一种基于土壤磷农学阈值的甘蔗施磷方法技术

本发明专利技术公开了一种基于土壤磷农学阈值的甘蔗施磷方法，以土壤Olsen‑P农学阈值12.1mg·kg

【技术实现步骤摘要】
一种基于土壤磷农学阈值的甘蔗施磷方法
本专利技术涉及磷肥使用
，涉及兼顾甘蔗高产和环境保护协调的施磷方法，具体涉及一种基于土壤磷农学阈值的甘蔗施磷方法。
技术介绍
磷是植物生长发育必需的营养元素，是提升地力和作物产量的重要保障因子。甘蔗是广西主要的支柱产业，全区甘蔗种植面积常年稳居全国第一。广西甘蔗主要分布在赤红壤区，该类土壤有效磷含量低，磷是作物生长的主要限制因子，生产上需要大量施用磷肥确保甘蔗高产稳产。据统计，广西全区作物常年施入纯磷60万吨。然而，作物的磷肥当季利用率仅为10％-25％。大部分施入土壤中的磷被固定为钙磷，铁磷和铝磷，并随磷的流失成为农业面源污染的重要来源。因此，建立科学的施磷方法，合理施用磷肥，科学管理土壤磷素，对提高甘蔗产量和减少环境污染风险具有重要意义。土壤Olsen-P农学阈值是评估作物产量效应和指导施磷的重要参考指标。研究认为，当土壤Olsen-P含量较低时，Olsen-P含量的增加显著增加作物产量，当土壤Olsen-P含量达到农学阈值时，Olsen-P含量增加无法继续引起作物产量的增加，相反，会引起环境磷污染。出于产量与环境保护方面考虑，提高作物产量兼顾降低环境污染风险的最佳土壤Olsen-P含量应控制在农学阈值与环境阈值之间。目前关于土壤磷素的演变的研究主要侧重于黑土、褐土、紫色土、黑垆土、水稻土，潮土、红壤等，对于赤红壤的磷素研究局限于有效磷丰缺分级指标、磷的吸附解吸特征，酸雨或施肥下赤红壤磷素形态、淋失特征、耕层土壤磷空间变异等。针对赤红壤蔗区土壤Olsen-P农学阈值的研究未见报道。因此，本专利技术利用长期定位试验建立了南方赤红壤蔗区土壤磷素的演变特征及其与土壤磷盈亏的响应关系，求算出土壤Olsen-P农学阈值，在此基础上，提出基于土壤Olsen-P农学阈值的施磷方法，为甘蔗高产与环境保护和谐提供技术参考。
技术实现思路
本专利技术针对现有研究中缺少赤红壤蔗区兼顾甘蔗高产与环境保护的施磷方法，提供了一种基于土壤磷农学阈值的甘蔗施磷方法，为赤红壤蔗区磷肥科学施用提供理论支撑。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种基于土壤磷农学阈值的甘蔗施磷方法，包括如下步骤：1)地点及甘蔗品种选择：选择南方赤红壤范围内的蔗区，确定甘蔗品种；2)处理方法：分为三种：①耕作不施肥(CK)；②优化施肥(OPT)；③增量施磷(OPT+P)，磷肥施用量为OPT处理的1.5倍，氮钾肥施用量同OPT处理；随机区组设计，小区四周作永久性田埂，无灌溉设施，不灌水，为自然雨养农业，每个小区外对应1个独立的径流收集池，池内设有标杆池，用于计量地表径流的产流量。径流池上盖有盖子，小区内设有凹槽联通径流收集池；施肥处理均采用尿素、钙镁磷肥和氯化钾，甘蔗种植、施肥方法、杂草与病虫害防治与现有技术的当地甘蔗种植一致；试验种植制度为1年新植蔗-2-3年宿根蔗；3)测定项目和方法：甘蔗产量验收：各小区单独测产，在甘蔗收获期将各小区的甘蔗全部平地收获，脱叶，砍去尾稍，按实收株数测产蔗茎产量与蔗叶产量；植株样品的采集与测定：在甘蔗收获前取小区生长势一致的代表性植株6株，平地收获，用H2SO4-H2O2消化，钼锑抗比色法测磷；土壤采集与测定：每年在甘蔗收获后15d内使用直径2cm的土钻，按X方式采集0-20cm土层土壤15个点混合样，室内风干，磨细过1mm和0.25mm筛，分别用碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