長(zhǎng)江流域水旱輪作體系磷素管理限量標(biāo)準(zhǔn)（草案）

汪 玉，任 濤，張 勇，朱毅勇，吳杰臣，郭九信，郭世偉，王慎強(qiáng)

（1. 中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所 土壤與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京 210008；2. 華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源與環(huán)境學(xué)院，湖北 武漢 430070；3. 西南大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院，重慶 400715；4. 南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，江蘇 南京 210095；5. 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源與環(huán)境學(xué)院，北京 100091）

磷是動(dòng)植物體賴(lài)以生存的重要礦物元素，也是作物必需的大量元素之一。然而為保障作物產(chǎn)量而施用大量磷肥已導(dǎo)致農(nóng)田土壤磷素累積加劇，磷素流失成為我國(guó)湖泊水體富營(yíng)養(yǎng)化的主要因子，上述現(xiàn)象成為制約我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護(hù)的主要限制性因素之一。水稻作為我國(guó)三大主要糧食作物之一，長(zhǎng)江流域是其主產(chǎn)區(qū)，產(chǎn)量占全國(guó)總產(chǎn)量的70%，與其他農(nóng)作物（如小麥、油菜、榨菜）輪作形成了特有的水旱輪作種植模式。然而過(guò)量施肥和田間管理不當(dāng)?shù)葘?dǎo)致化肥磷利用率低，以及大量磷流失到周邊水環(huán)境，在長(zhǎng)江流域尤為突出。因此，如何進(jìn)行精準(zhǔn)的磷素管理對(duì)于維持作物產(chǎn)量及減少磷素流失至關(guān)重要。

水稻土是長(zhǎng)江流域最重要的土壤資源，其主要特征是灌水淹育和排水疏干周期性交替，導(dǎo)致土壤氧化、還原過(guò)程交替進(jìn)行，進(jìn)而對(duì)土壤生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能產(chǎn)生重大影響，其中磷元素的生物地球化學(xué)過(guò)程也會(huì)隨之改變。因此，利用常熟農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家野外科學(xué)觀測(cè)研究站長(zhǎng)期水旱輪作田間試驗(yàn)及新布設(shè)的多點(diǎn)短期試驗(yàn)結(jié)果，結(jié)合區(qū)域水稻土磷庫(kù)調(diào)查、農(nóng)戶(hù)施肥詳查結(jié)果，以及該區(qū)域長(zhǎng)期的磷素研究成果，建立作物對(duì)磷素的響應(yīng)曲線、磷肥利用效率對(duì)土壤磷素肥力水平的響應(yīng)關(guān)系，界定磷素管理的最佳施肥范圍，制定不同土壤磷肥力水平下的磷肥施用推薦標(biāo)準(zhǔn)，提出長(zhǎng)江流域水旱輪作體系土壤磷素以及磷肥施用限量標(biāo)準(zhǔn)（草案），可為該區(qū)域水旱輪作體系磷素管理提出指導(dǎo)，同時(shí)提高磷肥利用效率，減少環(huán)境污染，對(duì)于我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護(hù)具有重要意義。

1 制定工作簡(jiǎn)況

（1）在長(zhǎng)江流域主要水旱輪作區(qū)開(kāi)展土壤磷庫(kù)調(diào)查、施肥調(diào)研、不同磷肥梯度及用量田間試驗(yàn)、磷肥減量長(zhǎng)期定位試驗(yàn)以及文獻(xiàn)資料查詢(xún)，獲得區(qū)域土壤磷庫(kù)背景值及作物磷需求等指標(biāo)。

（2）建立磷肥利用效率與土壤磷素肥力的定量關(guān)系。

（3）界定磷素農(nóng)學(xué)閾值及高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)且磷肥高效的土壤磷素水平范圍及磷肥用量。

2 長(zhǎng)江流域水旱輪作體系磷素管理限量標(biāo)準(zhǔn)

2.1 范圍

本標(biāo)準(zhǔn)（草案）制定了長(zhǎng)江流域水旱輪作體系土壤磷素水平管理限量和相對(duì)應(yīng)的磷肥限量標(biāo)準(zhǔn)，適用于我國(guó)長(zhǎng)江流域主要水旱輪作體系。

2.2 術(shù)語(yǔ)和定義

1） 目標(biāo)產(chǎn)量 基于農(nóng)戶(hù)調(diào)查數(shù)據(jù)、長(zhǎng)期肥料試驗(yàn)及文獻(xiàn)調(diào)查等制定。

