一种麦玉轮作的磷肥施用方法以及种植方法与流程

文档序号:15627946发布日期:2018-10-12 19:52阅读:256来源:国知局

本发明属于土壤种植技术领域,尤其涉及一种麦玉轮作的磷肥施用方法以及种植方法。



背景技术:

近30年来,随着磷肥的大量施用,超过作物的吸收量导致土壤速效磷迅速上升,土壤磷库盈余,施入的磷肥效率很低或无效。与上世纪80年代相比,当前华北地区土壤磷含量显著提高;而我国现有的施肥技术方案(或施肥配方)基本只是基于对本茬作物的考虑,没有通盘考虑轮作的上下茬作物(周年情况)统筹;没有考虑不同茬次间作物生长期间气候(如气温、降水(进而影响土壤水分含量))对土壤磷有效性的影响;没有考虑当前农田土壤磷盈余已经成为普遍情况下的合理利用土壤磷库的具体技术;没有统筹考虑上下茬作物的综合肥料利用。

综上所述,现有技术存在的问题是:磷肥大量施用导致土壤速效磷上升,土壤磷库盈余,施入的磷肥效率很低或无效。



技术实现要素:

针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种麦玉轮作的磷肥施用方法以及种植方法。

本发明是这样实现的,一种麦玉轮作的磷肥施用方法,所述有效控制土壤磷素盈余的方法为:

磷肥减量:在目前磷肥用量的基础上减半施用;或者隔年施用,即第一年施磷,第二年不施磷,第三年之后重复头两年的行为;周年统筹:根据两茬作物的磷素吸收规律,冬小麦与夏玉米的施磷比例控制在2:1。

进一步,所述冬小麦的磷肥施用方法为:冬小麦施肥,底肥结合播前整地一次性施入;中产田、高产田将全年氮肥的25%和全部的有机肥、磷肥的2/3、钾肥的1/2作底肥;

追肥:中产田,中穗型和大穗型品种均在起身期至拔节初期,结合浇水追施全年氮肥的25%,高产田,分蘖成穗率低的大穗型品种,在拔节初期,结合浇水追施氮肥的25%;分蘖成穗率高的中穗型品种,在拔节初期至中期,结合浇水追施25%的氮肥;

进一步,所述夏玉米的磷肥施用方法为:

夏玉米施肥;种肥:将全年氮肥的25%与磷肥的1/3、钾肥的1/2作为种肥施入;追肥:结合拔节期或小喇叭口期中耕追施,追施氮肥的25%。

进一步,所述肥料施用量情况为:

减量施磷的施肥量为:中产田每年每公顷的施肥量为:纯氮420kg~500kg,磷50kg~65kg,钾300kg~350kg,增施优质有机肥30000kg;

高产田每年每公顷的施肥量为:纯氮550kg~600kg,磷60kg~75kg,钾330kg~380kg,有机肥45000kg。

隔年施磷的施肥量为:中产田:第一年每公顷的施肥量为:纯氮420kg~500kg,磷100kg~130kg,钾300kg~350kg,增施优质有机肥30000kg;第二年每公顷的施肥量为:纯氮420kg~500kg,磷0kg(不施磷),钾300kg~350kg,增施优质有机肥30000kg;第三年之后重复头两年的行为。

高产田:第一年每公顷的施肥量为:纯氮550kg~600kg,磷120kg~150kg,钾330kg~380kg,有机肥45000kg;第二年每公顷的施肥量为:纯氮550kg~600kg,磷120kg~150kg,钾330kg~380kg,有机肥45000kg;第三年之后重复头两年的行为。

本发明的另一目的在于提供一种利用上述冬小麦和夏玉米的磷肥施用方法的种植方法,所述种植方法包括:

所述冬小麦种植方法包括以下步骤:

步骤一,冬小麦播种选用单株生产力高、抗倒伏、抗病、抗逆性强的冬性或半冬性品种;播种前用种衣剂包衣、整地;使用播种机进行播种;

