徐明崗-農(nóng)田土壤肥力演變與培肥

1、我國農(nóng)田土壤肥力演變與培肥及糧食安全徐明崗（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源區(qū)劃所）安徽農(nóng)科院土肥所學(xué)術(shù)報告2013.9合肥土壤生產(chǎn)力（產(chǎn)量）Contribution fromBasic Soil Fertility地力貢獻(xiàn)率！SoilProductivityEffects of Management:Fertilization,irrigation, .資源利用效率！基礎(chǔ)地力水肥效應(yīng)地力效應(yīng)Increasing Soil fertilityCrop Productivity: 提高生產(chǎn)力的2條基本途徑Soil fertility interaction with efficiency of Water

2、and fertilizersIncreasing efficiency ofwater and fertilizersCropyield90Tang and Huang, 2009單季稻早稻晚稻小麥玉米90Tang and Huang, 2009單季稻晚稻小麥水肥貢獻(xiàn)力 基貢 礎(chǔ)獻(xiàn) 地貢 水獻(xiàn) 肥基礎(chǔ)地力貢獻(xiàn)品種和技術(shù)相同早稻產(chǎn)量玉米美國中國難以擺脫對大量水肥的依賴Lower Soil Fertility in China土壤肥力低Low SOMIn China, SOM in 26% of arable soil is less than 1% ,which is only 30-50%

3、of European Soils.Requirement:Techniques to increase soil fertility, SOCRegionChinaEuropeBrown earths11.53%Cinnamonsoils1%2%Chernozems3%8%每公斤養(yǎng)分所增加的糧食(kg/kg)玉米產(chǎn)量(t/ha)耕地質(zhì)量差，水肥用量大，施肥效益低，環(huán)境污染風(fēng)險大！ 肥料利用率：氮肥30%-35，磷肥10-20，鉀肥45%左右，低于發(fā)達(dá)國家10-20個百分點。01086420605040302010ChinaChina256USAUSA138 每公斤養(yǎng)分所增產(chǎn)的糧食不及世界的1

4、/2，美國的1/32005年玉米施肥量和產(chǎn)量比較提高耕地質(zhì)量是節(jié)本增效、生態(tài)、安全農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要途徑！因此，提高農(nóng)田土壤肥力，藏糧于土，是確保我國糧食安全（生態(tài)安全、環(huán)境安全）的重要基礎(chǔ)和戰(zhàn)略選擇！報告內(nèi)容1.為什么說提高耕地質(zhì)量是國家糧食安全的戰(zhàn)略選擇？2.耕地質(zhì)量培育與有機(jī)質(zhì)提升的技術(shù)與原理？3.減肥增效-有機(jī)肥替代的技術(shù)與原理？4.長期試驗數(shù)據(jù)整理分析的一些技巧？5. 進(jìn)一步研究的思考！一、提高耕地質(zhì)量是國家糧食安全的戰(zhàn)略選擇！貢獻(xiàn)率（%）土壤改良與培肥（良田）是提高我國糧食產(chǎn)能的主攻途徑??？大量數(shù)據(jù)表明：糧食增產(chǎn)中，土壤肥料技術(shù)的貢獻(xiàn)率約占1/3（相當(dāng)于優(yōu)良品種）中國糧食安全之根本途徑

5、：良種+良田+良法農(nóng)業(yè)技術(shù)對糧食單產(chǎn)提高的貢獻(xiàn)率（1985-2005）（來源：農(nóng)業(yè)部）35302520151050土壤改良培肥優(yōu)良品種植保與栽培玉米產(chǎn)量(噸/公頃)7.619.56.17.98.854.95.230105151120198019952005高產(chǎn)記錄區(qū)試產(chǎn)量實際產(chǎn)量(張世煌 徐志剛，2009)新品種產(chǎn)量潛力不斷擴(kuò)展，但農(nóng)田實際產(chǎn)量增長緩慢；玉米高產(chǎn)品種潛力在實際生產(chǎn)中不能得到發(fā)揮！?1、我國良田問題凸顯，成為糧食增產(chǎn)主要限制因素！單產(chǎn)提高良種？25玉米最高產(chǎn)量(kg/ha)（河北潮土，高菲2008）僅僅良種不能大面積提高我國糧食單產(chǎn)單產(chǎn)提高良種？玉米最高產(chǎn)量(kg/ha)9477

