基于产量和养分含量的旱地小麦施磷量和土壤有效磷优化

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马清霞^,¹, 王朝辉^,¹^,², 惠晓丽¹, 张翔¹, 张悦悦¹, 侯赛宾¹, 黄宁¹, 罗来超¹, 张世君¹, 党海燕¹

1西北农林科技大学资源环境学院/农业部西北植物营养与农业环境重点实验室,陕西杨凌712100

2西北农林科技大学/旱区作物逆境生物学国家重点实验室,陕西杨凌712100

Optimization of Phosphorus Rate and Soil Available Phosphorus Based on Grain Yield and Nutrient Contents in Dryland Wheat Production

MA QingXia^,¹, WANG ZhaoHui^,¹^,², HUI XiaoLi¹, ZHANG Xiang¹, ZHANG YueYue¹, HOU SaiBin¹, HUANG Ning¹, LUO LaiChao¹, ZHANG ShiJun¹, DANG HaiYan¹

1 College of Natural Resources and Environment, Northwest A&F University/Key Laboratory of Plant Nutrition and Agro-environment in Northwest China, Ministry of Agriculture, Yangling 712100, Shaanxi;

2 Northwest A&F University/ State Key Laboratory of Crop Stress Biology in Arid Areas, Yangling 712100, Shaanxi;

通讯作者: 王朝辉，E-mail：w-zhaohui@263.net

第一联系人: 马清霞,E-mail： 1821137433@qq.com。
收稿日期:2018-05-21接受日期:2018-08-15网络出版日期:2019-01-01

基金资助:

国家现代农业产业技术体系建设专项.CARS-3
国家公益性行业农业科研专项.201303104

Received:2018-05-21Accepted:2018-08-15Online:2019-01-01

摘要
【目的】探讨长期定位施磷条件下小麦产量、土壤有效磷水平及籽粒养分含量变化,为旱地小麦合理施用磷肥,提高产量、改善品质提供理论依据。【方法】基于2004年在黄土高原开始的长期定位试验,于2014—2015、2015—2016和2016—2017连续3年取样,研究不同施磷量对小麦产量,生物量,产量构成,籽粒氮、磷、钾含量,土壤有效磷含量及磷吸收利用的影响。【结果】与不施磷相比,长期施磷使小麦产量平均提高67%,生物量提高58%,穗数和穗粒数分别增加64%和8%,而千粒重降低7%。施磷量与小麦产量、生物量呈抛物线关系,获得最高产量6 465 kg·hm ^-2的施磷量为144 kg P₂O₅·hm ^-2。籽粒氮含量随施磷量增加而降低,磷和钾含量随施磷量增加而提高。土壤有效磷含量与施磷量呈显著正相关,小麦获得最高产量时播前和成熟期有效磷含量分别为16.9和20.4 mg·kg ^-1。磷吸收利用效率随施磷量增加而降低,施磷量提高50 kg P₂O₅·hm ^-2,需磷量增加0.4 g·kg ^-1,磷收获指数降低1.3%,生理效率降低45.1 kg·kg ^-1。【结论】综合考虑小麦的籽粒产量和关键养分含量,研究区域旱地小麦应以95%的最高产量为实际生产目标,施磷量为94 kg P₂O₅·hm ^-2,播前土壤有效磷为12.0 mg·kg ^-1,成熟期为13.8 mg·kg ^-1。
关键词： 旱地;冬小麦;施磷量;有效磷;产量构成;养分含量;黄土高原

Abstract

【Objective】It is of great importance to explore the wheat grain yield, soil available phosphorus (P) and grain nutrient contents under a long term P application at different rates, for the purpose of appropriate P application, wheat yield increase and improvement of nutritional quality in drylands.【Method】Field experiments were conducted to investigate the effects of different phosphorus (P) rates on wheat yield, biomass, yield components, grain nitrogen (N)-, P- and potassium (K)-contents, soil available P content, and P absorption and utilization, based on the long-term fixed field experiment which was initiated in 2004 in the Loess Plateau. Soil and plant samples were collected in the consecutive experimental years of 2014-2015, 2015-2016 and 2016-2017. 【Result】 The three-year averaged results showed that long-term application of P increased wheat yield, biomass, spike number and grains per spike by 67%, 58%, 64% and 8%, respectively, while 1000-grain weight was decreased by 7% compared with no P application. The wheat yield and biomass were quadratically correlated with the P rate, and the maximum wheat yield was 6 465 kg·hm ^-2 at P rate of 144 kg P₂O₅·hm ^-2. The P and K content of grain increased with the P rate increasing, while the N content showed an opposite trend. There was a significant positive correlation between the soil available P content and the P rate. The soil available P was 16.9 mg·kg ^-1at sowing and 20.4 mg·kg ^-1at harvest when the maximum yield was occurred. The P absorption and utilization efficiency decreased with the increased of P rate. For each 50 kg P₂O₅·hm ^-2 increment, the P requirement increased by 0.4 g·kg ^-1 for the grain yield formation, while the P harvest index and the P physiological efficiency decreased by 1.3% and 45.1 kg·kg ^-1, respectively. 【Conclusion】 By balancing the wheat grain yield and key nutrient contents, the target grain yield should be 95% of the maximum yield in drylands of the experimental area, and the corresponding P application rate should be kept at 94 kg P₂O₅·hm ^-2, the available P at 12.0 and 13.8 mg·kg ^-1 at sowing and harvest, respectively.

Keywords：dryland;winter wheat;phosphorus application;available phosphorus;yield components;nutrient concentration;Loess Plateau

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马清霞, 王朝辉, 惠晓丽, 张翔, 张悦悦, 侯赛宾, 黄宁, 罗来超, 张世君, 党海燕. 基于产量和养分含量的旱地小麦施磷量和土壤有效磷优化[J]. 中国农业科学, 2019, 52(1): 73-85 doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2019.01.008
MA QingXia, WANG ZhaoHui, HUI XiaoLi, ZHANG Xiang, ZHANG YueYue, HOU SaiBin, HUANG Ning, LUO LaiChao, ZHANG ShiJun, DANG HaiYan. Optimization of Phosphorus Rate and Soil Available Phosphorus Based on Grain Yield and Nutrient Contents in Dryland Wheat Production[J]. Scientia Acricultura Sinica, 2019, 52(1): 73-85 doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2019.01.008

0 引言

【研究意义】小麦是我国主要粮食作物,种植面积占粮食种植面积的22%,其中70%为旱地小麦,产量占小麦总产20%以上。近几十年来,为了保证粮食高产增产,我国磷肥用量由1980年的273万吨增加至2015年的843万吨,增加了3倍,在作物增产中也发挥了重要作用^[1]。山西闻喜4年的田间试验表明,旱地小麦施磷增产率可达20.1%^[2]。陕西杨凌12年田间试验表明,单施磷肥较不施肥小麦产量平均提高15%,氮磷配施增产率达46%^[3]。新疆、北京、河南、陕西和湖南5个省份不同土壤类型和气候条件下15年施肥试验的分析表明,增施磷肥较单施氮钾肥小麦和玉米分别增产206%和85%^[4]。但磷肥的当季利用率并不高,仅为10%—20%,大部分被吸附、固持,残留在土壤中^[5],直接导致土壤磷盈余^[6,7]。如果土壤长期处于磷盈余状态,会增加土壤磷素向水体流失的风险,威胁环境^[8,9]。目前我国过量施磷现象普遍存在,连续5年的调研表明,渭北旱地1 261个调研农户中70.9%—99.3%的施磷过量^[10]。可见,磷肥对农业增产和可持续发展具有重要意义。【前人研究进展】土壤中速效磷含量与小麦产量密切相关。25年的定位试验表明,潮土区小麦玉米轮作系统,小麦收获后土壤有效磷为13.1 mg·kg^-1时,小麦获得最高产量的95%^[11]。22年定位试验也发现,北京昌平小麦玉米轮作系统土壤有效磷为12.5 mg·kg^-1时,小麦玉米均达到高产;但土壤有效磷超过30.6 mg·kg^-1时,易发生磷淋失污染环境^[8]。33年的定位试验表明,太湖流域小麦水稻轮作系统中,土壤有效磷为4.08 mg·kg^-1时,水稻小麦达到高产^[12]。不同土壤的冬小麦-夏玉米一个轮作周期的盆栽试验表明,小麦达到高产时有效磷为13.1—26.2 mg·kg^-1,土壤磷素淋失安全值为39.3 mg·kg^-1。不同地区研究资料的总结分析认为,潮土、灰漠土、灌淤土等易发生磷素淋溶的碱性土壤,达到高产时土壤有效磷应控制在12—20 mg·kg^-1;红壤等酸性土壤,应控制在20—40 mg·kg^-1;土等石灰性土壤,应控制在20—40 mg·kg^-1[13]。【本研究切入点】可见,目前的研究主要集中在磷肥的增产效应和环境效应、土壤有效磷与产量的关系,以及磷的环境安全阈值,缺乏从作物高产优质和土壤环境安全的角度出发,对施用磷肥与土壤养分及作物产量和营养品质关系的研究。【拟解决的关键问题】本研究通过磷用量长期定位试验,研究渭北旱塬不同磷肥用量条件下旱地冬小麦产量和土壤速效磷变化,意在明确长期不同施磷量条件下：（1）土壤有效磷含量变化及其与小麦产量和氮、磷、钾等养分含量的关系;（2）冬小麦养分吸收利用的变化;（3）冬小麦达到高产优质的土壤速效磷水平,与之对应的施磷量。（4）为渭北旱地小麦合理施肥和丰产优质绿色生产提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验位于黄土高原南部陕西杨凌西北农林科技大学农作一站（34°16′ N, 108°04′ E）。该站地处渭河三级阶地,海拔为525 m,多年平均气温12.9℃,年平降水量约562 mm,40.1%降水分布在冬小麦收获后7—9月的夏季休期（图1）,多年平均蒸发量为1 400 mm,农作物生产主要依赖自然降水,属典型的旱作雨养农业地区。试验区地势平坦,供试土壤为土垫旱耕人为土,耕层（0—20 cm）土壤的基本理化性状如表1。试验始于2004年10月,到2017年已经持续13年,由不同施磷量导致的土壤养分变化已达到相对稳定,因此本研究基于该长期定位试验,选取2014—2017年3个小麦生长季进行取样,以分析研究长期施用不同数量的磷肥引起的土壤有效磷、小麦产量和养分含量变化。

图1

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图12014—2017年休闲期（7—9月）和冬小麦生长季（10—6月）降水量

Fig. 1Precipitation during the fallow (7-9 months) and growing seasons (10-6 months) of winter wheat in 2014-2017 in Yangling

Table 1
表1
表1长期磷用量试验2004年开始和2016年小麦播前0—20 cm土层的基本化学性状
Table 1Basic chemical properties of the 0-20 cm layer soil at initiation of the long-term phosphorus experiment in 2004 and before wheat sowing in 2016

处理 Treatment	pH	有机质 Organic matter (g·kg^-1)	全氮 Total N (g·kg^-1)	速效磷 Olsen-P (mg·kg^-1)	速效钾 NH₄OAc-K (mg·kg^-1)	矿质氮 Inorganic N (mg·kg^-1)
处理 Treatment	pH	有机质 Organic matter (g·kg^-1)	全氮 Total N (g·kg^-1)	速效磷 Olsen-P (mg·kg^-1)	速效钾 NH₄OAc-K (mg·kg^-1)	NO₃^--N	NH₄⁺-N
2004	8.3	13.8	1.1	15	182.4	5.4	2.4
CK	8.2	14.7	0.9	5	137.4	2.5	0.4
P0	8.2	13.5	0.9	5	127.7	6.2	0.3
P50	8.2	14.4	0.9	8	130.4	5.1	0.7
P100	8.2	15.2	1.0	13	132.8	6.4	0.7
P150	8.1	15.1	1.0	32	127.7	6.5	0.6
P200	8.2	15.0	0.9	36	131.7	7.7	0.7

2004 refers to the basic chemical properties in October 2004 when the long-term phosphorus experiment was initiated, and others are that measured in October 2016. Treatments were defined with the letter of P+numbers, which means P₂O₅ plus its application rate (kg·hm^-2) with 160 kg N·hm^-2, and “CK” means the treatment with no fertilizer input. The same as below
2004年指试验开始前土壤基本化学性状,其他数据为2016年播前土壤的相关数据,“CK”指无任何肥料投入的处理。下同

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1.2 试验设计

本试验采用单因素完全随机区组试验设计,在施氮量160 kg N·hm^-2的基础上,设置5个磷水平：0、50、100、150和200 kg P₂O₅·hm^-2（用P0、P50、P100、P150、P200表示）,重复4次,以尿素（N含量46%）为氮源,重过磷酸钙（P₂O₅含量46%）为磷源,无其他肥料施入,所有肥料均于小麦播前一次性撒施、旋耕与根层土壤混匀。供试冬小麦品种为小偃22,2014—2015、2015—2016、2016—2017年3个小麦生长年份的播量分别为135、135和125 kg·hm^-2,行距15 cm,播深5 cm。耕作制度为冬小麦-夏休闲,2014年10月9日、2015年10月9日、2016年10月18日播种,2015年6月6日、2016年6月4日、2017年6月1日收获。小麦生育期内无灌溉,田间管理与当地农户一致。

