華北平原冬小麥-夏玉米輪作體系磷肥施用技術規程

周文利，郭大勇

（河南科技大學 農學院，河南 洛陽 471023）

華北平原是我國主要的糧食生產基地之一，生產了我國75%的小麥和35%的玉米［1］。20 世紀80年代以來，冬小麥-夏玉米輪作的種植體系逐漸完善，成為本地區主要的種植體系［2-3］。磷肥在冬小麥-夏玉米輪作體系中被廣泛應用。閆湘等研究結果表明小麥和玉米施用磷肥的增產率分別為14.3%和12.2%［4］。但是磷肥的當季利用效率比較低，其中小麥季的磷肥利用效率為7.3%～20.1%，玉米季的磷肥利用效率為9.7%～12.6%［5］。大量磷肥的施用以及非常低的磷肥利用效率使得大量的磷累積在土壤中，從1980 年到2007 年我國土壤中累積的磷達到24 kg/hm2，土壤w（有效磷）也從7.4 mg/kg 增長到24.7 mg/kg［6］。據全國農業技術推廣服務中心調查統計，華北平原冬小麥-夏玉米種植體系中土壤w（有效磷）已達19.9 mg/kg［7］。磷肥施用量過大是造成磷肥利用效率不高的原因之一。另外，冬小麥生育前期經歷漫長的冬季低溫，低溫導致土壤有效磷含量降低，同時冬小麥吸收磷素的能力下降，這也是造成磷肥利用效率不高的原因之一。因此，可以在越冬前采取技術措施刺激冬小麥根系生長，促進冬小麥對磷素的吸收。研究表明，聚谷氨酸對植物根系生長有刺激作用，能刺激根毛和新生根系的生長，從而提高作物根系吸收養分的能力，在寒冷的環境下能保證作物正常吸收養分［8］。本課題組研究發現，在冬小麥苗期施用聚谷氨酸能夠顯著增加冬小麥根系的數量。華北平原冬小麥-夏玉米種植區土壤多數為石灰性土壤。在石灰性土壤上正磷酸鹽與鈣離子發生化學沉淀作用，引起磷肥有效性降低，這也是磷肥利用效率低的主要原因之一。馮固等的研究結果表明，水溶性磷肥施入土壤后，磷肥有效性隨著時間延長而降低，短期內將有2/3 左右轉化為不可提取態磷［9］。酸化土壤是提高石灰性土壤中磷素有效性的有效手段之一。DING 等研究發現，施用硫酸銨這一生理酸性肥料，能夠促進植物根系釋放H+，降低植物根際土壤pH，從而減少磷的固定，并在一定程度上使土壤中難溶性磷得到活化［10］。因此生理酸性肥料的施用能夠在一定程度上提高磷肥利用效率。

基于以上研究成果，為了提高磷肥利用效率，筆者提出了基于土壤有效磷和目標產量以及根際調控的磷肥施用技術。該技術核心在于提出了施用磷肥的土壤有效磷上限，集成了促進冬小麥冬前根系生長、硫酸銨誘導根際土壤酸化的技術，并制定了相應的操作規范，為華北平原冬小麥-夏玉米輪作體系磷肥高效利用提供技術支撐。

1 范圍

該技術規程規定了華北平原冬小麥-夏玉米輪作種植體系下磷肥高效利用技術的術語和定義、施肥管理及配套栽培措施，適用于華北平原冬小麥-夏玉米種植體系磷肥高效運籌管理，其他類似地區可參照執行。

2 規范性引用文件

下列文件對于本文件的應用是必不可少的：LY/T 1232—2015《森林土壤磷的測定》，NY/T 2911—2016《測土配方施肥技術規程》，GB/T 8573—2017《復混肥料中有效磷含量的測定》，GB/T 20413—2017《過磷酸鈣》，GB/T 10205—2009《磷酸一銨、磷酸二銨》，Q/YTY 01—2017《農用聚磷酸銨》。

3 術語和定義

3.1 土壤磷素豐缺指標

磷素豐缺指標是指測定的土壤有效磷與作物產量之間的一種相關性形式。土壤有效磷的測定參照LY/T 1232—2015。

3.2 施肥量

施肥量是指在冬小麥-夏玉米輪作體系中整個輪作周期內投入的所有磷肥的總量，以P2O5計。磷肥的施用量按照肥料中有效磷的含量計算。

磷肥施用量（kg/hm2）=推薦施肥量（kg/hm2）÷肥料有效磷質量分數。其中，肥料有效磷質量分數指磷肥中能夠溶解于乙二胺四乙酸（EDTA）溶液的五氧二磷占肥料的質量分數。

3.3 生理酸性肥料

被作物吸收以后導致根際土壤酸度提高的肥料叫生理酸性肥料。比如硫酸銨，它是一種氮肥，作物根系大量吸收NH4+的同時會釋放H+，從而使根際土壤（或土壤溶液）的酸度提高。

3.4 根際調控

根際調控分別是指：（1）通過施用生理酸性肥料（如硫酸銨）誘導根際酸化、降低磷肥有效性的損失，同時促進土壤中的難溶性磷活化，從而促進作物磷吸收利用的措施；（2）通過施用聚谷氨酸促進冬小麥根系生長，從而增強冬小麥對磷的吸收能力的措施。