步骤二,冬小麦施肥,底肥结合播前整地一次性施入;中产田将全年氮肥的25%和全部的有机肥、磷肥的2/3、钾肥的1/2作底肥,高产田将全年氮肥的25%和全部的有机肥、磷肥的2/3、钾肥的1/2作底肥;追肥:中产田,中穗型和大穗型品种均在起身期至拔节初期,结合浇水追施氮肥的25%,高产田,分蘖成穗率低的大穗型品种,在拔节初期,结合浇水追施氮肥的25%;分蘖成穗率高的中穗型品种,在拔节初期至中期,结合浇水追施25%的氮肥;

步骤三,采用渗灌、喷灌或沟灌对冬小麦灌溉;

步骤四,冬小麦田间管理,查苗补种、中耕、冻害防治;

步骤五,化学除草;冬小麦3叶期或返青后进行化学除草1次;

步骤六,病虫害防治;

冬小麦苗期:地下害虫用40%的辛硫磷乳油或20%的毒死蜱喷雾或灌根防治;结合使用吡虫啉和红白螨死防治红蜘蛛和蚜虫;

返青至拔节期:每公顷用5%井冈霉素水剂6l~8l,兑水15l,喷雾防治纹枯病和白粉病;

开花至灌浆期:将70%甲基硫菌灵可湿性粉剂、10%吡虫啉、20%甲氰菊酯乳油和0.2%~0.3%磷酸二氢钾兑水混配,进行喷洒;

步骤七,使用联合收割机收割,麦秆还田;

所述夏玉米种植方法包括以下步骤:

第一步,夏玉米播种;选用高产、抗性强、株型较紧凑、耐密植的中早熟良种;播期为6月5日~6月20日;播种方式为灭茬播种;

第二步,夏玉米施肥;种肥:将全年氮肥的25%与磷肥的1/3、钾肥的1/2作为种肥施入;追肥:结合拔节期或小喇叭口期中耕追施,追施氮肥的25%,追肥部位在植株行侧10cm~15cm,肥带宽度3cm~5cm,深度8cm~10cm,施肥后覆土;

第三步,夏玉米灌溉;灌溉时间:田间持水量≤55%时;

第四步,夏玉米田间管理;4~5叶期间苗、定苗,拔节期或小喇叭口期,结合除草和追肥及时中耕1次;

第五步,化学除草;播种时同步均匀喷施40%乙·阿合剂3.00l/hm2~3.75l/hm2,或33%二甲戊乐灵乳油1.50l/hm2或72%异丙甲草胺乳油1.20l/hm2兑水750l,在地表形成一层药膜,出苗后防治,在夏玉米幼苗3~5叶、杂草2~5叶期喷施4%烟嘧磺隆悬浮剂1.50l/hm2兑水750l,在夏玉米7~8叶期使用灭生性除草剂20%百草枯2.25l/hm2~3.00l/hm2兑水750l定向喷雾处理;

第六步,夏玉米收获后秸秆还田;夏玉米收获完成后,再次进行冬小麦种植。

进一步,所述步骤一中使用播种机进行播种,没有浇水造墒的秸秆还田地块,播种后再用镇压器镇压1~2遍;适宜播期为10月3日~10月12日。

进一步,所述步骤三中浇冬水:于11月下旬至12月上旬浇冬水,日平均气温降至3℃~5℃时开始灌溉,灌水量600m3/hm2,冬灌后墒情适宜时划锄;浇拔节水:大穗型品种,在拔节期前或拔节初期浇水;中穗型品种,拔节初期或中期浇水;灌水量每公顷600m3~750m3;后期水分管理:冬小麦挑旗期墒情较差时浇水,墒情较好时,推迟至开花期浇水,以后不再浇水;如冬小麦挑旗期和开花期墒情较好,推迟至灌浆初期浇水;灌水量450m3/hm2~600m3/hm2

进一步,所述步骤四中适时中耕:冬小麦三叶期至拔节前,每遇降雨或浇水后,中耕2~3次,对冬前每公顷总茎数大于1200万的麦田,进行镇压或深耘断根,深耘深度8-12cm;

