湖北省莲藕磷肥合理用量研究

摘要：采用田间小区试验研究了莲藕磷肥合理用量，试验结果表明，在理论产量基本相等的条件下，采用线性+平台模型得到的莲藕临界施磷量（P2O5 68.8～106.9 kg/hm2），大大低于用二次型模型得到的莲藕最佳经济施磷量（P2O5 117.6～144.0 kg/hm2），根据湖北莲藕生产和施肥现状以及藕田土壤磷素肥力水平，提出湖北莲藕磷肥（P2O5）合理用量为75.0～120.0 kg/hm2，平均为90.0 kg/hm2。

关键词：莲藕；磷肥；合理用量

中图分类号：S147.5 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2012）21-4744-05

Study on Rational Phosphorus Fertilizer Application Dose on Rhizome Lotus in

Hubei Province

LIU Dong-bi1，DING Heng-hu2，HU Zhong-li3，WU Jia-qiong2，LIU Ke-zhi2， YU Yan-feng1， XIONG Gui-yun1

（1. Plant Protection and Fertilizer Science Institute，Hubei Academy of Agricultural Sciences， Wuhan 430064，China；

2. Qianjiang Agricultural Bureau， Qianjiang 433100， Hubei，China；

3. College of Life Sciences，Wuhan University， Wuhan 430072 China）

Abstract： Rational phosphorus fertilizer application dose on rhizome lotus was studied by field experiments. The results showed that under the condition on nearly equal theoretical rhizome lotus yield， the critical value of P2O5 application dose determined by linear + plateau model（68.8～106.9 kg/hm2） was greatly lower than the optimum economic P2O5 application dose determined by quadratic model（117.6～144.0 kg/hm2）. According to the present status of rhizome lotus production， and taking fertilization of farmer practice and lotus field soil P fertility into consideration， rational P2O5 application dose on rhizome lotus in Hubei province was suggested to be 75.0～120.0 kg/hm2 with an average of 90.0 kg/hm2.

Key words： Rhizome lotus； phosphorus fertilizer； rational application dose

磷肥为“肥料三要素”之一。在现代农业生产中，磷肥与氮肥、钾肥共同承担着增加作物产量、提高土壤肥力、发挥良种潜力等多种积极作用[1]。但对河流、湖泊和水库等多种水体来说，磷素又是一种环境污染元素。从全国范围来看，我国耕地土壤氮、磷养分盈余，钾素亏缺严重[2]，与我国农业生产水平不断提高、单位面积上磷肥施用量不断增长与累积密切相关。有研究表明，20世纪80年代初以来，在我国各重要流域，蔬菜、水果和花卉上氮、磷肥料用量为普通大田作物的数倍甚至数十倍，成为水体富营养化的主要潜在威胁之一[3]。莲藕是我国种植面积最大、产量最高的水生蔬菜，湖北省莲藕种植面积全国第一[4]，主要分布在土壤肥沃的广大江汉平原地区。前期调查和研究结果表明，湖北省莲藕平均施磷量高达（194±71）kg/hm2[5]，莲藕增施磷肥增产幅度4.6%～18.9%[6]。过去关于莲藕肥料用量研究的报道不多，本研究通过田间小区试验探讨莲藕磷肥的合理用量，为莲藕生产中科学合理施磷、减少过量施磷对环境的负面影响提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试土壤与莲藕品种

本研究试验地点设在武汉市洪山区湖北省农业科学院南湖试验站，供试土壤为长江冲积物母质发育的潮土性水稻土，用常规方法[7]分析其属性和养分状况（表1）。试验莲藕品种为早中熟品种鄂莲5号，由武汉市东西湖区柏泉农场提供。

1.2 试验设计

3个磷肥用量试验于2007-2009年每年各开展1个试验。2007年试验处理为：①P0；②P60；③P120；④P180；⑤P240；2008-2009年试验处理均为：①P0；②P60；③P120。④P180，其中P=P2O5，字母后的数据代表每公顷施用P2O5的千克数。此外，每处理再施N 360 kg/hm2、K2O 360 kg/hm2及ZnSO4 22.5 kg/hm2。试验氮肥品种为尿素（N 46%），其中40%在4月中旬移栽藕种之前基施，20%在6月初追施，40%在6月底追施；磷肥为过磷酸钙（P2O5 12%），100%基施；钾肥为氯化钾（K2O 60%），70%基施、30%在6月底与尿素同时追施；锌肥在移栽后一周内分小区化水施入。施肥前关注天气变化情况，浅水或湿润施肥，2 d后再灌水，避免施肥后3～5 d下大雨。

