全 文 :收稿日期:!""#"! 接受日期:!""&"’%’
基金项目:国家科技支撑计划(!""()*+%")",,!""()*+%")"&);“’-&”项目(!""(.(");测土配方施肥项目资助。 作者简介:孙义祥(%’#%—),男,安徽省霍邱县人,副研究员,博士研究生,研究方向为养分资源综合管理。/01234:567839327:;%!(< =>1 ! 通讯作者 /01234:=63?4; =26@ AB6@ =7;=CA79D;=26@ AB6@ =7 应用“!"#"”试验建立冬小麦测土配方施肥 指标体系 孙义祥%,!,郭跃升,,于舜销章,,蒋庆功,,程琳琳%,崔振岭%!, 陈新平%!,江荣风%,张福锁% (%中国农业大学资源与环境学院,北京 %"""’-;! 安徽省农业科学院土壤肥料研究所,安徽合肥 !,"",%; , 山东省土壤肥料总站,山东济南 !E"%"") 摘要:以山东省冬小麦为例,对应用“,-%-”完全或部分实施试验结果建立磷、钾施肥技术指标体系的技术环节进行 探讨,并就当前建立指标体系中遇到的问题进行解析。本研究以相对产量 #EF、’"F和 ’EF为标准将山东省土壤 有效磷、速效钾划分为低、中、高和极高 -级;并分别用三元二次、一元二次和线性加平台模型对不同土壤养分分级 范围内施肥量与产量关系进行模拟,计算最佳肥料用量。结果表明,当山东省土壤有效磷、速效钾含量处于低等级 (G45A70H I %" 1: J K:、LM-G*=0N I E" 1: J K:)时,磷、钾肥(H!GE和 N!G)用量分别应为 %""!%,"和 %!"!%E" K: J C1!; 中等级(G45A70H %"!," 1: J K:、LM-G*=0N E"!%"" 1: J K:)时,磷、钾肥用量为 &"!%""和 %""!%!" K: J C1!;高等 级(G45A70H ,"!E" 1: J K:、LM-G*=0N %""!%-" 1: J K:)时,磷、钾肥用量为 ("!&"和 ("!&" K: J C1!;当土壤有效 磷高于 E" 1: J K:,速效钾高于 %-" 1: J K: 时,无需磷钾肥施用。 关键词:肥力分级指标;相对产量;推荐施肥 中图分类号:O%-# 文献标识码:* 文章编号:%""&$E"EP(!""’)"%$"%’#$"#<br!"#%&’"(’)* +(,"+(,-." )/ +,#""’.0 12-#’&’3#’,) -24,002)/#’,)
’)/25 %"2/ ,) #(2“,-%-”1’2&/ 25+2-’02)#" OQL R309327:%,!,.QG R6A05CA7:,,RQ OC670?C27:,,ST*L. U37:0:>7:,,VM/L. W370437%, VQT XCA70437:%!,VM/L P370D37:%!,ST*L. Y>7:0ZA7:%,XM*L. [6056>% (! "#%&% #’ (%)#*+,% -./ 0.12+#.3%.4- 5,2%.,%),"62.- 7&+2,*4*+% 8.21%+)249,:%2;2.& !<<<=>,"62.-;? 5#2 -./ @%+422A%+ B.)424*4%, 7.6*2 7,-/%39 #’ 7&+2,*4*+% 5,2%.,%),C%’%2 ?D<
E" 27B c E" 1: J K:),]A5DA=\3‘A48,_C34A D>\255361 ZA]\343?A] ]2\A5(N!G)2]A %!"%E",%""%!",("&",27B " K: J C2(LM-G*=0N I E",E"%"",%""%-" 27B c %-" 1: J K:)@ bCA]AZ>]A,A5\2a435C37: ZA]\343?2\3>7 ]A=>11A7B2\3>7 37BA9 a25AB >7“,-%-”Z3A4B A9DA]31A7\24 B2\2 35 D]2=\3=2a4A @ 植物营养与肥料学报 !""’,%E(%):%’#!",
