标准，将水稻土壤养分肥力划分为高、中、低3个等级，这与福建水稻氮磷钾养分丰缺指标划分标准一致［10］。

不同区域水稻土由于理化性状、水文及气候等条件差异甚大，土壤氮磷钾养分丰缺指标也各异［11］。就水稻土而言，同样将土壤肥力划分为高、中、低3个等级的综合结果表明，全国水稻土的有效磷属于高、中、低的平均值分别为 ＞11 mg·kg－1、2.6 ～ 11 mg·kg－1、＜ 2.6 mg·kg－1［9］;而宁波水网河谷平原水稻土有效磷属于高、中、低的平均值分别为 ＞ 47 mg·kg－1、26 ～ 47 mg·kg－1、＜26 mg·kg－1，滨海地区为 ＞ 32 mg·kg－1、16 ～32 mg·kg－1、 ＜ 16 mg·kg－1。全国水稻土的速效钾属于高、中、低的平均值分别为 ＞131 mg·kg－1、55 ～ 311 mg·kg－1、 ＜ 55 mg·kg－1［9］;而宁波水网河谷平原水稻土速效钾属于高、中、低的 平 均 值 分 别 为 ＞122 mg·kg－1、75 ～122 mg·kg－1、 ＜ 75 mg·kg－1，滨 海 地 区 为 ＞ 150 mg·kg－1、96 ～ 150 mg·kg－1、 ＜ 96 mg·kg－1。章明清等［7］的研究表明，福建省沿海地区晚稻有效磷和速效钾属于高(相对产量为95%)的临界值分别为 17 mg·kg－1和 82 mg·kg－1g;刘顺国等［12］研究表明，辽宁省水稻土有效磷和速效钾属于高(相对产量为95%)的临界值分别为15 mg·kg－1和 205 mg·kg－1。另有研究表明，不同地貌类型条件下的养分丰缺指标也有差异。孔庆波［10］等报道的山区晚稻有效磷的丰缺指标分别为＞21 mg·kg－1、21 ～ 9 mg·kg－1、 ＜ 9 mg·kg－1;沿海地区则为 ＞ 20 mg·kg－1、20 ～ 8 mg·kg－1、＜8 mg·kg－1g。本研究也有类似规律，水网河谷地区的全氮、有效磷的临界指标高于滨海地区，而速效钾则相反。因此，作物土壤养分丰缺指标的建立与土壤类型、气候条件、作物品种和土壤养分测试方法等因素关系甚密。

此外，还可以发现，由于高产品种的大面积推广应用，近期研究确定的养分丰缺指标均高于20世纪80年代的结果。例如，福建水稻原有的有效磷高产临界指标为7 mg·kg－1，而目前山区稻田有效磷高产临界指标为 26 mg·kg－1，沿海地区则为22 mg·kg－1［7］;宁波水网平原早稻原有的有效磷低产 临 界 值 为 20 mg·kg－1，而 目 前 则 为 25 mg·kg－1［13］。这可能与近年来农民对肥料的施用量加大，但肥料利用率不高有关。

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