冻害防治:早春划锄,冬小麦返青初期追施速效氮肥并灌溉,追肥量为纯氮120kg/hm2~150kg/hm2,灌溉量300m3/hm2~450m3/hm2;冬小麦拔节期发生倒春寒或孕穗期发生低温冷害,追施速效氮肥并灌溉,追肥量为纯氮120kg/hm2~150kg/hm2,灌溉量300m3/hm2~450m3/hm2

进一步,所述步骤七中收获时留茬高度≤15cm,秸秆粉碎长度≤10cm,秸秆切碎合格率≥90%,并均匀抛撒。

进一步,所述第一步中种子选择:选用高产、抗性强、株型较紧凑、耐密植的中早熟良种,所选择的种子纯度≥98%,发芽率≥90%,净度≥98%,含水量≤13%;

播种:播期为6月5日~6月20日;播种量为30kg/hm2~50kg/hm2;种植密度为60000~75000株/hm2;播种方式为免耕播种时,行距为60±5cm;播种方式为灭茬播种时,行距为70cm~80cm或30cm~50cm;播深3cm~5cm。

进一步,所述第六步中秸秆粉碎长度≤10cm,切碎合格率≥90%,留茬高度≤8cm;

进一步,所述有效控制土壤磷素盈余的方法及冬小麦和夏玉米的种植方法,减量施磷的施肥量为:中产田每年每公顷的施肥量为:纯氮420kg~500kg,磷50kg~65kg,钾300kg~350kg,增施优质有机肥30000kg;

高产田每年每公顷的施肥量为:纯氮550kg~600kg,磷60kg~75kg,钾330kg~380kg,有机肥45000kg。

隔年施磷的施肥量为:中产田:第一年每公顷的施肥量为:纯氮420kg~500kg,磷100kg~130kg,钾300kg~350kg,增施优质有机肥30000kg;第二年每公顷的施肥量为:纯氮420kg~500kg,磷0kg(不施磷),钾300kg~350kg,增施优质有机肥30000kg;第三年之后重复头两年的行为。

高产田:第一年每公顷的施肥量为:纯氮550kg~600kg,磷120kg~150kg,钾330kg~380kg,有机肥45000kg;第二年每公顷的施肥量为:纯氮550kg~600kg,磷120kg~150kg,钾330kg~380kg,有机肥45000kg;第三年之后重复头两年的行为。

本发明提供的种植方法根据每年产量情况,若不减产可继续;每3-5年取一次土壤样品(五点取样法,取耕层土壤),检测土壤有效磷含量,与第一年相比,若变化不大,可继续,否则提高磷肥用量。

本发明通过磷、钾养分在冬小麦-夏玉米两茬次作物的周年统筹,调控土壤养分库,使之更加适合两茬次作物生长发育的需求,优化肥料的投入结构,提升肥料利用率和土壤有机质,整体提升土壤质量,为建立华北平原两熟区耕地培肥与合理农作制提供参考和依据;利用土壤中磷肥后效,并且利用两茬轮作的养分吸收特性进行周年统筹,提高磷肥利用率。根据在山东第一个轮作周期的田间试验结果,土壤有效磷23mg.kg-1情况下,减半施磷措施能够保障冬小麦-夏玉米两茬作物产量不降低;可以减少磷肥用量,节约磷肥资源,可使粮食作物化肥投资下降约20%,可减少农业生产成本20%左右,对提高磷肥利用率和经济效益、对改善生态环境有重要意义;在不降低农作物产量、不影响农产品品质的前提下,减少磷肥施用量,维持有合适的土壤有效磷库,提高磷肥利用率;在土壤中磷素有一定富集的情况下,减少磷肥施用量,保持施磷量相当或略高于作物吸磷量即可;在施用有机肥或长期施用一定量化学磷肥的条件下,可以不施用磷肥或少施用磷肥,充分发挥磷肥的后效特性,提高生态效益与经济效益;土壤有效磷23mg.kg-1情况下,减少一半的施用量,可保障两茬作物均不减产,同时利用率大幅提高,降低磷流失风险,环境更加友好;在冬小麦-夏玉米轮作地区,磷肥重点施在冬作上为宜,施磷比例可以定为2:1。

