覆膜滴灌条件下基于玉米产量和土壤磷素平衡的磷肥适用量研究

摘要：

[目的]针对东北半干旱区覆膜滴灌玉米生产中大量施磷导致的效率低与环境风险增大问题,通过3年定位试验,系统研究了覆膜滴灌条件下不同磷肥用量对玉米产量、磷肥利用效率和土壤供磷能力的影响,为该区域玉米磷肥合理施用提供科学依据.[方法]于2015-2017年在吉林省半干旱玉米主产区(乾安县)布置定位田间试验.共设6个磷肥用量处理,分别为0(P0)、40 kg·hm-2(P40)、70 kg·hm-2(P70)、100 kg·hm-2(P109)、130 kg·hm-2(P130)和160 kg·hm-2 (P160),测定指标包括玉米产量及其构成、成熟期植株磷含量和土壤有效磷含量,并计算作物吸磷量、磷肥利用效率和土壤-作物系统的磷素表观平衡状况.[结果]施磷可显著提高玉米产量,增幅依次为6.2％-21.2％(2015年)、9.0％-20.6％(2016年)和12.9％-30.3％(201 7年),3年平均增幅为9.2％-23.9％,增产的主要原因是施磷增加了穗粒数、百粒重和收获指数.玉米产量随磷肥用量的增加呈先升后降趋势,其中以P100处理玉米产量最高.磷素表观回收率和磷素偏生产力均随磷肥用量的增加而下降,磷素农学利用率随磷肥用量的增加先升后降.与不施磷肥相比,随磷肥用量和施磷年限的增加,0-40 cm土壤有效磷含量呈增加趋势,其中P100处理土壤有效磷含量与试验起始时土壤有效磷含量相近.连续种植3季玉米后,P0、P40和P70处理土壤磷素表观平衡值均表现为亏缺,亏缺量随磷肥用量的增加而下降;P100、P.和P160处理的土壤磷素表现为盈余,并随磷肥用量的增加而增加.将盈余率(x)与磷肥用量(y1)、土壤有效磷含量(y2)、磷肥利用效率(y3)分别进行拟合,当x=0时,磷肥用量为92.4 kg·hm-2,玉米产量为12 497 kg·hm-2,0-20 cm和20-40 cm土壤有效磷含量分别为34.6和28.4 mg·kg-1,磷素表观回收率为24.1％,磷素农学利用率为21.9 kg·kg-1,磷素偏生产力为146.1 kg·kg-1;其结果与最高产量处理(P100)相对应的玉米产量、土壤有效磷含量和磷肥利用效率结果相近;以理论盈余率为0时施磷量的95％为置信区间,得出最佳施磷范围在88-97 kg·hm-2.[结论]本研究中磷肥用量88-97 kg·hm-2范围内不仅能获得玉米高产,还能维持土壤磷素平衡,可作为东北半干旱区覆膜滴灌条件下玉米高产与环境友好的磷肥管理参考依据.

关键词：磷肥用量、磷肥利用效率、玉米产量、有效磷含量、磷素平衡

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资助基金：国家重点研发计划2018YFD0300200,2017YFD0300604;吉林省农业科技创新工程自由创新项目CXGC2018ZY013;国际植物营养研究所IPNI项目BFDP-Jilin-2018

在线出版日期：2019-12-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：3573-3584