劉一?周澤瀛

摘 要：在作物的生長(zhǎng)過(guò)程中，磷元素是非常重要的，對(duì)其的需求是非常大的，對(duì)于農(nóng)作物的產(chǎn)量和農(nóng)田的磷素流來(lái)說(shuō)，土壤磷素的水平和施磷的量是極其重要的因素，對(duì)其有著非常重要的影響。在本次的研究中，涉及到了在全國(guó)范圍內(nèi)使用率比較高和分布面積比較廣的18種土壤，與理化性質(zhì)進(jìn)行相應(yīng)的結(jié)合，對(duì)影響磷素淋溶風(fēng)險(xiǎn)的主要影響因素進(jìn)行了探究；將盆栽試驗(yàn)作為重要的基礎(chǔ)，以作物產(chǎn)量作為重要依據(jù)，對(duì)土壤有效磷的相應(yīng)關(guān)系研究了不同土壤冬小麥夏玉米達(dá)到最佳產(chǎn)量時(shí)的農(nóng)學(xué)閾值；結(jié)果可以作為土壤磷淋溶風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)、磷肥的施用和優(yōu)化土壤磷素管理的重要科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：土壤磷素；淋溶閾值；農(nóng)學(xué)閾值；農(nóng)作物

在合理的范圍中的有效磷的水平在糧食產(chǎn)量和水體安全的維護(hù)方面有著非常重要的作用，可以為其提供重要的保障。需要將農(nóng)業(yè)需求和水體環(huán)境保護(hù)進(jìn)行相應(yīng)的協(xié)調(diào)和統(tǒng)一。隨著相關(guān)技術(shù)和農(nóng)業(yè)的發(fā)展，對(duì)于農(nóng)田土壤磷的環(huán)境效應(yīng)和影響因素的研究越來(lái)越多，不過(guò)，根據(jù)不同土壤磷素發(fā)生淋溶的環(huán)境閾值和農(nóng)作物高產(chǎn)的環(huán)境閾值制定安全有效磷水平的方法的研究是比較少的。

一、研究方案

1.研究?jī)?nèi)容

（1）將“國(guó)家黃土肥力與肥料效益監(jiān)測(cè)基地”多年以來(lái)積累的肥料定位試驗(yàn)護(hù)具作為重要的依據(jù)，與相關(guān)土壤的分析進(jìn)行相應(yīng)的結(jié)合，對(duì)米切里西指數(shù)模型和兩段式線性模型進(jìn)行充分的應(yīng)用，確定冬小麥和夏玉米高產(chǎn)土壤有效磷臨界值和磷素淋溶閾值，同時(shí)，還要提出相關(guān)的施磷的建議。

（2）對(duì)土壤作物高產(chǎn)的農(nóng)學(xué)閾值進(jìn)行相應(yīng)的研究。將施磷量和有效磷的關(guān)系，還有小麥到達(dá)最佳產(chǎn)量的時(shí)候有效磷的含量作為重要的基礎(chǔ)，確定相互最適宜的施磷梯度，將其施在選擇好的土壤之后再將冬小麥種植進(jìn)去，一個(gè)月過(guò)后取樣測(cè)定有效磷的含量。當(dāng)小麥成熟收獲之后檢測(cè)其產(chǎn)量，與此同時(shí)，取土壤樣品測(cè)定相應(yīng)的有效磷的含量，確定不同土壤對(duì)冬小麥的有效磷的農(nóng)學(xué)閾值。冬小麥?zhǔn)斋@完成之后，就要種植夏玉米，同樣的，在玉米收獲完成之后確定其有效磷農(nóng)學(xué)閾值。

（3）將不同的數(shù)量的磷加入到土壤中，使土壤的含磷量呈現(xiàn)一定的梯度。在經(jīng)過(guò)了干濕交替和恒溫培養(yǎng)之后，使磷在土壤中的溶解固定和吸附解析達(dá)到一定的平衡，對(duì)平衡后的土壤速效磷和水溶性磷的含量進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)定，對(duì)兩者的關(guān)系進(jìn)行相應(yīng)的分析和探究，并且找出土壤磷素發(fā)生淋失的關(guān)鍵點(diǎn)，也就是環(huán)境的淋溶閾值。對(duì)突土壤PH、有機(jī)質(zhì)含量等進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)定，對(duì)土壤理化性質(zhì)和淋溶閾值之間的關(guān)系進(jìn)行深入地研究。

2.技術(shù)路線

將“國(guó)家黃土肥力與肥料效益監(jiān)測(cè)基地”長(zhǎng)期肥料定位試驗(yàn)所累積的數(shù)據(jù)作為重要的依據(jù)和參照，與室內(nèi)模擬試驗(yàn)和盆栽試驗(yàn)進(jìn)行相應(yīng)的結(jié)合，對(duì)不同土壤磷素發(fā)生淋溶的環(huán)境閾值和不同土壤作物達(dá)到高產(chǎn)的農(nóng)學(xué)閾值進(jìn)行相應(yīng)的研究，確定不同土壤作物高產(chǎn)和水體安全的土壤有效磷的范圍，還要提出相應(yīng)的有效的措施，這樣做的目的是在更大程度上滿足高產(chǎn)作物的要求，盡可能降低土壤淋失的可能性，將風(fēng)險(xiǎn)性降到最低，同時(shí)，為農(nóng)田生態(tài)環(huán)境和水環(huán)境的保護(hù)提供重要的保障和依據(jù)。

二、材料和方法

1.試驗(yàn)地的大體情況

本次試驗(yàn)是在“國(guó)家黃土肥力與肥料有益檢測(cè)基地”進(jìn)行的，所處的位置是西北地區(qū)陜西省楊凌示范區(qū)五泉鎮(zhèn)，海拔是524.7米，年平均氣溫是13度，年平均降水量是550毫米左右。土壤種類是塿土類紅油土。初始耕層土壤基本理化性狀是PH8.6.