1.3 样品采集与测定

1.3.1 土壤样品采集与测定小麦播前、拔节、开花、成熟期,分别以0—20 cm为一层,每小区5点,采集0—40 cm土层的土壤,同层样品剔除根系等杂物后混匀取500 g,作为一个分析样品,剩余土壤按层次回填各取样点,并压实。

采回的新鲜土样捏碎、混匀,采用烘干法测定含水量^[14]。称取5.00 g鲜土,加入1 mol·L^-1 KCl溶液50 mL,180 r/min下振荡1 h,过滤后用连续流动分析仪（AA3,德国）测定硝态氮和铵态氮。剩余土样风干,过1 mm筛保存后取部分过0.15 mm筛。播前土样有机质采用重铬酸钾容量法-外加热法测定;pH用水土比2.5﹕1浸提,pH计测定;全氮采用浓硫酸消煮,连续流动分析仪测定;各生长期土样的速效磷用0.5 mol·L^-1 NaHCO₃浸提,连续流动分析仪测定,速效钾用1 mol·L^-1中性NH₄OAc溶液浸提,火焰光度计法测定^[15]。

1.3.2 植物样品的采集与测定小麦成熟时,在每个小区避开边界随机均匀选择4个1 m²（1 m×1 m）的样方,收割地上部,装入网袋,自然风干,机械脱粒,称取籽粒风干重,并取样在65℃下烘至恒重,测定含水量,计算籽粒产量（以干重表示）。样方收获的同时,采用盲抽法在每个小区的采样区随机抽取100穗的小麦植株,连根拔起,用剪刀剪去根系,地上部分为穗和茎叶,分别装入网袋,作为分析样品^[16]。

植株样带回后自然风干,人工脱粒,将穗分为籽粒和颖壳,取部分茎叶、颖壳、籽粒用自来水清洗3次,去离子水洗3次后,90℃烘30 min后降至65℃烘至恒重,测定风干样品的含水量。烘干样品用碳化钨球磨仪（Retsch MM400,德国）粉碎,密封保存,用于测定养分含量。植物营养品全氮磷钾用H₂SO₄-H₂O₂消解,全氮全磷用连续流动分析仪测定,全钾用火焰光度计测定。

1.4 数据处理

地上部养分吸收量=籽粒养分含量×籽粒产量+茎叶养分含量×茎叶生物量+颖壳养分含量×颖壳生物量/1000^[17];

肥料偏生产力=施肥小区作物产量/施肥量;

养分收获指数（%）=籽粒养分吸收量/地上部养分吸收量×100^[18];

籽粒产量形成的磷生理效率=产量/地上部吸磷量^[17];

需磷量=地上部吸磷量/产量×1000。

以上公式中养分含量单位为g·kg^-1;养分吸收量单位为kg·hm^-2;肥料偏生产力单位为kg·kg^-1;生理效率单位为kg·kg^-1;养分需求量单位为g·kg^-1;生物量、产量单位为kg·hm^-2。

试验数据处理和图表制作采用Microsoft Excel 2007,统计分析采用SPSS Statistics 22.0,多重比较采用LSD（Least Significant Difference）法,差异显著水平为0.05（P<0.05）。

2 结果

2.1 长期施磷对旱地小麦产量、生物量、收获指数的影响

长期不同施磷量对旱地小麦产量有显著影响（图2-a）。与不施磷相比,施磷显著提高了小麦产量,施磷50、100、150和200 kg P₂O₅·hm^-2平均分别增产55.9%、70.6%、68.8%和71.9%;施磷超过100 kg P₂O₅·hm^-2时,各施磷处理间差异不显著。回归分析表明,3年的平均产量随施磷量增加呈抛物线变化,施磷144 kg P₂O₅·hm^-2时,与不施磷相比增产78%,达最高产量6 465 kg·hm^-2。施磷150和200 P₂O₅·hm^-2时,与144 kg P₂O₅·hm^-2相比,产量下降3%—5%。不同年份间产量存在显著差异,2015年产量显著高于2016和2017年,不施磷时2015年的产量较其他两年平均高出68.3%,施磷时较平均高出20.9%。

图2

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图2施磷量与小麦产量、生物量、收获指数的关系

图中2015、2016、2017年分别表示2014—2015、2015—2016、2016—2017年3个小麦生长年份;小写字母表示各处理3年平均值有显著差异（P<0.05）;大写字母表示年际平均值间有显著差异（P<0.05）。竖线表示LSD_0.05, 即同一施磷量两点间距离大于竖线长度表示同一处理年际间达到95%的显著水平。下同
Fig. 2Effects of P rates on winter wheat grain yield, biomass and harvest index

2015, 2016 and 2017 in figures represent the year of wheat growth in 2014-2015, 2015-2016 and 2016-2017, respectively. Different lowercase letters in the figure show significant differences among treatment averages over the 3 experimental years at P<0.05; Different uppercase letters show significant differences among averages over treatments in a year P<0.05. The line segments express LSD_0.05, which means the difference is significant when the distance between two points of the same treatment exceeds the segment leng that P<0.05. It is the same in the following figures

冬小麦生物量对长期不同施磷量的响应与产量相似（图-b）,施磷显著增加了小麦生物量,较不施磷平均增加57.7%;施磷超过100 kg P₂O₅·hm^-2时,生物量不再显著增加。相关分析表明,随施磷量增加,平均生物量也呈现抛物线变化,施磷147 kg P₂O₅·hm^-2时,生物量最大,为14 653 kg·hm^-2。2015年生物量也显著高于2016和2017年,年际间差异显著。

施磷显著提高了小麦的收获指数（图2-c）,不施磷时收获指数平均为42.2%,施磷50、100、150和200 kg P₂O₅·hm^-2,3年平均分别为44.3%、44.6%、44.6%和44.1%,平均增加5.2%,各施磷量间收获指数差异不显著。施磷量与收获指数间无显著相关关系。2016年收获指数显著高于2015年和2017年,平均分别为49.0%、41.5%和41.4%。

可见,施磷显著增加了小麦产量和生物量,但施磷量超过100 kg P₂O₅·hm^-2时,产量和生物量增加不再显著。施磷提高了小麦收获指数,但施磷量超过50 kg P₂O₅·hm^-2时,收获指数增加不再显著。年际间产量、生物量、收获指数存在显著差异。

2.2 长期施磷对旱地小麦穗数、穗粒数和千粒重的影响

长期不同施磷量对小麦穗数的影响显著。试验结果表明（表2）,施磷显著增加小麦的穗数,与不施磷比较,施磷50、100、150和200 kg P₂O₅·hm^-2分别增加43%、64%、74%和76%;施磷超过100 kg P₂O₅·hm^-2时,各施磷处理间差异不显著。回归分析表明,施磷177 kg P₂O₅·hm^-2时,穗数最大为568万穗/hm²（y=317.667+2.832x-0.008x²,R²=0.450）。年际间差异显著,2015年穗数显著高于2016和2017年,平均分别高出144和230万穗/ hm²。

Table 2
表2
表2施磷量对小麦穗数、穗粒数和千粒重的影响
Table 2Effects of P rates on spike number, kernels per spike and 1000-grain mass

年份 Year	磷用量 P₂O₅ rates (kg·hm^-2)	穗数 Spike number (×10⁴·hm^-2)	穗粒数 Kernels per spike	千粒重 1000-grain mass (g)
2015	0	416d	30b	39.8a
	50	565c	32ab	37.0b
	100	622b	35a	32.6c
	150	709a	32ab	32.0c
	200	684a	32ab	31.9c
2016	0	216c	33b	40.0a
	50	370b	34ab	40.4a
	100	393ab	37a	40.4a
	150	429ab	35ab	39.0a
	200	436a	36ab	39.0a
2017	0	307c	31b	35.6ab
	50	411b	35a	36.6a
	100	528a	31b	36.0ab
	150	497a	32ab	33.8b
	200	532a	32ab	33.6b
年度均值Annual average
2015		599A	35A	39.8A
2016		455B	32A	35.1B
2017		369C	32A	34.6B
处理均值 Treatment average	0	313c	31b	38.5a
	50	449b	34a	38.0ab
	100	514a	34a	36.3bc
	150	545a	33ab	34.9c
	200	551a	33ab	34.8c
变异来源 Source of variance（F值）
年度 Year (Y)		31.1**	3.7	36.6**
处理 Treatment (T)		41.4**	1.7	8.0**
年度×处理Y×T		1.1	1.2	3.0*

2015, 2016 and 2017 in table represent the year of wheat growth in 2014-2015, 2015-2016 and 2016-2017, respectively. Different lowercase letters in the same column show significant differences among treatment averages in a year or those over the 3 experimental years at P<0.05; Different uppercase letters in the same column show significant differences among averages over treatments in a year at P<0.05. “*” indicates statistical significance of variance at P<0.05 and “**” indicates significance at P<0.01. The same as below
表中2015、2016、2017年分别表示2014—2015、2015—2016、2016—2017年3个小麦生长年份;同一列的小写字母表示同一年份不同处理间或不同年份处理平均值间差异显著（P<0.05）;同一列的大写字母表示年际间平均值差异达到5%显著水平;^*与^**分别表示在P<0.05和P<0.01时差异显著。下同

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施磷提高了小麦穗粒数（表2）。不施磷小麦穗粒数3年平均为31粒/穗,施磷50、100、150和200 kg P₂O₅·hm^-2时,穗粒数分别为34、34、33和33粒/穗,施磷量间无显著差异。相关分析表明,小麦穗粒数与施磷量无显著相关关系。年际间差异不显著。

小麦千粒重随施磷量的增加而降低（表2）,施磷50、100、150和200 kg P₂O₅·hm^-2较不施磷降低1.3%、5.7%、9.4%和9.6%。各施磷量间无显著差异,施磷超过100 kg P₂O₅·hm^-2时,与不施磷相比显著降低。相关分析表明,施磷量与小麦千粒重无显著相关性。2016年千粒重显著高于2015和2017年,平均为14.8%和13.3%,前两者间差异不显著。

总之,施磷增加了小麦穗数和穗粒数,降低了小麦千粒重。施磷超过100 kg P₂O₅·hm^-2时,穗数不再显著增加,各施磷量间穗粒数无显著差异。施磷超过100 kg P₂O₅·hm^-2时,千粒重显著降低。年际间穗数、穗粒数、千粒重存在差异。

2.3 长期施磷对旱地小麦籽粒氮、磷、钾养分含量的影响

长期施磷显著降低了小麦籽粒氮含量（图3-a）。不施磷籽粒3年平均氮含量为23.4 g·kg^-1,施磷时为21. 9 g·kg^-1,降低7.1%,施磷量间无显著差异。回归分析表明,施磷150 kg P₂O₅·hm^-2时,籽粒氮含量达到最小值21.7 g·kg^-1,年际间无显著差异。

图3

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图3施磷量与小麦籽粒N、P、K养分含量的关系

Fig. 3Effects of P rates on winter wheat grain N, P, and K concentrations

小麦籽粒磷含量随施磷量的变化与氮不同（图3-b）,不施磷时平均为1.9 g·kg^-1,施磷后含量显著增加,施磷50—200 kg·hm^-2,平均增加0.3—1.0 g·kg^-1,增幅为13.6%—50.3%。回归分析表明,施磷200 kg P₂O₅·hm^-2时磷含量最高为2.9 g·kg^-1。年际间差异显著,2017年籽粒磷含量显著高于2015和2016年,分别为1.1和1.3倍。

籽粒钾含量随施磷量增加而增加（图3-c）。不施磷3年平均含量为3.1 g·kg^-1,施磷50、100、150和200 kg P₂O₅·hm^-2时为3.1、3.5、3. 5和3.5 g·kg^-1,平均增加8.4%;施磷超过100 kg P₂O₅·hm^-2时,差异不显著。相关分析表明,籽粒钾含量与施磷量间无显著相关。年际间有显著差异,2015年籽粒钾含量显著高于2016和2017年,施磷平均高出1.0和0.6 g·kg^-1,不施磷高出0. 7和0.5 g·kg^-1。

施磷促进了小麦籽粒磷、钾含量的增加,降低了籽粒氮含量,籽粒氮、磷含量与施磷量间极显著相关,但施磷超过100 kg P₂O₅·hm^-2,磷含量和钾含量无显著增加;年际间磷、钾含量差异显著,氮含量无显著差异。

2.4 长期施磷对旱地小麦磷素吸收利用的影响

长期定位试验（表3）表明,吸磷量随施磷量增加不断提高,不施磷时3年平均吸磷量为8.0 kg·hm^-2,施磷50、100、150和200 kg P₂O₅·hm^-2,为14.0、19.8、20.2和22.0 kg·hm^-2,增幅达75%—175%;施磷量间差异显著,且吸磷量与施磷量呈极显著正相关（r=0.738,P<0.01）。回归分析表明,每增施50 kg P₂O₅·hm^-2,吸磷量增加3.4 kg·hm^-2（y=0.068x+9.948）。年际间吸磷量存在差异,2015年显著高于2016和2017年,平均分别为21.1、12.9和16.4 kg·hm^-2。

Table 3
表3
表3施磷量对小麦磷吸收利用的影响
Table 3Effects of P rates on P uptake and utilization of wheat

