中國北方甜菜土壤速效鉀豐缺指標與適宜施鉀量研究

孫洪仁，張吉萍，呂玉才，鄭笑冉，張利霞，宋瓊，林柏森

（1.中國農(nóng)業(yè)大學草業(yè)科學與技術(shù)學院，北京 100193；2.北京六凱農(nóng)業(yè)科技有限公司，北京 100095；3.凱風新農(nóng)（北京）科技有限公司，北京 100095；4.赤峰眾益糖業(yè)有限公司，內(nèi)蒙古赤峰 024000；5.呼倫貝爾包商銀行，內(nèi)蒙古海拉爾 021000；6.赤峰綠璐種業(yè)有限公司，內(nèi)蒙古赤峰 024000）

0 引言

甜菜是我國北方重要經(jīng)濟作物，科技進步使甜菜單產(chǎn)大幅度提高，增產(chǎn)幅度約40%，其主要原因是得益于測土施肥技術(shù)的進步[1-2]。我國甜菜肥料利用率不高，尚未達到農(nóng)業(yè)農(nóng)村部關(guān)于2020年主要農(nóng)作物肥料利用率超過40%的要求。探究土壤養(yǎng)分豐缺狀況對于甜菜作物的增產(chǎn)提質(zhì)及化肥減量增效等均有重要的指導意義。梁靖[3]率先在內(nèi)蒙古烏蘭察布市開展了甜菜土壤養(yǎng)分豐缺指標推薦施肥系統(tǒng)研究。孫洪仁等[4-5]建立了中國北方甜菜土壤氮、磷豐缺指標推薦施肥系統(tǒng)。本研究擬建立我國北方甜菜土壤速效鉀豐缺指標推薦施肥系統(tǒng)，為我國北方甜菜測土施肥提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

甜菜施肥試驗文獻搜集，土壤速效鉀含量、甜菜缺鉀處理根產(chǎn)量和全肥處理根產(chǎn)量數(shù)據(jù)提取，甜菜缺鉀處理相對根產(chǎn)量計算，甜菜缺鉀處理相對根產(chǎn)量與土壤速效鉀含量散點圖制作，趨勢線繪制，回歸方程建立，土壤養(yǎng)分豐缺分級改良方案選擇，土壤速效鉀豐缺指標計算等均依照文獻[4-7]的方法進行。

不同豐缺級別土壤、不同目標產(chǎn)量甜菜適宜施肥量參照文獻[4-6，8-9]的方法進行計算。單位經(jīng)濟產(chǎn)量甜菜鉀素移出量（K2O）確定為5.5 kg/t[2，10]。設(shè)定9個甜菜目標產(chǎn)量，分別為30、37.5、45、52.5、60、67.5、75、82.5和90 t/hm2。根據(jù)當前甜菜生產(chǎn)實際情況，設(shè)置3個甜菜鉀肥當季利用率：30%、40%和50%。

2 結(jié)果與分析

2.1 中國北方甜菜施鉀試驗文獻及與土壤速效鉀豐缺指標研究相關(guān)信息

搜集到具有相關(guān)數(shù)據(jù)的北方甜菜施鉀試驗文獻18篇[11-28]，提取出配套數(shù)據(jù)28組，詳細信息參見表1。

2.2 中國北方甜菜缺鉀處理相對根產(chǎn)量與土壤速效鉀含量回歸方程

表1 中含有配套的“土壤速效鉀含量”和“甜菜缺鉀處理相對產(chǎn)量”數(shù)據(jù)28 對，將3 對明顯不合理數(shù)據(jù)剔除后，利用其建立“甜菜缺鉀處理相對根產(chǎn)量”（y）與“土壤速效鉀含量”（x）回歸方程（圖1和式①）。

表1 甜菜施鉀試驗文獻中與土壤速效鉀豐缺指標研究相關(guān)信息Table 1 Information related to the study of soil available potassium abundance and deficiency indexes in the literature of sugar beet potassium application experiment

圖1 中國北方甜菜土壤速效鉀（NH4OAc-K）含量與缺鉀處理相對根產(chǎn)量回歸曲線Fig.1 Regression curve between available potassium content in sugar beet soil and relative yield of beet root under K deficiency treatment in north China