每试验小区30 m2，2007年试验重复4次，其他试验重复3次，随机区组排列，种植密度为5 000 kg/hm2，各小区之间作田埂并用厚塑料布隔离，防止串水串肥串藕，及时“转藕”、灌水和防治病虫草害。在当年4月中旬移栽，11～12月收获，记录莲藕实产（鲜重），并进行经济效益分析；收获的同时在每试验小区取代表性藕6～8支，制备分析样品，用常规方法[8]分析其全氮、全磷及全钾含量，计算莲藕吸收带走的养分总量。

1.3 参数计算与数据分析

1.3.1 参数计算 参考张福锁等[7]和邹娟等[9]的方法，用以下参数来表征磷肥的利用效率。磷肥偏生产力（partial factor productivity from applied P，PFPP， kg/kg P2O5）=施磷区产量/施磷量；磷肥农学效率（agronomic efficiency of applied P，AEP，kg/kg P2O5）=（施磷区产量-无磷区产量）/施磷量；磷肥表观利用率（apparent recovery efficiency of applied P，AREP）=（施磷区作物吸磷量-无磷区作物吸磷量）/施磷量×100%；磷肥贡献率（fertilizer contribution rate of applied P， FCRP）=（施磷区产量-无磷区产量）/施磷区产量×100%；地力贡献率（soil contribution rate，SCR）=不施磷区产量/施磷区产量×100%。

1.3.2 莲藕推荐施磷量模型选择 运用SAS 8.1软件，同时采用二次型和线性+平台模型拟合磷肥用量与莲藕产量之间的关系[10]：二次型模型函数式为y=b0+b1x+b2x2，式中y为莲藕产量（kg/hm2）；x为磷肥用量（kg/hm2）；b0、b1及b2分别为基础产量（不施磷肥时产量）、线性系数及二次方系数。线性+平台模型函数式为y=b0+b1x（x

1.3.3 数据统计分析 试验数据采用DPS软件的单因素LSD检验法进行统计分析。用Microsoft-Excel 2007进行其他数据的处理和计算。

2 结果与分析

2.1 磷肥用量对莲藕产量和经济效益的影响

莲藕产量结果（表2）表明，在2007-2009年度试验中，莲藕产量随磷肥（P2O5，下同）用量增加而增加，尽管莲藕产量随磷肥用量增加而增加的幅度未达到显著水平，但所有试验均在磷肥施用量为120 kg/hm2时达到产量最高值，超过120 kg/hm2之后莲藕产量随磷肥用量的增加而趋于降低。从经济效益来看，磷肥用量对经济效益的影响符合报酬递减律。在肥料经济学研究中通常认为，只有当肥料产投比VCR值大于2.0时，施用化肥才有意义[11]。根据这个原则，综合莲藕产量和经济效益两个方面的因素可知，在试验条件下，莲藕适宜的磷肥用量约为120 kg/hm2，此时莲藕施磷增产3 042～5 210 kg/hm2，增产幅度为11.8%～21.4%，净增收入为4 073～7 434元/hm2，磷肥产投比6.34～11.58。

2.2 磷肥用量对莲藕养分吸收和磷肥表观利用率的影响

莲藕的氮、磷、钾吸收量与产量的变化趋势基本一致（表3），即随磷肥用量增加而增加，在磷肥用量为120 kg/hm2时达到最高值，增加磷肥用量对于促进莲藕氮、磷、钾养分吸收的影响均不明显。莲藕磷肥的偏生产力和农学效率较一般大田作物高得多[8，9]，与其收获指数较高和产量以鲜重量表示有关。莲藕磷肥的偏生产力、农学效率和当季表观利用率随磷肥用量增加而降低，其产量贡献率随磷肥用量增加而增加，磷肥用量超过120 kg/hm2后产量贡献率又趋于降低。在产量最高值时，磷肥当季表观利用率为7.1%～10.0%，磷肥产量贡献率为10.6%～17.6%，地力贡献率为82.4%～89.4%。