年份 Year	磷用量 P₂O₅ rate (kg·hm^-2)	吸磷量 P uptake (kg·hm^-2)	磷收获指数 P harvest index (%)	磷生理效率 P physiological efficiencies (kg·kg^-1)	需磷量 1000 kg P requirement (g·kg^-1)	磷肥偏生产力 P partial factor productivity (kg·kg^-1)
2015	0	11.3d	87.0a	449.3a	2.2d	-
	50	18.0c	82.1b	371.3b	2.7c	133.9a
	100	24.2b	80.3bc	293.1c	3.5b	69.2b
	150	25.1ab	78.8c	288.9c	3.5b	48.4c
	200	26.9a	75.1d	264.4d	3.8a	35.3d
2016	0	5.8c	91.8a	502.3a	2.0b	-
	50	10.3b	91.0a	490.3a	2.0b	101.1a
	100	15.5a	91.6a	377.8b	2.7a	58.4b
	150	15.7a	90.3a	375.1b	2.7a	39.3c
	200	17.3a	89.4a	350.7c	2.9a	30.4d
2017	0	7.1c	86.3ab	441.0a	2.3d	-
	50	13.5b	88.2a	390.2b	2.6c	105.2a
	100	19.6a	85.8ab	299.5c	3.4b	58.5b
	150	19.9a	84.8b	267.9d	3.8a	35.1c
	200	21.8a	84.4b	260.8d	3.9a	28.2d
年度均值 Year average
2015		21.1A	80.7C	333.4B	3.1A	71.7A
2016		12.9B	90.8A	419.3B	2.4B	57.2B
2017		16.4B	86.0B	331.9A	3.2A	56.7B
处理均值 Treatment average	0	8.0a	88.4a	464.2a	2.2d	-
	50	14.0b	87.1ab	417.3b	2.4c	113.4a
	100	19.8c	85.9bc	323.5c	3.2b	62.0b
	150	20.2c	84.6c	310.6cd	3.3b	40.9c
	200	22.0d	83.0d	291.9d	3.5a	31.3d
变异来源（F值） Source of variance
年度 Year (Y)		24.2**	33.9**	35.1**	22.1**	72.9**
处理 Treatment (T)		87.5**	7.7**	103.2**	75.3**	582.9**
年度×处理Y×T		0.7	2.7*	1.1	2.7*	6.3**

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磷收获指数（表3）随施磷量增加而降低,年际间平均结果表明,施磷50 kg P₂O₅·hm^-2时,与不施磷相比差异不显著;施磷100、150和200 kg·hm^-2时,分别显著降低2.8%、4.3%和6.1%。磷收获指数与施磷量间呈显著负相关（r=-0.344,P=0.07）。回归分析（y=- 0.026x+88.44）表明,每增施50 kg P₂O₅·hm^-2,磷收获指数减少1.3%。磷收获指数年际间差异显著,为2016年处理>2017年处理>2015年处理,平均分别为90.8%、86.0%和80.7%。

磷生理效率随施磷量的增加而显著降低（表3）,不施磷时生理效应3年平均为464.1 kg·kg^-1,施磷50、100、150和200 kg P₂O₅·hm^-2,分别为417.3、323.5、310.6和291.0 kg·kg^-1,比不施肥显著降低10.1%、30.3%、33.1%和37.1%。磷生理效率与施磷量显著负相关（r=-0.770,P<0.01）。回归分析表明,每增施50 kg P₂O₅·hm^-2,生理效率降低45.1 kg·kg^-1（y=-0.902x+ 451.7）。磷生理效率年际间存在差异。

与收获指数和生理效率不同,需磷量与施磷量呈极显著正相关（r=-0.746,P<0.01）,不施磷时3年平均需磷量为2.2 kg·hm^-2,施磷50、100、150和200 kg P₂O₅·hm^-2时,需磷量分别为2.4、3.2、3.3和3.6 g·kg^-1,比不施肥显著增加9.1%、45.5%、50.0%和59.1%。回归分析表明,每增施50 kg P₂O₅·hm^-2,需磷量增加0.4 g·kg^-1（y=0.007x+2.208）。2015、2017年比2016年需磷量高出28.3%和29.7%,差异显著。

试验结果表明,磷肥偏生产力随施磷量的增加显著降低。施磷50、100、150和200 kg P₂O₅·hm^-2时,3年平均为113.4、62.0、40.9和31.3 kg·kg^-1。回归分析（y=0.004x²-1.576x+180.8）表明,施磷197 kg P₂O₅·hm^-2时,磷肥偏生产力最小,为51.1 kg·kg^-1。年际间存在差异。

综上可见,小麦吸磷量和需磷量随施磷量差异显著,2015年显著高于2016和2017年,平均高出14.4和15.0 kg·kg^-1,后两年间无显著差显著增加,磷收获指数、生理效率和偏生产力均与施磷量呈显著负相关,施磷量间差异显著。年际间均存在差异。

2.5 长期施磷对0—20 cm土层有效磷含量的影响

土壤有效磷含量随小麦生育时期变化。试验（图4）表明,播前、拔节期、开花期和成熟期3年平均值为12.6、21.2、19.4和14.5 mg·kg^-1,与拔节期相比,开花期、成熟期平均分别降低8.5%和31.6%,成熟期有效磷含量与播前相近。有效磷与施磷量呈极显著正相关。播前和开花期土壤有效磷含量的平均值施磷量间的差异显著,拔节期和成熟期施磷超过100 kg P₂O₅·hm^-2时,施磷量间无显著差异。回归分析表明,每增施50 kg P₂O₅·hm^-2,播前土壤有效磷增加5.0 mg·kg^-1。拔节期增加10.7 mg·kg^-1、开花期增加7.8 mg·kg^-1、成熟期增加6.8 mg·kg^-1。开花期土壤有效磷年际间差异较小,其他时期差异较大,特别是当施磷超过100 kg P₂O₅·hm^-2时,年际间变异更大,播前、拔节期和成熟期最大差值分别为11.3、23.1和16.3 mg·kg^-1,比开花期高出41%、202%和113%。

图4

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图4施磷量与不同时期土壤速效磷含量的关系

Fig. 4The relationship between P rates and soil available P concentrations at different stages

可见,小麦不同生育期有效磷含量有差异,拔节期后,土壤有效磷逐渐降低。有效磷随施磷量显著增加,播前、开花期施磷量间差异均显著;拔节期、成熟期施磷超过100 kg P₂O₅·hm^-2时,无显著差异。除开花期外,其他时期年际间存在差异,施磷超过100 kg P₂O₅·hm^-2时,差异更大。

2.6 施磷量与冬小麦产量、土壤有效磷的关系

综合分析施磷量、土壤有效磷含量与小麦产量（图5）表明,在施磷量为144 kg P₂O₅·hm^-2时,有最高产量6 465 kg·hm^-2,达到最大产量时,播前和成熟期的土壤有效磷分别为16.9和20.4 mg·kg^-1。

图5

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图5施磷量、产量及土壤有效磷含量之间的关系

Fig. 5The relationship among P rates, yield and soil available P concentrations

如果产量降低5%,施磷量将降低65%,仅为94 kg P₂O₅·hm^-2,播前和成熟期的土壤有效磷分别为12.0 和13.8 mg·kg^-1。可见,以最高产量的95%为实际生产目标优化磷肥用量和维持土壤有效磷水平更为合适。

3 讨论

3.1 施磷量与小麦产量的关系

研究表明,旱地条件下,小麦产量与施磷量呈抛物线型关系,最大产量施磷量为144 kg P₂O₅·hm^-2。陕西30个县的大量数据分析表明,小麦最高产量施磷量为168 kg P₂O₅·hm^-2[19];山西闻喜旱地试验表明,施磷量超过150 kg P₂O₅·hm^-2,小麦产量有下降趋势^[2];在巴基斯坦旱地的研究表明,施磷显著提高冬小麦产量,但超过81 kg P₂O₅·hm^-2时,产量不再持续增加^[20]。可见,小麦最高产量的施磷量因地区而异。这主要与小麦产量和土壤有效磷水平有关。在本试验中,最高产量6 465 kg·hm^-2对应的播前土壤有效磷为16.9 mg·kg^-1,陕西全省小麦产量平均最高为6 455 kg·hm^-2、土壤有效磷为18.5 mg·kg^-1[19],山西闻喜分别4 694 kg·hm^-2和12.3 mg·kg^-1[2],巴基斯坦旱地最高产量为3 940 kg·hm^-2、土壤有效磷为8.0 mg·kg^-1[20]。由此可知,小麦最适施磷量受土壤有效磷和产量水平影响,有效磷含量高、产量水平高的情况下,最适施磷量也相对较高。

从干物质累积与转移及产量构成来看,施磷显著增加了小麦生物量和收获指数,过量施磷收获指数虽无显著变化,生物量却降低;适量施磷提高了小麦穗数和穗粒数,降低了千粒重;过量施磷时,穗数虽无显著变化,穗粒数和千粒重却下降,因此,干物质累积及其向籽粒的转运增加、穗数和穗粒数提高是合理施磷小麦增产的主要原因,干物质累积降低、穗粒数和千粒重下降是过量施磷导致小麦减产的主要原因。过量施磷会增加小麦生长后期地上部干物质损失^[21],是过量施磷情况下小麦生物量降低的重要原因。黄土高原的另一长期定位试验也表明,施磷180 kg P₂O₅·hm^-2时,小麦穗数、穗粒数和千粒重分别提高34%、3%和3%,小麦增产44%^[22]。山东泰安的研究表明,增施磷肥使小麦穗数、穗粒数和千粒重分别提高21%、17%和0.2%,增产45%^[23]。豫北高产麦区的研究表明,施磷180 kg P₂O₅·hm^-2,穗数和千粒重分别提高9%和5%,穗粒数无明显变化,小麦因此增产7%^[24]。可见,合理施磷对小麦产量构成的影响因地区而异,但多数情况下是穗数和穗粒数起主要作用。

本试验中,2015年产量显著高于2016和2017年。这可能与年际间降水差异有关,2015年的降水量比2016和2017年高出35%和6%,小麦穗数分别提高63%和32%,地上部生物量提高52%和31%。可见降水量增加有利于穗数增加和地上部干物质累积,从而提高产量。山西临汾28年降水量与产量关系的也研究表明,降水量与小麦株高和有效穗数显著正相关^[25]。可见,旱地条件下,降水多少是制约产量的关键因素,降水增加有利于作物产量提高^[26,27]。

3.2 施磷量与小麦养分吸收利用的关系

研究表明,籽粒氮含量随施磷量增加而降低,施磷150 kg P₂O₅·hm^-2时达最低,为21.7 g·kg^-1;磷含量与施磷量呈抛物线关系,施磷200 kg P₂O₅·hm^-2时最高,为2.9 g·kg^-1,钾含量与施磷量无显著相关。通常认为,产量增加引起的养分稀释效应是导致小麦籽粒氮含量降低的原因^[28]。本研究中,施磷使小麦平均增产67%,而吸氮量增加56%,吸磷量提高126%,吸钾量提高78%,因此产量对籽粒氮的稀释效应使其含量降低,对磷的浓缩效应使含磷量提高,而对钾没有影响。河南潮土的长期定位试验表明,小麦籽粒含磷量随施磷量大幅增加^[11];沈阳潮棕壤的定位试验表明,施磷促进玉米磷素吸收,籽粒含磷量与施磷量极显著正相关,含钾量无显著变化^[29]。与本研究结果一致。

本研究还表明,与不施磷相比,施磷量提高50 kg P₂O₅·hm^-2,需磷量增加0.4 g·kg^-1,磷肥偏生产力、收获指数、生理效率分别降低51.4 kg·kg^-1、1.3%和45.1 kg·kg^-1。浙江的田间试验表明,水稻的需磷量也随施磷量增加而提高,每增加18 kg P₂O₅·hm^-2,需磷量平均提高1.3 g·kg^-1,磷收获指数下降1.5%^[30]。辽河平原灰色草甸土的春玉米试验表明,随施磷量增加,磷肥偏生产力显著降低,施磷150、200 kg P₂O₅·hm^-2与100 kg P₂O₅·hm^-2相比,分别降低41.5和62.5 kg·kg^-1[31]。河北保定的试验也表明,小麦的磷肥偏生产力和生理效率均与施磷量呈负相关,施磷量提高120 kg P₂O₅·hm^-2,磷肥偏生产力和生理效率分别下降31.6 kg·kg^-1和7.8 kg·kg^-1[32]。豫西丘陵旱区研究表明,施磷量提高50 kg P₂O₅·hm^-2,小麦需磷量增加0.2 g·kg^-1,磷收获指数、偏生产力和利用效率分别下降1.3%、32.8 kg·kg^-1和16.2 kg·kg^-1[33]。可见,随施磷量增加,小麦的需磷量增加,磷肥偏生产力、收获指数和生理效率降低。