6、102571304812000100008000600040002000014000低肥力中肥力高肥力高產(chǎn)品種高產(chǎn)田單產(chǎn)（公斤/畝）中低產(chǎn)田單產(chǎn)（公斤/畝）降低幅度超級稻750500-60020%-35%小麥60045025%玉米80060025%相同水/肥/植保等管理措施，中低產(chǎn)田單產(chǎn)水平仍較低僅僅良法也不能大面積提高我國糧食單產(chǎn)(農(nóng)業(yè)部國家耕地質(zhì)量監(jiān)測點，2006-2010)單產(chǎn)提高良法？我國不同地力耕地的高產(chǎn)品種單產(chǎn)水平2、僅僅良法也不能大面積提高我國糧食單產(chǎn)！增產(chǎn)途徑增產(chǎn)現(xiàn)狀未來增產(chǎn)潛力良種較多、品種潛力受限較小良法水肥等農(nóng)資投入巨大中等良田數(shù)量少、可改良面積大巨大我國糧食安全主要依賴

7、于提高我國糧食單產(chǎn)；限制我國糧食單產(chǎn)水平的一個重要因素？缺少大面積的良田！提高我國糧食單產(chǎn)的途徑與潛力3、缺少大面積的良田限制我國糧食單產(chǎn)提高！42.76%全國耕地高、中、低地力面積（1996年）26.15%高產(chǎn)田中產(chǎn)田低產(chǎn)田我國人多地少，耕地整體質(zhì)量低肥力低下、難于農(nóng)林牧利用的土壤，總面積的1/431.09% 耕地土壤有機(jī)質(zhì)含量低于1%的面積達(dá)26%中低產(chǎn)耕地面積大，占2/3中產(chǎn)田7.13 (39%)低產(chǎn)田5.85 (32%)高產(chǎn)田5.3 (28.99%)農(nóng)業(yè)部2008注：數(shù)據(jù)來源于農(nóng)業(yè)部種植業(yè)司2008我國中低產(chǎn)田面積和比例大面積12.9億畝，占耕地總面積的70%全國高中低產(chǎn)田面積（億畝）

8、及比例（% ）全國耕地面積18.28億畝糧食總產(chǎn)量，億斤13000120001100010000900080007000130001200011000100009000800070001985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035年份4、提升耕地質(zhì)量是糧食安全的戰(zhàn)略途徑耕地繼續(xù)減少；人口和糧食需求剛性增長！ 如何在有限的耕地上，實現(xiàn)糧食安全？確保糧食自給，提升耕地質(zhì)量和單產(chǎn)是唯一選擇！高產(chǎn)：中國農(nóng)業(yè)不懈的追求和夢想！我國糧食總產(chǎn)變化和需求預(yù)測Wheatgrainyield(t/ha)5、長期試驗和土壤肥力演變是培肥土壤的理論基礎(chǔ)長期

9、試驗是土壤學(xué)研究的重要手段土壤肥力演變與培育是相對緩慢的過程，需要長期試驗才能揭示其規(guī)律！國內(nèi)外大量資料：施肥、輪作、耕作能顯著培肥土壤1098765432101850187519001925195019752000英國洛桑試驗站，1843年開始，已經(jīng)進(jìn)行了167年我國長期試驗及其發(fā)展？紅壤長期試驗，湖南祁陽（1990-黃土長期試驗，陜西楊凌（1990-長期試驗意義、國外概況長期試驗是野外監(jiān)測、試驗和研究農(nóng)田生態(tài)環(huán)境的重要平臺！土壤學(xué)研究的重要手段！國際上100年以上長期試驗25個：11個在英國，5個在美國3個在丹麥，2個在法國，2個在德國，2個在烏克蘭10-100年長期試驗600個長期試驗的