附图说明

图1是本发明实施例提供的有效控制土壤磷含量方法流程图。

图2是本发明实施例提供的低磷土壤情况下不同处理对土壤有效磷周年动态的影响示意图。

图3是本发明实施例提供的高磷土壤情况下不同处理对土壤有效磷周年动态的影响示意图。

图4是本发明实施例提供的高钾土壤情况下不同处理对土壤速效钾周年动态的影响示意图。

图5是本发明实施例提供的中钾土壤情况下不同处理对土壤速效钾周年动态的影响示意图。

图6是本发明实施例提供的高钾土壤情况下不同处理对土壤缓效钾周年动态的影响示意图。

图7是本发明实施例提供的中钾土壤情况下不同处理对土壤缓效钾周年动态的影响示意图。

图8是本发明实施例提供的低磷土壤情况下不同处理对两茬作物吸磷量动态的影响示意图。

图9是本发明实施例提供的高磷土壤情况下不同处理对两茬作物吸磷量动态的影响示意图。

图10是本发明实施例提供的高钾土壤情况下不同处理对两茬作物吸钾量动态的影响示意图。

图11是本发明实施例提供的不同调控措施对两茬作物产量的影响在3个地块上的表现示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。

如图1所示,本发明实施例提供的有效控制土壤磷含量方法包括以下步骤:

s101:磷肥减量减半;或者隔年施用,即第一年施磷,第二年不施磷,第三年之后重复头两年的行为;

s102:周年统筹:根据两茬作物的磷素吸收规律,冬小麦与夏玉米的施磷比例控制在2:1。

本发明实施例提供的有效控制土壤磷含量方法及冬小麦和夏玉米的种植方法中产田每年每公顷的施肥量为:

减量施磷的施肥量为:中产田每年每公顷的施肥量为:纯氮420kg~500kg,磷50kg~65kg,钾300kg~350kg,增施优质有机肥30000kg;

高产田每年每公顷的施肥量为:纯氮550kg~600kg,磷60kg~75kg,钾330kg~380kg,有机肥45000kg。

隔年施磷的施肥量为:中产田:第一年每公顷的施肥量为:纯氮420kg~500kg,磷100kg~130kg,钾300kg~350kg,增施优质有机肥30000kg;第二年每公顷的施肥量为:纯氮420kg~500kg,磷0kg(不施磷),钾300kg~350kg,增施优质有机肥30000kg;第三年之后重复头两年的行为。

高产田:第一年每公顷的施肥量为:纯氮550kg~600kg,磷120kg~150kg,钾330kg~380kg,有机肥45000kg;第二年每公顷的施肥量为:纯氮550kg~600kg,磷120kg~150kg,钾330kg~380kg,有机肥45000kg;第三年之后重复头两年的行为。

本发明实施例提供的冬小麦和夏玉米的种植方法包括冬小麦种植方法和夏玉米种植方法;

冬小麦种植方法包括以下步骤:

①冬小麦播种;

种子选择:选用单株生产力高、抗倒伏、抗病、抗逆性强的冬性或半冬性品种;所述选用的种子纯度≥99.0%,水分≤13.0%,发芽率≥85.0%,净度≥99.0%;

种子处理:播种前用种衣剂包衣;

整地:夏玉米秸秆还田,并粉碎均匀,旋耕、深耕、深松、耙地、起垄,已连续3年以上旋耕的地块,应深耕或深松25cm以上,破除犁底层,耕后镇压,耕耙整平,使耕层土壤上松下实;最近3年内深耕过的地块,旋耕2遍,耕深>10cm;

播种:使用播种机进行播种,没有浇水造墒的秸秆还田地块,播种后再用镇压器镇压1~2遍;适宜播期为10月3日~10月12日;

②冬小麦施肥;

底肥:底肥结合播前整地一次性施入;

中产田、高产田将氮肥的25%和全部的有机肥、磷肥的2/3、钾肥的1/2作底肥;