3.3 施磷量、土壤有效磷与小麦产量及品质的关系

研究表明,土壤有效磷含量随生育期变化,播前最低,拔节期之后逐渐降低,成熟期含量与播前接近,4四个时期的有效磷含量均与施磷量极显著正相关。北京昌平的长期定位试验也表明,小麦拔节期后土壤有效磷降低,拔节期和抽穗期有效磷含量均随施磷量显著增加^[34],埃塞俄比亚旱地小麦施肥研究也表明,土壤有效磷含量均随施磷量增加,超过69 kg P₂O₅·hm^-2时,不再增加^[35]。可见,施磷提高小麦产量的同时,也提高了土壤有效磷。在本研究中,维持小麦高产的播前、拔节期、开花期和成熟期土壤有效磷含量分别为16.9、23.9、26.2和20.4 mg·kg^-1。北京昌平、河南郑州和陕西杨凌15年长期施磷试验表明,玉米-小麦轮作系统中小麦分别达到高产2 914、5 984和5 184 kg·hm^-2时,播前土壤有效磷分别为19.0、12.5、和17.3 mg·kg^-1[4,36]。黑龙江哈尔滨、湖南祁阳、陕西杨凌和四川重庆各地区研究表明,除哈尔滨地区小麦产量与有效磷无显著相关性外,祁阳、杨凌和重庆小麦分别达到平均高产1 807、5 808和3 430 kg·hm^-2时,收获期土壤有效磷分别为12.7、16.1和11.1 mg·kg^-1[9]。法国布鲁兹研究表明,土壤有效磷临界含量随作物高产水平而异,小麦达到高产5 364 kg·hm^-2时,播前土壤有效磷平均为7.8 mg·kg^-1[37]。可见,小麦高产的土壤有效磷水平因土壤、气候、产量水平等因素而异。从本研究结果来看,实现小麦最高产量6 465 kg·hm^-2的播前土壤有效磷为16.9 mg·kg^-1,收获期为20.4 mg·kg^-1,施磷量应为144 kg P₂O₅·hm^-2,此时籽粒氮含量为21.0 g·kg^-1、磷含量2.6 g·kg^-1、钾含量3.3 g·kg^-1,处于较高水平。我们之前的研究表明,小麦籽粒关键微量营养元素锌含量与施磷量呈极显著负相关,施磷量每增加100 kg P₂O₅·hm^-2,籽粒锌下降9.2 mg·kg^-1[38]。由此推断,如果生产中的目标产量为最高产量的95%,即6 141 kg·hm^-2时,小麦籽粒锌含量可提高16.9%,由27.1 mg·kg^-1提高为31.7 mg·kg^-1;同时由于磷含量降低到1.2 g·kg^-1,籽粒磷/锌比也随之降低60.5%,锌的生物有效性显著提高;而籽粒氮含量仍可维持在21.9 g·kg^-1,钾含量为2.9 g·kg^-1。

4 结论

适量施磷在提高旱地小麦生物量和籽粒产量的同时,也提高了土壤有效磷含量;长期过量施磷会引起生物量和产量下降,导致籽粒氮含量和品质降低,影响磷素吸收和利用效率降低。在黄土高原旱地,为使小麦生产的目标产量达到6 141 kg·hm^-2的高产水平,同时维持籽粒锌含量在31.7 mg·kg^-1、氮含量21.9 g·kg^-1、磷含量1.2 g·kg^-1、钾含量2.9 g·kg^-1的较高水平,播前土壤有效磷应为12.0 mg·kg^-1、成熟期为13.8 mg·kg^-1,施磷量为94 kg P₂O₅·hm^-2。

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【目的】针对黄土高原旱地小麦干旱缺水、肥料不合理施用的问题,探索旱地小麦休闲期深松蓄水和播前配施磷肥的最佳技术途径。【方法】于2012—2016年连续4年在山西农业大学闻喜旱地小麦试验基地开展试验,主区为休闲期深松与对照2个耕作方式,副区为施磷(P_2O_5)0、75、150、225、300、375 kg·hm~(-2) 6个施磷量处理,以明确年际间休闲期深松和播前配施磷肥对旱地小麦产量和水分利用效率的影响。【结果】夏季休闲利于旱地麦田土壤水分恢复,可提高土壤蓄水效率20%—86%;休闲期深松较对照显著提高播种期3 m内土壤蓄水量24—90 mm;提高穗数1%—18%,提高产量3%—25%,提高2012—2013年水分利用效率4%—20%。施磷肥对土壤水分有一定影响,施磷量在0—225 kg·hm~(-2)范围内,旱地小麦生育期内0—300 cm土壤蓄水量以施磷量150 kg·hm~(-2)最低;施磷(4年定位试验)降低了生育期内0—300 cm土壤蓄水量,各处理间差异以第4年最显著。本试验中施磷肥的第3年和第4年的土壤水分未达平衡,施磷量150 kg·hm~(-2)与未施磷肥间的周年耗水量差异显著,说明长期施磷肥增加了作物对水分的消耗和利用,0—300 cm土壤蓄水量会降低。随施磷量(0—225 kg·hm~(-2))增加,旱地小麦4年平均产量和水分利用效率表现为先增加后降低的变化趋势,并且均以施磷量150 kg·hm~(-2)最高,产量各处理间差异显著,水分利用效率施磷量150 kg·hm~(-2)与未施磷肥处理间差异显著。此外,F测验显示年份对产量和水分利用效率影响最大,增产效果显示休闲期深松的增产效果高于磷肥的增产效果,最终4年定位试验形成的播前0—300 cm底墒414—546 mm配施磷量150 kg·hm~(-2)、底墒556—607 mm配施磷量75 kg·hm~(-2),穗数、产量、水分利用效率均较高。【结论】旱地麦田休闲期深松有利于蓄积休闲期降水,改善底墒;施磷增加了旱地小麦对土壤水分的消耗和利用,降低了生育期土壤水分,增加了周年耗水;休闲期深松每多蓄1 mm水分可增产2—31 kg·hm~(-2),在施磷量0—150 kg·hm~(-2)范围内每多施1 kg·hm~(-2)磷肥可增产2—13 kg·hm~(-2);播前0—300 cm底墒550 mm以下配施磷量150 kg·hm~(-2)、底墒550 mm以上配施磷量75 kg·hm~(-2)均可实现较高的产量和水分利用效率。

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[目的]小麦是中国北方地区的主要粮食作物,主要种植在低锌的石灰性土壤上,其籽粒锌含量普遍偏低,因此小麦籽粒锌营养强化是近年研究的热点.小麦氮磷与锌的吸收利用存在互作效应.利用从2004年起在中国西北旱地潜在缺锌的石灰性土壤上开展的长期定位试验,研究长期氮磷施用下的小麦产量与锌含量的变化.[方法]田间试验采用完全随机区组设计,设不施肥(CK)、单施氮肥(N160,施160 kg N·hm-2)、单施磷肥(P100,施100 kg P205·hm-2)和氮磷配施(N160P100,施160 kg N·hm-2、100 kg P205·hm-2)4个处理.于2012-2016年连续4年进行田间取样,分析小麦的生物量、产量、产量构成,及锌含量与锌吸收和分配.[结果]与不施肥相比,长期单施氮肥使小麦穗数降低9％,籽粒产量和地上部生物量均降低12％,而籽粒锌含量由不施肥处理的29.4 mg·kg-1提高到42.8 mg·kg1,提高幅度为46％,籽粒和地上部的锌吸收量分别增加29％和37％,地上部的氮锌比和磷锌比分别降低13％和45％;长期单施磷肥使小麦穗数、籽粒产量和地上部生物量分别增加18％、15％和16％,籽粒锌含量、籽粒和地上部的锌吸收量却分别降低31％、19％和17％,同时地上部的氮锌比和磷锌比分别提高19％和8 3％;氮磷配施的小麦穗数、籽粒产量和地上部生物量也显著增加,增加幅度分别为40％、46％和38％,籽粒和地上部的锌吸收量还分别提高36％和34％,但籽粒的锌含量仅降低8％,同时地上部的氮锌比和磷锌比分别提高43％和27％.与单施磷肥相比,氮磷配施不仅提高了籽粒产量,还提高了籽粒锌含量,主要原因是施用氮肥能够增加小麦锌吸收,减缓了磷肥对小麦锌吸收的抑制作用.[结论]在生产实践中,单施氮肥虽可以提高小麦籽粒的锌含量,达到食物锌营养强化的目的,但长期单施氮肥会导致土壤养分不平衡,不利于维持和提高小麦产量.长期单施磷肥虽能够提高小麦籽粒产量,但抑制小麦锌吸收,不利于籽粒锌累积,降低籽粒含量.因此,在黄土高原旱地石灰性土壤上,建议合理进行氮磷配施,以保证小麦生产高产优质.

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DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.16.012 URL [本文引用: 1]

TANG

, LI J

, MA Y

, HAO X

, LI X

. Phosphorus efficiency in long-term (15 years) wheat-maize cropping systems with various soil and climate conditions
Field Crops Research, 2008,108(3):231-237.

DOI:10.1016/j.fcr.2008.05.007 URL [本文引用: 2]

Long-term (over 15 years) winter wheat ( Triticum aestivum L.)–maize ( Zea mays L.) crop rotation experiments were conducted to investigate phosphorus (P) fertilizer utilization efficiency, including the physiological efficiency, recovery efficiency and the mass (the input–output) balance, at five sites across different soil types and climate zones in China. The five treatments used were control, N, NP, NK and NPK, representing various combinations of N, P and K fertilizer applications. Phosphorus fertilization increased average crop yield over 15 years and the increases were greater with wheat (206%) than maize (85%) across all five sites. The wheat yield also significantly increased over time for the NPK treatments at two sites (Xinjiang and Shanxi), but decreased at one site (Hunan). The P content in wheat was less than 3.00 g kg 611 (and 2.10 g kg 611 for maize) for the N and NK treatments with higher values for the Control, NP and NPK treatments. To produce 1 t of grain, crops require 4.2 kg P for wheat and 3.1 kg P for maize. The P physiological use efficiency was 214 kg grain kg 611 P for wheat and 240 kg grain kg 611 P for maize with over 62% of the P from P fertilizer. Applying P fertilizer at 60–80 kg P ha 611 year 611 could maintain 3–4 t ha 611 yields for wheat and 5–6 t ha 611 yields for maize for the five study sites across China. The P recovery efficiency and fertilizer use efficiency averaged 47% and 29%, respectively. For every 100 kg P ha 611 year 611 P surplus (amount of fertilizer applied in excess of crop removal), Olsen-P in soil was increased by 3.4 mg P kg 611. Our study suggests that in order to achieve higher crop yields, the long-term P input–output balance, soil P supplying capacity and yield targets should be considered when making P fertilizer recommendations and developing strategies for intensively managed wheat–maize cropping systems.

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KHAN

, LU G

, AYAZ

, ZHANG H

, WANG R

, LV F

, YANG X

, SUN B

, ZHANG S

. Phosphorus efficiency, soil phosphorus dynamics and critical phosphorus level under long-term fertilization for single and double cropping system
Agriculture, Ecosystems and Environment, 2018,256:1-11.

DOI:10.1016/j.agee.2018.01.006 URL [本文引用: 1]

Wise phosphorus (P) management is paramount to ensure food and environmental security and prolong the life of P resources. Long-term experiments under winter wheat–summer maize (with irrigation) and winter wheat–summer fallow (rain-fed) cropping systems were undertaken to investigate P efficiency, soil P availability and P downward movement in the deep profile of a loess soil in China. The four nutrient management regimes in each experiment were: a control without any nutrient input; P and K combined (PK); N, P and K combined (NPK), and organic manure (M) combined with NPK (MNPK). The P efficiency ranged from 20 to 54% under the double cropping system, and from 13 to 33% in the single cropping system over the 25 years studied, and the highest P efficiency was in the NPK treatment in both systems. Application of P significantly increased soil total-P, Olsen-P and CaCl 2 -P over the years, especially in the MNPK treatment. Two segment regression analyses indicated that Olsen-P was about 1462mg62kg 611 or 1662mg62kg 611 for optimal crop yield under double cropping or single cropping. In addition, Olsen-P content above 3762mg62kg 611 or 5762mg62kg 611 led to a significant increase in CaCl 2 -P content under double cropping or single cropping, which might indicate risk of P leaching. After 24 years of P applications, total P accumulated at various depths depending on treatment under double cropping, but there was no accumulation under single cropping. While Olsen-P leached down to a depth of 30062cm in the MNPK treatments under both cropping systems, and higher concentrations were recorded in the deeper layers in single cropping than in double cropping systems. The Olsen-P leached to a shallower depth in the PK and NPK treatments under single cropping compared to double cropping. We conclude that P supply in excess of the crop’s requirement (e.g. MNPK) or an unbalanced nutrient supply (e.g. PK) resulted in not only low P efficiency and massive accumulation of P in the topsoil but also leaching out of root zone under both irrigated and rain-fed conditions in the loess soil. Thus, P fertilization recommendations need to be adjusted based on changes in soil P over time.

[6]

林诚, 王飞, 李清华, 何春梅, 张辉 . 长期不同施肥下南方黄泥田有效磷对磷盈亏的响应特征
植物营养与肥料学报, 2017,23(5):1175-1183.