10、時間概念：長期試驗：大于20年的定位試驗！至少在10年以上！大于50年的為珍貴的長期試驗！以英國洛桑試驗站最著名：建于1843年，170年歷史The classical experiments at Rothamsted主要處：N, P, K,Manure，及其組合BroadbalkContinuousWheatExperimentFirst sown 18432013年9月11日Wednesday2013年9月11日WednesdayLTEs In the World 世界第2The 2nd Longest One: Morrow Plots,located in University of

11、 Illinois atChamigan-Urbana, established in1876137-year history, Foundation ofUSA Agri.2013年9月11日WednesdayEffects of Rotation and Fertilization on Crop Productivity andSoil Quality, National Historical LandmarkIn China1. Chemical fertilizer experiment net beganduring “the 6th five-year plan” and con

12、ducedabout in 1980 （1980年前后開始的化肥網(wǎng)）2. The Chinese National Soil and Fertilizer Long-Term Monitoring Net was set up during “the7th five-year plan” and conduced in 1990（1990年開始的肥力網(wǎng)） National long-term fertilizer experiments netFrom 1980, about 80 long-term fertilizer experiments through 22provinces and

13、 10 soil types in China, conducted to investigate theeffect, rate and ratio of N, P and K fertilizers 圖例 雙季稻區(qū)試驗點； 水旱兩熟區(qū)試驗點； 旱作兩熟區(qū)實驗點 旱作一熟區(qū)試驗點全國定位試驗點分布示意圖Paddy soilNetwork (CSFEN) CSFEN was established in 1990 There are 9 experimental sitesin the network all over ChinaBlack soilGray dessert soilDrab

14、fluvo-aquic soilFluvo-aquic soilPaddy soilLoess soilPurple soilRed soilChina Long-termSoil Fertility Experiment農(nóng)田長期試驗基地！70個長期試驗，10個主要土壤類型；10個主要耕作模式；覆蓋主要糧食作物長期肥料試驗：68個長期輪作試驗：21個長期耕作試驗：12個旱作水旱輪作全國長期試驗基地（農(nóng)業(yè)部、教育部、中科院等）單季水稻雙季旱作二、耕地質(zhì)量培育與有機(jī)質(zhì)提升的技術(shù)與原理Organicmatter(g/kg)OC(g/kg)Organicmatter(g/kg)Organicmatte

15、r(g/kg)R = 0.6917作物產(chǎn)量與土壤有機(jī)質(zhì)之間呈正相關(guān)關(guān)系y = 8E-05x + 8.1621R2 = 0.5658.58.010.07000110001500019000Crop yield (wheat+corn) (kg/ha)灰潮土y = 0.8909Ln(x) + 1.4013R2 = 0.99687615141312111090100020003000400050006000Wheat yield (kg/ha)1/2OMOMCFy = 3.5361Ln(x) - 16.08721514191817167000110001500019000C rop yield (w

16、heat+corn) (kg/ha)砂姜黑土y = 1.4992Ln(x) - 4.3345R2 = 0.7167989.5109.0117000110001500019000Crop yield (wheat+corn) (kg/ha)白散土河南潮土糧食主產(chǎn)區(qū)，糧食單產(chǎn)水平與耕地土壤有機(jī)質(zhì)水平密切相關(guān)。北方旱區(qū)， 0.1%的有機(jī)質(zhì)相當(dāng)于0.5t/hm2的糧食生產(chǎn)地力而南方稻區(qū)0.1%的有機(jī)質(zhì)相當(dāng)于0.6-0.8 t/hm2的糧食生產(chǎn)地力平均，土壤有機(jī)質(zhì)提高0.1%，糧食產(chǎn)量的穩(wěn)產(chǎn)性提高10%20%。大量統(tǒng)計結(jié)果土壤培肥的主要結(jié)論：提高土壤有機(jī)質(zhì)（SOM或SOC）是培育土壤肥力的根本，是保障糧

17、食安全（高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)）的根本！“藏糧于土”保證糧食安全！培肥土壤的核心是什么？是提高SOM！如何提高SOM（原理？技術(shù)？）農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)流程圖觀測近20年的典型農(nóng)田土壤肥料長期試驗站（點）有機(jī)碳(g/kg)有機(jī)碳（g/kg)祁陽紅壤151050252019901992199419962000200220041998年份CKNPKMNPK1.5NPKM哈爾濱黑土50201510197919841989199419992004年份CKNPKNPKMSOCcontentg/kg202010614(b) Xinjiang2622185101586(c) Gansu1412105101520251061

