鄭荔敏　黃珍發(fā)　潘春揚(yáng)

摘要：為了解決過量施肥、盲目施肥、肥料利用率偏低等問題，通過大量的田間肥料試驗(yàn)，研究施肥指標(biāo)體系，旨在更好地指導(dǎo)當(dāng)?shù)剞r(nóng)民科學(xué)施肥。根據(jù)“3414”田間試驗(yàn)結(jié)果，將土壤養(yǎng)分含量水平劃分為“豐富”、“中等”和“缺乏”3個(gè)等級(jí)，建立莆田地區(qū)甘薯土壤速效氮磷鉀豐缺指標(biāo)。結(jié)果表明，與甘薯相對(duì)產(chǎn)量75%-90%相對(duì)應(yīng)的土壤堿解氮、有效磷和速效鉀的豐缺指標(biāo)臨界值分別為85-128mg/kg、10-24mg/kg和42-115mg/kg。通過肥料效應(yīng)函數(shù)計(jì)算出的各試驗(yàn)點(diǎn)的推薦施肥量與相對(duì)應(yīng)的土壤有效氮磷鉀含量測(cè)試值之間呈指數(shù)回歸關(guān)系，由回歸方程得出，中等肥力水平下的推薦施氮量范圍為114-168kg/hm²，推薦施磷量范圍為51-62kg/hm²，推薦施鉀量范圍為159-323kg/hm²。

關(guān)鍵詞：甘薯；豐缺指標(biāo)；推薦施肥

中圖分類號(hào)：S531

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

論文編號(hào)：2014-2550

0引言

針對(duì)肥料價(jià)格高位運(yùn)行，部分地區(qū)過量施肥、盲目施肥、肥料利用率偏低等問題，2005年國(guó)家啟動(dòng)了測(cè)土配方施肥補(bǔ)貼項(xiàng)目。莆田市則于2009年啟動(dòng)該項(xiàng)目。近年來，測(cè)土配方施肥作為國(guó)家級(jí)的項(xiàng)目在全國(guó)推廣，各地的工作都取得了明顯的成效，對(duì)于施肥指標(biāo)體系的研究也更加地深入。李娟等研究得出土壤對(duì)蔬菜產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率隨肥力等級(jí)的降低明顯下降。孔慶波等的研究結(jié)果表明氮、磷、鉀推薦施肥量與試驗(yàn)地基礎(chǔ)土壤氮、磷、鉀含量有很好的相關(guān)性。章明清等剛提出不同養(yǎng)分宜選擇不同的檢驗(yàn)?zāi)Ｐ?，制定了水稻、甘薯、馬鈴薯、花生的土壤速效養(yǎng)分豐缺指標(biāo)。此外，還有許多針對(duì)水稻、小麥、玉米等的施肥指標(biāo)體系的研究。盡管有關(guān)施肥指標(biāo)體系的研究已經(jīng)相當(dāng)廣泛，得出了許多實(shí)用性強(qiáng)的結(jié)論，但是，由于不同地區(qū)的土壤肥力、氣候條件等存在較大差異，即便采用相同的測(cè)定方法，針對(duì)不同區(qū)域的同一種作物而言，其豐缺指標(biāo)也存在差異。此外，由于田間試驗(yàn)受外界環(huán)境等因素的影響較大，其結(jié)果的應(yīng)用也需要通過大量的實(shí)踐來進(jìn)一步驗(yàn)證并推廣。本研究旨在建立福建省莆田市城廂區(qū)、北岸經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)甘薯的土壤速效氮磷鉀養(yǎng)分豐缺指標(biāo)，以及不同土壤肥力狀況下的甘薯推薦施肥量，以便更好地指導(dǎo)當(dāng)?shù)剞r(nóng)民合理施肥。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)的設(shè)計(jì)方案采用的是測(cè)土配方施肥項(xiàng)目提出的“3414”完全實(shí)施方案（表1），即每個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)，不同處理中的氮磷鉀施用量一共設(shè)為4個(gè)水平，布置了14個(gè)處理，2次重復(fù)，共28個(gè)小區(qū)，隨機(jī)區(qū)組排列，小區(qū)面積10-20m²，同一個(gè)試驗(yàn)小區(qū)面積相同。試驗(yàn)地四周設(shè)置1m寬以上的保護(hù)行。試驗(yàn)各處理對(duì)應(yīng)的施肥量見表1。其中各NPK處理組合的下標(biāo)，數(shù)字“0”表示肥料施用量為零即不施肥，數(shù)字“2”表示平衡施肥的肥料用量，即推薦施肥量，數(shù)字“1”代表的肥料用量為“2”水平肥料用量的50%，數(shù)字“3”代表的用量為“2”用量的150%。

