汉中盆地水稻土不同作物氮素丰缺指标探讨

汉中盆地水稻土不同作物氮素丰缺指标探讨
何文;王琳;杨小敏;高鹏;姚远
【摘要】依托测土配方施肥土壤养分数据库以及“3414”田间肥效试验结果,拟合水稻、油菜、小麦3种农作物试验缺氮处理相对产量与土壤碱解氮之间的线性关
系式,初步探索建立汉中市水稻土氮素丰缺指标.结果表明,以低、较低、中等、较高、高5个等级划分不同作物种植中对应的土壤碱解氮含量,水稻为＜82 mg/kg、82～116 mg/kg、116～164 mg/kg、164 ～ 234 mg/kg、＞ 234mg/kg;油菜
为＜73 mg/kg、73 ～ 106 mg/kg、106 ～ 154mg/kg、154 ～ 225 mg/kg、大于225 mg/kg;小麦为55 mg/kg、55～89mg/kg、89 ～ 118mg/kg、118 ～173 mg/kg、大于173mg/kg.
【期刊名称】《耕作与栽培》
【年(卷),期】2018(000)002
【总页数】3页(P21-23)
【关键词】水稻土;水稻;油菜;小麦;相对产量;碱解氮;汉中盆地
【作者】何文;王琳;杨小敏;高鹏;姚远
【作者单位】汉中市农业技术推广中心,陕西汉中723000;汉中市农业技术推广中心,陕西汉中723000;汉中市农业技术推广中心,陕西汉中723000;汉中市农业技术
推广中心,陕西汉中723000;汉中市农业技术推广中心,陕西汉中723000
【正文语种】中文
汉中盆地处在中国亚热带分界线上，长约116km，南北宽约5～25km。

河流阶地发育平均海拔500m左右，为一狭长槽形山间陷落盆地，由汉江冲积而成，上覆
第四纪粘土、黄土状砂质粘土及砾石，形成肥沃的原野[1]。

水稻土是汉中盆地主
要的农业耕作土壤，轮作方式为稻-油轮作或稻-麦轮作。

长期以来，农民通过经验施肥，偏施氮磷肥少施或不施钾肥等情况时有发生，化肥使用缺乏精准性，科学性，造成土质严重退化，肥料利用率逐年降低，农田面源污染问题日趋严重。

因此，确定合理科学的氮肥施用量，提高氮肥利用率，减轻农田污染问题至关重要。

随着全国测土配方施肥技术项目的实施，该区域已积累大量养分数据及“3414”肥效试验，通过统计试验结果分析建立汉中盆地水稻土不同作物氮素丰缺指标，为提高汉中盆地不同作物氮肥施肥精度和氮肥利用率提供科学依据。

1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验设置在汉中盆地平坝6县区(城固县、汉台区、南郑区、洋县、西乡、勉县、
洋县)，该区域年均温14～15℃，10℃以上活动积温4500～4800℃，无霜期240～250d，年降水量800mm左右。

盆地6县区面积为8.73万hm2，占汉中
市水稻土可耕种面积的89.22%。

1.2 样品采集
土壤样品采集方法参照测土配方施肥技术规范[2]，土壤样品采集采用网格化的方
法确定，大田作物平均每个采样单元为6.67～13.33hm2采样一个。

在秋季作物
收获后、整地施基肥前采集土壤样品，对确定的田块采用“S”法随机取15 ～ 20个采样点，采样深度0～ 20cm，充分混匀后，四分法留取1kg样备测，采用扩
散皿法进行土壤碱解氮化验分析。

1.3 田间肥料效应试验设计
“3414”试验采用最优回归设计方案[3]，即：氮、磷、钾3 因素，每个因素4水平，共14个处理的肥料试验设计方案。

4个水平指：0水平为不施肥，1水平=2水平施肥量×0.5，2 水平为当地最佳施肥量的近似值，3水平=2水平×1.5(该水平为过量施肥水平)。

试验分析研究汉中6个县(区)布设3种作物“3414”氮肥肥效试验，不同作物试验小区土壤养分含量和氮磷钾2水平施肥情况如表1。

表1 3种农作物肥效试验设置Table 1 The fertilizer efficiency set of three kinds of crops作物肥效试验(组)试验小区碱解氮含量2水平施肥量最低值(mg/kg)最高值(mg/kg)平均值(mg/kg)标准差纯N(kg)纯P2O5(kg)纯K2O(kg)水稻5453181.6112.425.58150.871.982.5油菜
5062188.4112.528.28164.780.568.0小麦186114898.727.01151.262.167.1 1.4 数据处理
“3414”田间肥效试验中作物氮肥试验相对产量计算方法：相对产量=(N0P2K2处理产量/ N2P 2K2处理产量)×100%。

试验数据采用Excel系统中散点图制作功能，以相对产量为纵坐标，以试验小区土壤碱解氮含量为横坐标制作散点图，并形成对应的氮肥试验相对产量(y)与土壤碱解氮供给能力(x)的对数曲线方程式，建立土壤碱解氮养分丰缺指标[4]。

2 结果与分析
2.1 水稻肥效试验
建立水稻土碱解氮含量与水稻缺氮处理相对产量关系散点图(图1)，其拟合的曲线方程为y = 28.765ln(x)- 66.792，相关系数为0.6739，达到极显著水平，说明线性方程能较好地拟合土壤碱解氮与水稻缺素区相对产量的关系，可利用该数学模型建立水稻种植中土壤碱解氮丰缺指标。