18、4(a) Jinlin26221851015CKNPKMNPKNPKSFertilization time (yr)（ 107）40(d) Beijing130510152010740(e) Henan13051015107420 0(f) Jiangsu130510152025SOC change in upland旱地土壤SOC變化t/ha/yrSOC0=9.49R2 = 0.9555*公主嶺哈爾濱烏魯木齊y = 0.2264x - 0.401112 0 3 6 9 12 0 3 6 9SOC0=6.67SOC0=6.5徐州鄭州1.61.20.80.0036912y = 0.1921x -

19、 0.53191.2 R2 = 0.961* 1.22.0 2.00.8 0.80.4 0.40.0 0.0-0.4 -0.4土壤有機(jī)碳變化（）旱作土壤碳對系統(tǒng)投入的響應(yīng)2.01.61.20.80.40.0-0.402.41.81.20.60.0-0.60.0-0.40.4036R2 = 0.9837* R2 = 0.9743*0.42.01.6y = 0.1x - 0.2149 1.2 y = 0.0811x - 0.1710.80.4122.01.61.20.80.009 12 -0.4-0.4系統(tǒng)碳投入 （t/ha/yr）36912SOC0=15.43 1.6 SOC0=13.051.6

20、 y = 0.2142x - 0.4188R2 = 0.9348*3 6 92.0SOC0=11.54張掖y = 0.3451x - 0.8038R2 = 0.838*0 3 6 9 12SOC0=8.58祁陽y = 0.1056x - 0.0836R2 = 0.9634*t/ha/yrChangeofSOC祁陽y = 0.1056x - 0.0836R2 = 0.9634*0.01.61.20.80.42.0036912有機(jī)碳變化量（）-0.4碳投入 C input （t/ha/yr）投入碳的轉(zhuǎn)化效率Conversioncoefficient維持投入MaintainC input湖南祁陽旱地

21、SOC對有機(jī)碳投入的響應(yīng)關(guān)系6000R = 0.8404*土壤固碳效率的影響因素：水熱條件、土壤性質(zhì)（質(zhì)地）y = 3.5332e-0.0009x2n=60.200.4(a)0.62000300040005000土壤固碳效率年活動積溫 (C)y = 0.4599e-0.0025xR2 = 0.8401*n=60.200.4(b)0.60200400600800年降雨量 (mm)(c)y = 0.0559e0.0413xR2 = 0.50560.200.40.61000010203040土壤粘粒含量(%)ChangeofSOC(t/ha/yr)Henany = 0.0685x - 0.143R2

22、 = 0.9638*n=7p0.010.80.40.0-0.41.22.01.6036912C input （t/ha/yr）ConversioncoefficientMaintainingC input1.86t/ha/y鄭州潮土SOC對有機(jī)碳投入的響應(yīng)關(guān)系Carbon試驗點起始有機(jī)碳g/kg最低維持投入 t C/ha農(nóng)田SOC維持投入維持SOC所需增加的有機(jī)肥投入 t/ha/yr鮮豬糞秸稈祁陽遂寧武昌南昌望城8.589.2215.9114.8519.720.80.82.22.51.418162326292.32.05.45.83.6農(nóng)田SOC培肥(提升）投入試驗起始有機(jī) 最低維持 SOC提

23、升10%碳 投入 預(yù)計有機(jī)碳需投入有機(jī)肥t/ha/yr點祁陽遂寧武昌南昌望城(g/kg)8.589.2215.9114.8519.72(tC/ha)0.80.82.22.51.4（g/kg）9.410.117.516.721.7鮮豬糞33.536464860秸稈4.23.38.27.49三、減肥增效-有機(jī)肥替代的技術(shù)與原理Long-term experiment siteThe selected long-term field experiment：located in Gongzhuling city, Jilin province,started in 1980 Cropping syst

