菜园土壤速效钾丰缺指标及合理施钾量研究

赫新洲，吕业成，万云巧，陈琼贤，曹 健，张白鸽，杨 秋，李妙汉，高惠楠

(1广东省农业科学院蔬菜研究所，广东广州510640;2南海农业推广中心，广东南海528200)

蔬菜生产对菜园土肥力有较大的影响，菜田的土壤管理及农业技术措施能影响土壤熟化过程，其影响程度与长期种植大田作物的土壤有一定的差别.虽然人们对大田作物的营养诊断技术具有比较深入的研究［1］，但是研究结果不能完全应用在蔬菜上，原因在于它们对养分的需求量和需求强度都有比较大的差别.钾素是农作物主要营养元素，山西等地对蔬菜作物的钾营养诊断与施肥已有报道［2-4］，南方对蔬菜作物的土壤钾素诊断技术还缺少系统的研究报道［5］，蔬菜生产中仍应用大田作物的营养诊断标准［6］，钾肥施用中存在盲目性.

土壤营养诊断方法针对性较强，可以提前预测植物营养状况［1，7-8］，而且具有诊断速度快，费用低，适用范围广等优点［1，10-12］.按照农业部《测土配方施肥技术规范》的“3414”试验方案，廖新荣等［13］对菜心和小白菜为代表的叶菜进行了测土配方施肥综合研究，初步建立广东叶菜土壤速效钾养分丰缺指标和不同钾素肥力土壤的推荐施钾量指标.但是，其试验涉及叶菜种类、土壤速效钾含量、氮磷肥习惯施用水平等多个因子，推荐的施钾肥指标有待在菜田生产中进行年度重复验证.本研究在对不同含钾水平的菜园土钾素供应状况进行调查研究的基础上，设计钾营养诊断指标的单因素多地点和3年度的小区试验以及不同肥力水平条件下单因素五水平钾肥施用量的大田试验，根据菜心(又称菜薹)Brassica parachinensis Bailey的田间试验结果对菜园土壤的钾养分状况进行分级，制定菜园土壤钾养分丰缺指标，明确施用钾肥的效果并给出钾肥施用量的建议，对于蔬菜合理施用钾肥并提高钾肥利用率，提高菜园土壤肥力水平，以及蔬菜高产、高效、优质生产具有十分重要的意义.

1 材料与方法

1.1 试验地的基本情况

在广东省不同赤红壤地区具有代表性的蔬菜产区采集了20个属于中壤土的土壤样本，按常规的土壤样本采集方法［14］，在每个蔬菜产区中选择1个代表性的田块，通过多点采样采集0～20 cm的土壤耕作层的代表性混合样品，风干、过筛后进行养分分析.土壤样品用还原碱解扩散法测定有效氮含量;用0.5 mol/L NaHCO3(pH 8.5)浸提钼锑抗比色法测定速效磷含量;用1 mol/L NH4Ac(pH 7.0)浸提火焰光度计法测定速效钾含量;用NH4Ac(pH7.0)浸提、EDTA测定土壤阳离子交换量［14］.测定结果见表1.

表1 田间肥料试验地点及土壤养分含量1)Tab.1 Fertilizer field trial sites and soil nutrient content

1.2 营养诊断指标的小区试验

在土壤养分含量调查分析的基础上，分别于2002年10月、2003年10月和2004年10月在20个不同地点上进行菜心田间试验.试验设不施钾和施钾处理，随机区组排列，小区面积9 m2，重复3次.施钾处理每小区施KCl 0.13 kg.肥料用量为每小区尿素0.17 kg，过磷酸钙0.33 kg，生石灰0.04 kg，硫酸镁0.06 kg.磷、钾、钙、镁肥全部作底肥，氮肥1/3作基肥，其余在三叶期和五叶期各追施1/3.基肥全层施，追肥随水追施.

供试蔬菜品种为广东农业科学院蔬菜研究所提供的优良品种“美青1号”菜心.收获期按小区计产.

1.3 钾肥施用量的大田试验

2004年10月，分别在新会的低肥力土壤、惠州的中肥力土壤和南海的高肥力土壤(3个土壤的速效钾分别是46.7、96.3和145.0 mg/kg)，进行大田试验，设钾肥(纯 K2O)施用量分别为 0、22.5、45.0、67.5、90.0 kg/hm2的5个处理，按完全随机区组设计，3次重复.氮、磷、钙、镁施用量和施肥方法均与小区试验相同，收获期按小区测产.