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H427\ L6\]3\3>7 27B [A]\343?A] O=3A7=A
!"# %&’(:!"#%&!# ’()**%+%’)#%,! %!-&.;&()#%/& 0%&(-;+&#%(%1)#%,! &’,22&!-)#%,! 土壤肥力指标法是国际上最通用的测土配方施 肥方法[345],也是当前全国测土配方施肥工作中主 推的施肥方法之一。在 67世纪 87年代我国第二次 土壤普查工作中,土壤养分丰缺指标协作组曾系统 地建立了我国主要土壤类型、主要大田作物的土壤 肥力分级指标[948],这为测土结果的应用、对分析结 果的校验与解释和确定施肥量等方面奠定了基 础[:437],在很大程度上推动了当时配方施肥技术的 发展。 自第二次土壤普查以来,由于缺少全国性田间 试验结果的积累,我国测土配方施肥工作一直沿用 以往的土壤养分丰缺指标。然而,我国大田作物品 种特性、产量水平、栽培方式、农民施肥方式和土壤 肥力等要素都发生了很大变化[33436],原有的技术指 标体系已不能适应当前生产的需求[35];而且,当前 测土配方施肥目标已由以往单一的追求高产向作物 高产、高效、土壤培肥、环境保护等多目标过渡。因 此,建立我国当前不同农业生态区、不同作物的土壤 肥力分级指标及相应的推荐施肥量是做好我国测土 配方施肥工作的关键。 随着全国测土配方施肥项目实施规模的不断增 加,全国不同农业生态区、不同作物体系积累了大量 的“5939”田间试验数据,而且数据量呈逐年递增趋 势,这为建立我国当前土壤肥力分级指标体系提供 了很好的机遇。但受技术力量的限制,很多科技人 员,特别是基层技术人员对利用“5939”田间试验数 据建立土壤肥力分级指标的技术环节尚不清楚,实 际操作过程遇到种种问题,限制了该项工作的快速 推进。为此,以山东省冬小麦为例,对应用“5939”完 全或部分实施方案试验结果建立磷、钾推荐施肥技 术指标体系的技术环节进行了系统探讨,并就当前 建立指标体系建立过程中遇到的问题进行解析,旨 在评价建立指标体系的必要性和能否利用“5939”试 验建立磷、钾推荐施肥技术指标体系,为全国测土配 方施肥工作中指标体系的建立提供技术支持。 ) 材料与方法 )*) 试验设计 试验数据来源于山东省测土配方项目实施县 677;年冬小麦试验,分为“5939”完全实施和部分实 施两种试验方案。本研究共涉及田间试验 3<8 个, 其中完全实施试验 ==个,部分实施试验 336 个,分 布在成武、聊城、广饶、乐陵、寿光、菏泽、无棣、文登、 招远、新泰、枣庄、临淄、章丘、郯城等地。 “5939”完全实施试验,即:氮、磷、钾 5因素,每 个因素 9水平,共 39 个处理的肥料试验设计方案。 9个水平的含义:7水平指不施肥,6水平指当地最 佳施肥量的近似值,3水平 > 6水平 ? 7@;,5水平 > 6 水平 ? 3@;(该水平为过量施肥水平)。39 个处 理[3943=]分 别 为: 3) A7B7C7; 6) A7B6C6; 5) A3B6C6;9)A6B7C6;;)A6B3C6;=)A6B6C6;<) A6B5C6;8)A6B6C7;:)A6B6C3;37)A6B6C5;33) A5B6C6;36)A3B3C6;35)A3B6C3;39)A6B3C3。 “5939”部分实施试验设计有:AB、AC、BC和参 数试验几种方案。其中 AB试验包括处理 6、5、9、;、 =、<、33、36;AC试验包括处理 6、5、=、8、:、37、33、35; BC试验包括处理 9、;、=、<、8、:、37、39;参数试验包 括处理 3、6、9、=和 8。 )*+ 数据统计方法 3@6@3 土壤磷钾肥力分级指标的建立方法 冬小 麦缺素区相对产量具体计算方法如下: 设施用磷肥的 9 个水平分别为 B7、B3、B6、B5 (氮、钾均为 6个水平);对应产量分别为 DB7、DB3、 DB6、DB5。如果 DB7最大,缺磷相对产量为 377E; 如果 DB3、DB6或 DB5中之一最大,缺磷相对产量为 DB7与最高产量比值。 用同样的方法计算冬小麦缺钾区相对产量。 以“对数”类型获得相对产量与对应土壤养分测 试值之间的数学关系式,分别以相对产量为 ;7E、 <;E、:7E和 :;E计算对应的土壤养分含量,根据 这些值划分土壤养分丰缺指标。 本文定义冬小麦缺素区相对产量低于 ;7E的 养分值为极低,介于 ;7E至 <;E范围内的为低,介 于 <;E至 :7E范围内的为中,介于 :7E!:;E之间 的为高,大于 :;E的为极高。 3@6@6 推荐施肥量的计算方法 对山东省所有 “5939”试验数据分别用三元二次、一元二次和线性 加平台(一元)的模型模拟,根据散点图趋势和不同 方程拟合的决定系数选择最适模型,三元二次、一元 二次模型可通过边际效应分析确定每个试验点的最 佳磷、钾肥施用量,线性加平台模型可以直接计算最 佳施肥量。 采用三元二次肥料效应模型进行拟合时,所采 用的方程为: 8:3 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 3;卷 ! " # % #&’& % #(’&( % #)’( % #*’(( % #+’) %
#,’)( % #-’&’( % #.’&’) % #/’(’)
式中,’&、’(、’)分别为 0、1(2+、3(2用量。如果上述
方程拟合成功(二次项前系数为负值,一次项前系数
为正值,4检验显著),根据边际收益等于边际成本,
即 5!·6! " 5’·6’ 的原则计算经济最佳产量施肥
量[&*],分别以 ’&、’(、’) 为变量,对方程两边求导,得
到方程组:
#& % (#(’& % #-’( % #.’) " 1’& 7 1!
#) % (#*’( % #-’& % #/’) " 1’( 7 1!
#+ % (#,’) % #.’& % #/’( " 1’)
{
7 1!
式中,1’&、1’(、1’) 和 1!分别代表 0、1(2+、3(2和冬
小麦的价格,三元二次方程系数 #&、#(、#)、#*、#+、#,、
#-、#.、#/ 的值和肥料 0、1(2+、3(2的价格代入上述
方程组,解方程组即可获取最佳氮、磷、钾肥用量。
采用一元二次模型进行拟合时,方程为:
! " 8 % #’ % 9’(
式中,! 为子粒产量( :; 7 <=(); ’ 为肥料用量
(:; 7 <=();8为截距;#为一次回归系数;9 为二次
回归系数。选用处理 *、+、,、-的产量结果模拟磷肥
的推荐用量,选用处理 ,、.、/、&的产量结果模拟钾 肥的推荐用量,根据边际收益等于边际成本,即 5!· 6! " 5’·6’计算经济最佳施肥量。 采用直线加平台模型进行拟合时,方程为: ! " 8 % #’(’!>) ! " 1(’ ? >) 式中,! 为子粒产量( :; 7 <=(); ’ 为肥料用量 (:; 7 <=();8为截距;#为回归系数;>为直线与平 台的交点,即最佳施肥量;1为平台产量(:; 7 <=(), 即最高子粒产量。 对山东省所有不完全试验数据用一元二次和线 性加平台(一元)的模型模拟。 计算时 1和 3肥以 1(2+和 3(2计,价格分别为 *@+和 )@元 7 :;,冬小麦为 &@* 元 7 :;。当试验结果
