菜園土壤速效鉀豐缺指標(biāo)及合理施鉀量研究

赫新洲，呂業(yè)成，萬云巧，陳瓊賢，曹 健，張白鴿，楊 秋，李妙漢，高惠楠

(1廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所，廣東廣州510640;2南海農(nóng)業(yè)推廣中心，廣東南海528200)

蔬菜生產(chǎn)對(duì)菜園土肥力有較大的影響，菜田的土壤管理及農(nóng)業(yè)技術(shù)措施能影響土壤熟化過程，其影響程度與長期種植大田作物的土壤有一定的差別.雖然人們對(duì)大田作物的營養(yǎng)診斷技術(shù)具有比較深入的研究［1］，但是研究結(jié)果不能完全應(yīng)用在蔬菜上，原因在于它們對(duì)養(yǎng)分的需求量和需求強(qiáng)度都有比較大的差別.鉀素是農(nóng)作物主要營養(yǎng)元素，山西等地對(duì)蔬菜作物的鉀營養(yǎng)診斷與施肥已有報(bào)道［2-4］，南方對(duì)蔬菜作物的土壤鉀素診斷技術(shù)還缺少系統(tǒng)的研究報(bào)道［5］，蔬菜生產(chǎn)中仍應(yīng)用大田作物的營養(yǎng)診斷標(biāo)準(zhǔn)［6］，鉀肥施用中存在盲目性.

土壤營養(yǎng)診斷方法針對(duì)性較強(qiáng)，可以提前預(yù)測植物營養(yǎng)狀況［1，7-8］，而且具有診斷速度快，費(fèi)用低，適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)［1，10-12］.按照農(nóng)業(yè)部《測土配方施肥技術(shù)規(guī)范》的“3414”試驗(yàn)方案，廖新榮等［13］對(duì)菜心和小白菜為代表的葉菜進(jìn)行了測土配方施肥綜合研究，初步建立廣東葉菜土壤速效鉀養(yǎng)分豐缺指標(biāo)和不同鉀素肥力土壤的推薦施鉀量指標(biāo).但是，其試驗(yàn)涉及葉菜種類、土壤速效鉀含量、氮磷肥習(xí)慣施用水平等多個(gè)因子，推薦的施鉀肥指標(biāo)有待在菜田生產(chǎn)中進(jìn)行年度重復(fù)驗(yàn)證.本研究在對(duì)不同含鉀水平的菜園土鉀素供應(yīng)狀況進(jìn)行調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)鉀營養(yǎng)診斷指標(biāo)的單因素多地點(diǎn)和3年度的小區(qū)試驗(yàn)以及不同肥力水平條件下單因素五水平鉀肥施用量的大田試驗(yàn)，根據(jù)菜心(又稱菜薹)Brassica parachinensis Bailey的田間試驗(yàn)結(jié)果對(duì)菜園土壤的鉀養(yǎng)分狀況進(jìn)行分級(jí)，制定菜園土壤鉀養(yǎng)分豐缺指標(biāo)，明確施用鉀肥的效果并給出鉀肥施用量的建議，對(duì)于蔬菜合理施用鉀肥并提高鉀肥利用率，提高菜園土壤肥力水平，以及蔬菜高產(chǎn)、高效、優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)具有十分重要的意義.

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地的基本情況

在廣東省不同赤紅壤地區(qū)具有代表性的蔬菜產(chǎn)區(qū)采集了20個(gè)屬于中壤土的土壤樣本，按常規(guī)的土壤樣本采集方法［14］，在每個(gè)蔬菜產(chǎn)區(qū)中選擇1個(gè)代表性的田塊，通過多點(diǎn)采樣采集0～20 cm的土壤耕作層的代表性混合樣品，風(fēng)干、過篩后進(jìn)行養(yǎng)分分析.土壤樣品用還原堿解擴(kuò)散法測定有效氮含量;用0.5 mol/L NaHCO3(pH 8.5)浸提鉬銻抗比色法測定速效磷含量;用1 mol/L NH4Ac(pH 7.0)浸提火焰光度計(jì)法測定速效鉀含量;用NH4Ac(pH7.0)浸提、EDTA測定土壤陽離子交換量［14］.測定結(jié)果見表1.

