摘要：采用田間小區(qū)試驗(yàn)研究了蓮藕磷肥合理用量，試驗(yàn)結(jié)果表明，在理論產(chǎn)量基本相等的條件下，采用線性+平臺模型得到的蓮藕臨界施磷量（P2O5 68.8～106.9 kg/hm2），大大低于用二次型模型得到的蓮藕最佳經(jīng)濟(jì)施磷量（P2O5 117.6～144.0 kg/hm2），根據(jù)湖北蓮藕生產(chǎn)和施肥現(xiàn)狀以及藕田土壤磷素肥力水平，提出湖北蓮藕磷肥（P2O5）合理用量為75.0～120.0 kg/hm2，平均為90.0 kg/hm2。

關(guān)鍵詞：蓮藕；磷肥；合理用量

中圖分類號：S147.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：0439-8114（2012）21-4744-05

Study on Rational Phosphorus Fertilizer Application Dose on Rhizome Lotus in

Hubei Province

LIU Dong-bi1，DING Heng-hu2，HU Zhong-li3，WU Jia-qiong2，LIU Ke-zhi2， YU Yan-feng1， XIONG Gui-yun1

（1. Plant Protection and Fertilizer Science Institute，Hubei Academy of Agricultural Sciences， Wuhan 430064，China；

2. Qianjiang Agricultural Bureau， Qianjiang 433100， Hubei，China；

3. College of Life Sciences，Wuhan University， Wuhan 430072 China）

Abstract： Rational phosphorus fertilizer application dose on rhizome lotus was studied by field experiments. The results showed that under the condition on nearly equal theoretical rhizome lotus yield， the critical value of P2O5 application dose determined by linear + plateau model（68.8～106.9 kg/hm2） was greatly lower than the optimum economic P2O5 application dose determined by quadratic model（117.6～144.0 kg/hm2）. According to the present status of rhizome lotus production， and taking fertilization of farmer practice and lotus field soil P fertility into consideration， rational P2O5 application dose on rhizome lotus in Hubei province was suggested to be 75.0～120.0 kg/hm2 with an average of 90.0 kg/hm2.

Key words： Rhizome lotus； phosphorus fertilizer； rational application dose

磷肥為“肥料三要素”之一。在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，磷肥與氮肥、鉀肥共同承擔(dān)著增加作物產(chǎn)量、提高土壤肥力、發(fā)揮良種潛力等多種積極作用[1]。但對河流、湖泊和水庫等多種水體來說，磷素又是一種環(huán)境污染元素。從全國范圍來看，我國耕地土壤氮、磷養(yǎng)分盈余，鉀素虧缺嚴(yán)重[2]，與我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平不斷提高、單位面積上磷肥施用量不斷增長與累積密切相關(guān)。有研究表明，20世紀(jì)80年代初以來，在我國各重要流域，蔬菜、水果和花卉上氮、磷肥料用量為普通大田作物的數(shù)倍甚至數(shù)十倍，成為水體富營養(yǎng)化的主要潛在威脅之一[3]。蓮藕是我國種植面積最大、產(chǎn)量最高的水生蔬菜，湖北省蓮藕種植面積全國第一[4]，主要分布在土壤肥沃的廣大江漢平原地區(qū)。前期調(diào)查和研究結(jié)果表明，湖北省蓮藕平均施磷量高達(dá)（194±71）kg/hm2[5]，蓮藕增施磷肥增產(chǎn)幅度4.6%～18.9%[6]。過去關(guān)于蓮藕肥料用量研究的報道不多，本研究通過田間小區(qū)試驗(yàn)探討蓮藕磷肥的合理用量，為蓮藕生產(chǎn)中科學(xué)合理施磷、減少過量施磷對環(huán)境的負(fù)面影響提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試土壤與蓮藕品種

本研究試驗(yàn)地點(diǎn)設(shè)在武漢市洪山區(qū)湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院南湖試驗(yàn)站，供試土壤為長江沖積物母質(zhì)發(fā)育的潮土性水稻土，用常規(guī)方法[7]分析其屬性和養(yǎng)分狀況（表1）。試驗(yàn)蓮藕品種為早中熟品種鄂蓮5號，由武漢市東西湖區(qū)柏泉農(nóng)場提供。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