表明施肥增产效果不显著时,则推荐施肥量为 ,如 果推荐施肥量高于试验的最高施肥量,则以试验的 最高施肥量为推荐施肥量。 将每个试验点的最佳施肥量与土壤养分含量对 应进行统计(磷肥用量对应土壤有效磷含量,钾肥用 量对应土壤交换性钾含量),按上述建立的土壤肥力 分级指标进行分类(低、中、高、极高)汇总统计,确定 在不同养分水平下适宜的推荐用量。 ! 结果与分析 !"# 山东省土壤有效磷钾分级指标 (@&@& 山东省土壤有效磷分级指标 根据山东省 冬小麦试验缺磷处理的相对产量与土壤有效磷含量 作散点图(图 &),并作对数回归方程:! " &&@*()AB (’)% +@-.+(C( " @(.)"")。土壤有效磷含量
与缺磷处理冬小麦相对产量的相关性达到极显著性
水平,将相对产量 +D、-+D、/D和 /+D代入对数
方程,求出对应的土壤有效磷含量数值分别为 &、.、
)&和 *. =; 7 :;,即为土壤有效磷的丰缺指标值。
所有试验点冬小麦相对产量的平均值为 .,D,
最大值为 &D,最小值为 +.D。也就是说,在本研 究条件下缺磷处理冬小麦相对产量没有低于 +$D 的。在本研究中冬小麦相对产量为 +$D时对应的 土壤有效磷含量(& =; 7 :;)为模型外推值,没有实际 意义。因此,本研究将土壤有效磷的 +级指标简化 为 * 级,即冬小麦相对产量低于 -+D时,土壤有效 磷为低等级(. =; 7 :;);相对产量在 -+D至 /$D之 间,土壤有效磷为中等级(.!)& =; 7 :;);相对产量 在 /$D至 /+D之间,土壤有效磷为高等级()&!*. =; 7 :;);相对产量大于 /+D时,土壤有效磷为极高 等级( ? *. =; 7 :;)。考虑到实际操作的方便性,可 将土壤有效磷丰缺指标值进一步简化,即土壤有效 磷含量小于 &$ =; 7 :;的土壤为低等级磷肥力土壤, 介于 &$!)$ =;:; 的土壤为中等级磷肥力土壤,介 于 )$!+$ =; 7 :;的土壤为高等级磷肥力土壤,大于 +$ =; 7 :;的土壤为极高等级磷肥力土壤。 图 # 土壤有效磷含量与缺磷处理冬小麦相对产量的关系 $%&’# ()* +*,-.%/01)%2 3*.4**0 1/%, 5,1*067 -08 +*,-.%9* &+-%0 :%*,8 /; 4%0.*+ 4)*-. (@&@( 土壤速效钾丰缺指标的建立 山东省冬小麦 试验缺钾处理的相对产量与土壤速效钾含量的对数 //&&期 孙义祥,等:应用“)*&*”试验建立冬小麦测土配方施肥指标体系 回归 方 程 为: ! " #$%&’()*( +), &$%-./(0& " .%1-$1!!)(图 &)。缺钾处理冬小麦相对产量与土壤 速效钾含量的相关性达到极显著性水平,根据方程计 算,获得缺钾区冬小麦相对产量 ’.2、3’2、/.2和 /’2时对应的土壤速效钾含量分别为 (、1$、/3和 #13 45 6 75,这组数值即为土壤速效钾的丰缺指标值。 与土壤有效磷丰缺指标建立遇到相似的问题, 山东省小麦田间试验中低土壤速效钾的试验点很少, 图 ! 土壤速效钾含量与缺钾处理冬小麦相对产量的关系 "#$%! &’( )(*+,#-./’#0 1(,2((. /-#* 3456789: +.; )(*+,#<( $)+#. =#(*; -> 2#.,() 2’(+, 全部试验中没有一个缺钾处理的小麦相对产量低于 ’.2。因此,’.2小麦相对产量对应的土壤速效钾 含量为方程外推获得,具有很大不确定性。考虑到 实际操作的方便性和土壤速效钾含量现状,可以将 山东省的土壤钾素肥力指标分为 $级,速效钾含量 小于 ’. 45 6 75的土壤为低等级钾肥力土壤,速效钾 含量介于 ’.!#.. 45 6 75的土壤为中等级钾肥力土 壤,#..!#$. 45 6 75的土壤为高等级钾肥力土壤,速 效钾含量大于 #$. 45 6 75的土壤为极高等级钾肥力 土壤。 !?! 磷钾肥推荐施肥指标体系的建立 对山东“1$#$”完全实施试验进行三元二次回归 分析发现,模拟成功率仅有 /2,磷钾分别进行一元 二次拟合的成功率为 132和 112(表 #)。 对于三元二次回归方程拟合不成功的试验点分 别采用一元二次方程和线性加平台方程进行拟合, 方程的选择根据散点图趋势和不同方程拟合的决定 系数选择。对所有方程拟合不成功且增产效果不明 显的点,本研究设定最佳施肥量为 .;对于推荐施肥 量高于试验的最高施肥量的点,设定试验的最高施 肥量为推荐施肥量。 表 @ 山东省 AA个“B5@5”试验方程拟合的成功率比较 &+1*( @ &’( )+,#- -> +<+#*+1*( (C0()#D(.,/ 8+*8E*+,(; 1= ;#>>()(., >(),#*#F() D-;(*/ 项目 89:4 三元二次方程 ;<=::>?@A9B= 4BC:) 一元二次方程 D*:>?@A9B= 4BC:) E F 模型拟合成功的百分数(2) ;<: G:=A:*9@5: B? HIAA:HH?I) 4BC:)H /%. 13%1 1&%- 模型拟合不成功的百分数(2) ;<: G:=A:*9@5: B? I*>HIAA:HH?I) 4BC:)H /#%. (&%3 (3%& &%&%# 磷肥推荐指标体系的建立 在山东省 ((个 “1$#$”完全实施试验和 #(个部分实施试验中,试验 点土壤有效磷含量集中于中等级范围(#.! 1. 45 6 75)的试验点 ’(个,肥料效应方程计算的平均磷 肥推荐用量(E&D’)为 -/ J 3 75 6 <4&;土壤有效磷含 量为低等级( K #. 45 6 75)的试验点有 ##个,肥料效 应方程计算的平均磷肥推荐用量(E&D’)为 ##’ J #$ 75 6 <4&;土壤有效磷含量处于高等级(1.! ’. 45 6 75)的试验点 #1个,肥料效应方程计算的平均磷 肥推荐用量(E&D’)为 3# J #1 75 6 <4&。土壤有效磷 在 ’. 45 6 75以上的有 &个,肥料效应方程计算的平 均磷肥推荐用量(E&D’)为 #. J #. 75 6 <4&。以磷肥 的当季效应为主,再综合考虑养分收支平衡对土壤 磷肥力的长期影响和磷肥恒量监控的思路[#3],给出 不同土壤有效磷等级下的磷肥推荐量(表 &)。 &%&%& 钾肥推荐指标体系的建立 山东省 (( 个 “1$#$”完全实施试验和 #3个部分实施试验中,土壤 速效钾含量为中等级(’.!#.. 45 6 75)的试验点有 &-个,肥料效应方程计算的平均钾肥用量(F&D)为 ##. J #1 75 6 <4&。1$个试验点的土壤速效钾含量处 于高等级(#..!#$. 45 6 75),肥料效应方程计算的 平均钾肥用量(F&D)为 (- J / 75 6 <4&。&.个试验点 土壤速效钾高于 #$. 45 6 75,肥料效应方程计算的平 均钾肥用量(F&D)为 ’$ J #. 75 6 <4&;但考虑到实际 生产中小麦对钾素不敏感,并参考以往相关研究结 果[#-],建议在土壤速效钾含量高于 #$. 45 6 75的极 ..& 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 #’卷 表 ! 山东省土壤有效磷丰缺指标及冬小麦磷肥推荐用量表 "#$%& ! ’()% #*#)%#$%& + ,-#.&/ #0. + 1&-2)%)3&- -&4(55&0.#2)(0 1(- 6)02&- 67 土壤有效磷等级 !"#$% &’ (&)* +*(%,-. 相对产量 /%*#0)1% 2)%*$ (3) 土壤有效磷 4&)* +*(%,-. (56 7 86) 磷肥推荐用量 /%9&55%,$ . "#0% (.:+; 86 7 <5:) 极高 =%"2 <)6< > ?; > ;@ @! 