茄子的土壤過量有效磷臨界值研究及其應(yīng)用

任永源，張 雅

（1.浙江勿忘農(nóng)種業(yè)股份有限公司，浙江杭州 310020；2.杭州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院蔬菜研究所，浙江杭州 310024）

茄子的土壤過量有效磷臨界值研究及其應(yīng)用

任永源1，張 雅2

（1.浙江勿忘農(nóng)種業(yè)股份有限公司，浙江杭州 310020；2.杭州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院蔬菜研究所，浙江杭州 310024）

為了解決茄子過量施用磷肥而引起的減產(chǎn)和環(huán)境污染問題，于2012年在杭州市郊采用土壤盆栽試驗，對有效磷過量時的臨界值進行研究。在土壤有效磷含量（Olsen?P，20～202 mg·kg－1）與茄子相對產(chǎn)量之間，比較了10種曲線回歸方程，結(jié)果表明，對數(shù)曲線方程擬合度較高（R2＝0.461）。該方程土壤磷過量的臨界值（相對產(chǎn)量100%）為36 mg·kg－1。此土壤有效磷臨界值可為在類似土壤上種植茄子時施用磷肥提供指導(dǎo)。

磷；臨界值；茄子

土壤有效磷是土壤中可被植物吸收利用的磷的總稱，有效磷含量測定一般是用某一特定化學(xué)浸提方法所得出的土壤中與植物生長有顯著相關(guān)的磷量，同一土壤用不同的化學(xué)浸提劑提取可以得到不同的有效磷含量。目前中國測定土壤有效磷含量的方法［1］為：石灰性、堿性和中性土壤用碳酸氫鈉法（Olsen法）；酸性土壤用鹽酸?氟化銨法（Bray1法）。土壤有效磷測定的方法還有20世紀80年代引進的土壤養(yǎng)分狀況系統(tǒng)研究法（ASI）［2－3］及美哈利奇法（Mehlich3法）［3－4］。

張福鎖［4］指出，菜園磷肥施用量可用土壤有效磷含量分級指標法進行推薦，在不同有效磷含量的土壤上進行多點試驗，取得全肥（NPK）區(qū)和缺磷（NK）區(qū)成對的相對產(chǎn)量，按國際通用標準，以相對產(chǎn)量的高低來表達有效磷的豐缺狀況，即相對產(chǎn)量在50%以下的土壤有效磷含量為極缺，50%～75%為缺乏，75%～95%為中等，＞95%為豐富；據(jù)此，并考慮作物磷帶走量，提出了在施用中等水平有機肥（露地30～45 m3·hm－2）基礎(chǔ)上的磷肥推薦參考值，當(dāng)?shù)亓Ψ旨壸罡撸ㄍ寥繭lsen?P＞60 mg·kg－1）時，磷肥（P2O5）推薦量為作物磷帶走量的0～0.8倍，但此推薦量并未明確土壤Olsen?P含量要大到多少才無須施用磷肥。

陸宏等［5］對浙江省慈溪市青花菜土壤有效磷臨界值的研究表明，土壤有效磷（Olsen?P）含量與青花菜相對產(chǎn)量之間的最佳方程為三次曲線方程，該方程有2個臨界值，即有效磷缺乏時的臨界值（14.5 mg·kg－1）和過量時的臨界值（21.5 mg· kg－1）。王斌等［6］在寧波平原的水稻土對土壤有效磷臨界值的研究結(jié)果表明，土壤有效磷（Bray1?P）含量與早稻相對產(chǎn)量之間的最佳方程也為三次曲線方程，該方程有2個臨界值，即有效磷缺乏時的臨界值（25 mg·kg－1）和過量時的臨界值（57 mg·kg－1）。

茄子是一種營養(yǎng)成分齊全、營養(yǎng)價值較高，又有一定醫(yī)藥功能的大眾化蔬菜。張雅等［7］就土壤有效磷對茄子品質(zhì)的影響作過報道，但土壤有效磷過量時對茄子產(chǎn)量的影響尚未見報道。為了實現(xiàn)茄子優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)，達到節(jié)肥省本和安全環(huán)保的目的，根據(jù)國家農(nóng)業(yè)部《測土配方施肥技術(shù)規(guī)范》，于2012年對茄子的土壤過量有效磷臨界值進行探討。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗于2012年在杭州市余杭區(qū)喬司鎮(zhèn)學(xué)稼村的杭州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院蔬菜研究所進行。