图1 水稻缺氮相对产量与土壤碱解氮含量关系(n=54)Fig.1 The relationship betweenalk ali-hydrolyzable nitrogen content and relative yield of rice
一般以相对产量大于95%作为土壤养分丰缺指标的最高一级标准，根据试验结果
数据分布状况判断确定最低一级标准及中间各级标准[5]。

水稻肥效试验中相对产
量最低为51.4%，最高为97.4%，故本研究分别以相对产量<60%、60%～70%、70%～80%、80%～90%、>90%为标准，将水稻种植中土壤碱解氮丰缺等级分
为低、中低、中、中高、高5个等级(见表2)。

表2 水稻耕层土壤碱解氮丰缺指标Table 2 The N abundance and deficiency indices of soil plowed layer in rice fields相对产量(%)<60%60%～70%70%～80%80%～90%>90%肥力等级低中低中中高高碱解氮
(mg/kg)<8282～116116～164164～234>234
2.2 油菜肥效试验
土壤碱解氮含量与油菜缺氮处理相对产量关系散点图如图2，其拟合的曲线方程为y=26.707ln(x)-74.692，相关系数为0.5856，达到显著水平，说明线性方程能较
好地拟合土壤碱解氮与缺素区相对产量的关系，可利用该数学模型建立油菜种植中土壤碱解氮丰缺指标。

图2 油菜缺氮相对产量与土壤碱解氮含量关系(n=50)Fig.2 The relationship between alkali-hydrolyzable nitrogen content and relative yield of cole
油菜肥效试验中相对产量最低为33.5%，最高为73.3%，故本研究分别以相对产
量<40%、40%～50%、50%～60%、60%～70%、>70%为标准，将油菜种植中土壤碱解氮丰缺等级分为低、中低、中、中高、高5个等级(表3)。

表3 油菜耕层土壤碱解氮丰缺指标Table 3 The N abundance and deficiency indices of soil plowed layer in cole fields相对产量
(%)<40%40%～50%50%～60%60%～70%>70%肥力等级低中低中中高高碱解
氮(mg/kg)<7373～106106～154154～225>225
2.3 小麦肥效试验
水稻土碱解氮含量与小麦缺氮处理相对产量关系散点图如图3，其拟合的曲线方程为y = 26.211ln(x)- 55.138，相关系数为0.5650，达到显著水平，说明线性方程能较好地拟合土壤碱解氮与缺素区相对产量的关系，可利用该数学模型建立小麦种植中土壤碱解氮丰缺指标。

图3 小麦缺氮相对产量与土壤碱解氮含量关系(n=18)Fig.3 The relationship between alkali-hydrolyzable nitrogen content and relative yield of wheat
小麦肥效试验中缺氮相对产量最低为42.3%，最高为86.7%，故本研究分别以相对产量<50%、50%～60%、60%～70%、70%～80%、>80%为标准，将小麦种植中土壤碱解氮丰缺等级分为低、中低、中、中高、高5个等级(见表4)。

表4 小麦耕层土壤碱解氮丰缺指标Table 4 The N abundance and deficiency indices of soil plowed layer in wheat fields相对产量
(%)<50%50%～60%60%～70%70%～80%>80%肥力等级低中低中中高高碱解氮(mg/kg)<5555～8989～118118～173>173
3 结论与讨论
3.1 结论
通过作物相对产量与土壤碱解氮含量进行方程拟合，以水稻相对产量<60%、60%～70%、70%～80%、80%～90%、>90%为标准，将水稻种植中土壤碱解氮丰缺等级分为低、中低、中、中高、高5个等级，碱解氮含量分别为<82
mg/kg、82～116 mg/kg、116～164 mg/kg、164～234
mg/kg、>234mg/kg。

以油菜相对产量<40%、40%～50%、50%～60%、60%～70%、>70%为标准，得出油菜种植中土壤肥力等级为低、较低、中等、较高、高的土壤碱解氮含量，分别为小于73 mg/kg、73～106 mg/kg、106～154mg/kg、154～225 mg/kg、大于225mg/kg。

以小麦相对产量<50%、
50%～60%、60%～70%、70%～80%、>80%为标准，得出小麦种植中土壤肥
力等级为低、较低、中等、较高、高的土壤碱解氮含量，分别为小于55 mg/kg、55～89mg/kg、89～118mg/kg、118～173 mg/kg、大于173mg/kg。

3.2 讨论
土壤肥力分级主要是根据生产实践对精度的需要，以及校验曲线的高度和斜率特征等因素确定[6]。

基于汉中盆地水稻土上不同作物的“3414”试验，通过水稻相对产量与土壤碱解氮含量进行方程拟合，以相对产量<60%、60%～70%、70%～80%、80%～90%、>90%为标准，得出水稻种植中土壤肥力等级为低、较低、中等、较高、高的土壤碱解氮含量，分别为小于82 mg/kg、82～116 mg/kg、116～164 mg/kg、164～234 mg/kg、大于234mg/kg。

上述研究结果显示，汉中盆地水稻土不同作物土壤碱解氮丰缺指标略有差异，因此在稻-麦轮作/稻-油轮作中需针对不同作物，依据目标产量法，确定科学合理的氮
肥施用量，提高土壤氮营养贡献率和化学氮肥利用率，减少氮损失，减轻农田污染。

参考文献
【相关文献】
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