紫花苜蓿施肥的理論和技術

孫洪仁，曹影，劉琳，吳雅娜，楊曉潔，趙雅晴

（中國農(nóng)業(yè)大學草地研究所，北京 100193）

紫花苜蓿施肥的理論和技術

孫洪仁，曹影，劉琳，吳雅娜，楊曉潔，趙雅晴

（中國農(nóng)業(yè)大學草地研究所，北京 100193）

本文系統(tǒng)地闡述了紫花苜蓿施肥的理論與技術，內(nèi)容包括紫花苜蓿養(yǎng)分需求規(guī)律、土壤養(yǎng)分供應規(guī)律、肥料養(yǎng)分含量、肥料當季利用率、施肥量確定方法、紫花苜蓿土壤養(yǎng)分豐缺指標體系、測土定肥、施肥原則、施肥時期、施肥次數(shù)、施肥方法等。

紫花苜蓿；測土施肥；施肥原則；施肥方法

紫花苜蓿施肥的理論與技術主要包括紫花苜蓿養(yǎng)分需求規(guī)律、土壤養(yǎng)分供應規(guī)律、肥料養(yǎng)分含量、肥料當季利用率、施肥量確定方法、紫花苜蓿土壤養(yǎng)分豐缺指標體系、測土定肥、施肥原則、施肥時期、施肥次數(shù)、施肥方法等內(nèi)容[1～5]。

1 紫花苜蓿養(yǎng)分需求規(guī)律

植物正常生長發(fā)育離不開16種必需營養(yǎng)元素。除碳和氧來源于空氣中的二氧化碳，氫源于水外，其余養(yǎng)分則依賴土壤供給，統(tǒng)稱為礦質(zhì)養(yǎng)分[1～3]。每生產(chǎn)1t紫花苜蓿干草，從土壤中移出的礦質(zhì)養(yǎng)分數(shù)量如表1和表2所示[4]。

表1 紫花苜蓿單位經(jīng)濟產(chǎn)量移出大量養(yǎng)分數(shù)量（kg/t干草）

表2 紫花苜蓿單位經(jīng)濟產(chǎn)量移出微量養(yǎng)分數(shù)量（g/t干草）

需要指出的是，與紫花苜蓿共生的根瘤菌固定大氣氮素的能力十分強大，通常情況下可以完全滿足紫花苜蓿生長發(fā)育對氮素的需求[1～5]。

2 土壤養(yǎng)分供應規(guī)律

相對于植物需求而言，土壤中各種礦質(zhì)養(yǎng)分儲量很大。但多以緩效態(tài)、難溶態(tài)和有機態(tài)等遲效形態(tài)存在，需要經(jīng)過緩慢轉(zhuǎn)化為水溶態(tài)或交換態(tài)等速效形態(tài)后才能供植物吸收利用。因此，盡管土壤礦質(zhì)養(yǎng)分總量不少，卻還是存在部分養(yǎng)分不能滿足植物需要的情形，如氮、磷、鉀、鋅和硼等[1,3]。土壤速效養(yǎng)分含量與植物養(yǎng)分需求滿足率相關性較好。我國紫花苜蓿磷、鉀需求滿足率與土壤有效磷和速效鉀含量的關系見表3、表4[6～11]。

表3 中國北方紫花苜蓿磷需求滿足率(%)與土壤有效磷含量(mg/kg)的關系

表4 中國北方紫花苜蓿鉀需求滿足率(%)與土壤速效鉀含量(mg/kg)的關系

3 肥料養(yǎng)分含量和當季利用率

植物吸收利用的是肥料中的養(yǎng)分。不同肥料的養(yǎng)分含量差異很大，甚至相差數(shù)十倍。確定施肥量時需要利用肥料養(yǎng)分含量進行折算[1～5]。

肥料施入土壤后，養(yǎng)分并不能被植物在當季全部吸收利用。因此，確定適宜施用養(yǎng)分量時需要利用養(yǎng)分當季利用率進行計算[1～5]。養(yǎng)分當季利用率因養(yǎng)分種類和栽培管理措施而異，在栽培管理措施較為合理的條件下，我國氮、磷和鉀的當季利用率分別為30%～50%、10%～30%和40%～60%[10,11]。