追肥:中产田,中穗型和大穗型品种均在起身期至拔节初期,结合浇水追施氮肥的25%,高产田,分蘖成穗率低的大穗型品种,在拔节初期,结合浇水追施氮肥的25%;分蘖成穗率高的中穗型品种,在拔节初期至中期,结合浇水追施25%的氮肥;

③冬小麦灌溉;

灌溉方式为渗灌、喷灌或沟灌;

浇冬水:于11月下旬至12月上旬浇冬水,日平均气温降至3℃~5℃时开始灌溉,灌水量600m3/hm2,冬灌后墒情适宜时划锄;

浇拔节水:大穗型品种,在拔节期前或拔节初期浇水;中穗型品种,拔节初期或中期浇水;灌水量每公顷600m3~750m3

后期水分管理:冬小麦挑旗期墒情较差时浇水,墒情较好时,推迟至开花期浇水,以后不再浇水;如冬小麦挑旗期和开花期墒情较好,推迟至灌浆初期浇水;灌水量450m3/hm2~600m3/hm2

④冬小麦田间管理;

查苗补种;

适时中耕:冬小麦三叶期至拔节前,每遇降雨或浇水后,中耕2~3次,对冬前每公顷总茎数大于1200万的麦田,进行镇压或深耘断根,深耘深度8-12cm;

冻害防治:早春划锄,冬小麦返青初期追施速效氮肥并灌溉,追肥量为纯氮120kg/hm2~150kg/hm2,灌溉量300m3/hm2~450m3/hm2;冬小麦拔节期发生倒春寒或孕穗期发生低温冷害,追施速效氮肥并灌溉,追肥量为纯氮120kg/hm2~150kg/hm2,灌溉量300m3/hm2~450m3/hm2

⑤化学除草;冬小麦3叶期或返青后进行化学除草1次;

⑥病虫害防治;

冬小麦苗期:地下害虫用40%的辛硫磷乳油或20%的毒死蜱喷雾或灌根防治;结合使用吡虫啉和红白螨死防治红蜘蛛和蚜虫;

返青至拔节期:每公顷用5%井冈霉素水剂6l~8l,兑水15l,喷雾防治纹枯病和白粉病;

开花至灌浆期:将70%甲基硫菌灵可湿性粉剂、10%吡虫啉、20%甲氰菊酯乳油和0.2%~0.3%磷酸二氢钾兑水混配,进行喷洒;

⑦冬小麦收获;

使用联合收割机收割,麦秆还田,收获时留茬高度≤15cm,秸秆粉碎长度≤10cm,秸秆切碎合格率≥90%,并均匀抛撒;

夏玉米种植方法包括以下步骤:

①夏玉米播种;

种子选择:选用高产、抗性强、株型较紧凑、耐密植的中早熟良种,所选择的种子纯度≥98%,发芽率≥90%,净度≥98%,含水量≤13%;

播种:适宜播期为6月5日~6月20日;播种量为30kg/hm2~50kg/hm2;种植密度为60000~75000株/hm2;播种方式为免耕播种时,行距为60±5cm;播种方式为灭茬播种时,行距为70cm~80cm或30cm~50cm;播深3cm~5cm;

②夏玉米施肥;

种肥:将全年氮肥的25%与磷肥的1/3、钾肥的1/2作为种肥施入;

追肥:结合拔节期或小喇叭口期中耕追施,追施氮肥的35%,追肥部位在植株行侧10cm~15cm,肥带宽度3cm~5cm,深度8cm~10cm,施肥后覆土;

③夏玉米灌溉;

灌溉时间:田间持水量≤55%时,

④夏玉米田间管理;

4~5叶期间苗、定苗,

拔节期或小喇叭口期,结合除草和追肥及时中耕1次;

⑤化学除草;

播种时同步均匀喷施40%乙·阿合剂3.00l/hm2~3.75l/hm2,或33%二甲戊乐灵乳油1.50l/hm2或72%异丙甲草胺乳油1.20l/hm2兑水750l,在地表形成一层药膜,出苗后防治,在夏玉米幼苗3~5叶、杂草2~5叶期喷施4%烟嘧磺隆悬浮剂1.50l/hm2兑水750l,在夏玉米7~8叶期使用灭生性除草剂20%百草枯2.25l/hm2~3.00l/hm2兑水750l定向喷雾处理;

