晋南地区小麦-玉米轮作体系维持作物高产和土壤磷素水平的适宜施磷量研究

摘要

【目的】研究维持农作物高产、稳产及土壤磷素肥力的磷肥适宜用量,对于保障国家粮食安全和生态安全具有重要意义。【方法】2016—2019年在晋南地区进行磷肥用量田间定位试验,在每个冬小麦-夏玉米轮作周期施N 400 kg/hm^(2)、K_(2)O 180 kg/hm^(2)的基础上,设置了6个P_(2)O_(5)施用水平处理:0、120、180、240、300、360 kg/hm^(2),氮、磷、钾肥施用量小麦和玉米各占50%,每季作物45%的氮肥和全部磷、钾肥播前一次性底施,55%的氮肥在小麦拔节期和玉米10叶期进行追施。连续3年收获期测产,并测定土壤有效磷含量。【结果】不施磷处理(P0)冬小麦-夏玉米轮作体系的产量、效益均最低,土壤有效磷含量逐年下降;施磷显著提高了轮作体系的吸磷量、产量及净收益,3年平均增产23.9%,增收20.4%。冬小麦-夏玉米轮作体系的吸磷量、产量、净收益和施磷量之间的关系均可以用直线平台模型拟合,以该模型计算的冬小麦-夏玉米轮作体系的适宜施磷量为193 kg/hm^(2),适宜施磷量下的磷肥偏生产力、磷肥农学效率和磷肥利用率分别为115.9 kg/kg、21.9 kg/kg和25.1%。P120和P180处理的土壤有效磷含量呈耗竭状态,土壤有效磷含量年均下降3.0和1.3 mg/kg;P240、P300和P360处理的土壤有效磷含量呈增加状态,土壤有效磷含量年均上升1.5、4.0和4.2 mg/kg,但P300和P360处理间的有效磷含量3年均无显著差异。施磷量和土壤有效磷含量呈显著直线相关,2017、2018和2019年土壤有效磷达到基础土壤水平(Olsen-P 18.5 mg/kg)的施磷量分别为P_(2)O_(5)192、194和197 kg/hm^(2)。【结论】在山西省南部冬小麦-夏玉米轮作区,综合保障作物高产稳产,实现较高磷肥效率和维持土壤初始磷素肥力的年最佳磷肥用量为P_(2)O_(5)193 kg/hm^(2)。