24、em：rainfed continuous corn Soil type：black soil吉林公主嶺的典型長期試驗Main-treatment(Manure)Sub-treatment (Chemical fertilizer)主區(qū)：3個有機(jī)肥用量；8個副區(qū)：不同化肥組合M0M2M4CKCKCKNNNPPPKKKNPNPNPNKNKNKPKPKPKNPKNPKNPKApplication rateManureM0 0 m3/ha (no manure)M2 -30 m3/haM4 -60 m3/haChemical fertilizerPure N - 150 kg/haP2O5 - 75

25、 kg/haK2O - 75 kg/haExperimental design試驗處理Split-plot design: three main-treatments (manure) andeight sub-treatments (fertilizers)After 29 years in 2009,Still big differencesfor chemicalfertilizers in Mo PlotMo區(qū)化肥之間差異顯著 ！After 29 years in2009, However, nosignificantdifferences forchemical fertilizer

26、sin M2 and M4 PlotsWhen and Why?有機(jī)肥區(qū)化肥之間沒有顯著差異！化肥無效的時間原因？增產(chǎn)率(%)Incrementofyield（%）增產(chǎn)率(%)Incrementofyield（%）增產(chǎn)率(%)Incrementofyield（%）Dynamic of yield increment due to fertilizerunder different manure rates150100500-502502001980198519902000200520101995年份 YearNPNNKPPKKNPK50250-25-5010075198019851990200

27、0200520101995年份 YearNPNNKPPKKNPK7550250-25-501001980198519902000200520101995年份 YearNPNNKPPKKNPKM0M2M4土壤有機(jī)碳（g/kg）Soilorganiccarbon(g/kg)土壤有機(jī)碳（g/kg）Soilorganiccarbon(g/kg)土壤有機(jī)碳（g/kg）Soilorganiccarbon(g/kg)SOC dynamic under different manure rates3025201510351980198519902000200520101995年份 YearCKNPNNKPPK

28、KNPK3025201510351980198519902000200520101995年份 YearCKNPNNKPPKKNPK3025201510351980198519901995200020052010年份 YearCKNPNNKPPKKNPK增產(chǎn)率(%)Incrementofyield(%)Relationship between yield increment due tofertilizer and SOC250200150100500-50101520253035土壤有機(jī)碳 Soil organic carbon (g/kg)y1 = -30.14x + 543.64R2 =

29、0.3745*SOC=17.6g/kgSOM=30.3g/kgy2 = -1.6295x + 43.034R2 = 0.1596*Major Conclusions主要結(jié)論1) When the SOM content reached to 30 g/kg，the chemicalfertilizer can be completely replaced with the manure forachieving the expected high yield!2) The results obtained from 160-yr Roth experimental stationshow th

30、at proper chemical fertilizer application can maintainhigh yield. However, our results indicate that manure alone canalso produce the equivalent high yield when the soil fertility ishigh enough. 當(dāng)土壤肥力足夠高時，有機(jī)肥可以100%替代化肥而保持高產(chǎn)！3) This is very important for Organic Agriculture or OrganicFraming and agri

31、cultural sustainable development!不同肥力土壤上高產(chǎn)的有機(jī)肥替代率不同！玉米產(chǎn)量（t/ha）2010864198019851990199520002005201030%NPK+M70%NPK+M100%NPKM通過長期試驗的分析，回答這個科學(xué)與技術(shù)問題！肥力水平高產(chǎn)的替代率%低肥力20%中肥力50%高肥力70%鄭州潮土長期試驗典型照片同一地點相同投入下，產(chǎn)量變化反映了地力變化！從長期試驗獲得不同地力土壤。玉米產(chǎn)量（t/ha）10864201980198519901995200020052010CK30%NPK+M100%NPKM地力與產(chǎn)量關(guān)系圖不同地力土壤上有機(jī)

32、肥替代率計算與驗證計算的基本理論：土壤養(yǎng)分釋放量+有機(jī)肥養(yǎng)分+化肥養(yǎng)分作物養(yǎng)分需求有機(jī)肥可能替代率=1-(土壤養(yǎng)分釋放量-土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分供應(yīng)量）/養(yǎng)分需求量潮土：低肥力：SOM 10 g/kg；替代率：*中肥力： SOM 11-15 g/kg；替代率：*高肥力： SOM 16 g/kg；替代率：*需要田間驗證！四、長期試驗數(shù)據(jù)整理分析的一些技巧？如何從常規(guī)觀測的大量數(shù)據(jù)中總結(jié)出高質(zhì)量的論文？一個最長碰到的問題？我做到試驗很基礎(chǔ)、很簡單，就是氮、磷、鉀和產(chǎn)量，沒有分子生物學(xué)、高級儀器等設(shè)備和指標(biāo)如何能寫出高質(zhì)量的論文，特別是英文SCI論文？1. 數(shù)據(jù)變化特征（2個方面）定性：增加，持平（沒有顯著變