⑦夏玉米收获;

夏玉米收获后秸秆还田,所述秸秆粉碎长度≤10cm,切碎合格率≥90%,留茬高度≤8cm;

夏玉米收获完成后,再次进行冬小麦种植,夏玉米种植,依此类推。

下面结合试验对本发明的应用效果作详细的描述。

本发明在对我国华北平原中南部地区不同种植模式下土壤磷、钾养分库调查研究基础上,从冬小麦-夏玉米轮作磷、钾养分的周年统筹技术入手,华北平原土壤磷钾养分库调控增效实用技术,总结出相应的技术模式,并在项目区内进行田间应用和示范推广。通过磷、钾养分在冬小麦-夏玉米两茬次作物的周年统筹,调控土壤养分库,使之更加适合两茬次作物生长发育的需求,优化肥料的投入结构,提升肥料利用率和土壤有机质,整体提升土壤质量,为建立华北平原两熟区耕地培肥与合理农作制提供参考和依据。

本发明通过一年的田间试验,得出当前不同种植模式的磷钾养分平衡状况、土壤磷钾养分库特征。

1.山东、河北两地冬小麦-夏玉米第一个完整轮作周期的磷钾统筹田间试验结果。

田间试验分为主试验与辅助试验两类:主试验侧重于不同生育期多次同步取样(土壤、植株样品同时取),以便研究一个年度内两茬次作物不同时期土壤磷钾养分库的动态变化、作物对磷、钾养分的吸收动态变化,强调的是时间维度的变化;辅助试验则仅在收获期取样、测产,研究各种统筹措施在不同地区、不同土壤状况下的反应,强调的是空间维度的变化。

主试验设置不同的磷钾比例于冬小麦、夏玉米两季,不施磷肥、不施钾肥两个空白对照,结合秸秆还田措施,共7个处理,全年于两季作物的不同生育期同时取土壤、植株样品,重点研究磷钾的周年统筹措施对土壤养分库、作物产量、肥料利用率的综合影响。主试验布置在中国农科院农业资源与农业区划研究所德州试验站陵县试验基地,方便多次取样的要求。

土壤磷库调控增效技术辅助试验设置减半施磷、隔年施磷、全年不施磷、全年的磷肥只施于冬小麦、全年的磷肥2/3施于冬小麦,共5个处理,试验布置于山东德州陵县2个地块,研究不同地力下磷统筹措施的反应。

土壤钾库调控增效技术辅助试验设置不同钾运筹及秸秆还田措施的配套组合,共4个处理,试验布置于河北正定县2个农户地块,研究不同地力下钾统筹措施的反应。

山东、河北两地的田间试验均从2015年10月冬小麦季正式开始进行。按照试验方案,山东试验分别于2015年12月、2016年3月、4月、5月、6月完成了冬前、返青、拔节、灌浆、收获5个时期(5次)共计150组土壤样品、植株样品的采集,收获期进行了测产,夏玉米于7月、8月、9月、10月完成了4次120组土壤样品、植株样品的采集。河北试验于6月、10月分别采集了冬小麦、夏玉米收获期土壤、植株样品,同时测产。

2.田间情况下,不同磷钾调控措施的土壤、植株磷钾养分周年变化动态、养分利用效率、产量效应;

2.1土壤磷、钾养分周年变化动态

2.1.1土壤有效磷周年变化动态

土壤含磷量很低的情况下,两种不同的磷肥施用方式均能有效提高速效磷含量,保证植物生长周期对磷素的需求。两种施磷比例之间的比较,在冬小麦季,显然p(3-0/0)高于p(2-1/3),然而这一趋势没有延续到夏玉米季(由于标准差的扩大两者没有显著差异),如图2所示。

