(范本)2010-01-19湘中地区土壤养分丰缺指标与施肥指标体系的建立(范本)

1湘东、湘中地区水稻施肥指标体系研究黄铁平1，刘如清1，吴远帆1，赵继华2（1．湖南省土壤肥料工作站,长沙410005；2．湖南省双峰县土壤肥料工作站,双峰417700）摘要：本文在总结分析湘东、湘中水稻田间试验结果的基础上，系统的提出了湘东、湘中地区不同肥力水平稻田的测土配方施肥技术参数；在分析水稻相对产量与土壤养分测试值的关系基础上，提出了湘中地区水稻的P、K丰缺指标。在建立土壤养分丰缺指标的基础上，根据3414类田间试验结果，选用适合的回归分析方法，拟合肥料效应回归模型，通过多年多点的试验结果按照养分丰缺指标汇总，确定不同丰缺等级下的平均推荐施肥量及上下限，或者采用每个试验最佳产量与相应土壤速效磷含量建立效应方程，通过效应方程计算土壤分级指标下的肥料用量范围，建立水稻施肥指标体系。关键词：水稻；测土配方施肥；指标体系；研究建立和完善测土配方施肥技术指标体系是实施测土配方施肥的一项重要内容，也是一项技术性很强的工作。测土配方施肥指标体系研究一般包括3个方面的内容：（1）相关研究。目的是通过相关分析，研究不同土壤有效养分测试方法与作物相对产量或养分相对吸收量的相关性，从而筛选出土壤有效养分测试方法。由于《测土配方施肥技术规范》已经对土壤测试方法进行了统一规范，因此实质上目前施肥指标体系研究中没有包括此项工作。（2）建立土壤养分丰缺指标。通过校验研究，对多年多点田间试验结果进行统计分析，得出作物相对产量和土壤养分测试值的数学关系，再以相对产量50％、75％、95％为标准，获得土壤养分丰、中、缺的指标。（3）建立主要作物推2荐施肥指标。在建立土壤养分丰缺指标的基础上，通过建立肥料效应回归模型，提出针对不同肥力水平的推荐施肥量。2005-2007年，湘东、湘中地区共开展了水稻3414类肥料效应田间试验260个，早稻109个、中稻54个、晚稻97个；水稻氮磷钾不同用量68个，其中早稻30个、中稻13个、晚稻25个；水稻配方校正试验278个，其中早稻125、中稻78个、晚稻125个；水稻基、追肥比例试验早稻26个、中稻14个、晚稻20个。本文根据湘东、湘中地区2005-2007年的水稻田间试验结果，对湘东、湘中地区水稻施肥指标体系进行初步的探讨。1测土配方施肥技术参数3414类试验信息量大，效率高，不仅可以满足相关分析、建立土壤养分丰缺指标和推荐施肥指标的需要，还可以根据试验结果直接或间接计算出一系列测土配方施肥技术参数。1.1基础地力与目标产量1.1.1地力产量及作物对土壤养分的依存率将作物对土壤养分的依赖程度叫做依存率。其计算公式为：依存率（%）=无肥区作物产量/全肥区作物产量×100%表1为湘中地区2005－2007年田间试验空白产量、全肥区产量统计结果，早稻平均地力产量为298.0kg/667m2，不同地块之间差异较大，最低178.0kg/667m2，最高396.8kg/667m2，作物对土壤养分的依存率平均为67.9％，最低54.2％，最高84.6％；晚稻平均地力产量314.9kg/667m2，最低222.7kg/667m2，最高415.8kg/667m2，作物对土壤养分的依存率平均68.2％，最低52.6％，最高85.9％；中稻地力产量平均为378.9kg/667m2，最低256kg/667m2，最高492kg/667m2，作物对土壤养分的依存率平均70.29％，最低52.68％，最高89.8％。表1湘中地区水稻土壤基础地力3作物试验点数项目空白产量(kg/667m2)全肥区（配方区）产量(kg/667m2)依存率(％)早稻74平均298.0439.167.9幅度178.0～396.8299～574.254.2～84.6晚稻73平均314.9461.868.2幅度222.7～415.8373.1～588.252.6～84.1中稻43平均378.9539.170.3幅度256～492384～646.952.68～89.81.1.2地力产量与目标产量及依存率的关系将试验全肥区（配方区）产量理解为目标产量，以无肥区产量(x)为横坐标，作物对土壤养分的依存率（或目标产量）为纵坐标作散点图，可以看出目标产量（或依存率）与地力产量之间存在明显的正相关，即地力产量高的地块可以获得较高的目标产量（作物对土壤养分的依存率也越大），这为我们通过地力产量预测目标产量提供了依据。