33、化），減少定量？如何全面系統(tǒng)的表征？不僅要注意變化的定性，更注意定量表征及其原因分析，以揭示差異的本質(zhì)！定量，是論文結(jié)果更加明確，更加富有新穎性！例如：有機(jī)肥的增產(chǎn)、改土作用？有機(jī)質(zhì)(g/kg)土壤有機(jī)質(zhì)演變規(guī)律-總量53001991 1992 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003年份CKNNPNPKNPKMM增加幅度：CK 23%; NPK 78%, NPKS 95%;NPKM/M, 110%; 1.5NPKM 160%25201510處理CKNNPNKPKNPKNPKM1.5NPKMM91-95 平573179433752517

34、5943555345349333387增產(chǎn)（%）0.0213.1489.0339.33.66520.4502.6761.0491.196-00 平11373542469625361.54887542469964017增產(chǎn)（%）0.0-68.9117.2-45.0-68.2329.8377.0515.3253.301-04 平1951061086319748.53130635171043826增產(chǎn)（%）0.0-45.4456.963.8283.81505.33156.93543.11862.3長期施肥玉米產(chǎn)量統(tǒng)計（kg/hm ）Yield Of Maize22. 如何量化數(shù)據(jù)？變化的絕對量？g/

35、kg, mg/kg, kg/ha,變化的相對量？%變化的速率？（快慢）變化的階段性？（分階段分析和描述）有機(jī)碳變化(%)-20100806040200120吉林河南CKNPKNPKM1.5NPKM黑龍江北湖南南從北到南，化肥配施有機(jī)肥及其增量的圖土壤有機(jī)碳提升效應(yīng)隨溫度的升高和降水的增加而增大。有機(jī)質(zhì)（g/kg）282624222018161412101990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012403836343230祁陽紅壤有機(jī)質(zhì)的時間演變平均年提升（ g/kg）1.5NPKMNPKM(豆)M 0.55NPKM 0.5

36、0NPKS 0.160.580.52紅壤pH值pHvalueofredsoil4.54.07.06.56.05.55.01990199219941996199820002002200420062008MNPKMCKPKNPKSNPNPKNKN年份/year長期施肥下紅壤pH變化不同施肥下土壤酸化過程：10-12年出現(xiàn)轉(zhuǎn)折點！施用有機(jī)肥能維持或改善土壤酸性！3. 深入探求數(shù)量之間的關(guān)系？有機(jī)質(zhì)-碳投入全磷-有效磷SOCcontentg/kg202010614(b) Xinjiang2622185101586(c) Gansu14121051015202510614(a) Jinlin262218

37、51015CKNPKMNPKNPKSFertilization time (yr)（ 107）40(d) Beijing130510152010740(e) Henan13051015107420 0(f) Jiangsu130510152025SOC change in upland旱地土壤SOC變化t/ha/yrSOC0=9.49R2 = 0.9555*公主嶺哈爾濱烏魯木齊y = 0.2264x - 0.401112 0 3 6 9 12 0 3 6 9SOC0=6.67SOC0=6.5徐州鄭州1.61.20.80.0036912y = 0.1921x - 0.53191.2 R2 = 0

38、.961* 1.22.0 2.00.8 0.80.4 0.40.0 0.0-0.4 -0.4土壤有機(jī)碳變化（）旱作土壤碳對系統(tǒng)投入的響應(yīng)2.01.61.20.80.40.0-0.402.41.81.20.60.0-0.60.0-0.40.4036R2 = 0.9837* R2 = 0.9743*0.42.01.6y = 0.1x - 0.2149 1.2 y = 0.0811x - 0.1710.80.4122.01.61.20.80.009 12 -0.4-0.4系統(tǒng)碳投入 （t/ha/yr）36912SOC0=15.43 1.6 SOC0=13.051.6 y = 0.2142x - 0.