而在土壤含磷量很高的情况下(这也是当前华北平原大部分地区的状况),不同的磷肥施用方式之间土壤速效磷含量没有差异(施与不施仅在冬季维持差异),不施用磷肥也能保证植物生长周期对磷素的需求,如图3所示。

2.1.2土壤速效钾周年变化动态

进入冬季下降,全年3月份土壤含钾量最低,之后提高,冬小麦季4月份之后基本维持水平不变;夏玉米季钾含量逐渐下降。

土壤含钾量高情况下,秸秆还田重要性:秸秆还田处理全年始终处于最高,如图4所示。

中钾情况下,秸秆还田使土壤速效钾保持稳定不下降,特别是夏玉米生长后期,如图5所示。

2.1.3土壤缓效钾周年变化动态

如图6所示。从图中可以看出,周年内土壤缓效钾整体的变化趋势为:随季节气温的升高而提高,中间有小的波动。全年高峰期出现在9月初,低谷期在4-6月份。

不同处理间土壤速效钾的差异似乎不显著,但是秸秆还田措施有利于提高缓效钾水平,同时,中钾水平下似乎有利于降低9月份之后的降低幅度,如图7所示。

2.2植株磷、钾养分吸收量周年变化动态

2.2.1植株吸磷量动态

土壤含磷量低的情况下,植株整体吸磷量较低;施用磷肥有效提高了冬小麦、夏玉米全生育期的吸磷量;冬小麦、夏玉米两种作物的养分吸收曲线形状不同:冬小麦的呈“s”形曲线,夏玉米的呈对数型曲线,如图8所示。

土壤含磷量高时,植株整体吸磷量较高;两种作物全生育期内的吸磷量尽管不施磷处理仍然最低,但不同处理间的差异并不明显,显示出土壤磷库也能满足第一个轮作周期两茬作物对磷素的需求。两种作物的养分吸收曲线与低磷土壤的类似,如图9所示。

2.2.2植株吸钾量动态

当前土壤速效钾含量较高的情况下,施用钾肥似乎并未显著提高冬小麦全生育期的吸钾量,但钾肥全部施于夏玉米的处理显著提高了夏玉米生育期的吸钾量,若结合秸秆还田措施,可明显促进植株吸钾量;冬小麦、夏玉米两种作物的钾养分吸收曲线形状与磷吸收曲线类似:也是冬小麦的呈“s”形曲线,夏玉米的呈对数型曲线,如图10所示。

2.3肥料养分利用效率相关指标分析

国内外有许多表征肥料利用效率的指标(参数),除了国内比较通用的肥料利用率(即肥料养分回收率,re)之外,还有施肥对产量贡献率(fcr)、养分偏生产力(pf)、肥料农学效率(ae)等,本文对分别对以上4种指标进行了计算,借以从不同的角度综合分析、评价冬小麦、夏玉米的磷钾肥料的利用效率。各指标的计算方法如下(以磷肥为例):

肥料利用率(recoveryefficiency,re,%)(或:肥料养分回收效率)=(施肥区两季作物地上部分养分吸收量-未施肥两季作物地上部分吸收量)/施肥量×100%

施肥对产量贡献率(fertilizationcontributionrate,fcr,%)=(施肥区年产量-不施肥区产量)/施肥区产量×100%;

养分偏生产力(partialfactorproductivity,pfp,kg·kg-1)=两季作物籽粒产量/两季作物总养分施用量。肥料偏生产力(pfp)是反映当地土壤基础养分水平和化肥施用量综合效应的重要指标。

农学效率(agronomicefficiencyofappliedp,ae),它是指单位施磷量所增加的作物籽粒产量,即aep=(y-y0)/f,y为施肥后所获得的作物产量;y0为不施肥条件下作物的产量;f代表化肥的投入量。肥料农学效率(ae)是施肥增产效应的综合体现。