3個磷肥用量試驗(yàn)于2007-2009年每年各開展1個試驗(yàn)。2007年試驗(yàn)處理為：①P0；②P60；③P120；④P180；⑤P240；2008-2009年試驗(yàn)處理均為：①P0；②P60；③P120。④P180，其中P=P2O5，字母后的數(shù)據(jù)代表每公頃施用P2O5的千克數(shù)。此外，每處理再施N 360 kg/hm2、K2O 360 kg/hm2及ZnSO4 22.5 kg/hm2。試驗(yàn)氮肥品種為尿素（N 46%），其中40%在4月中旬移栽藕種之前基施，20%在6月初追施，40%在6月底追施；磷肥為過磷酸鈣（P2O5 12%），100%基施；鉀肥為氯化鉀（K2O 60%），70%基施、30%在6月底與尿素同時追施；鋅肥在移栽后一周內(nèi)分小區(qū)化水施入。施肥前關(guān)注天氣變化情況，淺水或濕潤施肥，2 d后再灌水，避免施肥后3～5 d下大雨。

每試驗(yàn)小區(qū)30 m2，2007年試驗(yàn)重復(fù)4次，其他試驗(yàn)重復(fù)3次，隨機(jī)區(qū)組排列，種植密度為5 000 kg/hm2，各小區(qū)之間作田埂并用厚塑料布隔離，防止串水串肥串藕，及時“轉(zhuǎn)藕”、灌水和防治病蟲草害。在當(dāng)年4月中旬移栽，11～12月收獲，記錄蓮藕實(shí)產(chǎn)（鮮重），并進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益分析；收獲的同時在每試驗(yàn)小區(qū)取代表性藕6～8支，制備分析樣品，用常規(guī)方法[8]分析其全氮、全磷及全鉀含量，計(jì)算蓮藕吸收帶走的養(yǎng)分總量。

1.3 參數(shù)計(jì)算與數(shù)據(jù)分析

1.3.1 參數(shù)計(jì)算 參考張福鎖等[7]和鄒娟等[9]的方法，用以下參數(shù)來表征磷肥的利用效率。磷肥偏生產(chǎn)力（partial factor productivity from applied P，PFPP， kg/kg P2O5）=施磷區(qū)產(chǎn)量/施磷量；磷肥農(nóng)學(xué)效率（agronomic efficiency of applied P，AEP，kg/kg P2O5）=（施磷區(qū)產(chǎn)量-無磷區(qū)產(chǎn)量）/施磷量；磷肥表觀利用率（apparent recovery efficiency of applied P，AREP）=（施磷區(qū)作物吸磷量-無磷區(qū)作物吸磷量）/施磷量×100%；磷肥貢獻(xiàn)率（fertilizer contribution rate of applied P， FCRP）=（施磷區(qū)產(chǎn)量-無磷區(qū)產(chǎn)量）/施磷區(qū)產(chǎn)量×100%；地力貢獻(xiàn)率（soil contribution rate，SCR）=不施磷區(qū)產(chǎn)量/施磷區(qū)產(chǎn)量×100%。

1.3.2 蓮藕推薦施磷量模型選擇 運(yùn)用SAS 8.1軟件，同時采用二次型和線性+平臺模型擬合磷肥用量與蓮藕產(chǎn)量之間的關(guān)系[10]：二次型模型函數(shù)式為y=b0+b1x+b2x2，式中y為蓮藕產(chǎn)量（kg/hm2）；x為磷肥用量（kg/hm2）；b0、b1及b2分別為基礎(chǔ)產(chǎn)量（不施磷肥時產(chǎn)量）、線性系數(shù)及二次方系數(shù)。線性+平臺模型函數(shù)式為y=b0+b1x（x

1.3.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析 試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用DPS軟件的單因素LSD檢驗(yàn)法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。用Microsoft-Excel 2007進(jìn)行其他數(shù)據(jù)的處理和計(jì)算。