DOI:10.11674/zwyf.16444 URL [本文引用: 1]

[目的]黄泥田为南方主要中低产田类型之一.通过研究长期施肥条件下南方黄泥田土壤磷素累积盈亏与有效磷的关系,为黄泥田科学施用磷肥提供理论依据.[方法]基于连续33年水稻长期定位试验,研究了不施肥(CK)、单施化肥(NPK)、化肥配施牛粪(NPKM)、化肥配施秸秆(NPKS)四个处理土壤有效磷的变化规律及土壤磷累积盈亏状况,计算有效磷-磷盈亏响应系数.[结果]各施肥处理双季稻年份(1983~2004年)土壤有效磷与全磷含量呈年际上升趋势,以NPKM增幅最为明显,改为单季稻后(2005~2015年)则呈下降趋势,也以NPKM降幅最为明显.试验至2015年,NPK、NPKS处理有效磷含量分别为9.7 mg/kg、8.7 mg/kg,较试验初期分别下降8.3 mg/kg、9.3 mg/kg,NPKM处理与试验初期持平.CK、NPK、NPKM、NPKS处理的磷素活化系数(PAC)总体呈年际下降趋势,其多年平均磷素活化系数值(PAC)分别为2.9%、3.5%、4.7%、4.1%,其中NPKM与NPKS处理显著高于NPK与CK处理.除双季稻NPKS处理外,不同施肥模式下双季稻与单季稻年份的土壤有效磷增减与土壤累积磷盈亏均呈显著正相关,其中双季稻年份土壤磷素(P)每盈余100 kg/hm2,NPK、NPKM处理有效磷分别增加4.5 mg/kg与11.2 mg/kg,而单季稻年份土壤磷素每亏缺100 kg/hm2,NPK、NPKM、NPKS处理有效磷分别减少14.6 mg/kg、23.9 mg/kg、25.9 mg/kg.双季稻磷肥年施用量(P)为26.2 kg/hm2时,土壤磷素呈盈亏持平状态.[结论]有机无机肥配施比单施化肥能够显著提高黄泥田土壤有效磷、全磷含量和磷素活化系数,有效磷含量与磷素累积盈亏密切相关,等磷素盈亏量下,有机无机肥配施的有效磷响应系数要高于单施化肥,而磷累积亏缺下,有效磷降幅响应比磷累积盈余下有效磷增幅响应大.

LIN

, WANG

, LI Q

, HE C

, ZHANG

. Response characteristics of Olsen-P to P balance in yellow paddy fields of southern China. Journal of Plant Nutrition and Fertilizer, 2017, 23(5):1175-1183. (in Chinese)

DOI:10.11674/zwyf.16444 URL [本文引用: 1]

鲁艳红, 廖育林, 聂军等, 周兴, 谢坚, 杨曾平 . 长期施肥红壤性水稻土磷素演变特征及对磷盈亏的响应
土壤学报, 2017,54(6):1471-1485.

DOI:10.11766/trxb201703210020 URL [本文引用: 1]

研究双季稻种植制度下长期不同施肥红壤性水稻土磷素含量及磷素有效性演变特征及其对土壤磷盈亏（磷平衡）的响应,为南方双季稻区红壤性水稻土科学施磷提供依据。以35年长期肥料定位试验为平台,研究不同施肥处理土壤全磷、有效磷及磷活化系数（PAC）的演变规律,计算不同处理土壤-作物系统每年磷素盈亏量及累积磷素盈亏量,探讨土壤全磷、有效磷及PAC与累积磷盈亏量的响应关系。结果表明,不施磷肥的CK和NK处理土壤全磷、有效磷和PAC随试验年限呈持平或下降趋势;不施磷肥仅施猪粪的NK＋PM处理土壤全磷呈缓慢上升趋势,有效磷和PAC呈下降趋势;施化学磷肥或化学磷肥配施稻草的NP、NPK、NP＋RS和NPK＋RS处理土壤全磷在试验前10年上升速率较快,之后25年上升速率变缓或随时间变化不显著,土壤有效磷在试验前5年急剧升高,之后随时间变化速率减缓或基本持平。CK、NK和NK＋PM处理35年土壤PAC平均值较试验初始值分别下降33.2%、29.7%和16.6%,NP、NPK、NP＋RS和NPK＋RS土壤PAC较初始值分别提高66.2%、60.6%、65.6%和52.9%。不施磷肥导致红壤性水稻土磷素亏缺,不施化学磷肥仅施猪粪土壤磷素基本持平,施用化肥磷及化肥磷配施稻草土壤磷素盈余。土壤全磷、有效磷及PAC与土壤磷累积盈亏量均呈极显著正相关关系,土壤每盈余磷100 kg hm^-2,全磷含量提高0.03 g kg^-1,有效磷提高1.20 mg kg^-1,土壤PAC上升0.09%。外源磷投入是影响土壤磷素及磷有效性的重要因素,在本试验条件下,长期不施磷或磷投入不足导致土壤磷亏缺,进而导致土壤磷及磷有效性降低,而化肥磷及有机无机磷配施促进了土壤磷盈余及土壤磷素肥力的提高。

LU Y

, LIAO Y

, NIE

, ZHOU

, XIE

, YANG Z

. Evolution of soil phosphorus in reddish paddy soil under long-term fertilization varying in formulation and its response to P balance
Acta Pedologica Sinica, 2017, 54(6):1471-1485. (in Chinese)

DOI:10.11766/trxb201703210020 URL [本文引用: 1]

, ZHAI L

, LIU

, WANG H

, LUO C

, REN T

, LIU H

. Long-term phosphorus accumulation and agronomic and environmental critical phosphorus levels in Haplic Luvisol soil, northern China
Journal of Integrative Agriculture, 2016,15(1):200-208.

DOI:10.1016/S2095-3119(14)60947-3 URL [本文引用: 2]

Sufficient soil phosphorus (P) content is essential for achieving optimal crop yields, but accumulation of P in the soil due to excessive P applications can cause a risk of P loss and contribute to eutrophication of surface waters. Determination of a critical soil P value is fundamental for making appropriate P fertilization recommendations to ensure safety of both environment and crop production. In this study, agronomic and environmental critical P levels were determined by using linear-linear and linear-plateau models, and two segment linear model, for a maize (Zea maysL.)-winter wheat (Triticum aestivumL.) rotation system based on a 22-yr field experiment on a Haplic Luvisol soil in northern China. This study included six treatments: control (unfertilized), no P (NoP), application of mineral P fertilizer (MinP), MinP plus return of maize straw (MinP+StrP), MinP plus low rate of farmyard swine manure (MinP+L.Man) and MinP plus high rate of manure (MinP+ H.Man). Based on the two models, the mean agronomic critical levels of soil Olsen-P for optimal maize and wheat yields were 12.3 and 12.8 mg kg611, respectively. The environmental critical P value as an indicator for P leaching was 30.6 mg Olsen-P kg611, which was 2.4 times higher than the agronomic critical P value (on average 12.5 mg P kg611). It was calculated that soil Olsen-P content would reach the environmental critical P value in 41 years in the MinP treatment, but in only 5–6 years in the two manure treatments. Application of manure could significantly raise soil Olsen-P content and cause an obvious risk of P leaching. In conclusion, the threshold range of soil Olsen-P is from 12.5 to 30.6 mg P kg611to optimize crop yields and meanwhile maintain relatively low risk of P leaching in Haplic Luvisol soil, northern China.

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BAI Z

, LI H

, YANG X

, ZHOU B

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, SHEN J

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. The critical soil P levels for crop yield, soil fertility and environmental safety in different soil types
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曹寒冰, 王朝辉, 赵护兵, 马小龙, 佘旭, 张璐, 蒲岳建, 杨珍珍, 吕辉, 师渊超, 杜明叶 . 基于产量的渭北旱地小麦施肥评价及减肥潜力分析
中国农业科学, 2017,50(14):2758-2768.

DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.14.012 URL [本文引用: 1]

[目的]明确小农户经营模式下小麦施肥现状,为实现旱地小麦稳产增产和养分高效利用提供依据.[方法]通过连续5年对渭北旱地1 261个农户的养分管理调研,以维持旱地小麦可持续生产为出发点,基于小麦产量确定的养分需求量,评价农户施肥量,分析农户施肥的问题及减肥潜力.[结果]调研农户小麦籽粒产量介于750-9 000 kg·hm-2,平均4 243 kg·hm-2,属于低产(＜2 640 kg·hm-2),偏低(2 640-3 780kg·hm-2),中产(3 780-4 920 kg·hm-2),偏高(4 920-6 060 kg·hm-2),高产(＞6 060 kg·hm-2)等级的农户依次占22.0％,22.2％,19.3％,22.8％,13.6％.农户氮肥用量介于33-454 kg N·hm-2,平均188 kg N·hm-2;磷肥介于0-435 kg P2O5·hm-2,平均125 kg P2O5·hm-2;钾肥介于0-201 kg K2O·hm-2,平均19 kg K20·hm-2,农户的施氮、磷和钾量均与小麦产量无显著相关关系.从低产到高产,施氮过量(偏高+很高)的农户比例逐渐降低,由97.8％降低到1 8.0％;而施氮不足(偏低+很低)的农户逐渐增多,由0.7％增加到45.9％.与氮肥类似,随着产量水平提高,施磷过量的农户比例也逐渐降低,但降低幅度小,由99.3％仅降低到70.9％,即过量施磷普遍存在.与氮、磷不同,在各产量水平下至少有60％的农户施钾不足.因此,在低产、产量偏低水平,重点是施氮量偏高或很高的农户需减肥,减幅在24-144 kg N·hm-2、28％-73％氮肥;在中产、偏高和高产水平,既有减肥,也有增肥,减肥的重点是施氮量偏高或很高的农户,减幅在50-181 kg N·hm-2、26％-51％氮肥,增肥的重点是施氮量偏低或很低的农户,增幅在38-134 kg N hm-2、41％-345％氮肥.针对农户普遍施磷过量的问题,在不同产量水平,施磷量偏高的农户应减少7-31 kg P2O5·hm-2、23％-33％的磷肥投入;施磷很高的农户应减少85-118 kg P2O5·hm-2,61％-85％的磷肥投入.由于钾肥用量普遍不足,施钾很低或不施的农户首先应改变不施钾肥的习惯,根据不同产量水平施用钾肥13-50 kg K2O·hm-2;施钾偏低的农户,应增加7-18 kg K2O·hm-2、35％-78％的钾肥.[结论]相比于传统的施肥评价中用统一的施肥量标准去评价不同产量水平的农户施肥,本文提出了基于产量的农户施肥评价和减肥潜力分析方法,适于目前中国小农户农田经营模式,可以客观、准确认识目前农户随意和过量施肥的问题,为进行有效调控施肥提供依据.

CAO H

, WANG Z

, ZHAO H

, MA X

, SHE

, ZHANG

, PU Y

, YANG Z

, LV

, SHI Y

, DU M

. Yield based evaluation on fertilizer application and analysis of its reduction potential in Weibei dryland wheat production
Scientia Agricultura Sinica, 2017,50(14):2758-2768. (in Chinese)

DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.14.012 URL [本文引用: 1]

郭斗斗, 黄绍敏, 张水清, 张珂珂, 宋晓 . 潮土小麦和玉米Olsen-P农学阈值及其差异分析
植物营养与肥料学报, 2017,23(5):1184-1190.

DOI:10.11674/zwyf.17043 URL [本文引用: 2]

【目的】磷农学阈值是指导不同作物磷肥用量并获取最佳经济产量的重要依据,然而,不同地区不同的耕作制度、土壤类型、作物种类、p H、温湿度条件下,作物的磷农学阈值不同。明确小麦–玉米轮作体系下,典型潮土区小麦和玉米的磷农学阈值,并分析其差异。【方法】本研究基于"国家潮土土壤肥力与肥料效益长期监测站"25年的定位试验,选取氮、钾肥施用充足和磷肥用量不同的NK(不施磷肥)、NPK(施用氮磷钾化肥)、NPKM(氮磷钾化肥和有机肥配施)、1.5NPKM(高量氮磷钾化肥配施有机肥)、NPKS(氮磷钾化肥与玉米秸秆还田配施)5个处理的试验数据,使用米切里西指数模型(Mitscherlich exponential model)拟合小麦和玉米的Olsen-P农学阈值,并通过对比不同土壤磷水平下两种作物的磷吸收利用特性,分析其阈值不同的原因。【结果】获得最大相对产量的95%时,潮土区小麦Olsen-P农学阈值为13.1 mg/kg,玉米Olsen-P农学阈值为7.5 mg/kg。玉米Olsen-P农学阈值低于小麦主要原因:1)土壤磷水平较低时,小麦对磷缺乏更为敏感,而玉米可保持相对较强的吸磷能力,25年不施磷处理玉米吸磷量是小麦的1.4倍;2)土壤Olsen-P含量达到玉米阈值,而未能达到小麦阈值时,可保障玉米籽粒、茎秆及小麦籽粒正常生长对磷的需求,但小麦茎秆磷浓度仅能达到相对最大磷浓度的68.9%,严重影响了小麦的正常生长和获取较高产量的能力;土壤Olsen-P含量提高到小麦阈值后,小麦茎秆磷浓度提高到相对最大磷浓度的80.5%以上,进而可保障小麦获得较高的产量;3)土壤磷素养分充足时,小麦对磷的吸收量大于玉米,且主要是由于小麦茎秆磷浓度和吸磷量随土壤Olsen-P含量的增加而大幅度增加。【结论】小麦和玉米作为典型潮土区两种重要的粮食作物,Olsen-P农学阈值分别为13.1和7.5 mg/kg。由于两种作物的生理特性不同,小麦对磷素的吸收利用率较低,茎秆需要较高的土壤磷浓度维持正常生长,产量形成对磷养分需求更大。因此,小麦–玉米轮作体系下,小麦的磷农学阈值更高,小麦季所需土壤磷供应量大于玉米季。为增强磷肥利用效率,减少磷肥投入量和土壤中磷素的过量累积,玉米季磷肥使用量应适当小于小麦季。当土壤Olsen-P水平高于作物磷农学阈值后,减少或短时间停止施用磷肥并不会对作物产量有明显影响。

GUO D

, HUANG S

, ZHANG S

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, SONG

. Threshold values of soil Olsen-P for maize and wheat in fluvo-aquic soil
Journal of Plant Nutrition and Fertilizer, 2017, 23(5):1184-1190. (in Chinese)

DOI:10.11674/zwyf.17043 URL [本文引用: 2]

SHI L

, SHEN M

, LU C

, WANG H

, ZHOU X

, JIN M

, WU T

. Soil phosphorus dynamic, balance and critical P values in long-term fertilization experiment in Taihu Lake region, China
Journal of Integrative Agriculture, 2015,14(12):2446-2455.