2.3 用二次型和线性+平台模型确定莲藕合理磷肥用量

为进一步明确莲藕的适宜施磷量，参考陈新平等[10]的方法，同时采用二次型和线性+平台模型拟合莲藕磷肥用量与产量之间的关系。结果表明，采用二次型模型拟合得到莲藕产量的肥料效应方程分别为y=-0.120x2+37.380x+25 784（2007年）、y=

-0.218x2+55.270x+22 502（2008年）和y=-0.358x2+86.990x+24 412（2009年），式中y为作物产量；x为施磷量（图1）。根据方程求出2007-2009年度莲藕最高产量施磷量（P2O5，下同）依次分别为155.8、126.2及121.3 kg/hm2，平均134.4 kg/hm2，此时莲藕的最高产量分别为28 695.0、26 005.1及29 696.4 kg/hm2，平均28 132.2 kg/hm2；最佳经济施磷量依次分别为144.0、119.8及117.6 kg/hm2，平均127.1 kg/hm2，此时莲藕最佳经济产量分别为28 678.5、25 994.6及29 690.9 kg/hm2，平均28 121.3 kg/hm2。最佳经济施磷量和最佳经济产量分别为最高产量施磷量和最高产量的0.945 7和0.999 6，可见，在最高产量施磷量基础上减去约5%的施用量，莲藕不会减产，因此采用二次型模型时，宜将最佳经济施磷量作为莲藕的合理施磷量，在本试验条件下平均为127.1 kg/hm2，此时的产量为28 121.3 kg/hm2。

采用线性+平台模型拟合得到莲藕产量的肥料效应方程见图2。由图2可知，2007-2009年度莲藕的磷肥临界用量分别为83.6、106.9及68.8 kg/hm2，平均为86.4 kg/hm2，此时的平台产量分别为28 348、25 859及29 040 kg/hm2，平均为27 749 kg/hm2。采用线性+平台模型得到的磷肥平均临界用量和平均平台产量分别为采用二次型模型得到的平均最佳经济施磷量和平均最佳经济产量的0.680和0.987。由此可见，在理论产量基本相等的条件下，采用线性+平台模型得到的莲藕合理施磷量大大低于二次型模型，从而更有利于降低磷肥投入成本、提高磷肥利用效率和降低过量施用磷肥引起的面源污染风险，是一种较好的产量推荐模型。上述结果与陈新平等[10]在小麦-玉米轮作制中的氮肥研究结果相一致。

3 讨论

过去对莲藕磷肥用量方面的研究未见文献报道。近几年来，随着国家测土配方施肥补贴项目的全面开展，全国一些莲藕主产县（市）开展了相关研究。宋江春等[12]研究提出，在N 270 kg/hm2、K2O 180 kg/hm2的基础上，莲藕施磷量以P2O5 90 kg/hm2为最佳；曾广巧等[13]在广西柳江县石灰性水稻土上通过“3414”肥料回归试验，研究得出鄂莲5号的合理施肥量为：N 400～500 kg/hm2、P2O5 130～200 kg/hm2及K2O 200～300 kg/hm2；在武汉市蔡甸区也对成熟莲藕和青荷藕有过类似研究[14，15]。在莲藕基本不减产的条件下，采用线性+平台模型得到的莲藕合理施磷量大大低于二次型模型（前者仅为后者的0.680），其用量在68.8～106.9 kg/hm2，平均86.4 kg/hm2，而且合理施磷量有随土壤速效磷含量增加而降低的趋势。根据湖北省莲藕主产区的生产水平和施肥现状[5]，以及藕田土壤磷素肥力水平（未发表），目前推荐湖北省莲藕磷肥（P2O5）用量为75～120 kg/hm2，平均为90 kg/hm2。