39、4188R2 = 0.9348*3 6 92.0SOC0=11.54張掖y = 0.3451x - 0.8038R2 = 0.838*0 3 6 9 12SOC0=8.58祁陽y = 0.1056x - 0.0836R2 = 0.9634*土壤全磷（P2O5,g/kg）Total P3.503.002.502.001.501.004.00199019931996199920022005年份CKNNPNPKMNPKM施用磷肥的處理，隨施磷年限的延長土壤全磷的積累越來越多.施肥13年, 1.5NPKM土壤全磷已超過開始時的3倍以上，NPK，NPKM處理也大于2倍以上沒有施磷的CK、N處理，全磷下降

40、10%左右土壤有效磷（mg/kg）Available P土壤有效磷變化更明顯CK、N、NK從1990年開始時10.8mg/kg下降到2003年的4mg/kg左右，降幅超過50%。施磷處理土壤速效磷明顯上升，增幅達(dá)幾倍到幾十倍，1.5NPKM處理，土壤速效磷含量已達(dá)155.2 mg/kg12080400160198919921995199820012004年份CKNNPNPKNPKMMOlsen-P(mgkg-1)Olsen-P(mgkg-1)Olsen-P(mgkg-1)Olsen-P(mgkg-1)Olsen-P(mgkg-1)Olsen-P(mgkg-1)NPy = 0.067x - 5.

41、3037R2 = 0.550*200-204010080600200400600800P surplus (kg ha-1 )cPKy = 0.059x - 7.54R2 = 0.599*200-2040100806005001000P surplus (kg ha-1 )NPKy = 0.062x + 0.609R2 = 0.436*200-204010080600200400600800P surplus (kg ha-1 )NPKS806040200-201000800y = 0.050 x + 5.13R2 = 0.375*200 400 600P surplus (kg ha-1 )

42、M250200150100500-503000800y = 0.306x - 40.6R2 = 0.870*200 400 600P surplus (kg ha-1 )NPKM250200150100500-503000y = 0.220 x - 23.9R2 = 0.744*500 1000 1500P surplus (kg ha-1 ) 不同施肥下土壤磷盈余與Olsen-P關(guān)系管理策略評價指標(biāo)極高較高適宜較低控制維持管理手段(施肥量=作物帶走量的 50-70%)投入=產(chǎn)出(施肥量=作物帶走量的 100%)投入產(chǎn)出(施肥量=作物帶走量的 130-170%)提高投入產(chǎn)出 極低(施肥量=作物

43、帶走量的 200%)不施肥(施肥量=0)投入產(chǎn)出3-5年的監(jiān)測周期 3-5年的監(jiān)測周期 3-5年的監(jiān)測周期根層土壤養(yǎng)分調(diào)控下限：保障作物持續(xù)穩(wěn)定高產(chǎn)線根層土壤養(yǎng)分調(diào)控上限：環(huán)境風(fēng)險線4. 采用模擬或拐點強(qiáng)化科學(xué)性？長期試驗-土壤培肥與磷鉀施用技術(shù)環(huán)境臨界值農(nóng)學(xué)臨界值建議Olsen-P20 mg/kg土壤磷的效應(yīng)曲線Grainyield(kgha)Grainyield(kgha)-1-1Grainyield(kgha)-1Grainyield(kgha)-1Olsen-P (mg kg )Olsen-P (mg ha )Olsen-P (mg kg )Olsen-P (mg kg )010 20

44、 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 15010000900080007000600050004000300020001000-101020304050607010000900080007000600050004000300020001000-10204060801001201403000200010007000600050004000CKNPNPKNPKMNPKS010203040506040002000120001000080006000CKNPNPKNPKMHNKPMNPKS-1鄭州玉米CKNPNPKNPKMNPKS-1陜西楊陵玉米CKNPNPKNPKMNPKSChangPing北京昌平玉米Wulumuqi烏魯木齊玉米典型土壤磷的累積過程、施肥響應(yīng)、臨界值和