2.試驗(yàn)設(shè)計(jì)

秋天播種，所用的種植方式是冬小麥和夏玉米輪作的方式，小區(qū)的面積是14米乘以14米，不設(shè)重復(fù)。試驗(yàn)一共設(shè)置了9個(gè)處理。在多種肥料中，需要注意有機(jī)肥和秸稈的使用，只有在秋天播種小麥的時(shí)候施用，在播種之前所有的肥料全部施入。玉米的播種時(shí)間是五月末到六月初，收獲的時(shí)間是9月末到十月初。冬小麥的播種時(shí)間是九月末到十月初，收獲的時(shí)間是五月末到六月初。灌水的次數(shù)也有一定的限制，在小麥的生長(zhǎng)期內(nèi)需要灌溉的次數(shù)是2次到3次，一次的灌水量是90毫米。玉米的灌溉需要和降雨量進(jìn)行相應(yīng)的結(jié)合，將其作為重要的依據(jù)，來(lái)決定灌水量，大約也是90毫米。

3.第三步是土壤采樣，在每一季的作物收獲之后多點(diǎn)采集耕層土壤混合樣帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行風(fēng)干，將植物根系、動(dòng)物殘?bào)w等研磨過(guò)1毫米和0.15毫米作為備用。

4.計(jì)算方法

（1）作物有效磷臨界值確定的方法。多方面的因素影響著作物產(chǎn)量對(duì)磷的效應(yīng)，比如，土壤氮素的水平，所以，在建立土壤有效磷對(duì)作物產(chǎn)量效應(yīng)的臨界值的時(shí)候，需要保證氮肥充足。在臨界值的確定過(guò)程中所用到的是米切里西指數(shù)模型：

Y=A*（1-e（-BX））

其中，Y、A、B、X分別代表的是預(yù)測(cè)的相對(duì)產(chǎn)量、模擬獲得的最大相對(duì)產(chǎn)量、土壤的供磷能力和土壤有效磷的含量。在度其臨界值進(jìn)行計(jì)算的時(shí)候，需要采用模擬獲得最大相對(duì)產(chǎn)量的90%。

（2）土壤磷淋溶閾值的確定方法。

在此過(guò)程中所運(yùn)用到的公式是兩段式線性回歸：

y1=a1x+b1 x小于T

y2=a2x+b2 x大于等于T

在這兩個(gè)公式中，a1、a2、b1、b2都是線性回歸系數(shù)，當(dāng)a1和a2分別是最大和最小，并且兩個(gè)方程的線性相關(guān)性最高的時(shí)候的交點(diǎn)是T，也就是所求的臨界值。

（3）推薦施磷量的計(jì)算方法。

土壤的有效磷水平比作物的高產(chǎn)臨界值小的時(shí)候，所應(yīng)用的公式是：

施磷量=作物攜出量*（130%—150%）

土壤有效磷的水平在高產(chǎn)臨界值和環(huán)境學(xué)閾值之間的時(shí)候，可以運(yùn)用的公式是：

施磷量=作物攜出量

土壤有機(jī)磷的水平高于環(huán)境學(xué)閾值的時(shí)候，可以運(yùn)用的公式是：

施磷量=作物攜出量*（1/4或1/5）

三、結(jié)果與分析

在土壤有效磷、增加的時(shí)候，冬小麥和夏玉米的相對(duì)產(chǎn)量先非常明顯的增加，然后，到了一定的值之后，增加的不明顯。通過(guò)米切里西模型可以將這種關(guān)系進(jìn)行很好的描述，這兩種作物的相關(guān)系數(shù)都是達(dá)到了非常顯著的水平。當(dāng)有效磷的含量比臨界值要低的時(shí)候，其產(chǎn)量非常明顯的降低了，當(dāng)比臨界值高的時(shí)候，作物產(chǎn)量增加的不明顯。

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作者簡(jiǎn)介：劉一（1981-），男，職稱：助理農(nóng)業(yè)工程師，河北，辦公室相關(guān)資料材料的整理與統(tǒng)計(jì)，寧夏回族自治區(qū)農(nóng)業(yè)勘查設(shè)計(jì)院。

周澤瀛（1977-），男，助理農(nóng)業(yè)工程師，寧，農(nóng)業(yè)項(xiàng)目的規(guī)劃設(shè)計(jì)和科研，寧夏回族自治區(qū)農(nóng)業(yè)勘查設(shè)計(jì)院 。