DOI:10.1016/S2095-3119(15)61183-2 URL [本文引用: 1]

Phosphorus (P) is an important macronutrient for plant but can also cause potential environmental risk. In this paper, we studied the long-term fertilizer experiment (started 1980) to assess the soil P dynamic, balance, critical P value and the crop yield response in Taihu Lake region, China. To avoid the effect of nitrogen (N) and potassium (K), only the following treatments were chosen for subsequent discussion, including: C0 (control treatment without any fertilizer or organic manure), CNK treatment (mineral N and K only), CNPK (balanced fertilization with mineral N, P and K), MNK (integrated organic manure and mineral N and K), and MNPK (organic manure plus balanced fertilization). The results revealed that the response of wheat yield was more sensitive than rice, and no significant differences of crop yield had been detected among MNK, CNPK and MNPK until 2013. Dynamic and balance of soil total P (TP) and Olsen-P showed soil TP pool was enlarged significantly over consistent fertilization. However, the diminishing marginal utility of soil Olsen-P was also found, indicating that high-level P application in the present condition could not increase soil Olsen-P contents anymore. Linear-linear and Mitscherlich models were used to estimate the critical value of Olsen-P for crops. The average critical P value for rice and wheat was 3.40 and 4.08 mg kg 1, respectively. The smaller critical P value than in uplands indicated a stronger ability of P supply for crops in this paddy soil. We concluded that no more mineral P should be applied in rice-wheat system in Taihu Lake region if soil Olsen-P is higher than the critical P value. The agricultural technique and management referring to activate the plant-available P pool are also considerable, such as integrated use of low-P organic manure with mineral N and K.

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[D]. Yangling: Northwest A&F University, 2015. (in Chinese).

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. Responses of winter wheat yield, nutrient utilization and nitrate in soil to long term nitrogen and phosphorus fertilization and precipitation on dryland
[D]. Yangling: Northwest A&F University, 2016. (in Chinese).

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何刚, 王朝辉, 李富翠, 戴健, 李强, 薛澄, 曹寒冰, 王森, 刘慧, 罗来超, 黄明 . 地表覆盖对旱地小麦氮磷钾需求及生理效率的影响
中国农业科学, 2016,49(9):1657-1671.

DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2016.09.003 URL [本文引用: 2]

【目的】研究地表覆盖对黄土高原旱地冬小麦氮磷钾需求和生理效率的影响,为促进黄土高原旱地冬小麦高效优质生产提供可靠的理论依据和实践经验。【方法】通过田间试验,以裸地休闲为对照,研究地膜覆盖、秸秆覆盖、种植绿肥和秸秆覆盖＋种植绿肥对冬小麦籽粒产量、籽粒养分含量、籽粒产量形成和籽粒养分含量形成的氮磷钾需求及生理效率的影响。【结果】地膜覆盖降低了籽粒产量形成的需氮量,提高了籽粒产量形成的氮生理效率,从而使冬小麦籽粒产量显著增加6%;秸秆覆盖降低了地上部吸氮量,使籽粒产量减少7%;种植绿肥和秸秆覆盖＋种植绿肥提高了籽粒产量形成的氮磷钾养分需求量、降低了籽粒产量形成的养分生理效率,从而使籽粒产量均减少5%。地膜覆盖提高了籽粒氮含量形成的需氮量,降低了氮生理效率,从而使籽粒含氮量降低8%,地膜覆盖增加了地上部吸钾量,使籽粒含钾量增加4%;秸秆覆盖的籽粒含氮量降低4%,但它的籽粒磷和钾含量分别提高6%和4%,这与降低籽粒磷钾含量形成的养分需求量、提高磷钾生理效率有关;种植绿肥提高了籽粒氮含量形成的氮生理效率,从而使籽粒氮含量增加8%;秸秆覆盖＋种植绿肥对籽粒氮和磷含量无显著影响,但籽粒含钾量增加4%,归因于提高了籽粒钾含量形成的钾生理效率。【结论】地膜覆盖降低籽粒产量形成的需氮量,提高籽粒产量形成的氮生理效率,从而提高籽粒产量;但增加了籽粒氮含量形成的需氮量、降低了籽粒氮形成的氮生理效率,不利于籽粒含氮量提高。秸秆覆盖不利于作物养分吸收,从而影响籽粒产量和养分含量形成。种植绿肥和秸秆覆盖＋种植绿肥提高了籽粒氮磷钾养分需求量、降低它们的生理效率,从而降低籽粒产量。种植绿肥可提高籽粒氮含量形成的氮生理效率,从而提高籽粒氮含量17

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, LI

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. Nitrogen, phosphorus and potassium requirement and their physiological efficiency for winter wheat affected by soil surface managements in dryland
.Scientia Agricultura Sinica, 2016, 49(9):1657-1671. (in Chinese)

DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2016.09.003 URL [本文引用: 2]

李鸿伟, 杨凯鹏, 曹转勤, 王志琴, 杨建昌 . 稻麦连作中超高产栽培小麦和水稻的养分吸收与积累特征
作物学报, 2013,39(3):464-477.

DOI:10.3724/SP.J.1006.2013.00464 URL Magsci [本文引用: 1]

<div >以2个小麦品种和2个水稻品种为材料，大田种植，稻麦连作，重复2年, 设置超高产栽培和当地高产栽培两种栽培模式，旨在探明超高产栽培小麦和水稻养分吸收与积累特征。超高产栽培中，采用实地氮肥管理及水稻轻干湿交替灌溉和小麦控制土壤水分灌溉等关键技术。与当地高产栽培(小麦产量< 8 t hm-2，水稻产量< 10 t hm-2)相比，超高产栽培(小麦产量> 9 t hm-2，水稻产量> 12 t hm-2)小麦和水稻的氮(N)、磷(P)、钾(K)总吸收量显著增加，并表现为拔节前的吸收和积累量显著降低，拔节至开花、开花至成熟的吸收积累量显著提高。超高产栽培的N、P、K的总吸收量，小麦分别为265、58和256 kg hm-2，水稻分别为256、79和321 kg hm-2。上述3种元素于生育中后期(拔节至成熟)的吸收量占总吸收量的比例，小麦为50%~60%，水稻为60%~-70%。超高产栽培显著提高了N、P、K偏生产力(产量/N、P、K施用量)、养分吸收的养分籽粒生产率(籽粒产量/成熟期植株N、P、K吸收量)和养分收获指数(籽粒N、P、K吸收量/成熟期植株N、P、K吸收量)，降低了生产单位籽粒产量的养分吸收量(成熟期植株N、P、K吸收量/籽粒产量)。本研究结果显示，超高产栽培小麦和水稻养分吸收与积累具有生育前期较低、生育中期和后期较高的特点，且养分吸收利用效率提高。</div>

LI H

, YANG K

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, YANG J

. Characteristics of nutrient uptake and accumulation in wheat and rice with continuous cropping under super-high-yielding cultivation
Acta Agronomica Sinica, 2013,39(3):464-477. (in Chinese)

DOI:10.3724/SP.J.1006.2013.00464 URL Magsci [本文引用: 1]

李茹, 单燕, 李水利, 林文, 刘芬, 同延安 . 陕西麦田土壤肥力与施肥现状评估
麦类作物学报, 2015,35(1):105-110.

DOI:10.7606/j.issn.1009-1041.2015.01.16 URL [本文引用: 2]

In order to understand the soil fertility and fertilization condition of wheat field in Shaanxi province , the soil properties, wheat yield and fertilizer inputs of farmers were investigated in Weibei plateau, Guanzhong irrigation area and Qinba mountain area. The results showed that the contents of soil organic matter, available nitrogen, available phosphorus and available potassium in Shaanxi were 14.3 g·kg ,69.0 mg·kg, 18.5 mg·kg and 148.4 mg·kg, respectively. Compared with the 1980 s, the indexes increased 33.6%, 40.8%, 176.1%, and 6.8%, respectively. The inputs of nitrogen, phosphorus and potassium fertilizer were 183.0, 109.5 and 21.0 kg·hm after 2000, respectively. The nitrogen and phosphorus surplus in Shaanxi were 12.0 and 51.0 kg·hm , but the potassium deficiency was 115.5 kg·hm. Therefore, the nitrogen fertilizer inputs should be suitably reduced, and phosphorus and potassium fertilizer input should be increased in Shaanxi province.

, SHAN

, LI S

, LIN

, LIU

, TONG Y

. Analysis of soil fertility and fertilization of wheat field in Shaanxi
Journal of Triticeae Crops, 2015,35(1):105-110. (in Chinese)

DOI:10.7606/j.issn.1009-1041.2015.01.16 URL [本文引用: 2]

RAHIM

, RANJHA A

, RAHAMTULLA

, WARAICH E

. Effect of phosphorus application and irrigation scheduling on wheat yield and phosphorus use efficiency
Soil & Environment, 2010,29(1):15-22.

URL [本文引用: 2]

In view of the importance of wheat, less available and costly P fertilizer and shortage of water a field study was conducted under farmer's field conditions to see the effect of phosphorus application and irrigation scheduling on wheat yield and phosphorus use efficiency. Fertilizer P doses 0, 47, 81 and 111 kg P2O5 ha-1 were calculated by using adsorption isotherms and applied by broadcast and...

[21]

王荣辉, 王朝辉, 李生秀, 王西娜, 李华 . 施磷量对旱地小麦氮磷钾和干物质积累及产量的影响
干旱地区农业研究, 2011,29(1):115-121.

URL [本文引用: 1]

针对目前农业生产中存在的施肥增产效应下降问题,研究了磷肥用量对冬小麦养分、氮磷钾和干物质积累及产量的影响,以期为高产高效施肥提供依据.在黄土高原旱地进行田间试验,设不施磷,施磷P2O5 50kg/hm2(不足)、P2O5 100 kg/hm2(适量)和P2O5 150 kg/hm2(高量)4个水平,在不同生长期采样测定冬小麦植株生物量、水分及氮磷钾养分含量.结果表明,生物量提高是适量施磷冬小麦籽粒产量增加的主要原因;适量施磷和高量施磷时,生长后期的水分损失分别为植株最大累积量的82%和86%、氮素损失占26%和34%、磷素占2%和13%、钾素占56%和60%.可见,高量施磷使生长后期作物的生物量、水分、氮磷钾养分损失增加,从而导致了冬小麦产量降低,施肥增产效应降低.

WANG R

, WANG Z

, LI S

, WANG X

, LI

. Effects of P rates on N P K and dry matter accumulation and grain yield of winter wheat
Agricultural Research in the Arid Areas, 2011,29(1):115-121. (in Chinese)

URL [本文引用: 1]

胡雨彤, 郝明德, 付威, 赵晶, 王哲 . 不同降水年型和施磷水平对小麦产量的效应
中国农业科学, 2017,50(2):299-309.

DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.02.009 URL [本文引用: 1]

【目的】水肥是黄土旱塬小麦产量提高的两大限制因子。探讨长期定位施肥下不同降水年型和施磷水平对黄土高原旱作小麦产量效应,可为不同降水年型下合理施用磷肥和提高旱塬小麦产量提供理论依据。【方法】以黄土高原30年长期磷肥定位试验为基础,并将冬小麦生育年降水划分为干旱年型、平水年型和丰水年型,深入分析不同降水年型和施磷水平对小麦产量、产量构成因素及磷肥贡献率的影响。【结果】干旱年型下各处理的小麦产量、千粒重、穗粒数、公顷有效穗数与平水年型相比呈降低趋势,丰水年型下则呈增加趋势;与平水年型相比,干旱年型的肥料贡献率呈增加趋势,丰水年型的肥料贡献率呈降低趋势;干旱年型、平水年型、丰水年型以及30年均值中,随施磷水平的提高,小麦产量、千粒重、穗粒数呈现出先增后降的趋势;公顷有效穗数在干旱年型呈现先增后降的趋势,平水年型、丰水年型和30年均值中呈直线上升变化;磷肥贡献率在干旱年型呈现先增后降的趋势,平水年型呈现直线上升变化,丰水年型呈现直线下降变化。进一步对各处理的产量与产量构成因素相关分析可知,不同降水年型和施磷水平处理主要通过调控公顷有效穗数进而影响小麦产量,公顷有效穗数与干旱年型、平水年型、丰水年型和连续种植30年产量的偏回归系数分别为0.713、0.294、0.692和0.643。【结论】不同降水年型和施磷水平对小麦产量具有显著调控效应,不同降水年型下施磷水平在125—137 kg·hm^-2时小麦增产效果较好,且以连续种植30年施磷131 kg·hm^-2处理的增产效果最佳;降水年型和施磷水平主要通过调控小麦产量构成三因素中的公顷有效穗数而影响小麦产量。

HU Y

, HAO M

, FU

, ZHAO

, WANG

. Effect of precipitation patterns and different phosphorus nutrition levels on winter wheat yield
Scientia Agriculture Sinica, 2017,50(2):299-309. (in Chinese)

DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.02.009 URL [本文引用: 1]

王旭东, 于振文 . 施磷对小麦产量和品质的影响
山东农业科学, 2003(6):35-36.