高 A)6< ?@!?; B@!;@ C@!D@ 中 E%$)F5 G;!?@ H@!B@ D@!H@@ 低 I&J K G; K H@ H@@!HB@ !或根据当地实际情况施种肥(.:+;)H;!B@ 86 7 <# &"(.:+;)L#(#* ’%"0)*)M%" #0 N*#,0),6 H;OB@ 86 7 <# #NN*)%$ #99&"$),6 0& *&9#* ()0F#0)&,P 高等级土壤上,不施用钾肥。此外,土壤速效钾含量 为低等级( K ;@ 56 7 86)的试验点仅有 H 个,肥料效 应方程计算的钾肥推荐用量(Q:+)为 ::; 86 7 <5:,由 于点数太少,难以代表该水平土壤上的钾肥推荐用 量。根据“磷钾肥恒量监控技术”[HG]进行钾肥用量 推荐,当土壤速效钾含量为低钾时,建议钾肥用量为 作物收获带走钾素的 :倍,在保证施钾增产的前提 下,土壤速效钾含量能稳步提高,在当地秸秆还田的 生产条件下,推荐低钾土壤的钾肥用量(Q:+)为 H:@ !H;@ 86 7 <5:。不同土壤速效钾等级下的钾肥推荐 量见表 B。 表 8 山东省土壤速效钾丰缺指标及冬小麦钾肥推荐用量表 "#$%& 8 ’()% 9:;<=4>? ,-#.&/ #0. ? 1&-2)%)3&- -&4(55&0.#2)(0 1(- 6)02&- 67 土壤速效钾等级 !"#$% &’ (&)* RAS+T9-Q 相对产量 /%*#0)1% 2)%*$ (3) 土壤速效钾 4&)* RAS+T9-Q (56 7 86) 钾肥推荐用量 /%9&55%,$ Q "#0% (Q:+ 86 7 <5:) 极高 =%"2 <)6< > ?; > HS@ @ 高 A)6< ?@!?; H@@!HS@ C@!D@ 中 E%$)F5 G;!?@ ;@!H@@ H@@!H:@ 低 I&J K G; K ;@ H:@!H;@ 8 讨论 8@A 土壤肥力分级指标 建立合理的土壤肥力分级指标是有效利用土壤 养分测试值进行推荐施肥的基础[B],缺素区相对产 量是制定土壤养分肥力分级指标的重要参数[H?]。 国内外科研工作者曾用不同的相对产量值进行土壤 分级指标的划分:U&N% 等[HD]用相对产量值 ;@3、 G;3和 H@@3为标准进行土壤肥力等级的划分;在 国内,黄德明等[S]以缺素小麦相对产量 G;3、D;3、 ?;3和 H@@3为标准,将土壤有效养分划分为 ;个级 别;林守宗等[;]用缺磷区小麦相对产量 ;@3、G@3、 ?@3和 ?;3对土壤有效磷肥力分级进行划分。 V#6%")#等[:@]以相对产量值 G@3、?;3和 H@@3为标 准将水稻田的土壤有效磷划分为极低、中低、中和高 S个级别;陈新平建议我国农田土壤大量元素养分 的划分级别可以采用 > ?;3为高,G;3!?;3为中, ;@3!G;3为低,K ;@3为极低[H;OHC]。 自上世纪 D@年代以来,华北平原土壤有效磷由 于大量施用磷肥而普遍提高。对当前山东省小麦试 验点的土壤有效养分含量进行分析,大部分试验点 土壤有效磷含量集中在 H@!B@ 56 7 86之间,占 GD3; 超过 B@ 56 7 86的试验点 H; 个,仅占 HD3;低于 H@ 56 7 86 的试验点只有 HH个。同时,在小麦钾肥的相 关试验点中,土壤速效钾含量低于 ;@ 56 7 86的试验 点只有 H个,不足 :3;在 ;@!H@@ 56 7 86的试验点 有 :D个,占 BS3;大于 H@@ 56 7 86的试验点 ;S个,占 CC3。因此,考虑到指标划分的准确性和实用性,应 弱化低和极低肥力水平 :个级别的划分,同时,考虑 到过高的土壤磷肥力可能带来的环境问题,细分高 肥力水平土壤为高和极高 :个水平,最终将山东省 土壤磷钾肥力指标划分为 S级:相对产量 > ?;3为 极高、?