供試茄子品種為杭茄2008，由杭州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院通過航天育種育成［8］，為早熟高產(chǎn)品種，現(xiàn)為當(dāng)?shù)赝茝V種植的主栽品種。

供試土壤按中國土壤分類與代碼［9］為潮土土類灰潮土亞類石灰性潮壤土土屬流砂板土土種（代碼2121215），面積25 000 hm2，具有一定代表性。

供試肥料為尿素（N 46%）產(chǎn)自寧波市鎮(zhèn)海煉油化工公司，磷酸二氫鉀（P2O524%，K2O 34%）和硫酸鉀（K2O 54%）系分析純化學(xué)品。

1.2 處理設(shè)計

試驗在塑料溫室（面積3 200 m2）中進行，無加溫設(shè)備，按茄子生長正常管理。

盆栽試驗在不施任何有機肥的基礎(chǔ)上進行，選擇16個Olsen?P含量不同的樣點土壤，每個樣點的土壤分為2個處理（盆），全肥（氮、磷、鉀）處理和無磷（氮、鉀）處理而無重復(fù)。16種土壤共用32個塑料花盆和32個塑料面盆。每個花盆裝土6 kg并放入面盆中，面盆中加自來水至6 cm深，花盆底部有小孔使面盆中的水可進入花盆內(nèi)而被植物吸收。土壤全肥處理：每盆施肥量為尿素8 g，磷酸二氫鉀4 g；無磷處理：每盆施肥量為尿素8 g，硫酸鉀2.52 g。定植后當(dāng)天每盆施尿素2 g及所需磷鉀肥（各加水150 mL澆施）；余下6 g尿素分3次作追肥澆施。各盆隨機排列，每隔10 d重新排列1次。

茄子2月15日播種，采用電熱加溫育苗；4月18日定植。定植時，選擇長勢一致的茄子秧苗，洗去秧苗根上所附泥土，然后移栽于花盆中，每盆1株。每天保持面盆中水至6 cm深。

茄子采收自5月17日開始，至7月9日結(jié)束，試驗期間全部盆共采摘茄子17次。每盆（株）平均采7.8次，其中采7次、8次和9次的共計占84%。分盆（株）計收茄子產(chǎn)量。

春季從定植到第1次采收為30～40 d，由于采用電熱加溫育苗，定植時有些茄子秧苗已現(xiàn)花蕾，此時正值茄子最適宜生長季節(jié)，茄子生長迅速。因此，茄子從定植到第1次采收僅需29 d。

1.3 土樣采集與有效磷測定

2012年2月28日種植茄子前，選擇土壤有效磷含量不同的16個樣點，采表土（0～20 cm），風(fēng)干后過2 mm尼龍篩備用。土壤有效磷測定采用碳酸氫鈉法（Olsen法）［1］。

1.4 數(shù)據(jù)處理

應(yīng)用SPSS 19.0進行統(tǒng)計分析［10］。

2 結(jié)果與分析

應(yīng)用SPSS 19.0回歸分析中的曲線估計過程，對表1中16種土壤的茄子相對產(chǎn)量和對應(yīng)的土壤有效磷含量2個變量進行曲線回歸分析，結(jié)果見表2。表2列出了所選擇的10種方程的回歸系數(shù)b0（常數(shù)項），b1，b2，b3，以及擬合度即決定系數(shù)R2、回歸方程顯著性檢驗的F值、自由度（df）和顯著性概率P值。