1.2試驗(yàn)方法

于2010-2012年，在莆田市城廂區(qū)、北岸地區(qū)選擇具有代表性的土壤類型，主要有赤砂土、潤(rùn)砂土、（砂）埭土、（砂）埭田和黃泥砂田等，共布置了23個(gè)田間試驗(yàn)。供試的甘薯品種為‘莆薯17號(hào)。試驗(yàn)用氮磷鉀肥料分別為尿素（含N46%，福建石化集團(tuán)三明化工有限責(zé)任公司產(chǎn)品）、過磷酸鈣（含P₂O₅12%，銅陵市銅管山化工有限公司產(chǎn)品）、氯化鉀（含K₂O 60%，俄羅斯進(jìn)口產(chǎn)品）。

試驗(yàn)于每年的7月底進(jìn)行，栽插前施基肥，采用畦中間開溝條施后覆土，其中尿素和氯化鉀各處理分別按總施肥量的50%和40%施用，過磷酸鈣則作為基肥一次性施入，一個(gè)月后施用追肥，結(jié)合中耕松土施夾邊肥，追施尿素占總施肥量的50%，氯化鉀占總施肥量的60%，在畦壁1/2處開溝，施后覆土，澆水、除草等其他的管理措施與普遍的大田生產(chǎn)一致。試驗(yàn)甘薯于每年的12月底采收，采收時(shí)按照處理小區(qū)的不同，使用獨(dú)立的袋子分裝，分別稱量并記錄下不同處理的甘薯產(chǎn)量。

1.3土樣采集與測(cè)定

試驗(yàn)前在選取的各個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)，按照規(guī)范要求，采集待化驗(yàn)的土樣。土壤中有效養(yǎng)分含量的測(cè)定，則采用常規(guī)的方法：有效氮（即堿解氮）-采用堿解擴(kuò)散法；有效磷（也稱OlsenP）-采用的是0.5mol/L碳酸氫鈉溶液浸提-鉬銻抗比色法（也稱為Olsen法）；有效鉀-采用的是1mol/L乙酸銨提取-火焰光度計(jì)測(cè)定的方法。

1.4施肥指標(biāo)體系的建立方法

1.4.1計(jì)算相對(duì)產(chǎn)量的方法 利用處理2（不施氮肥）、處理4（不施磷肥）、處理8（不施鉀肥）與處理6（氮磷鉀的最佳施肥量配比）的比值分別計(jì)算相對(duì)產(chǎn)量如下：

缺氮的相對(duì)產(chǎn)量=處理2（N₀P₂K₂）產(chǎn)量/處理6（N₂P₂K₂）產(chǎn)量×100%

缺磷的相對(duì)產(chǎn)量=處理4（N₂P₀K₂）產(chǎn)量/處理6（N₂P₂K₂）產(chǎn)量×100%

缺鉀的相對(duì)產(chǎn)量=處理8（N₂P₂K₀）產(chǎn)量/處理6（N₂P₂K₂）產(chǎn)量×100%

1.4.2繪制曲線的方法 運(yùn)用Excel軟件，以試驗(yàn)點(diǎn)土壤有效氮磷鉀養(yǎng)分含量測(cè)定值為橫坐標(biāo)，以氮、磷、鉀的缺素相對(duì)產(chǎn)量為縱坐標(biāo)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果得出的數(shù)據(jù)，將土壤測(cè)試值與對(duì)應(yīng)的缺素相對(duì)產(chǎn)量值在坐標(biāo)軸上分別標(biāo)出對(duì)應(yīng)點(diǎn)，繪成散點(diǎn)圖，并在散點(diǎn)圖的基礎(chǔ)上添加趨勢(shì)線，得出缺素相對(duì)產(chǎn)量與土壤有效養(yǎng)分測(cè)試值之間的函數(shù)關(guān)系，以相對(duì)產(chǎn)量75%和90%為臨界點(diǎn)，通過函數(shù)關(guān)系式獲得土壤養(yǎng)分豐缺指標(biāo)。

不同土壤肥力水平下的推薦施肥量的確定則是將每個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)中各個(gè)處理的產(chǎn)量與其相對(duì)應(yīng)的施肥量進(jìn)行回歸分析，建立數(shù)學(xué)模型，再通過邊際效應(yīng)分析，得出每個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的最佳推薦施肥且。以每個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的土壤有效氮磷鉀養(yǎng)分含量測(cè)定值為橫坐標(biāo)，以最佳施肥量為縱坐標(biāo)，繪制散點(diǎn)圖后添加趨勢(shì)線，獲得施肥量與土壤有效氮磷鉀測(cè)試值的函數(shù)關(guān)系。