@3!?;3为高、G;3!?@3为中、K G;3为 低。 随着作物品种、产量水平和土壤肥力的变化,不 同年代的土壤肥力指标也会发生变化[HB]。在美国 W&J#州,目前把土壤速效钾含量低于 ?@ 56 7 86的土 壤分级为极低水平,但该养分含量在以往的分级指 标中是中肥力水平[:H]。在第二次土壤普查中,林守 宗等[;,D]将山东棕壤区土壤有效磷划分为 S级,K B 56 7 86为极低,B!D 56 7 86为低,D!:H 56 7 86为中,:H !:G 56 7 86为高;将潮土区土壤有效磷划分为 ; 级,K BX; 56 7 86为极低,BX;!D 56 7 86为低,D!H; 56 7 86为中,H;!::X; 56 7 86为高,> ::X; 56 7 86为极 高。本试验建立的新指标与之相比,不仅极低级别 已经取消,其他等级范围内土壤有效磷含量也大幅 度地提高。造成这一现状的主要原因可能是,与第 二次土壤普查相比,当前作物产量和土壤养分含量 大幅度提高,导致作物磷素需求量增加[HH]。 相比而言,山东省土壤速效钾的指标变化不大。 例如,在第二次土壤普查中,林守宗等[;,D]将山东棕 壤区的速效钾分级指标分为 S 级,K :G 56 7 86为极 H@:H期 孙义祥,等:应用“BSHS”试验建立冬小麦测土配方施肥指标体系 低,!"!#" $% & ’%为低,#"!() $% & ’%为中,()!**+ $% & ’%为高;将潮土区速效钾在 *,+!*"+ $% & ’%的 土壤定义为丰钾区,这与本试验中山东当前产量水 平下土壤速效钾含量达到 - )+ $% & ’%为低,)+!*++ 为中,*++!*#+ $% & ’%为高,高于 *#+ $% & ’% 为极高 的标准差异不大。 !"# 模型拟合与推荐施肥指标 “,#*#”试验方案采用回归最优设计,处理少、效 率高,试验可建立三元二次肥料效应回归方程,一次 模拟可以给出氮、磷和钾肥的最佳施用量,如果三元 二次回归方程模拟成功率太低,也就失去了该试验 设计的优势。在本研究条件,三元二次模型拟合的 成功率只有 ./(表 *),比王圣瑞等[*#]报道的“,#*#” 试验的模型拟合成功率还要低。其中一个非常重要 的原因是,相当多的试验田块由于土壤有效养分较 高,氮、磷、钾三要素中一个或多个元素施肥不增产 或增产不显著,因此使总体的肥料效应不能按三元 二次肥料效应回归方程拟合。 在此情况下,“,#*#”试验方案的优点是可以对 单因素进行一元肥料效应分析。本研究发现,通过 单因素分析,磷、钾的一元二次模型拟合成功率可以 达到 ,+/以上(表 *)。而在一元肥料效应函数拟合 不成功的试验中,有相当一部分是由于施肥不增产, 也有一部分可能与试验设计或管理有关,如所有试 验没有设置重复等。考虑到部分田块土壤磷、钾肥 力较高的实际情况,对出现非典型式或拟合最佳产 量施肥量不理想的试验数据可根据作物产量与施肥 量的关系,结合专业判断确定最佳施肥量,如对于施 肥不增产或增产幅度过小的田块,可以考虑将最佳 施肥量定为 +或仅施少量“启动肥”。 总之,本试验结果表明,与 !+ 世纪 (+ 年代相 比,由于土壤肥力和作物产量水平发生了变化,土壤 有效养分的丰缺指标、特别是土壤有效磷的丰缺指 标发生了很大变化,而应用“,#*#”试验建立大田作 物磷、钾的测土配方施肥指标体系是可行的;同时, 在最佳施肥量的确定中,需要注意施肥模型的选择 和专业知识的运用。 参 考 文 献: [*] 01%2341 5 6,7184%13 9 :; <2=>?@=2 ?A B??@ C21@,D>81@E 34B2,
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