表1 田間肥料試驗(yàn)地點(diǎn)及土壤養(yǎng)分含量1)Tab.1 Fertilizer field trial sites and soil nutrient content

1.2 營養(yǎng)診斷指標(biāo)的小區(qū)試驗(yàn)

在土壤養(yǎng)分含量調(diào)查分析的基礎(chǔ)上，分別于2002年10月、2003年10月和2004年10月在20個(gè)不同地點(diǎn)上進(jìn)行菜心田間試驗(yàn).試驗(yàn)設(shè)不施鉀和施鉀處理，隨機(jī)區(qū)組排列，小區(qū)面積9 m2，重復(fù)3次.施鉀處理每小區(qū)施KCl 0.13 kg.肥料用量為每小區(qū)尿素0.17 kg，過磷酸鈣0.33 kg，生石灰0.04 kg，硫酸鎂0.06 kg.磷、鉀、鈣、鎂肥全部作底肥，氮肥1/3作基肥，其余在三葉期和五葉期各追施1/3.基肥全層施，追肥隨水追施.

供試蔬菜品種為廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所提供的優(yōu)良品種“美青1號(hào)”菜心.收獲期按小區(qū)計(jì)產(chǎn).

1.3 鉀肥施用量的大田試驗(yàn)

2004年10月，分別在新會(huì)的低肥力土壤、惠州的中肥力土壤和南海的高肥力土壤(3個(gè)土壤的速效鉀分別是46.7、96.3和145.0 mg/kg)，進(jìn)行大田試驗(yàn)，設(shè)鉀肥(純 K2O)施用量分別為 0、22.5、45.0、67.5、90.0 kg/hm2的5個(gè)處理，按完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù).氮、磷、鈣、鎂施用量和施肥方法均與小區(qū)試驗(yàn)相同，收獲期按小區(qū)測產(chǎn).

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤速效鉀營養(yǎng)診斷指標(biāo)

通過20個(gè)不同地點(diǎn)不同土壤肥力水平的田間試驗(yàn)得到小區(qū)的菜心產(chǎn)量，以不施鉀肥小區(qū)菜心產(chǎn)量占施鉀肥小區(qū)菜心產(chǎn)量的百分?jǐn)?shù)求出各試驗(yàn)點(diǎn)的菜心相對(duì)產(chǎn)量.結(jié)果如表2，在施肥量為純N 90 kg/hm2、純P2O545 kg/hm2、純 Ca 35 kg/hm2、純 Mg 15 kg/hm2的條件下，施鉀肥(純K2O 90 kg/hm2)增產(chǎn)的菜田占90%，增產(chǎn)率為0.89% ～47.2%.

表2 不同肥力水平的土壤施鉀肥對(duì)菜心產(chǎn)量的影響1)Tab.2 Effect on the yield of Brassica parachinensis when applied K fertilizer in different levels of soil fertility

將表1對(duì)應(yīng)土壤編號(hào)的土壤速效鉀含量與表2的相對(duì)產(chǎn)量進(jìn)行相關(guān)分析，分別配置出直線方程、拋物線方程、對(duì)數(shù)方程、冪函數(shù)方程、指數(shù)方程(表3).

由表3可見，5種函數(shù)式變量相關(guān)性均達(dá)到極顯著水平，但它們的優(yōu)勢順序卻不一樣，以一元二次方程為最優(yōu)，冪函數(shù)方程表現(xiàn)最差.故選用一元二次方程 y=-0.000 2 x2+0.197 6 x+65.618 來制定土壤養(yǎng)分豐缺指標(biāo).

表3 菜園土壤速效鉀含量與菜心相對(duì)產(chǎn)量的回歸關(guān)系1)Tab.3 Regression equations between relative yield of Brassica parachinensis and soil available K content