以上4个参数是从不同的角度描述作物对肥料养分的利用效率,其内涵及应用对象常常不同。例如,我国惯用re,一方面是由于过去我国化肥资源紧缺,节约化肥非常重要,另一方面由于我国土壤肥力普遍低下,土壤和环境来源养分少,化肥的增产效应很显著,re能很好地反映作物对化肥养分的吸收状况。国际农学界常用pfp,原因是它不需要空白区产量和养分吸收量的测定,简单明了、易为农民所掌握。我们也认为这是比较适合我国目前土壤和环境养分供应量大、化肥增产效益下降的现实,是评价肥料效应的适宜指标。ae是评价肥料增产效应较为准确的指标,但由于必须测无肥区产量,应用起来较为不便。

2.3.1肥料养分利用率的分析

无论土壤磷含量高低,磷肥用量减半,均能大幅提高磷肥周年利用率。高肥力土壤周年磷肥利用率可从7%提高到16%;低肥力土壤周年磷肥利用率可从12%提高到24%。

随着土壤磷含量提高,磷肥利用率降低。p(2-1/3)情况下,由低磷土壤磷肥利用率14%,高磷土壤磷肥利用率仅7%。

表1主试验磷钾肥料利用率(re,%)

表2高肥力(农户地块)磷钾养分利用率(re,%)

表3低肥力地块磷钾养分利用率(re,%)

2.3.2施肥对产量贡献率的分析

(1)随着土壤养分含量的提高,施肥对产量的贡献率逐渐降低:周年p肥对产量贡献率从低磷量(主试验)的20-33%,降为中等含量的17-19%,到高磷量时仅为7-10%;

(2)两茬作物的比较:土壤磷含量低时,磷肥对冬小麦产量的贡献率高于对夏玉米产量的贡献率;但是土壤磷含量高时,磷肥对冬小麦产量的贡献率则低于对夏玉米产量的贡献率;

(3)综合前两张表可以大致得出,当前土壤(高磷高钾)情况下,两种调控措施下的周年k肥对产量贡献率为1.4-7%,周年p肥对产量贡献率为7-10%。

表4主试验磷钾养分对产量贡献率(fcr,%)

表5高肥力(农户地块)磷养分对产量贡献率(fcr,%)

表6低肥力地块磷养分对产量贡献率(fcr,%)

2.3.3周年养分偏生产力的分析

磷肥集中施于冬小麦季可提高低磷土壤的周年磷养分偏生产力(低磷土壤可从60提高到72kg/kg),对高磷土壤则无影响;钾肥集中施于夏玉米季可提高周年磷养分偏生产力(从106提高到110-112kg/kg);

减量施肥大幅提高了周年磷养分偏生产力,两个辅助试验分别从66提高到130kg/kg(高肥力农户地块)和从57提高到112kg/kg(低肥力低洼地块)。

表7主试验养分偏生产力(pfp,kg/kg)

表8高肥力(农户地块)养分偏生产力(pfp,kg/kg)

表9低肥力地块养分偏生产力(pfp,kg/kg)

2.3.4肥料农学效率的分析

磷肥集中施于冬小麦季可提高低磷土壤的周年磷肥农学效率(低磷土壤可从12提高到24kg/kg),对高磷土壤则无影响甚至降低;钾肥集中施于夏玉米季可提高周年磷肥农学效率(从1提高到6-8kg/kg);

减量施磷措施大幅提高了磷肥农学效率,两个辅助试验分别从6提高到9kg/kg(高肥力)和从11提高到20kg/kg(低肥力)。

表10主试验肥料农学效率(ae,kg/kg)

表11高肥力(农户地块)肥料农学效率(ae,kg/kg)

表12低肥力地块肥料农学效率(ae,kg/kg)

2.4产量效应

低磷土壤上,两种磷肥统筹方式均显著提高了冬小麦产量,而对夏玉米的产量只有集中施用与冬小麦季的处理有小幅提高;

高磷土壤上,不同磷处理之间冬小麦产量无差异,夏玉米产量有所提高,但三种施磷处理间无差异,表明减量施磷不影响两茬产量,不会造成减产情况下减少一半的磷肥投入;

在华北平原普遍存在的高钾土壤上,冬小麦产量在不同钾运筹处理间(包括不施钾肥的k0)无差异,夏玉米产量施用钾肥措施后有小幅提高,但三种统筹方式之间无差异,如图11所示。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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