表1 土壤有效磷含量與茄子產(chǎn)量的關(guān)系

本試驗10種模型的擬合度R2由大到小排列為三次曲線方程（0.552）＞二次曲線方程（0.498）＞對數(shù)曲線方程（0.461）＞線性方程（0.442）＞冪曲線方程（0.436）＞復(fù)合曲線方程、生長曲線方程、指數(shù)曲線方程（0.423）＞倒數(shù)曲線方程（0.326）＞S曲線方程（0.324）。但10種模型的顯著性概率P值由小到大為對數(shù)曲線方程（0.004）＜線性方程、冪曲線方程（0.005）＜復(fù)合曲線方程、生長曲線方程、指數(shù)曲線方程（0.006）＜二次曲線方程（0.011）＜倒數(shù)曲線方程（0.021）＜S曲線方程、三次曲線方程（0.027），即前6種方程達極顯著水平（P＜0.01），后4種方程達顯著水平（P＜0.05）。三次曲線方程擬合度最高，但僅達顯著水平；對數(shù)曲線方程雖然擬合度僅排第3位，但達極顯著水平，因此，取對數(shù)曲線方程為最佳曲線方程：

Y＝164.509－17.939 ln X。

式中，Y為茄子相對產(chǎn)量（NPK／NK，%），X為土壤Olsen?P含量（mg·kg－1）。

以全肥區(qū)茄子產(chǎn)量與無磷區(qū)茄子產(chǎn)量相等時，即相對產(chǎn)量為100%時，計算得土壤有效磷含量過量時的臨界值X＝36 mg·kg－1。

表2 茄子相對產(chǎn)量與Olsen?P之間的擬合方程及其參數(shù)估計值

現(xiàn)將最佳曲線方程作圖（圖1），可以看出，當(dāng)土壤有效磷低于36 mg·kg－1時，施用磷肥能使茄子增產(chǎn)；當(dāng)土壤有效磷高于36 mg·kg－1時，施用磷肥會使茄子減產(chǎn)。

圖1 茄子相對產(chǎn)量與土壤Olsen?P含量的關(guān)系

3 討論

3.1 統(tǒng)計方法的改進

現(xiàn)行的土壤有效磷豐缺指標的統(tǒng)計方法［4，11］是利用Excel軟件，繪出土壤有效磷測定值與作物相對產(chǎn)量的散點圖；再以Excel的添加趨勢線功能獲得相對產(chǎn)量與有效磷測定值的數(shù)學(xué)關(guān)系，并繪出趨勢線；最后以相對產(chǎn)量50%，75%和95%為標準，獲得土壤有效磷豐缺指標。這樣做不但操作麻煩，而且會帶來較大的誤差。

本研究的統(tǒng)計方法看起來似乎較為復(fù)雜，但實際上應(yīng)用SPSS 19.0提供的回歸分析中曲線估計功能，只需輸入土壤有效磷含量和相對產(chǎn)量的數(shù)據(jù)后，即可得出10種方程的回歸系數(shù)、擬合度、回歸方程顯著性檢驗的F值、自由度和顯著性概率；同時在一個頁面內(nèi)即可得到含有散點的10種方程的曲線圖。當(dāng)確定最佳方程后，只要將100%相對產(chǎn)量代入最佳方程中，就可算出土壤有效磷過量時的臨界值。

3.2 有效磷臨界值的修正

通常用來測定土壤有效磷臨界值的方法是當(dāng)田間或盆栽試驗中得到的不同土壤有效磷水平的相對產(chǎn)量（全肥區(qū)作物產(chǎn)量占無磷區(qū)作物產(chǎn)量的百分數(shù)）為95%時，其對應(yīng)的有效磷測定值水平即為該養(yǎng)分的臨界值［5－6］。但在尋求土壤過量有效磷臨界值時，100%相對產(chǎn)量比95%相對產(chǎn)量更重要，因為當(dāng)土壤有效磷臨界值在過量有效磷臨界值以上時，施用磷肥會使農(nóng)民遭受雙重損失，即不必要的磷肥費用和作物減產(chǎn)。因此，100%相對產(chǎn)量時的土壤有效磷含量可看作過量有效磷臨界值，而不是95%相對產(chǎn)量時的土壤有效磷含量。