4 施肥量確定方法

確定施肥量的方法有3種。一是“肥料效應函數(shù)法”。具體做法為：設計一元肥料的施肥量或二元、三元肥料的施肥量及其配比試驗方案，開展田間試驗，利用施肥量與作物產(chǎn)量之間的相關性建立肥料效應函數(shù)方程，據(jù)之推算出試驗地塊的適宜施肥量[1,3,12,13]。二是“養(yǎng)分平衡-地力差減法”。具體做法為：采用“常規(guī)5處理”試驗方案，開展田間試驗，利用“養(yǎng)分平衡-地力差減法”確定適宜施肥量公式計算試驗地塊的適宜施肥量[1,3,12,13]。上述兩種方法適用于土壤肥力較為均一的局部區(qū)域，其共同缺點是空間代表性小、時間持效性短；從全局考慮，十分耗時、費力[12,13]。

三是“土壤養(yǎng)分豐缺指標法”。該法屬于系統(tǒng)定肥法，由3個環(huán)節(jié)構成，即建立土壤養(yǎng)分豐缺指標、確定不同豐缺級別土壤適宜施肥量和測土定肥[10～14]。

第一個環(huán)節(jié)為建立土壤養(yǎng)分豐缺指標。包括3個步驟，一是針對特定的土壤類別和作物種類，廣泛測定土壤有效養(yǎng)分含量，選擇數(shù)十個土壤有效養(yǎng)分含量相互之間差異較大的地塊，進行全肥與缺素處理田間試驗；二是建立“缺素處理相對產(chǎn)量”（y）與“土壤有效養(yǎng)分含量”（x）之間的回歸方程（y＝a×Lnx+b）；三是選定缺素處理相對產(chǎn)量分級標準，將其分別代入上述回歸方程，求出各豐缺級別對應的土壤有效養(yǎng)分含量范圍[10～14]。

表5 東北平原紫花苜蓿土壤有效磷豐缺指標和適宜施磷量（P2O5,kg/hm2）

表6 內(nèi)蒙古高原紫花苜蓿土壤有效磷豐缺指標和適宜施磷量（P2O5,kg/hm2）

第二個環(huán)節(jié)為確定不同豐缺級別土壤適宜施肥量，建立土壤養(yǎng)分豐缺指標體系檢索表。確定適宜施肥量的方法為前述“肥料效應函數(shù)法”或“養(yǎng)分平衡-地力差減法”[10～14]。

第三個環(huán)節(jié)為測土定肥。步驟：田間取土，送化驗室測定土壤有效養(yǎng)分含量，利用土壤養(yǎng)分豐缺指標體系檢索表確定土壤有效養(yǎng)分豐缺級別、缺素處理相對產(chǎn)量和適宜施用養(yǎng)分量[10～14]。

盡管“土壤養(yǎng)分豐缺指標法”建立土壤養(yǎng)分豐缺指標體系的工程較為巨大，但該法的空間適用范圍很大、時間持效性很長，且測土定肥環(huán)節(jié)十分省時、省力、簡單、易行，因而該法一經(jīng)創(chuàng)立便很快成為世界各國應用最為廣泛的測土定肥標準方法[10～14]。

5 中國北方五大自然區(qū)域紫花苜蓿土壤養(yǎng)分豐缺指標體系

表7 西北荒漠綠洲紫花苜蓿土壤有效磷豐缺指標和適宜施磷量（P2O5,kg/hm2）

表8 黃土高原紫花苜蓿土壤有效磷豐缺指標和適宜施磷量（P2O5,kg/hm2）

本研究團隊利用全國紫花苜蓿施肥試驗數(shù)據(jù)，初步建立了中國北方五大自然區(qū)域紫花苜蓿土壤養(yǎng)分豐缺指標體系[4,10,11]。表5～15為紫花苜蓿土壤養(yǎng)分缺指標體系檢索表。需要指出的是，由于試驗數(shù)據(jù)偏少，本指標體系尚需大力完善。