式（1）中y和x的數(shù)據(jù)范圍分別為72.7%～114.4%和121.4～436 mg/kg。

2.3 中國北方甜菜土壤速效鉀豐缺指標

將在試驗數(shù)據(jù)范圍內(nèi)及接近之缺鉀處理相對產(chǎn)量分級參數(shù)100%、95%、90%、80%和70%等分別代入式①，求得相應級別土壤速效鉀含量起點數(shù)值依次為408.7、302.6、224.0、122.8 和67.3 mg/kg，據(jù)之確定我國北方甜菜土壤速效鉀豐缺指標如表2-A、B、C所示。

表2-A 中國北方甜菜土壤速效鉀豐缺指標和鉀肥當季利用率50%的適宜施鉀量(K2O，kg/hm2)Table 2-A Index of available potassium deficiency in sugar beet soil and suitable potassium application amount(K2O,kg/ha)under 50%the potassium fertilizer use efficiency in current season in north China

表2-B 中國北方甜菜土壤速效鉀豐缺指標和鉀肥當季利用率40%的適宜施鉀量(K2O，kg/hm2)Table 2-B Index of available potassium deficiency in sugar beet soil and suitable potassium application amount(K2O,kg/ha)under 40%the potassium fertilizer use efficiency in current season in north China

表2-C 中國北方甜菜土壤速效鉀豐缺指標和鉀肥當季利用率30%的適宜施鉀量(K2O，kg/hm2)Table 2-C Index of available potassium deficiency in sugar beet soil and suitable potassium application amount(K2O,kg/ha)under 30%the potassium fertilizer use efficiency in current season in north China

2.4 中國北方甜菜不同豐缺級別土壤適宜施鉀量

表2-A、B、C 列出了我國北方甜菜不同豐缺級別土壤適宜施鉀量。適宜施鉀量與鉀肥當季利用率呈線性負相關(guān)關(guān)系，與甜菜目標產(chǎn)量和土壤速效鉀豐缺級別呈線性正相關(guān)關(guān)系。在鉀肥當季利用率40%、目標產(chǎn)量30～90 t/hm2的情形下，第1～5 級土壤的適宜施鉀量范圍依次為0～0、41～124、83～248、124～371 和165～495 kg/hm2。在鉀肥當季利用率50%、目標產(chǎn)量30～90 t/hm2的情形下，第1～5 級土壤的適宜施鉀量范圍依次為0～0、33～99、66～198、99～297 和132～396 kg/hm2。在鉀肥當季利用率30%、目標產(chǎn)量30～90 t/hm2的情形下，第1～5級土壤的適宜施鉀量范圍依次為0～0、55～163、111～332、165～495和220～658 kg/hm2。

3 討論與結(jié)論

3.1 中國北方甜菜土壤速效鉀豐缺指標

梁靖[2]針對內(nèi)蒙古烏蘭察布市前山地區(qū)甜菜土壤速效鉀豐缺指標的研究結(jié)果為，甜菜缺鉀處理相對根產(chǎn)量80%、90%和95%對應的土壤速效鉀含量分別為128、171 和198 mg/kg。本研究所得中國北方甜菜的相應結(jié)果分別為123、224和303 mg/kg，前者明顯較其略低，后兩者則明顯較其為高。

張福鎖等[29]將新疆棉花、南方香蕉和全國其它大田糧經(jīng)作物土壤速效鉀最高級別指標下限分別確定為350、300 和140～250 mg/kg（缺鉀處理相對產(chǎn)量為95%）。本研究所得中國北方甜菜缺鉀處理相對產(chǎn)量95%的土壤速效鉀含量為303 mg/kg，低于新疆棉花，與南方香蕉相近，明顯較全國其它大田糧經(jīng)作物為高。

3.2 中國北方甜菜適宜施鉀量

本研究涉及甜菜施肥文獻[2，11-28]的推薦施鉀量范圍為45～405 kg/hm2。本研究之適宜施鉀量與其大體相當。本研究之適宜施鉀量與黃春燕等[30]在內(nèi)蒙古察哈爾右翼前旗、蘇文斌等[31]在呼和浩特、白曉山等[32]在新疆天山北麓的推薦施鉀量較為接近，但明顯低于張南冰等[33]在甘肅河西走廊的推薦施鉀量。