早稻、晚稻、中稻目标产量与基础地力产量的关系分别为：早稻y＝0.7076x+223.3，R2＝0.5816**(n=74)；晚稻y＝0.7156x+236.4，r＝0.4599**(n=73)；中稻y＝0.6754x+283.2，r＝0.4005**(n=43)。早稻、晚稻、中稻依存率与基础地力产量的关系分别为：早稻y＝0.1207x+32.528，R2＝0.6319**(n=74)；晚稻y＝0.1125x+32.814，R2＝0.4888**(n=73)；中稻y＝0.0934x+35.083，R2＝0.4388**(n=43)。y=0.7076x+223.3R2=0.58160100200300400500600100200300400地力产量(kg/667m2)目标产量(kg/667m2)4图1早稻目标产量与地力产量的关系图2早稻土壤养分依存率与地力产量的关系图3晚稻目标产量与地力产量的关系图4晚稻土壤养分依存率与地力产量的关系y=0.1207x+32.528R2=0.63190102030405060708090150250350450地力产量(kg/667m2）依存率（%）y=0.7156x+236.4R2=0.45990100200300400500600700100200300400基础地力(kg/667m2）目标产量(kg/667m2）y=0.1125x+32.814R2=0.4888020406080100150250350450地力产量(kg/667m2）依存率(%)5图5中稻目标产量与地力产量的关系图6中稻土壤养分依存率与地力产量的关系1.2相对产量相对产量是指缺素区产量占全肥区产量的百分比，是划分土壤养分丰缺指标的重要参数，表3是根据2005-2007年的田间试验结果计算出的早、中、晚稻的N、P、K相对产量，不同养分相对产量之间有明显的差异，且早、中、晚稻趋势一致，以P的相对产量最高，K次之，N最低；早、中、晚稻相对产量之间也表现一定的差异，N的相对产量以中稻最高，早稻最低，显然与早稻生长期间气温较低，土壤供氮能力较弱有关；P的相对产量以晚稻最高，平均达到93.5％，与生产实际中晚稻施用磷肥效果不明显的趋势一致，而早、中稻P的相对产量差别不大。y=0.6754x+283.19R2=0.40050100200300400500600700200250300350400450500地力产量(kg/667m2)目标产量(kg/667m2)y=0.0934x+35.083R2=0.4388020406080100150250350450地力产量(kg/667m2)依存率（%）6表2水稻NPK相对产量统计作物相对产量％NPK早稻68.3(41)89.2(41)87.4(41)晚稻69.9(40)93.5(40)88.5(40)中稻72.5(18)88.7(18)85.6(18)平均69.790.887.51.3肥料利用率根据空白区和全肥区N、P、K养分的吸收量计算出养分利用率肥料农学利用率（%）=%100%2/2/2/肥料中养分含量肥料施用量量缺素区农作物吸收养分量施肥区农作物吸收养分hmkghmkghmkg表3水稻NPK养分利用率表作物养分利用率％NPK早稻33.813.948.3晚稻31.217.645.6中稻34.215.749.3平均32.815.747.41.4单位产量养分吸收量根据试验产量结果和植株化验结果计算得出单位经济产量N、P、K养分吸收量（表6），早稻100kg产量N、P2O5、K2O平均吸收量分别为2.02、0.93、2.29kg，NPK吸收比例为1：0.46：1.13，晚稻100kg产量N、P2O5、K2O吸收量分别为2.11、0.86、2.48kg，吸收比例为1：0.41：1.18，其N、K吸收量与早稻相差不大，P的吸收比例明显低于早稻，中稻100kg产量N、P2O5、K2O吸收量明显高于早、晚稻，分别为2.39、1.02和3.01kg，N、P、K吸收比例为1：0.43：1.26。