冬小麦-夏玉米体系磷效率对鴥土磷素肥力的响应

【目的】研究鴥土区冬小麦-夏玉米轮作体系磷肥利用效率(PUE)和土壤肥力(磷素)的关系,可以界定土壤磷素的最佳管理范围及合理施磷量,为实现作物高产和减少磷素损失提供理论依据。【方法】采取鴥土长期定位试验5个不同磷素水平的土壤,有效磷含量依次为3.90 (F1)、15.00 (F2)、23.60 (F3)、35.70 (F4)和50.00(F5) mg/kg进行盆栽试验,供试作物为小麦‘小偃22’和玉米‘郑单958’。每个磷素水平土壤上设置5个施磷量(P2O5 0、30、60、90、120 kg/hm^2)。作物成熟后,收获地上部所有植株,晒干、脱粒后测定地上部生物量、籽粒产量,籽粒和秸秆样品粉碎后测定其含磷量。作物收获后均匀采集盆内土样约50 g/盆,风干并混匀后分别过1 mm和0.15 mm筛,测定土壤速效磷和全磷含量。计算冬小麦-夏玉米种植体系磷肥利用效率与土壤磷素水平的关系。【结果】F1土壤增施磷肥可显著提高小麦和玉米的籽粒产量,与P0相比,所有施磷处理小麦增产52.2%～119.7%、玉米增产94.7%～212.7%;F2、F3、F4和F5土壤磷肥增产效果不显著。经过两季作物种植,与P0相比,F2土壤施磷60 kg/hm^2、120 kg/hm^2和F5土壤施磷120 kg/hm^2显著提高了全磷含量,其他磷水平土壤全磷含量无显著变化;F1、F2、F3、F4和F5土壤施磷处理的土壤速效磷含量分别增加了-4.08%～434.69%、26.49%～112.77%、6.74%～48.24%、4.07%～43.65%和-4.84%～28.29%。冬小麦磷肥利用效率(PUE)与土壤Olsen-P之间呈显著的正相关关系(P <0.05),P30、P60、P90和P120线性关系决定系数分别达到0.996、0.899、0.760和0.820。夏玉米PUE在P30下随土壤磷素水平的提高呈二次抛物线形式增加,据此可得出在Olsen-P为12.32 mg/kg时PUE达到100%,当土壤速效磷为33.63 mg/kg时PUE达到最大值155.24%;在P60、P90和P120时,PUE随土壤Olsen-P含量上升而直线增加,Olsen-P分别达到12.22 mg/kg、16.64 mg/kg和14.39 mg/kg后维持在一个水平。整个冬小麦-夏玉米体系PUE随土壤速效磷的变化趋势和夏玉米类似,冬小麦(P30)和夏玉米(P30)总施磷量为P2O5 60 kg/hm^2时,可算出土壤速效磷为17.97 mg/kg时PUE达到100%;当速效磷达到40.11 mg/kg时,PUE达到最大值131.51%。在同一磷素水平土壤上,随施磷量增加,小麦和玉米PUE均显著降低,尤其是施磷量高于60 kg/hm^2后。【结论】关中鴥土区冬小麦-夏玉米体系,小麦季土壤速效磷应大致控制在17～40 mg/kg范围内,玉米季土壤速效磷控制在13～34 mg/kg范围内进行管理;整个冬小麦-夏玉米体系将土壤速效磷大概控制在17～40 mg/kg范围内,总推荐施磷量为P2O5 60～120 kg/hm^2为宜。