2 結(jié)果與分析

2.1 磷肥用量對蓮藕產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益的影響

蓮藕產(chǎn)量結(jié)果（表2）表明，在2007-2009年度試驗(yàn)中，蓮藕產(chǎn)量隨磷肥（P2O5，下同）用量增加而增加，盡管蓮藕產(chǎn)量隨磷肥用量增加而增加的幅度未達(dá)到顯著水平，但所有試驗(yàn)均在磷肥施用量為120 kg/hm2時達(dá)到產(chǎn)量最高值，超過120 kg/hm2之后蓮藕產(chǎn)量隨磷肥用量的增加而趨于降低。從經(jīng)濟(jì)效益來看，磷肥用量對經(jīng)濟(jì)效益的影響符合報酬遞減律。在肥料經(jīng)濟(jì)學(xué)研究中通常認(rèn)為，只有當(dāng)肥料產(chǎn)投比VCR值大于2.0時，施用化肥才有意義[11]。根據(jù)這個原則，綜合蓮藕產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益兩個方面的因素可知，在試驗(yàn)條件下，蓮藕適宜的磷肥用量約為120 kg/hm2，此時蓮藕施磷增產(chǎn)3 042～5 210 kg/hm2，增產(chǎn)幅度為11.8%～21.4%，凈增收入為4 073～7 434元/hm2，磷肥產(chǎn)投比6.34～11.58。

2.2 磷肥用量對蓮藕養(yǎng)分吸收和磷肥表觀利用率的影響

蓮藕的氮、磷、鉀吸收量與產(chǎn)量的變化趨勢基本一致（表3），即隨磷肥用量增加而增加，在磷肥用量為120 kg/hm2時達(dá)到最高值，增加磷肥用量對于促進(jìn)蓮藕氮、磷、鉀養(yǎng)分吸收的影響均不明顯。蓮藕磷肥的偏生產(chǎn)力和農(nóng)學(xué)效率較一般大田作物高得多[8，9]，與其收獲指數(shù)較高和產(chǎn)量以鮮重量表示有關(guān)。蓮藕磷肥的偏生產(chǎn)力、農(nóng)學(xué)效率和當(dāng)季表觀利用率隨磷肥用量增加而降低，其產(chǎn)量貢獻(xiàn)率隨磷肥用量增加而增加，磷肥用量超過120 kg/hm2后產(chǎn)量貢獻(xiàn)率又趨于降低。在產(chǎn)量最高值時，磷肥當(dāng)季表觀利用率為7.1%～10.0%，磷肥產(chǎn)量貢獻(xiàn)率為10.6%～17.6%，地力貢獻(xiàn)率為82.4%～89.4%。

2.3 用二次型和線性+平臺模型確定蓮藕合理磷肥用量

為進(jìn)一步明確蓮藕的適宜施磷量，參考陳新平等[10]的方法，同時采用二次型和線性+平臺模型擬合蓮藕磷肥用量與產(chǎn)量之間的關(guān)系。結(jié)果表明，采用二次型模型擬合得到蓮藕產(chǎn)量的肥料效應(yīng)方程分別為y=-0.120x2+37.380x+25 784（2007年）、y=

-0.218x2+55.270x+22 502（2008年）和y=-0.358x2+86.990x+24 412（2009年），式中y為作物產(chǎn)量；x為施磷量（圖1）。根據(jù)方程求出2007-2009年度蓮藕最高產(chǎn)量施磷量（P2O5，下同）依次分別為155.8、126.2及121.3 kg/hm2，平均134.4 kg/hm2，此時蓮藕的最高產(chǎn)量分別為28 695.0、26 005.1及29 696.4 kg/hm2，平均28 132.2 kg/hm2；最佳經(jīng)濟(jì)施磷量依次分別為144.0、119.8及117.6 kg/hm2，平均127.1 kg/hm2，此時蓮藕最佳經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量分別為28 678.5、25 994.6及29 690.9 kg/hm2，平均28 121.3 kg/hm2。最佳經(jīng)濟(jì)施磷量和最佳經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量分別為最高產(chǎn)量施磷量和最高產(chǎn)量的0.945 7和0.999 6，可見，在最高產(chǎn)量施磷量基礎(chǔ)上減去約5%的施用量，蓮藕不會減產(chǎn)，因此采用二次型模型時，宜將最佳經(jīng)濟(jì)施磷量作為蓮藕的合理施磷量，在本試驗(yàn)條件下平均為127.1 kg/hm2，此時的產(chǎn)量為28 121.3 kg/hm2。