DOI:10.3969/j.issn.1001-4942.2003.06.016 URL [本文引用: 1]

缺磷土壤在适量施用氮肥和钾肥的基础上施用磷肥 ,提高了每公顷穗数、穗粒数、千粒重、生物产量和籽粒产量。适量施磷的P1处理显著提高了鲁麦 2 2号和济南 17两个小麦品种的蛋白质和湿面筋含量 ,增加了鲁麦 2 2号的沉降值 ,延长了面团稳定时间 ,对济南 17的沉降值和面团稳定时间无显著影响。提高施磷量的P2处理降低了济南 17的沉降值 ,缩短了面团稳定时间 ,对两品种的其它品质性状无显著影响。表明在强筋小麦生产中 ,获得高产优质小麦的施磷量是有一定适宜范围的

WANG X

, YU Z

. Effect of phosphorous on wheat yield and quality
.Shandong Agricultural Sciences, 2003(6):35-36. (in Chinese)

DOI:10.3969/j.issn.1001-4942.2003.06.016 URL [本文引用: 1]

杨胜利, 马玉霞, 冯荣成, 吕海英 . 磷肥用量对强筋和弱筋小麦产量及品质的影响
河南农业科学, 2004,33(7):54-57.

DOI:10.3969/j.issn.1004-3268.2004.07.018 URL Magsci [本文引用: 1]

试验结果表明,在豫北地区高产麦田,增施磷肥能够促进强筋小麦和弱筋小麦的生长发育,并提高其产量;对2类小麦籽粒容重、强筋小麦角质率没有明显影响,但可使弱筋小麦角质率提高,2类小麦籽粒黑胚率均有所增加;增施磷肥对强筋小麦的营养品质没有影响,使弱筋小麦营养品质下降;2类小麦的加工品质均明显改善;综合考虑,豫北地区高产麦田磷(P2O5)用量以90～180 kg/hm2为宜.

YANG S

, MA Y

, FENG R

, LV H

. Influence of P application rate on yield and quality of strong gluten and weak gluten wheat
Journal of Henan Agricultural Sciences, 2004,33(7):54-57. (in Chinese)

DOI:10.3969/j.issn.1004-3268.2004.07.018 URL Magsci [本文引用: 1]

GUO S

, ZHU H

, DANG T

, WU J

, LIU W

, HAO M

, LI

, SYERS

KEITH J

. Winter wheat grain yield associated with precipitation distribution under long-term nitrogen fertilization in the semiarid Loess Plateau in China
Geoderma, 2012, 189-190(6):442-450.

DOI:10.1016/j.geoderma.2012.06.012 URL [本文引用: 1]

78 With 45–180 kgN ha–1, yield increased at 38–49kgha611year611. 78 Precipitation use efficiency (PUE) increased at 0.071–0.088kgmm611year611. 78 Carbon accumulation was positively correlated with yield and PUE changes. 78 Yield was positively correlated with fallow season precipitation.

[26]

, WEI Y

, DEPAUW

, QIAN B

, LEMKE

, SINGH

, CUTHBERT

, MCCONKEY B. WANG

. Spring wheat yield in the semiarid Canadian prairies: Effects of precipitation timing and soil texture over recent 30 years
Field Crops Research, 2013,149(2):329-337.

DOI:10.1016/j.fcr.2013.05.013 URL [本文引用: 1]

The large year-to-year and site-to-site variation in wheat production on rain-fed semiarid areas of the Canadian prairies is mainly due to the timing and amount of precipitation and soil water holding capacity. Here, we identify the critical periods of growing season precipitation on wheat yield and then utilize this information to analyze which type of soil texture had higher drought resistance and higher grain yield when precipitation was more than sufficient. Thirty years (1982鈥2011) of grain yield data on two sites located in the same rain-fed area with different soil texture types were used in our analysis. To seek the critical periods of precipitation on yield, correlation over the whole growing season between precipitation and yield was first analyzed. By doing this, we calculated not only when the precipitation occurs that was most related to yield but also the duration of this period. To further understand these cause-and-effect interrelationships, a modern version of path analysis 鈥 Structural Equation Modeling (SEM) was used. The result of SEM was satisfactory since 67% of yield variation can be explained by only 3 exogenous variables (early and late precipitation and fertilizer N) and 2 intermediate variables (thousand kernel weight and kernel nitrogen concentration). Results showed that early precipitation (from seeding to anthesis) was most critical for high grain yield in our study area. Clay soil has a higher drought tolerance efficiency and lower drought susceptibility index. Grain yield was higher on the clay soil than on the silt loam soil in most dry and wet years. We conclude that early precipitation had a deterministic effect on grain yield. The clay soil has a more stable yield under current fertilizer rates and the climate conditions in our study area. These results may lead to a better understanding of the crop nvironmental interactions enabling breeders to analyze their experimental trials with regard to the broad environments that they target.

[27]

刘新月, 裴磊, 卫云宗, 张正斌, 高辉明, 徐萍 . 1986-2014年临汾降水变化及对旱地小麦农艺性状的影响
麦类作物学报, 2016,36(7):933-938.

DOI:10.7606/j.issn.1009-1041.2016.07.15 URL [本文引用: 1]

为了解过去近30年山西省临汾降水变化对旱地小麦品种农艺性状的影响,利用1986-2014年国家黄淮旱地冬小麦区域试验临汾点的降水和对照品种农艺性状资料,研究其降水和对照品种农艺性状变化规律,并对降水要素和农艺性状进行了相关、多元回归和通径分析。结果表明,该区年降水量有略微的上升趋势,但小麦生育期降水量有略微的下降趋势;播种至越冬期的降水量有增加趋势,但起身至拔节期和抽穗至成熟期的降水量有减少趋势。黄淮旱地区域试验对照品种千粒重和穗粒数逐年缓慢上升,但有效穗数、产量及株高缓慢下降。起身至拔节期降水与株高呈显著正相关,生育期降水量和年降水量与株高、穗粒数呈显著正相关,年降水量与产量呈显著正相关;株高、有效穗和千粒重与产量均呈极显著正相关。千粒重、穗粒数、株高和年降水量是决定产量的四个主要因子,共同决定了产量72%的变异。降水变化对黄淮旱地冬小麦农艺性状变化趋势有较强的影响,选育株高适中、有效穗数较多、千粒重较大的高产抗旱新品种,是黄淮旱地小麦适应未来气候变化进行育种改良的重要方向。

LIU X

, PEI

, WEI Y

, ZHANG Z

, GAO H

, XU

. Precipitation change and its influence on wheat agronomic traits in Liufen from 1986-2014
Journal of Triticene Crops, 2016,36(7):933-938.

DOI:10.7606/j.issn.1009-1041.2016.07.15 URL [本文引用: 1]

( in Chinese)

DOI:10.7606/j.issn.1009-1041.2016.07.15 URL [本文引用: 1]

CALDERINI D

, TORRES-LEON

, SLAFER G

. Consequences of wheat breeding on nitrogen and phosphorus yield, grain nitrogen and phosphorus concentration and associated traits
Annals of Botany, 1995,76(3):315-322.

DOI:10.1006/anbo.1995.1101 URL [本文引用: 1]

[29]

黄莹, 赵牧秋, 王永壮, 鲁彩艳, 史奕, 陈欣 . 长期不同施磷条件下玉米产量、养分吸收及土壤养分平衡状况
生态学杂志, 2014,33(3):694-701.

URL Magsci [本文引用: 1]

以设置在沈阳潮棕壤上的连续12年的田间定位磷微区试验为依托，研究在不同磷肥施用条件下（施用量和施磷频次），玉米产量、养分吸收以及土壤养分平衡状况。结果表明：磷素不是该研究区域玉米生产的主要限制因子；施肥促进养分吸收，其各处理间增加趋势为氮磷>氮>对照，并且一次性施磷肥方式优于每年施磷肥方式；与土壤本底值相比，施肥后土壤耕层（0～20 cm）全磷、速效磷、全氮、碱解氮呈增加趋势，由于长年没有外源钾的补充，土壤全钾和速效钾呈下降趋势，其各处理间下降趋势为氮磷>氮>对照；土壤速效磷在不施用肥料条件下有下降趋势，只施用氮肥条件下有增加趋势，只是两者变化并不很明显；在每年施磷条件下，土壤速效磷量呈缓慢上升趋势，而在一次性施磷条件下，施肥当年的土壤速效磷量激增，而后呈减小的趋势，即与每年施磷肥方式相比，一次性施磷方式更有利于建立土壤“宏大”有效磷库；为了保证土壤养分平衡，在施用足量氮肥的前提下，施用磷肥量为等于或略高于作物移出磷量，施氮磷比控制在1∶0.167到1∶0.5之间。

HUANG

, ZHAO M

, WANG Y

, LU C

, SHI

, CHEN

. Corn yield, nutrient uptake and soil nutrient budget under different long-term phosphorus fertilizations. Chinese Journal of Ecology, 2014, 33(3):694-701. (in Chinese)

URL Magsci [本文引用: 1]

董作珍, 吴良欢, 柴婕, 陈远利, 朱跃忠 . 不同氮磷钾处理对中浙优1号水稻产量、品质、养分吸收利用及经济效益的影响
中国水稻科学, 2015,29(4):399-407.

DOI:10.3969/j.issn.1001-7216.2015.04.009 URL Magsci [本文引用: 1]

采用“3414”试验设计，在2008-2010年3年中研究了不同氮磷钾施肥处理对浙中水稻籽粒产量、品质、养分吸收利用及经济效益的影响。结果表明，氮、磷、钾肥的施用可以显著提高籽粒产量，且3种肥料配施的增产效果显著优于任意两种肥料配施；其对籽粒产量的作用顺序为N> K>P。N3P2K2处理产量最高，为8746 kg/hm2。施氮可提高稻米胶稠度、蛋白质含量和总氨基酸含量，降低碱消值；施磷可提高蛋白质含量；施钾可提高胶稠度、碱消值及蛋白质含量；氮、磷、钾肥的施用对直链淀粉含量均无显著影响。水稻养分总吸收量和100  kg籽粒养分需求量随施肥量增加而增加，肥料吸收利用率及农学利用率则随施肥量增加而下降。氮、磷、钾肥吸收利用率分别为25.2%、38.3%和36.0%。N2P2K2、N2P3K2、N2P2K1和N3P2K2处理的经济效益较高，比N0P0K0处理分别提高21.1%、20.3%、20.3%和22.4%，差异达显著水平。利用肥料效应方程，得出该地区获得最高产量的氮、磷（P2O5）和钾（K2O）肥施用量分别为258.8 kg/hm2、39.3 kg/hm2和100.8 kg/hm2。

DONG Z

, WU L

, CHAI

, CHEN Y

, ZHU Y

. Effects of different nitrogen, phosphorus and potassium treatments on rice yield, quality, nutrient absorption-utilization and economic benefit of Zhongzheyou 1 in central Zhejiang province, China
China Journal of Rice Science, 2015, 29(4):399-407. (in Chinese)

DOI:10.3969/j.issn.1001-7216.2015.04.009 URL Magsci [本文引用: 1]

范秀艳, 杨恒山, 高聚林, 张瑞富, 王志刚, 张玉芹 . 施磷方式对高产春玉米磷素吸收与磷肥利用的影响
植物营养与肥料学报, 2013,19(2):312-320.

DOI:10.11674/zwyf.2013.0206 URL Magsci [本文引用: 1]

<div >以高产春玉米“金山27”为供试品种，研究了在3个施磷水平（P2O5 100、 150和200 kg/hm2）下，不同施磷方式（分层施磷和传统施磷）对其磷素吸收、转运和利用的影响。结果表明，同一施磷水平下，分层施磷较传统施磷方式玉米植株磷含量和磷积累量均有不同程度的提高，在完熟期差异均达到显著水平。不同施磷方式间，茎鞘、叶片、穗部营养体各生育时期磷含量和磷积累量差异多数不显著，但完熟期子粒磷含量和磷积累量分层施磷均显著高于传统施磷方式。同一施磷水平下，叶片、茎鞘和穗部营养体中磷素的转运量均表现为分层施磷高于传统施磷，但差异多数未达到显著水平。转运率及对子粒贡献率的差异规律性不明显。磷肥吸收效率、利用效率、偏生产力和利用率均以分层施磷高于传统施磷方式，且差异多数达到显著水平。因此分层施磷方式能促进春玉米对磷素的吸收，可提高磷肥的吸收效率和利用效率。</div>

FAN X

, YANG H

, GAO J

, ZHANG R

, WANG Z

, ZHANG Y

. Effects of phosphorus fertilization methods on phosphorus absorption and utilization of high yield spring maize
Plant Nutrition and Fertilizer Science, 2013,19(2):312-320. (in Chinese)

DOI:10.11674/zwyf.2013.0206 URL Magsci [本文引用: 1]

邢丹, 李淑文, 夏博, 文宏达 . 磷肥施用对冬小麦产量及土壤氮素利用的影响
应用生态学报, 2015,26(2):437-442.

