14精准养分管理- 粮田土壤磷、钾养分的垂直分布特征

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1、精准养分管理粮田土壤磷、钾养分的垂直分布特征黄绍文金继运杨俐苹程明芳中国农业科学院土壤肥料研究所　　对土壤特性，尤其是对土壤养分空间变异的充分了解是管理好土壤养分和合理施肥的基础[1]。自40年代中期以来，国外对土壤养分空间变异进行了大量的研究[2~9]。而我国该方面的研究较少[10]，尤其是在有关土壤养分的纵向变异方面。为此，十分有必要研究土壤养分的垂直分布特征，为养分资源的持续高效利用提供理论基础。　　1材料与方法　　1.1样品采集　　在黄淮海平原选择主要农业自然经济类型区河北省玉田县（海河平原

2、）作为本项研究的试区，以有代表性的小麦-玉米轮作区和2个钾肥定位监测点为研究对象。　　1.1.1代表性地块　　从褐土区的林头屯、彩亭桥、孤树等3个乡（镇）各选择1个有代表性的粮食地块，从潮土区的鸦鸿桥、杨家板桥乡和虹桥镇的珠三、芦家、东会3个村选择有代表性的粮食地块各1个。在每个代表性粮食地块上采取0~20cm、20~40cm、40~60cm土壤样品。种植制度为小麦-玉米。　　1.1.2定位监测点　　2000年3月下旬，从郭家屯乡王各庄村和虹桥镇小定府村的钾肥定位试验点的NP、NPK、NPM、NPK

3、M4个处理上分别采取0~20cm、20~40cm、40~60cm土壤样品。　　每茬作物的N、P2O5、K2O用量分别为150kg/ha、150kg/ha、112.5kg/ha；有机肥（M）用量（干重）一般为10000kg/ha，在春播作物或小麦上作基肥施用。王各庄村定位点，土壤类型为褐土，粘土矿物以云母为主，土壤质地为粘壤，定位时间从1987年夏玉米开始，轮作方式为小麦-夏玉米；小定府村定位点，土壤类型为潮土，粘土矿物以蒙脱石为主，土壤质地为粘壤，定位时间从1987年春玉米开始，轮作方式为春玉米-小

4、麦-夏玉米（两年三作），从1996年改为一年一茬春玉米。　　1.2样品分析　　本项研究是在“土壤养分综合系统评价法与作物高产高效平衡施肥技术”成果的基础上进行的。该技术的核心是应用联合浸提剂和系列化操作规程，能快速准确测定和全面评价土壤中各种大、中、微量营养元素状况和供应能力，并在此基础上实现保证各种营养元素均衡供应的平衡施肥技术体系。　　P、K、Cu、Fe、Mn、Zn的联合浸提与测定：浸提剂为ASI溶液（0.25mol/LNaHCO3-0.01mol/LEDTA-0.01mol/LNH4F）；P用

5、钼锑抗比色法测定，K、Cu、Fe、Mn、Zn用原子吸收分光光度计测定。NH4+-N、Ca、Mg的联合浸提与测定：浸提剂为1mol/LKCl溶液；NH4+-N用靛酚蓝比色法测定，Ca、Mg用原子吸收分光光度计测定。S的浸提与测定：浸提剂为0.08mol/LCa(H2PO4)2H2O溶液，用BaCl2比浊法测定。有机质（OM）：浸提剂为0.2mol/LNaOH-0.01mol/LEDTA-2%甲醇，比色测定。pH：水土比为2.5∶1，复合电极测定。　　2结果与分析　　2.1土壤养分含量的垂直分布　　按照

6、土壤养分综合系统评价法所设定的土壤养分含量临界值指标对耕层（0~20cm）土壤养分状况进行了初步评价。表1表明，土壤N、P、K、Mn和Zn普遍缺乏，其速效含量低于临界值的土样数占总土样数的百分数分别为100、62.5、100、87.5和87.5。此外，还有37.5%的土样中的Fe也低于临界值，对于它的缺乏也不可忽视。　　粮田土壤养分速效含量呈现较明显的垂直分布规律，总的趋势是上部土层主要养分速效含量高于下部土层。0~20cm土层N(NH4+-N)、P、K、Mn、Zn、Fe、Cu等养分含量明显高于20

7、~40cm和40~60cm土层，20~40cm和40~60cm土层养分含量差异不大（表1）。　　土壤速效P和K含量的垂直分布特征差异较大（图1）。0~20cm土层分别与20~40cm和40~60cm土层比较，P含量平均分别高出4.7和5.2倍，而K含量平均分别仅高出26.8%和28.0%。0~20cm土层P含量数倍高于20~40cm和40~60cm土层，这主要与施入土壤中的P（一般施在0~20cm的耕层范围内）移动性小而使得所施磷肥绝大部分残留在耕层，下部土层P一直处于耗竭状态而难以得到补充，以及目

8、前施磷情况下土壤P收支平衡（一般在0~20cm的耕层范围内）一般为盈余[11]等有关。从土壤耕层（0~20cm）速效P的含量来看，供试地块中属一般缺磷的地块占62.5%，P含量较丰富的地块占37.5%；但从下部土层（20~40cm和40~60cm）P的含量来看，供试地块均处于极缺磷状态。这种土壤磷空间分布严重不均的现象是磷肥利用率难以提高的主要症结[12]。土壤磷空间分布不均，严重影响了作物根系的生长及对养分的吸收，从而导致作物产量的大幅度降低。　　0~20cm土层K