从本研究来看，莲藕的磷肥当季表观利用率较低，仅为7.1%～10.0%；张福锁等[7]研究表明，全国主要粮食作物的磷肥当季表观利用率平均为：水稻13.1%、小麦10.7%及玉米11.0%。可知磷肥当季利用率低是一个普遍性的问题。这是因为磷肥施入土壤中之后，只有少部分转化为可被作物当季利用的有效磷[16]。从本研究中磷肥产量贡献率（10.6%～17.6%）和地力贡献率（82.4%～89.4%）的关系可知，作物当季吸收的磷绝大部分来自于土壤而不是肥料。土壤中累积起来的磷，一部分归根到底也是来源于前期磷肥的施用，因此，提高土壤的磷素有效性是提高磷肥累积利用率的重要措施。大量研究表明，磷肥在后茬作物上有明显的残效[17，18]，表明磷肥的施用有利于土壤磷素肥力的培育和后季作物的增产。在莲藕长期单作或与其他作物轮作的条件下，统筹合理的施磷技术还需要进一步研究。

参考文献：

[1] 奚振邦.化肥与农业——简析化肥对现代农业的作用[A].林 葆.化肥与无公害农业[C].北京：中国农业出版社，2003.159-174.

[2] 田有国，辛景树，郑 磊，等.2005年我国耕地土壤监测结果报告[A].土壤钾素动态与钾肥管理[C].南京：河海大学出版社，2008.37-43.

[3] 张维理，武淑霞，冀宏杰，等.中国农业面源污染形势估计及控制对策I.21世纪初期中国农业面源污染的形势估计[J].中国农业科学，2004，37（7）：1008-1017.

[4] 沈康荣.水稻与莲藕覆膜节水高效技术[M].北京：中国农业科学技术出版社，2007.162-172.

[5] 熊桂云，童 军，刘冬碧，等.湖北省莲藕生产和施肥现状调查[J]. 湖北农业科学，2011，50（19）：3834-3839.

[6] 熊桂云，刘冬碧，陈 防，等.莲藕土壤养分限制因子的田间试验研究[A].李华栋.农业持续发展中的植物养分管理[C].南昌：江西人民出版社，2008.555-560.

[7] 张福锁，王激清，张卫峰，等.中国主要粮食作物肥料利用率现状与提高途径[J].土壤学报，2008，45（5）：915-924.

[8] 鲍士旦.土壤农化分析[M].北京：中国农业出版社，2000.25-110.

[9] 邹 娟，鲁剑巍，陈 防，等.长江流域油菜氮磷钾肥料利用率现状研究[J].作物学报，2011，37（4）：729-734.

[10] 陈新平，周金池，王兴仁，等.小麦-玉米轮作制中氮肥效应模型的选择—经济和环境效益分析[J].土壤学报，2000，37（3）：346-354.

[11] 刘宏斌，李志宏，张维理，等.露地栽培条件下大白菜氮肥利用率与硝态氮淋溶损失研究[J].植物营养与肥料学报，2004， 10（3）：286-291.

[12] 宋江春，王建玉，赵松林，等.莲藕高产平衡施肥技术[J].当代蔬菜，2006（3）：44.

[13] 曾广巧，彭春苗，韦美拉，等.莲藕3414肥料回归试验和施肥推荐[J].长江蔬菜，2009（6）：40-42.

[14] 曹国松，李茂年，肖利华，等.莲藕测土配方施肥技术的研究[J].中国蔬菜，2007（增刊）：63-64.

[15] 曹国松，李茂年，李培亮，等.莲藕“3414”肥料效应试验初探[J].长江蔬菜（学术版），2010（14）：89-92.

[16] 周全来，赵牧秋，鲁彩艳，等.磷肥施入土壤后的变化进程及对磷淋失的影响[J].生态与农村环境学报，2006，22（3）：80-83.

[17] 沈善敏，殷秀岩，张 璐.农业生态系统中磷肥残效及磷循环研究Ⅰ.作物吸磷量、磷肥残效及土壤有效磷变化[J].应用生态学报，1992，3（2）：138-143.

[18] 张仕祥，李辉信，胡 锋，等.早稻磷肥残效对当年晚稻产量的影响[J].土壤学报，2006，43（4）：611-616.

收稿日期：2012-07-20

基金项目：国家科技支撑计划项目（2012BAD27B02）；湖北省农业科技创新中心资助项目（2011-620-003-03-05）；国际植物营养研究所资助项目

（IPNI-HB-24）

作者简介：刘冬碧（1971-），女，湖北恩施人，副研究员，硕士，主要从事作物营养与优化施肥技术研究，（电话）15907149850（电子信箱）

；通讯作者，熊桂云（1961-），女，湖北大悟人，研究员，（电子信箱）。