2） 磷肥減施試驗(yàn) 多點(diǎn)位磷素肥力水平上進(jìn)行的不同施磷水平試驗(yàn)，用以獲取磷素產(chǎn)量反應(yīng)及磷效率與磷素肥力水平的定性、定量關(guān)系。

3） 磷素肥力 主要指耕層土壤磷素水平，指標(biāo)為有效磷含量，用n（NaHCO3）0.5 mol/L 的NaHCO3溶液（pH 8.5）提取。

4） 土壤磷環(huán)境閾值 指土壤中有效磷達(dá)到一定水平時(shí)，土壤水溶性磷（氯化鈣浸提法）隨之急劇升高的有效磷水平。

5） 土壤磷農(nóng)學(xué)閾值 在特定土壤上，作物對(duì)添加的磷肥不再有顯著產(chǎn)量反應(yīng)的土壤有效磷水平。

6） 維持施磷量 和作物攜出磷量相等的磷肥施用量。

2.3 水旱輪作體系土壤磷水平指數(shù)劃分

依據(jù)長(zhǎng)江流域水旱輪作中水季作物（水稻）和旱作作物（包括小麥、油菜、榨菜）磷素響應(yīng)及土壤磷農(nóng)學(xué)閾值、土壤磷素肥力水平、磷損失發(fā)生環(huán)境閾值，將長(zhǎng)江流域水旱輪作體系農(nóng)田土壤磷素劃分為如下水平（指數(shù)），見(jiàn)表1。其中w（有效磷）＞10 ～20 mg/kg為體系磷肥效率最高的土壤有效磷范圍。土壤磷環(huán)境閾值w（有效磷）為40 mg/kg，超過(guò)此值，進(jìn)一步提高磷素水平會(huì)導(dǎo)致磷淋溶或徑流損失風(fēng)險(xiǎn)激增。

表1 長(zhǎng)江流域水旱輪作體系土壤磷水平指數(shù)

2.4 水旱輪作體系施磷量限量

長(zhǎng)江流域水旱輪作體系作物每100 kg 經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量需磷量見(jiàn)表2。依據(jù)表2 磷素指標(biāo)，在對(duì)應(yīng)作物最佳土壤磷含量范圍內(nèi)，依據(jù)作物施磷量等于作物帶走量原則確定施磷量。土壤磷水平對(duì)應(yīng)值，則需要施磷達(dá)到最佳磷水平范圍，以期獲得最佳產(chǎn)量。目標(biāo)產(chǎn)量確定應(yīng)依據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際生產(chǎn)而定。水旱輪作作物施磷量限量依據(jù)目標(biāo)產(chǎn)量乘以作物需磷量（表2）。但基于水旱輪作中水稻季土壤磷的特殊生物地球化學(xué)循環(huán)（淹水會(huì)導(dǎo)致土壤有效磷上升），因此在水稻季可適當(dāng)減少磷肥用量（見(jiàn)表3）。

表2 長(zhǎng)江流域水旱輪作體系作物每100 kg經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量需磷量 kg

表3 長(zhǎng)江流域水旱輪作體系作物施磷量 kg/hm2

2.5 磷肥施用時(shí)間、分配比例及施肥方法

水旱輪作水稻土在水稻季及旱作季（包括榨菜、油菜、小麥）磷肥以基施為主。在水旱輪作周年中磷肥施用依照旱重水輕原則，旱作季磷肥施用量高于水稻季。其中考慮水稻季土壤有效磷在淹水情況下將升高，以及其他管理措施如施用有機(jī)肥、種植綠肥翻壓、秸稈還田等，磷肥用量均可適當(dāng)減少。對(duì)于土壤w（有效磷）高于20 mg/kg，或在長(zhǎng)江上游榨菜完全還田的稻菜輪作中，水稻季可考慮不施磷肥。對(duì)于土壤w（有效磷）高于30 mg/kg，旱作季可酌情考慮不施磷肥。

2.6 肥料品種及作物品種

作物品種不同可能導(dǎo)致磷素吸收量及攜出量差異，需要及時(shí)根據(jù)品種調(diào)整。長(zhǎng)江流域水旱輪作農(nóng)田中水稻季磷肥品種以枸溶性磷肥（鈣鎂磷肥）為主；對(duì)于土壤磷水平等級(jí)在2以上時(shí)，建議磷來(lái)源于秸稈還田或有機(jī)肥。

2.7 其他限制

土壤有效磷含量應(yīng)每3 ～5年監(jiān)測(cè)1次，磷肥施用限量須依據(jù)實(shí)測(cè)的土壤有效磷含量進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。在水源或渠道附近20 m內(nèi)禁止施用有機(jī)肥。