2結(jié)果與分析

以土壤有效氮磷鉀測(cè)定值為橫坐標(biāo)，以缺素相對(duì)產(chǎn)量為縱坐標(biāo)，繪制散點(diǎn)圖。從坐標(biāo)圖上可以看出（圖1-3），速效氮、磷、鉀各點(diǎn)的分布整體滿足對(duì)數(shù)模型所描述的動(dòng)態(tài)特征。根據(jù)擬合效果，速效氮、磷、鉀校驗(yàn)曲線均選擇對(duì)數(shù)模型。

2.1土壤速效氮磷鉀養(yǎng)分豐缺指標(biāo)的確定

土壤堿解氮含量反映了土壤供應(yīng)氮肥的能力。從圖1中可以看出，土壤供應(yīng)氮肥的能力越高，不施氮肥處理的相對(duì)產(chǎn)量就越高，甘薯缺氮的相對(duì)產(chǎn)量和土壤堿解氮含量之間呈明顯正相關(guān)關(guān)系，其校驗(yàn)曲線回歸模型的F值為49.64，達(dá)到極顯著水平（見表2）。土壤堿解氮的測(cè)定值范圍在32-115mg/kg之間，均值為67.91mg/kg，缺氮相對(duì)產(chǎn)量范圍為31%-88%。

從圖2中可以看出，甘薯缺磷的相對(duì)產(chǎn)量也是隨著土壤有效磷含量的增加呈上升趨勢(shì)，但其上升的幅度沒有堿解氮的大，該回歸模型的F值也達(dá)到極顯著水平（見表2）。土壤有效磷的測(cè)定值范圍在5.9-81.1mg/kg之間，均值為29.43mg/kg，缺磷相對(duì)產(chǎn)量為65%-112%。

同樣地，土壤速效鉀含量與甘薯缺鉀相對(duì)產(chǎn)量也是正相關(guān)關(guān)系，缺鉀相對(duì)產(chǎn)量隨著土壤速效鉀含量的增加而增加（見圖3），其校驗(yàn)曲線回歸模型的F值也達(dá)到極顯著水平（見表2）。土壤速效鉀的測(cè)定值范圍在22-90mg/kg之間，均值為51.53mg/kg，缺鉀相對(duì)產(chǎn)量為55%-93%。

20世紀(jì)80年代，有關(guān)測(cè)土配方施肥的許多研究表明，對(duì)于旱作物來說，土壤中的速效養(yǎng)分，其臨界指標(biāo)值是以相對(duì)產(chǎn)量等于90%時(shí)候的土壤測(cè)試值作為養(yǎng)分豐富和中等的界限劃分依據(jù)。金耀青等認(rèn)為，土壤的肥力指標(biāo)其水平等級(jí)劃分為3級(jí)即高、中、低水平或4級(jí)即高、較高、中、低水平就足夠了。相關(guān)研究中，相對(duì)于以上的3級(jí)水平將土壤的速效養(yǎng)分含量3個(gè)等級(jí)分別定為“豐富”、“中等”和“缺乏”，即相對(duì)產(chǎn)量達(dá)到90%以上時(shí)土壤的速效養(yǎng)分含量為“豐富”，在75%-90%之間設(shè)為“中等”，低于75%的等級(jí)為“缺乏”。根據(jù)表2中速效氮磷鉀養(yǎng)分各自的校驗(yàn)曲線回歸模型，求相對(duì)產(chǎn)量y等于75%和90%時(shí)，相對(duì)應(yīng)的土壤速效氮磷鉀含量x的值，即通過方程x=exp[（y+0.8701）/0.3647]、x=exp[[y-0.3858）/0.1608]和x=exp[y-0.1917）/0.1492]，分別計(jì)算出土壤速效氮磷鉀養(yǎng)分含量劃分等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的臨界值，在此基礎(chǔ)上把該地區(qū)氮磷鉀養(yǎng)分含量分為3個(gè)等級(jí)——“豐富”、“中等”和“缺乏”（見表3）。

2.2不同肥力水平下的甘薯推薦施肥量

采用DPS軟件建立二次多項(xiàng)式肥料效應(yīng)函數(shù)。通過邊際分析，求出每個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的最佳施肥量。以土壤有效氮磷鉀養(yǎng)分測(cè)試值為橫坐標(biāo)，以氮磷鉀最佳施肥量為縱坐標(biāo)，繪制散點(diǎn)圖后添加趨勢(shì)線，獲得推薦施肥量與土壤養(yǎng)分測(cè)試值的函數(shù)關(guān)系。

從圖4中可以看出，土壤推薦施氮量和相應(yīng)試驗(yàn)點(diǎn)的土壤堿解氮含量之間滿足指數(shù)回歸模型，該回歸方程的F值檢驗(yàn)結(jié)果為7.55，達(dá)極顯著水平（見表4）。隨著土壤速效氮含量的增加，甘薯的推薦施氮量相應(yīng)的減少。由表4的校驗(yàn)曲線回歸方程y=364.94exp（-0.0091x），計(jì)算出中等肥力水平下的推薦施氮量范圍為114-168kg/hm²。