法测定Olsen-P含量和碱熔-钼锑抗比色法测定土壤全磷含量；径流水样的采集及其总磷测定参照现有技术；4)数据处理方法：土壤全磷增量(ΔTotalP，g·kg-1)＝Pi-P2(1)土壤有效磷增量(ΔOlsen-P，mg·kg-1)＝Pi-P0(2)甘蔗吸磷量(kg·hm-2)＝蔗茎产量(kg·hm-2)×蔗茎含磷量(％)+蔗叶产量(kg·hm-2)×蔗叶含磷量(％)(3)当季土壤表观磷盈亏(kgP·hm-2·a-1)＝每年施入土壤磷素总量(kg·hm-2)-每年甘蔗(蔗茎+蔗叶)吸磷量(kg·hm-2)(4)土壤累积磷盈亏(kgP·hm-2)＝∑[当季土壤表观磷盈亏](5)甘蔗相对产量Yr＝Yi/Ym×100作物相对产量对土壤有效磷的响应关系通过Mitscherlich方程模拟，公式如下：Y＝A×(1-e-bx)(6)由方程模拟出的相对产量为最大值的90％时，土壤有效磷的含量为农学阈值；式中，Pi表示第i年土壤磷含量；P0表示初始土壤Olsen-P含量(mg·kg-1)，P2为种植第2年土壤全磷含量(g·kg-1)；Yr为蔗茎的相对产量(t·hm-2)；Yi为每年各处理蔗茎产量(t·hm-2)；Ym为每年各处理的最大蔗茎产量(t·hm-2)；Y是预测的相对产量；A是最大的相对产量；b是产量对土壤Olsen-P的响应系数；数据采用Excel2007进行整理，DPS7.5软件分析，Sigmaplot软件和origin8.0软件作图，不同处理间多重比较采用Duncan新复极差法(α＝0.05)；5)施磷方法：Mitscherlich模型拟合求算出土壤Olsen-P农学阈值为12.1mg·kg-1，基于施肥下的土壤磷盈余量及其与土壤Olsen-P变化量的关系；当土壤Olsen-P含量＜12.1mg·kg-1，甘蔗可年施120kgP2O5·hm-2钙镁磷肥；当12.1mg·kg-1≤土壤Olsen-P含量≤21.7mg·kg-1，甘蔗可年施25.8kgP2O5·hm-2钙镁磷肥；当21.7mg·kg-1＜土壤Olsen-P含量，甘蔗一年新植二年宿根轮作制内，仅第一年宿根蔗施入120kgP2O5·hm-2的钙镁磷肥。本专利技术步骤1)所述的南方赤红壤蔗区，优选广西壮族自治区蔗区代表性土壤-第四纪红土发育的赤红壤，甘蔗的品种优选当年度广西主要种植品种-新台糖22、桂糖28或桂糖29。进一步的，步骤2)所述的处理方法：分为三种：①耕作不施肥(CK)；②优化施肥(OPT)；③增量施磷(OPT+P)，磷肥施用量为OPT处理的1.5倍，氮钾肥施用量同OPT处理；随机区组设计，3次重复，小区面积24m2(长8m，宽3m)，小区四周筑40cm深水泥作永久性田埂(宽12cm，高30cm，地下埋深30cm)，无灌溉设施，不灌水，为自然雨养农业；每个小区外对应1个独立的容积为1.5m3的径流收集池(长3m，宽1m，深0.5m)，池内设有标杆池，用于计量地表径流的产流量；径流池上盖有盖子，小区内设有凹槽联通径流收集池；施肥处理氮钾肥施入量一致，磷肥年施入120-135kg·hm-2，各处理均采用尿素(N46％)、钙镁磷肥(P2O518％)和氯化钾(K2O60％)；甘蔗种植、施肥方法、杂草与病虫害防治与现有技术的当地甘蔗种植一致；试验种植制度为1年新植蔗-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于土壤磷农学阈值的甘蔗施磷方法，其特征在于：包括如下步骤：/n1)地点及甘蔗品种选择：选择南方赤红壤范围内的蔗区，确定甘蔗品种；/n2)处理方法：分