赤紅壤區甜玉米磷肥推薦指標體系建立

顏曉軍，葉德練，吳良泉

（福建農林大學 資源與環境學院/國際鎂營養研究所，福建 福州 350002）

甜玉米又稱蔬菜玉米、水果玉米，是我國重要的特色經濟作物，近年來，消費量不斷增長，市場前景廣闊。農業部印發的《全國種植業結構調整規劃（2016—2020年）》顯示，到2020 年，鮮食玉米種植面積將達到100萬hm2，因此發展甜玉米產業對于優化我國種植業結構起著至關重要的作用［1］。

磷素是植物生長發育必需的礦質營養元素之一，對作物生長發育起著非常重要的作用［2］，施用磷肥是提高甜玉米產量的重要途徑。以往在酸性土壤上的研究結果表明，磷肥投入土壤中容易被固定、沉淀，導致有效磷濃度較低，因此農戶生產實踐中投入的磷肥往往遠超作物需求。長期過量施用磷肥，導致土壤磷庫發生很大改變，1980—2007年，我國農作物種植體系中土壤磷素（P）累積量高達242 kg/hm2，土壤w（速效磷）由7.4 mg/kg上升至24.7 mg/kg［3］。施入土壤中的磷肥僅有10%～20%能被當季作物所吸收利用［4］，絕大部分殘留在土壤中，進一步加劇了環境淋洗風險。本研究在赤紅壤上以先甜5號甜玉米為研究對象，通過研究速效磷的高產閾值與環境風險閾值明確土壤速效磷豐缺狀況，此外通過量化赤紅壤磷素培肥速率與甜玉米單位產量磷素需求，制定不同速效磷條件下的磷肥推薦用量，以期為甜玉米磷肥增效提供理論依據。

1 技術原理

1.1 赤紅壤速效磷豐缺指標建立

通過對土壤速效磷與甜玉米（春玉米、秋玉米）鮮穗產量的關系、土壤速效磷與可溶性磷的關系進行擬合，明確速效磷高產閾值為9.7 mg/kg（見圖1），環境風險閾值為37.2 mg/kg（見圖2）。

圖1 土壤w（速效磷）與甜玉米鮮穗產量關系

圖2 土壤w（速效磷）與w（可溶性磷）關系

1.2 赤紅壤培肥速率建立

基于磷肥投入量與作物帶走量，計算各處理土壤磷素表觀平衡。通過土壤磷素表觀平衡與土壤全磷含量的擬合關系可知，赤紅壤磷素（P）每盈余100 kg/hm2，土壤w（全磷）上升44 mg/kg（見圖3）。

圖3 土壤磷素表觀平衡與土壤w（全磷）關系

根據土壤全磷與速效磷含量的關系，結合土壤每盈余100 kg/hm2磷素（P），w（全磷）上升44 mg/kg的結果，推算出當土壤w（全磷）低于201.6 mg/kg時，磷素（P）每盈余100 kg/hm2，w（速效磷）增加3.5 mg/kg；w（全磷）高于201.6 mg/kg時，磷素（P）每盈余100 kg/hm2，w（速效磷）增加14.5 mg/kg（見圖4）。

圖4 土壤w（全磷）與土壤w（速效磷）關系

1.3 甜玉米植株磷素需求關系建立

分別對秋玉米、春玉米鮮穗產量與植株磷素（P）累積量的關系進行擬合，結果如圖5所示。總體而言，春玉米目標產量下磷素累積量高于秋玉米；此外，每增加鮮穗產量1 t，秋玉米、春玉米磷素（P）需求分別上升1.70、1.14 kg/hm2。

圖5 鮮穗產量與甜玉米植株磷素累積關系

2 推薦施肥指標體系建立

w（全磷）低于201.6 mg/kg 時，赤紅壤磷素（P）每盈余100 kg/hm2，速效磷上升3.5 mg/kg。當土壤w（速效磷）低于適宜值（9.7 mg/kg）時，按照5年上升3 ～5 mg/kg進行培肥，磷肥（P2O5）年投入量應該比甜玉米植株需求量多39.2 ～65.4 kg/hm2；每季投入量比甜玉米植株需求量多19.6 ～32.7 kg/hm2。此外，如果土壤w（速效磷）在適宜范圍（9.71 ～37.24 mg/kg）內，磷肥（P2O5）季節投入量與當季甜玉米植株需求量保持一致。而當土壤速效磷高于環境風險閾值（37.24 mg/kg）時，磷肥（P2O5）季節投入量維持在甜玉米植株需求量的70%，土壤供磷能力強也可不施磷肥。赤紅壤區基于不同生長季、不同目標產量、不同土壤速效磷條件下甜玉米種植中磷肥推薦施用量見表1。

表1 甜玉米磷肥推薦指標體系

3 技術實施效果

該技術能夠在滿足甜玉米高產需求和最大經濟效益的同時降低磷肥投入量，達到磷肥減施增效。以赤紅壤為例，在高磷土壤上（土壤w（速效磷）＞37.2 mg/kg），相比于農戶常規管理，基于甜玉米磷肥推薦指標體系的磷肥減量施用可以在穩產的情況下減少90.4%的磷肥投入，顯著提高磷肥利用效率；磷肥減量施用相比于農戶習慣施肥秋玉米和春玉米平均收益分別增加26.3%和35.5%［5］。在低磷土壤上（土壤w（速效磷）＜9.7 mg/kg），磷肥減量施用也得到了實例驗證［6］。