URL Magsci [本文引用: 1]

<div >为确定河北保定地区磷肥投入阈值，提高肥料利用效率，以冬小麦为研究对象进行大田试验，研究了磷肥施用对小麦产量、土壤硝态氮含量及氮素利用的影响.结果表明：与不施磷肥(P0)相比，优化施磷(P1，120 kg·hm-2)、200%优化施磷(P2，240 kg·hm-2)和400%优化施磷(P3，480 kg·hm-2)处理均能增加小麦株高、旗叶面积和单株叶面积，有利于光合产物的积累.施用磷肥显著提高了冬小麦的穗数、穗粒数和籽粒产量，但千粒重有所下降.其中，以P2处理小麦产量最高，为6102 kg·hm-2，显著高于P0和P3处理，但与P1处理差异不显著.施用磷肥可有效降低耕层土壤硝态氮的积累量，但0~100 cm土体总积累量仍然偏高，可通过降低氮肥施入等方法减少土壤硝态氮含量.P1和P2处理冬小麦的氮素生产效率、氮素吸收效率均较高，但两者间并无显著差异.P1处理的磷肥利用率、磷肥农学效率、磷肥偏生产力显著高于P2和P3处理.本试验条件下，施磷量为120 kg·hm-2(P1)是兼顾小麦产量、氮磷利用效率和较低土壤硝态氮累积的适宜施磷量.</div><div > </div>

XING

, LI S

, XIA

, WEN H

. Effects of phosphorus fertilization on yield of winter wheat and utilization of soil nitrogen
Chinese Journal of Applied Ecology, 2015,26(2):437-442. (in Chinese)

URL Magsci [本文引用: 1]

张翼, 张根峰, 曹雯梅 . 施磷量对旱作区小麦产量及氮、磷、钾利用效率的影响
河南农业科学, 2015,44(7):29-31.

DOI:10.15933/j.cnki.1004-3268.2015.07.007 URL Magsci [本文引用: 1]

在豫西丘陵旱作区布置田间试验,设施磷(P2O5)0、50、100、150 kg/hm24个水平,研究施磷量对小麦产量及氮、磷、钾利用效率的影响。结果表明:适量磷素能促使小麦产量增加;施磷量在0~150 kg/hm2时,随着施磷量提高,小麦产量和氮、磷、钾的吸收量均先增加后降低,施磷100 kg/hm2时均达到最大值,分别为5 803 kg/hm2、146.9 kg/hm2、18.8 kg/hm2、93.8 kg/hm2。施磷量增加,小麦籽粒需磷量总体提高,需氮量、需钾量先降低后增加,氮和钾偏生产力总体提高,磷偏生产力降低。随着施磷量增加,氮、钾利用效率先增加后降低,而磷利用效率下降,但差异不显著。综合来看,豫西丘陵旱作区施磷量为100 kg/hm2时有利于小麦产量提高及氮、磷、钾的吸收利用。

ZHANG

, ZHANG G

, CAO W

. Effects of phosphorus application amount on wheat yield and use efficiency of N, P, K in dryland
.Journal of Henan Agricultural Sciences, 2015, 44(7):29-31. (in Chinese)

DOI:10.15933/j.cnki.1004-3268.2015.07.007 URL Magsci [本文引用: 1]

赵荣芳, 邹春琴, 张福锁 . 长期施用磷肥对冬小麦根际磷、锌有效性及其作物磷锌营养的影响
植物营养与肥料学报, 2007,13(3):368-372.

DOI:10.3321/j.issn:1008-505X.2007.03.003 URL Magsci [本文引用: 1]

以中国农业大学昌平试验站长期定位试验为基础,研究了长期施用磷肥对冬小麦根际磷锌有效性及其对作物磷锌营养的影响。结果表明,长期施用磷肥[P2O5,135.kg/(hm2.a)]导致土壤有效磷含量逐年提高;对根际和非根际土壤有效锌含量没有显著影响,但是根际土壤有效锌含量显著高于非根际土壤;长期施用磷肥冬小麦抽穗期植株锌含量显著低于不施磷处理;无论拔节期和抽穗期,植株含磷量和植株磷锌比(P/Zn)都随着施磷量的增加而显著增加。长期施用磷肥处理(P1和P2)在显著提高了冬小麦子粒含磷量的同时,显著降低了其含锌量;冬小麦子粒磷锌比(P/Zn)随着施磷量的增加也显著增加,子粒含磷量与含锌量呈极显著的负线性相关关系。

ZHAO R

, ZOU C

, ZHANG F

. Effects of long-term P fertilization on P and Zn availability in winter wheat rhizosphere and their nutrition
Plant Nutrition and Fertilizer Science, 2007,13(3):368-372. (in Chinese)

DOI:10.3321/j.issn:1008-505X.2007.03.003 URL Magsci [本文引用: 1]

HAILESELASSIE

, HABTE

, HAILESELASSIE

, GEBREMESKEL

. Effects of mineral nitrogen and phosphorus fertilizers on yield and nutrient utilization of bread wheat (Tritcum aestivum) on the sandy soils of Hawzen District, Northern Ethiopia
Agriculture, Forestry and Fisheries, 2014,3(3):189-198.

[本文引用: 1]

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TANG

, MA Y

, HAO X

, LIU X

, LI Y

, HUANG S

, YANG X

. Determining critical values of soil Olsen-P for maize and winter wheat from long-term experiments in China
Plant & Soil, 2009, 323(1/2):143-151.

DOI:10.1007/s11104-009-9919-y URL [本文引用: 1]

The critical value of soil Olsen-P is the point above which the probability of crop yield response to fertilizer P is small or nil. Determining this critical value is fundamental when making appropriate P fertilizer recommendations. In this study, the critical values were determined for continuous maize ( Zea mays L .)-winter wheat ( Triticum aestivum L .) cropping systems from a 15-year field experiment across three sites in China using linear-linear, linear-plateau and Mitscherlich models. The mean critical values for maize using the three models ranged from 12.1 to 17.302mg P kg 611 (average 15.302mg P kg 611 ) and for winter wheat from 12.5 to 19.002mg P kg 611 (average 16.302mg P kg 611 ) among study sites. The mean critical value for maize was approximately 7% lower than that for winter wheat across all sites based on the three models. Critical values identified by the Mitscherlich model were 1.4 to 2.1 times those from linear-linear and 1.3 to 1.9 times of those from linear-plateau and were crop and site dependent. There was a significant negative correlation ( P 65<650.05) between the mean critical value from the three models and the observed P uptake by either maize or wheat. Our study shows that the critical values can vary with sites, crops and models used, and thus caution should be taken when selecting the most appropriate one when making P fertilizer recommendations for agronomic return and to minimize chances of negative environment impact from overfertilization.

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COLOMB

, DEBAEKE

, JOUANY

, NOLOT J

. Phosphorus management in low input stockless cropping systems: Crop and soil responses to contrasting P regimes in a 36-year experiment in southern France
European Journal of Agronomy, 2007,26(2):154-165.

DOI:10.1016/j.eja.2006.09.004 URL [本文引用: 1]

Fertiliser recommendation systems should aim at a finer tuning of non-renewable P inputs for agronomic, environmental and economic reasons. Modern decision support systems should take into account the relevant soil characteristics, the P recycling capabilities of the cropping system, and crop requirements for attainable production in a range of soil/weather conditions. Unfortunately, information is still lacking for low input cropping systems in south-western France. In 1968 INRA Toulouse set up a P experiment, which has been going on for 36 years, on a deep alluvial silty-clay/clay soil with varying CaCO. Four P regimes (P0, P1, P2, P4) were arranged in four blocks with periodic changes in the fertiliser dressings. Wheat, maize, sunflower, sorghum and soybean were tested for grain yield (GY) and grain P concentration (GPC) response to soil Olsen P concentration. The highest GY were observed in both P2 and P4, although P1 yields were significantly lower in only 4 years out of 36. P0 resulted 32 times in lower yields than P2–P4 and 27 times in lower yields than P1. Wheat was the crop most sensitive to the absence of P fertilization (GY/GY02=020.72); maize and sorghum were intermediate (0.77) and sunflower was the less sensitive on average (0.83). As the highest GPC values were observed in the P4 treatments, P removal was maximum for P4 (21.902kg02P02ha02year) and minimal in P0 (11.702kg02P02ha02year). The critical soil Olsen P values for yield responses were determined using the Cate–Nelson and Mitscherlich approaches. Although the thresholds differ for the two methods (3.3–7.202mg02P02kg with Cate–Nelson; 4.4–11.202mg02P02kg with Mitscherlich), crops ranked similarly with both methods. Critical soil P values were lowest for maize and highest for sunflower, while wheat, soybean and sorghum had intermediate values. Because of low-input management and frequent water stress, critical values fall within the lower range of published values. Only in the P4 treatment were P-Olsen values potentially hazardous for the environment (>2002mg02P02kg) 8–10 years after the beginning of the experiment. Annual P dressings of 17.502kg02P02ha02year (P1) were sufficient to achieve good yields but P dressings of 3502kg02P02ha02year (P2) were necessary to stabilize soil P around the critical level in the calcareous part of the experiment.

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靳静静, 王朝辉, 戴健, 王森, 高雅洁, 曹寒冰, 于荣 . 长期不同氮、磷用量对冬小麦籽粒锌含量的影响
植物营养与肥料学报, 2014,20(6):1358-1367.

DOI:10.11674/zwyf.2014.0605 URL Magsci [本文引用: 1]

【目的】小麦是我国西北地区主要的粮食作物,主要种植在低锌的石灰性土壤上,其籽粒锌含量普遍较低,难以满足人们的锌营养需求,因此提高冬小麦籽粒中的锌含量对保证人体健康具有非常重要的意义。氮素、磷素供应不足或过量会影响冬小麦对锌的吸收与利用,本文基于黄土高原南部9年的长期定位试验,研究了长期不同氮、磷肥用量对旱地冬小麦籽粒锌含量的影响及籽粒锌含量与氮、磷吸收与分配的关系,以期为有效调控冬小麦籽粒锌营养品质和优化旱地冬小麦氮、磷肥管理提供理论依据和切实可行的措施。【方法】田间定位试验开始于2004年10月,位于陕西杨凌西北农林科技大学农作一站。采用单因素完全随机区组设计,重复4次。供试小麦品种为小偃22,整个生育期不灌水。试验一为小麦施氮量试验,在施磷量为P2O5100kg/hm2的基础上,设置0、 80、 160、 240、 320kg/hm2 5个氮肥(N)水平;试验二为小麦施磷量试验,在施氮量为N 160kg/hm2的基础上,设置P2O5 0、 50、 100、 150、 200kg/hm25个磷肥水平。分别于2011<img src='波浪.TIF'/>2013年连续两年进行田间取样,测定小麦籽粒产量及其构成因素,籽粒、茎叶和颖壳中的氮、磷、锌含量,计算小麦地上部的氮、磷、锌吸收量。【结果】小麦施氮量试验表明,氮肥用量不超过N 320kg/hm2时,小麦籽粒锌含量和地上部锌吸收量与施氮量呈极显著的正相关关系,施氮量每增加N 100kg/hm2,籽粒锌含量平均提高4.0mg/kg,地上部锌吸收量平均提高36.4 g/hm2;籽粒中的锌含量与氮含量之间、地上部的锌吸收量与氮吸收量之间也均呈极显著的正相关关系,籽粒氮含量每增加1g/kg,籽粒锌含量平均提高2.0mg/kg,地上部氮吸收量每增加100kg/hm2,其锌吸收量平均提高142.9 g/hm2。小麦施磷量的试验结果表明,施磷量不超过200kg/hm2时,籽粒锌含量与施磷量呈极显著的负相关关系,施磷量每增加P2O5 100kg/hm2,籽粒锌含量平均下降9.2mg/kg;籽粒锌含量与磷含量也呈极显著的负相关关系,籽粒磷含量每增加1g/kg,籽粒锌含量平均降低24.0mg/kg;地上部锌吸收量与施磷量、地上部磷吸收量之间均没有显著相关关系。【结论】综合考虑冬小麦籽粒产量和籽粒锌含量,建议这一地区冬小麦的施氮量和施磷量分别控制在N 160<img src='波浪.TIF'/>240kg/hm2和P2O5 50<img src='波浪.TIF'/>100kg/hm2。

JIN J

, WANG Z

, DAI

, WANG

, GAO Y

, CAO H

, YU

. Effects of long-term N and P fertilization with different rates on Zn concentration in grain of winter wheat
Journal of Plant Nutrition Fertilizer, 2014,20(6):1358-1367. (in Chinese)

DOI:10.11674/zwyf.2014.0605 URL Magsci [本文引用: 1]