從圖5中可以看出，土壤推薦施磷量和相應(yīng)試驗(yàn)點(diǎn)的土壤有效磷含量之間也呈指數(shù)回歸關(guān)系，顯著性檢驗(yàn)得出該回歸方程的F值也達(dá)極顯著水平（見表4）。甘薯的推薦施磷量隨著土壤有效磷含量的增加也相應(yīng)的減少。由表4的校驗(yàn)曲線回歸方程y=71.43exp（-0.0142x），得出中等肥力水平下的推薦施磷量范圍為51～62kg/hm²。

土壤推薦施鉀量和相應(yīng)試驗(yàn)點(diǎn)的土壤速效鉀含量之間也滿足指數(shù)關(guān)系（見圖6），回歸方程的F值檢驗(yàn)達(dá)極顯著水平（見表4）。從圖6中可以看出，隨著土壤速效鉀含量的增加，甘薯的推薦施鉀量呈減少的趨勢(shì)。同樣地，由校驗(yàn)曲線回歸方程y=485.44exp（-0.0097x），計(jì)算出中等肥力水平下的推薦施鉀量范圍為159～323kg/hm²。

3結(jié)論與討論

測(cè)土配方施肥工作前人已經(jīng)做了大量的研究，不同地域不同作物的施肥指標(biāo)體系也有了較為全面的論證，但是，由于不同地區(qū)的土壤肥力、氣候條件等存在較大差異，即便采用相同的測(cè)定方法，針對(duì)不同區(qū)域的同一種作物而言，其豐缺指標(biāo)也存在差異。此外，由于田間試驗(yàn)受外界環(huán)境等因素的影響較大，其結(jié)果的應(yīng)用也需要通過大量的實(shí)踐來進(jìn)一步驗(yàn)證并推廣。筆者的研究旨在建立福建省莆田市城廂區(qū)、北岸經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)甘薯的土壤速效氮磷鉀養(yǎng)分豐缺指標(biāo)，以及不同土壤肥力狀況下的甘薯推薦施肥量，以便更好地指導(dǎo)當(dāng)?shù)剞r(nóng)民合理施肥。

本研究根據(jù)“3414”田間試驗(yàn)結(jié)果，將土壤養(yǎng)分含量水平按相對(duì)產(chǎn)量劃分為“豐富”、“中等”和“缺乏”3個(gè)等級(jí)，建立莆田地區(qū)甘薯土壤速效氮磷鉀豐缺指標(biāo)。結(jié)果表明：當(dāng)土壤堿解氮含量<85mg/kg、有效磷含量<10mg/kg、速效鉀含量<42mg/kg時(shí)，土壤有效養(yǎng)分含量表現(xiàn)為缺乏；當(dāng)土壤堿解氮含量在85-128mg/kg之間、有效磷含量在10-24mg/kg之間、速效鉀含量在42～115mg/kg之間時(shí)，土壤速效養(yǎng)分含量為中等；當(dāng)土壤堿解氮含量>128mg/kg、有效磷含量>24mg/kg、速效鉀含量>115mg/kg時(shí)，土壤速效養(yǎng)分含量為豐富。

通過肥料效應(yīng)函數(shù)計(jì)算出的各試驗(yàn)點(diǎn)的推薦施肥量與相對(duì)應(yīng)的土壤有效氮磷鉀含量測(cè)試值之間呈指數(shù)回歸關(guān)系，回歸方程的F值檢驗(yàn)均達(dá)到極顯著水平。由函數(shù)方程得出，中等肥力水平下的推薦施氮量范圍為114～168kg/hm²，推薦施磷量范圍為51～62kg/hm²，推薦施鉀量范圍為159～323kg/hm²。

本研究的試驗(yàn)結(jié)果與章明清等對(duì)福建甘薯施肥指標(biāo)的研究中得出的豐缺指標(biāo)臨界值和推薦施肥量存在一定的差異，可能因選擇的校驗(yàn)?zāi)Ｐ筒煌?，此外，因章明清等是在福建的地域范圍布置的試?yàn)，土壤差異性較大，而筆者的研究則更方便于莆田地區(qū)的指導(dǎo)性施肥。但試驗(yàn)結(jié)果的總體趨勢(shì)是一致的，相對(duì)產(chǎn)量隨土壤養(yǎng)分含量的增加均呈上升趨勢(shì)，推薦施肥量與試驗(yàn)地基礎(chǔ)土壤氮、磷、鉀含量也均表現(xiàn)為較好的負(fù)相關(guān)。研究表明，建立在肥料效應(yīng)函數(shù)一養(yǎng)分豐缺指標(biāo)基礎(chǔ)上的配方施肥技術(shù)，已趨于完善，然而果樹方面的該項(xiàng)研究則較為少見。