表4水稻单位产量NPK养分吸收量作物100kg经济产量养分吸收量(kg)NP2O5K2ON:P2O5:K2O7早稻2.020.932.291:0.46:1.13晚稻2.110.862.481:0.41:1.18中稻2.391.023.011:0.43:1.26平均2.120.922.51:0.43:1.182水稻土壤养分丰缺指标通过校验研究，对多年多点田间试验结果进行统计分析，得出作物相对产量和土壤养分测试值的数学关系，再以相对产量50％、75％、95％为标准，获得土壤养分丰、中、缺的指标。2.1水稻相对产量与土壤有效养分测试值之间的关系以土壤速养分测试值为横坐标，缺素区相对产量为纵坐标作散点图，分析相对产量与土壤有效养分测试值之间的关系，经分析，N的相对产量与土壤全N、碱解N之间均无明显相关性；无P区相对产量与土壤有效P（0.5mol/LNaHCO3浸提－钼锑抗比色法）有很好的对数相关性（图3）；无K区相对产量与土壤速效K（1.0mol/LNH4Ac浸提－火焰光度法）亦有很好的相关性（图4）。y=20.432Ln(x)+37.393R2=0.766794050607080901001101200510152025303540土壤有效P含量(mg/kg)缺P区相对产量（%）图7水稻无P区相对产量与土壤有效P的关系8y=26.049Ln(x)-33.118R2=0.7986405060708090100110050100150200250300土壤速效K含量（mg/kg）缺K区相对产量（%）图8水稻无K区相对产量与土壤速效K的关系2.2磷、钾养分丰缺指标目前划分养分丰缺指标通行的做法是以相对产量为依据，即依据相对产量与土壤测试值的关系，按照相对产量大于95%为高、75～95％之间为中、50～75％之间为低、小于50％为极低的标准，划分出相应的土壤养分丰缺指标（表5、6）。土壤有效P与缺P区相对产量的关系：y=20.432Ln(x)+37.393R2=0.76679土壤速效K与缺K区相对产量的关系：y=26.049Ln(x)-33.118R2=0.7986表5水稻不同等级相对产量对应的土壤测试值项目分级土壤养分测试值(mg/kg)有效P速效K相对产量95%高16.813775～95%中6.3～16.864～13750～75%低1.9～6.325～6450%极低1.925表6水稻土P、K养分丰缺指标分级丰缺等级有效Pmg/kg速效Kmg/kg高16.51409中6.5～16.565～140低2.0～6.530～65极低2.0303肥料效应模型与推荐施肥量3.1推荐施肥方法在建立土壤养分丰缺指标的基础上，根据3414类田间试验结果，选用三元二次、二元二次、一元二次或线性加平台回归方法，拟合肥料效应回归模型，再根据肥料效应回归模型，通过边际分析，计算出最佳施肥量，通过多年多点的试验结果按照养分丰缺指标汇总，确定不同丰缺等级下的平均推荐施肥量及上下限，或者采用每个试验最佳产量与相应土壤速效磷含量建立效应方程，通过效应方程计算土壤分级指标下的肥料用量范围。氮肥采用总量控制、分期调控推荐施肥，磷、钾肥采用丰缺指标—恒量监控法推荐施肥。3.2水稻氮肥推荐根据2005～2007年的水稻3415试验和N肥用量试验，采用一元二次回归或线性加平台方法，建立水稻N肥效应模型，依据回归模型计算出各试验点的最佳施N量和相应的目标产量，试图找出最佳施N量与土壤N肥力（全N、碱解N、有机质）之间的对应关系，结果