为三种：/n①耕作不施肥CK；/n②优化施肥OPT；/n③增量施磷OPT+P，磷肥施用量为OPT处理的1.5倍，氮钾肥施用量同OPT处理；/n随机区组设计，小区四周作永久性田埂，无灌溉设施，不灌水，为自然雨养农业，每个小区外对应1个独立的径流收集池，池内设有标杆池，用于计量地表径流的产流量；径流池上盖有盖子，小区内设有凹槽联通径流收集池；/n施肥处理均采用尿素、钙镁磷肥和氯化钾，甘蔗种植、施肥方法、杂草与病虫害防治与现有技术的当地甘蔗种植一致；试验种植制度为1年新植蔗-2-3年宿根蔗；/n3)测定项目和方法：/n甘蔗产量验收：各小区单独测产，在甘蔗收获期将各小区的甘蔗全部平地收获，脱叶，砍去尾稍，按实收株数测产蔗茎产量与蔗叶产量；/n植株样品的采集与测定：在甘蔗收获前取小区生长势一致的代表性植株6株，平地收获，用H

【技术特征摘要】
1.一种基于土壤磷农学阈值的甘蔗施磷方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)地点及甘蔗品种选择：选择南方赤红壤范围内的蔗区，确定甘蔗品种；
2)处理方法：分为三种：
①耕作不施肥CK；
②优化施肥OPT；
③增量施磷OPT+P，磷肥施用量为OPT处理的1.5倍，氮钾肥施用量同OPT处理；
随机区组设计，小区四周作永久性田埂，无灌溉设施，不灌水，为自然雨养农业，每个小区外对应1个独立的径流收集池，池内设有标杆池，用于计量地表径流的产流量；径流池上盖有盖子，小区内设有凹槽联通径流收集池；
施肥处理均采用尿素、钙镁磷肥和氯化钾，甘蔗种植、施肥方法、杂草与病虫害防治与现有技术的当地甘蔗种植一致；试验种植制度为1年新植蔗-2-3年宿根蔗；
3)测定项目和方法：
甘蔗产量验收：各小区单独测产，在甘蔗收获期将各小区的甘蔗全部平地收获，脱叶，砍去尾稍，按实收株数测产蔗茎产量与蔗叶产量；
植株样品的采集与测定：在甘蔗收获前取小区生长势一致的代表性植株6株，平地收获，用H2SO4-H2O2消化，钼锑抗比色法测磷；
土壤采集与测定：每年在甘蔗收获后15d内使用直径2cm的土钻，按X方式采集0-20cm土层土壤15个点混合样，室内风干，磨细过1mm和0.25mm筛，分别用碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法测定Olsen-P含量和碱熔-钼锑抗比色法测定土壤全磷含量；
径流水样的采集及其总磷测定参照现有技术；
4)数据处理方法：
土壤全磷增量△TotalP，g·kg-1＝Pi-P2(1)
土壤有效磷增量△Olsen-P，mg·kg-1＝Pi-P0(2)
甘蔗吸磷量kg·hm-2＝蔗茎产量kg·hm-2×蔗茎含磷量％+蔗叶产量kg·hm-2×蔗叶含磷量％(3)
当季土壤表观磷盈亏kgP·hm-2·a-1＝每年施入土壤磷素总量kg·hm-2-每年甘蔗(蔗茎+蔗叶)吸磷量kg·hm-2(4)
土壤累积磷盈亏kgP·hm-2＝∑[当季土壤表观磷盈亏](5)
甘蔗相对产量Yr＝Yi/Ym×100
作物相对产量对土壤有效磷的响应关系通过Mitscherlich方程模拟，公式如下：
Y＝A×(1–e–bx)(6)
由方程模拟出的相对产量为最大值的90％时，土壤有效磷的含量为农学阈值；
式中，Pi表示第i年土壤磷含量；P0表示初始土壤Olsen-P含量mg·kg-1，P2为种植第2年土壤全磷含量g·kg-...

【专利技术属性】
技术研发人员：区惠平，黄金生，彭嘉宇，朱晓晖，曾艳，周柳强，谢如林，谭宏伟，李忠宁，沈小微，刘昔辉，
申请(专利权)人：广西壮族自治区农业科学院，
类型：发明
国别省市：广西;45