2 结果与分析

2.1 土壤速效钾营养诊断指标

通过20个不同地点不同土壤肥力水平的田间试验得到小区的菜心产量，以不施钾肥小区菜心产量占施钾肥小区菜心产量的百分数求出各试验点的菜心相对产量.结果如表2，在施肥量为纯N 90 kg/hm2、纯P2O545 kg/hm2、纯 Ca 35 kg/hm2、纯 Mg 15 kg/hm2的条件下，施钾肥(纯K2O 90 kg/hm2)增产的菜田占90%，增产率为0.89% ～47.2%.

表2 不同肥力水平的土壤施钾肥对菜心产量的影响1)Tab.2 Effect on the yield of Brassica parachinensis when applied K fertilizer in different levels of soil fertility

将表1对应土壤编号的土壤速效钾含量与表2的相对产量进行相关分析，分别配置出直线方程、抛物线方程、对数方程、幂函数方程、指数方程(表3).

由表3可见，5种函数式变量相关性均达到极显著水平，但它们的优势顺序却不一样，以一元二次方程为最优，幂函数方程表现最差.故选用一元二次方程 y=-0.000 2 x2+0.197 6 x+65.618 来制定土壤养分丰缺指标.

表3 菜园土壤速效钾含量与菜心相对产量的回归关系1)Tab.3 Regression equations between relative yield of Brassica parachinensis and soil available K content

根据Cate等［15］提出的确定土壤养分的临界值法，划分土壤养分等级的标准是蔬菜的相对产量，通过求解一元二次方程获得中壤土的菜田种植菜心的土壤速效钾丰缺指标(表4).由表4可见，菜园土壤的速效钾丰缺指标分别为:速效钾含量小于22.7 mg/kg为极缺乏，不施钾肥小区的产量为施钾肥小区产量的70%以下，施钾肥的增产效果非常明显;速效钾含量在22.7～79.0 mg/kg为低钾菜园土，不施钾肥小区的产量为施钾肥小区产量的70%～79%，施钾肥的增产效果明显;速效钾含量在79.1～144.4 mg/kg为中钾菜园土，不施钾肥小区的产量为施钾肥小区产量的80% ～89%，施钾肥有一定的增产效果;速效钾含量在144.5～225.4 mg/kg为高钾菜园土，不施钾肥小区的产量为施钾肥小区产量的90%～100%，施钾肥的增产效果低，甚至无效.速效钾含量大于225.4 mg/kg为钾含量过高的菜园土，不施钾肥小区的产量为施钾肥小区产量100%以上，出现钾中毒现象.

表4 菜园土壤速效钾的丰缺指标Tab.4 Abundant and scarce index of available K in Brassica parachinensis soils

2.2 钾肥的产量效应及合理施肥量研究

在新会的低肥力土壤、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时，施K2O在0～90 kg/hm2的范围内，低钾菜园土施钾肥比不施钾肥增产24.5% ～45.4%;中钾菜园土施钾肥比不施钾肥增产19.7% ～40.6%;高钾菜园土施钾肥比不施钾肥增产17.4% ～31.1%(表5).在低、中、高肥力的菜田上菜心产量与施钾肥量均呈抛物线相关.其决定系数分别为0.961 1、0.941 5和0.966 0;相关方程分别为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.通过解上述方程式求得最高产量的施钾肥量，并结合试验结果认为，在低、中、高肥力的菜田上，要求菜心达到6 501～6 626、6 755～6 985、6 869～6 993 kg/hm2的最高产量水平，推荐的K肥用量分别为67.5～78.6、67.5～75.9、67.5 ～70.5 kg/hm2.

表5 低、中、高钾菜园土施钾肥对菜心产量的影响1)Tab.5 Effect on the yield of Brassica parachinensis when applied K fertilizer in low，medium and high level soils

3 结论

在质地为中壤的菜园土上种植菜心，当土壤速效钾含量在225.4 mg/kg以下范围内，菜心相对产量(y)与土壤速效钾含量(x)呈y=-0.000 2 x2+0.197 6 x+65.618，R2=0.810 5 的极显著水平抛物线相关关系.土壤速效钾的适宜含量为144.5～225.4 mg/kg，在此范围的下限可补施钾肥，超此范围高限应控制钾肥施用;在参试的20个菜田中，施钾肥(纯K2O)90 kg/hm2增产的菜田占90%，增产率为0.89% ～47.2%.

菜心产量与施钾肥量呈抛物线相关，在低、中、高肥力的菜田上，要求菜心达到6 501～6 626、6 755～6 985、6 869～6 993 kg/hm2的最高产量水平，推荐的钾肥用量分别为67.5～78.6、67.5～75.9、67.5～70.5 kg/hm2.

致谢:本文撰写得到华南农业大学农学院郭和蓉教授指导，特此致谢!

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