根據(jù)Cate等［15］提出的確定土壤養(yǎng)分的臨界值法，劃分土壤養(yǎng)分等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)是蔬菜的相對(duì)產(chǎn)量，通過求解一元二次方程獲得中壤土的菜田種植菜心的土壤速效鉀豐缺指標(biāo)(表4).由表4可見，菜園土壤的速效鉀豐缺指標(biāo)分別為:速效鉀含量小于22.7 mg/kg為極缺乏，不施鉀肥小區(qū)的產(chǎn)量為施鉀肥小區(qū)產(chǎn)量的70%以下，施鉀肥的增產(chǎn)效果非常明顯;速效鉀含量在22.7～79.0 mg/kg為低鉀菜園土，不施鉀肥小區(qū)的產(chǎn)量為施鉀肥小區(qū)產(chǎn)量的70%～79%，施鉀肥的增產(chǎn)效果明顯;速效鉀含量在79.1～144.4 mg/kg為中鉀菜園土，不施鉀肥小區(qū)的產(chǎn)量為施鉀肥小區(qū)產(chǎn)量的80% ～89%，施鉀肥有一定的增產(chǎn)效果;速效鉀含量在144.5～225.4 mg/kg為高鉀菜園土，不施鉀肥小區(qū)的產(chǎn)量為施鉀肥小區(qū)產(chǎn)量的90%～100%，施鉀肥的增產(chǎn)效果低，甚至無效.速效鉀含量大于225.4 mg/kg為鉀含量過高的菜園土，不施鉀肥小區(qū)的產(chǎn)量為施鉀肥小區(qū)產(chǎn)量100%以上，出現(xiàn)鉀中毒現(xiàn)象.

表4 菜園土壤速效鉀的豐缺指標(biāo)Tab.4 Abundant and scarce index of available K in Brassica parachinensis soils

2.2 鉀肥的產(chǎn)量效應(yīng)及合理施肥量研究

在新會(huì)的低肥力土壤、惠州的中肥力土壤和南海的高肥力土壤上，施N 90 kg/hm2、P2O545 kg/hm2時(shí)，施K2O在0～90 kg/hm2的范圍內(nèi)，低鉀菜園土施鉀肥比不施鉀肥增產(chǎn)24.5% ～45.4%;中鉀菜園土施鉀肥比不施鉀肥增產(chǎn)19.7% ～40.6%;高鉀菜園土施鉀肥比不施鉀肥增產(chǎn)17.4% ～31.1%(表5).在低、中、高肥力的菜田上菜心產(chǎn)量與施鉀肥量均呈拋物線相關(guān).其決定系數(shù)分別為0.961 1、0.941 5和0.966 0;相關(guān)方程分別為y=-0.309 4 x2+48.649 x+4 589、y=-0.310 9 x2+47.193 x+4 963.7 和 y=-0.304 7 x2+42.975 x+5 353.8.通過解上述方程式求得最高產(chǎn)量的施鉀肥量，并結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果認(rèn)為，在低、中、高肥力的菜田上，要求菜心達(dá)到6 501～6 626、6 755～6 985、6 869～6 993 kg/hm2的最高產(chǎn)量水平，推薦的K肥用量分別為67.5～78.6、67.5～75.9、67.5 ～70.5 kg/hm2.

表5 低、中、高鉀菜園土施鉀肥對(duì)菜心產(chǎn)量的影響1)Tab.5 Effect on the yield of Brassica parachinensis when applied K fertilizer in low，medium and high level soils

3 結(jié)論

在質(zhì)地為中壤的菜園土上種植菜心，當(dāng)土壤速效鉀含量在225.4 mg/kg以下范圍內(nèi)，菜心相對(duì)產(chǎn)量(y)與土壤速效鉀含量(x)呈y=-0.000 2 x2+0.197 6 x+65.618，R2=0.810 5 的極顯著水平拋物線相關(guān)關(guān)系.土壤速效鉀的適宜含量為144.5～225.4 mg/kg，在此范圍的下限可補(bǔ)施鉀肥，超此范圍高限應(yīng)控制鉀肥施用;在參試的20個(gè)菜田中，施鉀肥(純K2O)90 kg/hm2增產(chǎn)的菜田占90%，增產(chǎn)率為0.89% ～47.2%.

菜心產(chǎn)量與施鉀肥量呈拋物線相關(guān)，在低、中、高肥力的菜田上，要求菜心達(dá)到6 501～6 626、6 755～6 985、6 869～6 993 kg/hm2的最高產(chǎn)量水平，推薦的鉀肥用量分別為67.5～78.6、67.5～75.9、67.5～70.5 kg/hm2.

致謝:本文撰寫得到華南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院郭和蓉教授指導(dǎo)，特此致謝!

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