3.5 磷肥恒量監控

磷肥恒量監控施肥是指通過肥料長期定位試驗，找出能將土壤速效磷含量持續控制在臨界水平范圍內的施磷量，以此作為施肥建議并在一定的時空范圍內保持磷肥用量相對穩定。磷肥恒量監控充分反映了磷的土壤養分資源特征和磷肥的產量效應特征。

3.6 地上部磷吸收量

地上部磷吸收量是指作物地上部生物量中磷的總量，即作物地上部各器官的干質量與各器官磷質量分數乘積之和。

4 施肥管理

4.1 基本原則

根據目標產量下冬小麥-夏玉米輪作種植體系周年磷素吸收量來確定磷肥施用量。結合不同地塊土壤磷素豐缺狀況分別在作物磷素吸收量的基礎上進行施磷量的增減，在滿足作物磷需求的同時將土壤磷調節到適宜的水平。

4.2 施肥量的確定

磷肥的施用量根據恒量監控原則確定。以冬小麥和夏玉米磷素吸收量為磷肥用量基礎，根據土壤有效磷含量調節磷肥用量，將土壤w（有效磷）培育至＞15 ～20 mg/kg。具體為：當土壤w（有效磷）＞30 mg/kg時，土壤有效磷處于高肥力水平，施用磷肥增產效果不明顯，且由于此時可能存在環境風險，因此建議短期內不施磷肥，或僅施少量種肥作為啟動肥；當土壤w（有效磷）在＞20 ～30 mg/kg時，土壤有效磷處于較高肥力水平，施用磷肥增產效果不明顯，此時磷肥施用量可稍低于作物帶走的磷量，為帶走磷量的0.8倍；當土壤w（有效磷）在＞15 ～20 mg/kg 時，土壤有效磷處于中等肥力水平，此時磷肥施用量可與作物帶走的磷量相當；當土壤w（有效磷）在＞10 ～15 mg/kg時，土壤有效磷處于較低肥力水平，施用磷肥有一定增產效果，此時需要進一步培肥土壤，施磷量建議為作物帶走量的1.15 倍；若土壤w（有效磷）≤10 mg/kg，土壤有效磷處于低肥力水平，低于作物獲得較高產量的農學閾值，施肥有較高的增產效果，此時需要培肥土壤，施肥量可控制在作物帶走磷量的1.3倍左右。華北平原冬小麥-夏玉米輪作體系磷肥推薦施用量見表1。

表1 華北平原冬小麥-夏玉米輪作體系磷肥推薦施用量

4.3 肥料的要求

與硫酸銨混合施用的過磷酸鈣以粉狀為好；以磷酸一銨或磷酸二銨作為磷肥的應選粒狀；聚磷酸銨產品目前以粉狀為主。所選磷肥品種須符合相應的國家標準或企業標準。

4.4 施肥制度

華北平原冬小麥-夏玉米輪作體系中，冬小麥季磷肥作為基肥一次施用，夏玉米季在苗期一次追施。

冬小麥-夏玉米輪作體系，在一個輪作周期中每生產1 t冬小麥和夏玉米分別需要吸收磷（P）約3.55 kg 和3.05 kg。根據不同的土壤磷素水平以及目標產量計算周年施磷量，并按照冬小麥與夏玉米施磷量之比為2 ∶1 或3 ∶2 進行分配。冬小麥播種前將氮肥、磷肥和鉀肥均勻撒施于地表然后翻耕。若苗情較弱，在分蘗初期，可用質量分數0.3%的聚谷氨酸溶液灌根。夏玉米在冬小麥收獲后硬茬播種，在3 ～6葉期距植株側方10 cm左右開深10 cm 左右的溝，粉狀過磷酸鈣、硫酸銨及其余氮肥和鉀肥混合均勻撒施于溝內然后覆土。冬小麥和夏玉米在生育期內均不再追施磷肥。

5 配套栽培措施

5.1 整地

冬小麥播前需要翻耕，翻耕深度要求達到20 cm以上。翻耕后進行旋耕、耙地，若過于疏松需要鎮壓。

5.2 播種

冬小麥播種應根據各地有效積溫不同選擇合適的播種時期，例如，播種期鄭州在10 月20 日前后、邯鄲在10月15日前后、石家莊在10月10日前后較為適宜。夏玉米在冬小麥收獲后及時播種。冬小麥基本苗保證在225 萬～240 萬株/hm2（播量150 kg/hm2左右）。夏玉米根據品種不同選擇合適的種植密度，一般在60 000 ～90 000株/hm2。

5.3 灌溉及病蟲害防治

根據土壤墑情進行適時灌溉。根據當地病蟲害發生情況選擇不同抗性作物品種。一般小麥要注意防治銹病、蚜蟲等，玉米注意防治粗縮病、地老虎、粘蟲等。田間發現病蟲害時要及時進行打藥防控。

5.4 及時收獲

小麥蠟熟期進行收獲。在對冬小麥-夏玉米一年兩熟種植制度有效積溫充足的地區提倡夏玉米適時晚收。