表9 黃淮海平原紫花苜蓿土壤有效磷豐缺指標和適宜施磷量（P2O5,kg/hm2）

表10 東北平原紫花苜蓿土壤速效鉀豐缺指標和適宜施鉀量（K2O,kg/hm2）

表11 內(nèi)蒙古-黃土高原紫花苜蓿土壤速效鉀豐缺指標和適宜施鉀量（K2O,kg/hm2）

表12 西北荒漠綠洲紫花苜蓿土壤速效鉀豐缺指標和適宜施鉀量（K2O,kg/hm2）

表13 中國北方紫花苜蓿土壤有效鋅、硼含量豐缺參考臨界值及推薦施肥量

表14 紫花苜蓿土壤氮素豐缺參考指標和播種期氮素推薦施用量

表15 苜蓿土壤有機質(zhì)含量豐缺參考指標和有機肥推薦施用量

6 測土定肥

測土定肥，即指測定土壤養(yǎng)分含量，對照上述中國紫花苜蓿土壤養(yǎng)分豐缺指標體系檢索表確定適宜施肥量。

注意事項為：一是采樣單元以10～30hm2為宜；二是采樣時期以前季作物收獲后至本季作物播種前為宜；三是采樣點數(shù)以10～20個為宜；四是采樣路線以“S形”或“梅花形”為宜；五是采樣深度應為20cm；六是采樣工具最好采用土鉆；七是混合土樣質(zhì)量以1～2kg為宜；八是樣品保存應為雙記錄和雙標簽；九是測定方法應為常規(guī)方法[15,16]；十是采樣周期以3～5年為宜。

7 施肥原則

施肥原則有八項[2,3]：一是按需施肥。需要什么施什么，需要多少施多少；二是按容施肥。以土壤營養(yǎng)元素容量為依據(jù)，不可超過容量施肥；三是平衡施肥。依據(jù)植物對各種養(yǎng)分的需求比例和數(shù)量，充分考慮土壤的養(yǎng)分供應情況后，按照一定的比例和數(shù)量供應植物所需養(yǎng)分，使各種養(yǎng)分實現(xiàn)平衡供應；四是均勻施肥。均勻施肥才能充分發(fā)揮肥效，獲得高產(chǎn)；五是培肥地力。對低肥力土地，應保證養(yǎng)分輸入大于移出，逐漸提高地力水平；六是降低成本。在實現(xiàn)生產(chǎn)目標的前提下，應盡量減少施肥量，以節(jié)約開支；七是提高肥料利用率。改進施肥方法，盡量減少養(yǎng)分的流失、逸失和固定；八是避免環(huán)境污染。采用正確的施肥方法，避免污染江河、湖泊和地下水。

8 施肥時期

播種前基施十分重要，尤其是有機肥、磷肥和微肥更應做好基施。追施在入冬前1.5個月左右、春季返青前和生長季每次刈割后較好，應與灌溉或降雨緊密結合[1～5]。

9 施肥次數(shù)

通常情況下，苜蓿一生無需施氮。但當土壤氮素缺乏時，可于播種期基施氮肥1次。干旱地區(qū)灌水頻率小于2次/茬時，每茬再生前可追施氮素1次，施用量15～30kg/hm2。

磷、鉀肥于播種期宜基施，而后還應追施。若采用固體肥料地表撒施或開溝條施，可每年追施1～3次。若采用水肥一體化的方式，肥料隨灌溉水一同施入，則可每茬追施1～2次。

微肥每3～5年施1次即可。

10 施肥方法

固體肥料基施應結合整地的耕耙環(huán)節(jié)將肥料與土壤混合均勻。固體肥料追施可以地表撒施，亦可開溝條施。

具備噴灌或滴灌條件者，宜選用液體肥料或水溶性好的固體肥料，采用水肥一體化的方式，讓肥料隨灌溉水一同施入。

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Fertilization Theory and Technology of Alfalfa

SUN Hong-ren, CAO Ying, LIU Lin, WU Ya-na, YANG Xiao-jie, ZHAO Ya-qing
(Institute of Grassland Science, China Agricultural University, Beijing 100193)

The fertilization theory and technology of alfalfa were systematically explained in this paper. The content include nutrients requirement law of alfalfa, nutrients supply law of soil, nutrient contents of fertilizer, fertilizer use effciency in current season, determining method of fertilizer application rate, soil nutrient abundance-defciency index system for alfalfa, soil testing and fertilizer recommendation, fertilization principle, fertilization period, fertilization frequency, fertilization method, etc.

Alfalfa; Soil testing and fertilizer recommendation; Fertilization principle; Fertilization method

S823.4

A

1004-4264（2017）08-0055-05

10.19305/j.cnki.11-3009/s.2017.08.014

2017-03-14

農(nóng)業(yè)部公益性行業(yè)項目“苜蓿高效種植技術研究與示范”（201403048）；國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術體系建設項目“現(xiàn)代牧草產(chǎn)業(yè)技術體系建設”（CARS-35）。

孫洪仁（1965-），男，吉林懷德人，碩士，副教授，研究方向為牧草與作物水肥管理。