3.3 推廣應(yīng)用

據(jù)王圣瑞等［12］研究結(jié)果，在冬小麥“3414”肥料試驗方案中三元二次模型進行擬合試驗的成功率僅為56%，而采用一元模型成功率為100%，并得出有44%的點不需要施用磷肥。浙江省土壤有效氮磷鉀含量高，曾許芳等［13］2008年對浙江省10個地市353個代表性蔬菜地肥力的調(diào)查表明，土壤有效磷（Olsen?P）平均含量67 mg·kg－1，最高的達717 mg·kg－1，比1979－1984年浙江省第二次土壤普查時的10 mg·kg－1（潮土）增加了5.7倍［14］。一些地方開展的“3414”肥料試驗結(jié)果因肥效不顯著而放棄，至今未見有成功的報道。肥料的施用與土壤類型及質(zhì)地、氣候條件、作物種類、品種及生長期有關(guān)，因此各地應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貙嶋H情況，開展作物肥效矯正的田間試驗［3－4］。從試驗結(jié)果來看，本研究提出的方法可作為“3414”試驗的有效補充。當(dāng)土壤有效磷含量在過量有效磷臨界值以上時，建議在生產(chǎn)實踐中不施磷肥，可以防止磷淋失到水體而引起的水質(zhì)富營養(yǎng)化風(fēng)險［15］，尤其是在砂質(zhì)土壤中［16］。

［1］ 全國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心.土壤分析技術(shù)規(guī)范［M］.2版.北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2006：36－75.

［2］ 加拿大鉀磷研究所北京辦事處.土壤養(yǎng)分狀況系統(tǒng)研究法［M］.北京：中國農(nóng)業(yè)科技出版社，1992：1－44.

［3］ 金繼運，白由路，楊俐蘋，等.高效土壤養(yǎng)分測試技術(shù)與設(shè)備［M］.北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2006：1－3，148－166.

［4］ 張福鎖.測土配方施肥技術(shù)要覽［M］.北京：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社，2006：27－44，93－110，159－189.

［5］ 陸宏，許映君.青花菜土壤有效磷臨界值初探［J］.浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011（6）：1227－1228.

［6］ 王斌，楊筠文，孫健，等.寧波平原水稻土有效磷臨界值的探討［J］.浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010（4）：878－879.

［7］ 張雅，周航，李丹，等.土壤有效磷對茄子（Solanun melongena L.）品質(zhì)的影響［J］.浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報，2013，25（6）：1342－1347.

［8］ 張雅，王世恒，王宏.衛(wèi)星搭載對茄子后代主要性狀遺傳變異的影響及其選育技術(shù)研究［J］.浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報，2012， 24（4）：574－577.

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［10］ 張力.SPSS在生物統(tǒng)計中的應(yīng)用［M］.廈門：廈門大學(xué)出版社，2008：137－140.

［11］ 陳清，何飛飛，張福鎖.蔬菜測土施肥技術(shù)體系的建立與應(yīng)用［C］／／江榮風(fēng)，杜森.首屆全國測土配方施肥技術(shù)研討會論文集.北京：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社，2006：184－193.

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［14］ 浙江省土壤普查辦公室.浙江土壤［M］.杭州：浙江科學(xué)技術(shù)出版社，1994：395－398.

［15］ 姜波，林咸永，章永松.杭州市郊典型菜園土壤磷素狀況及磷素淋失風(fēng)險研究［J］.浙江大學(xué)學(xué)報：農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)版，2008，34（2）：207－213.

［16］ 章明奎.應(yīng)用土壤測試磷評估砂土中磷的可淋洗性［J］.土壤學(xué)報，2004，41（6）：996－1000.

（責(zé)任編輯：高 峻）

S 641.1

A

0528?9017（2015）11?1836?03

文獻著錄格式：任永源，張雅.茄子的土壤過量有效磷臨界值研究及其應(yīng)用［J］.浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，56（11）：1836－1838，1841.

DOI 10.16178／j.issn.0528?9017.20151143

2015?07?24

任永源（1967－），男，浙江新昌人，高級農(nóng)藝師，從事作物育種和栽培技術(shù)研究、推廣工作。E?mail：yyren2003＠126.com。

注：本文承蒙浙江大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院厲仁安教授修改補充，謹致謝意！