采用線性+平臺模型擬合得到蓮藕產(chǎn)量的肥料效應(yīng)方程見圖2。由圖2可知，2007-2009年度蓮藕的磷肥臨界用量分別為83.6、106.9及68.8 kg/hm2，平均為86.4 kg/hm2，此時的平臺產(chǎn)量分別為28 348、25 859及29 040 kg/hm2，平均為27 749 kg/hm2。采用線性+平臺模型得到的磷肥平均臨界用量和平均平臺產(chǎn)量分別為采用二次型模型得到的平均最佳經(jīng)濟(jì)施磷量和平均最佳經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的0.680和0.987。由此可見，在理論產(chǎn)量基本相等的條件下，采用線性+平臺模型得到的蓮藕合理施磷量大大低于二次型模型，從而更有利于降低磷肥投入成本、提高磷肥利用效率和降低過量施用磷肥引起的面源污染風(fēng)險，是一種較好的產(chǎn)量推薦模型。上述結(jié)果與陳新平等[10]在小麥-玉米輪作制中的氮肥研究結(jié)果相一致。

3 討論

過去對蓮藕磷肥用量方面的研究未見文獻(xiàn)報道。近幾年來，隨著國家測土配方施肥補(bǔ)貼項(xiàng)目的全面開展，全國一些蓮藕主產(chǎn)縣（市）開展了相關(guān)研究。宋江春等[12]研究提出，在N 270 kg/hm2、K2O 180 kg/hm2的基礎(chǔ)上，蓮藕施磷量以P2O5 90 kg/hm2為最佳；曾廣巧等[13]在廣西柳江縣石灰性水稻土上通過“3414”肥料回歸試驗(yàn)，研究得出鄂蓮5號的合理施肥量為：N 400～500 kg/hm2、P2O5 130～200 kg/hm2及K2O 200～300 kg/hm2；在武漢市蔡甸區(qū)也對成熟蓮藕和青荷藕有過類似研究[14，15]。在蓮藕基本不減產(chǎn)的條件下，采用線性+平臺模型得到的蓮藕合理施磷量大大低于二次型模型（前者僅為后者的0.680），其用量在68.8～106.9 kg/hm2，平均86.4 kg/hm2，而且合理施磷量有隨土壤速效磷含量增加而降低的趨勢。根據(jù)湖北省蓮藕主產(chǎn)區(qū)的生產(chǎn)水平和施肥現(xiàn)狀[5]，以及藕田土壤磷素肥力水平（未發(fā)表），目前推薦湖北省蓮藕磷肥（P2O5）用量為75～120 kg/hm2，平均為90 kg/hm2。

從本研究來看，蓮藕的磷肥當(dāng)季表觀利用率較低，僅為7.1%～10.0%；張福鎖等[7]研究表明，全國主要糧食作物的磷肥當(dāng)季表觀利用率平均為：水稻13.1%、小麥10.7%及玉米11.0%。可知磷肥當(dāng)季利用率低是一個普遍性的問題。這是因?yàn)榱追适┤胪寥乐兄?，只有少部分轉(zhuǎn)化為可被作物當(dāng)季利用的有效磷[16]。從本研究中磷肥產(chǎn)量貢獻(xiàn)率（10.6%～17.6%）和地力貢獻(xiàn)率（82.4%～89.4%）的關(guān)系可知，作物當(dāng)季吸收的磷絕大部分來自于土壤而不是肥料。土壤中累積起來的磷，一部分歸根到底也是來源于前期磷肥的施用，因此，提高土壤的磷素有效性是提高磷肥累積利用率的重要措施。大量研究表明，磷肥在后茬作物上有明顯的殘效[17，18]，表明磷肥的施用有利于土壤磷素肥力的培育和后季作物的增產(chǎn)。在蓮藕長期單作或與其他作物輪作的條件下，統(tǒng)籌合理的施磷技術(shù)還需要進(jìn)一步研究。

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收稿日期：2012-07-20

基金項(xiàng)目：國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2012BAD27B02）；湖北省農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新中心資助項(xiàng)目（2011-620-003-03-05）；國際植物營養(yǎng)研究所資助項(xiàng)目

（IPNI-HB-24）

作者簡介：劉冬碧（1971-），女，湖北恩施人，副研究員，碩士，主要從事作物營養(yǎng)與優(yōu)化施肥技術(shù)研究，（電話）15907149850（電子信箱）

dbliu@ipni.ac.cn；通訊作者，熊桂云（1961-），女，湖北大悟人，研究員，（電子信箱）xionggy@sina.com。