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土壤养分状况系统研究法及应用摘要：本文介绍了壤养分状况的一种系统研究方法，该方法包括土壤样品11种元素的速效含量测定、土壤对7种营养元素的吸附试验、盆栽试验和田间试验。应用该方法研究了104个土壤养分状况，盆栽试验发现100个土壤缺氮，101个缺磷，60个缺钾，38个缺锌，”个缺硫，22个缺硼，分别有19、18、14、13、11和3个土壤缺相、钙、镁、铜、锰和铁。盆栽试验得到的结果在部分土壤的田间试验中得到了验证。关键词：土壤测试，养分限制因子，土壤缺素诊断ASYSTEMATICAPPROACHFORSOILNUTRIENTSTATUSSTUDYANDITSAPPLICATIONAgriculturalresourcesutilizationGuomingzhu2012120078Summary:AsysrematicapproaehforsoilnutrientstatusstudywasintrodueedtoChinain1955.Themethodincludesl)soilsampling;2)soiltestingfor11nutrientseontent;3)soiladsorptionfor7nutrients;4)greenhousestudy:and5)fieldexperiment.PorexPerimentshavebeeneonductedtostudynutrienttatusof10450115from13provinees.Ofthe104soils,100weredeficienrinN,101defieientinP60defici-entinK,38defieientinZn,23defieientin5and22defieientinB.ThenumberofsoilsshowingdeficieneyinMoCa,Mg,Cu,MnandFewas19,18,14,13,11and3,respectively.Thefindingsingreenhousestudyhavebeenverifiedinfieldexperimentsofselectedsoils.Keywords:Soiltesting，Soilnurrientinhibitingfactor，DiagnsisofnutrientdeficiencyofSoil正文：土壤养分状况系统研究法是在多年来国际上土壤测试和推荐施肥的基础上逐步发展形成的。美国佛罗里达的国际农化服务中心的A.H.Hunter在总结了前人土壤测试工作的基础上，吸收了美国北卡罗里那州立大学的D.wangh，R.B.Ca比和L.Nelson的研究结果①，于1990年提出了一套用于土壤养分状况评价的实验室分析和盆栽试验方法。1988年，加拿大钾磷研究所的5.Portch对此方法稍加修改，开始了在中国合作项目中的应用。在此方法应用的基础上，Dowdle和Portch于1988年提出了土壤养分状况系统研究的概念④。此后，该研究方法很快在中一加合作项目中展开，已经在13个省的范围内104种土壤上进行了应用，取得了大量有价值的资料⑤，在某些省份，研究的结果已经用于指导高产和最大经济效益产量(MYR/MEY)研究及其他田间试验，初步取得了较好的效果。现将该方法的主要特点及初步应用结果简报如下。1土壤养分状况系统研究法的理论基础及方法简介1.1土壤养分状况系统研究方法包括:1.1.1土壤样品的采集与处理;采集土壤样品首先要选择在当地有代表性的地块，在一块地的取样的点数以20一30个点为好，以保证土壤样品有较好的代表性。用随机取样或系统取样法取耕层土样7okg，在充分混合后再从中多点(不少于30个)选取一个1.致g子样品供实验室分一析和吸附试验。大样品在充分混合后用作盆栽试验。试验中土样的大小用容量表示。1.1.2实验室化学分析;实验室化学分析除了包括pH、有机质和活性酸度等常规分析外，主要包括对氮、磷、钾、钙、镁、硫、铁、硼、锰、锌、铜共11种元素的速效含量的测定。其中速效性磷、钾、铜、铁、金继运:土壤养分状况系统研究法及其应用初报锰、锌用国际农化服务中心的ASI浸提液浸提(0.25mol/LN:Hc。，一。.01mol/LEDTA-0.01mol/LNHoF);速效性硼和硫用O.08molZL的磷酸钙溶液浸提;氨态氮和速效钙，镁用lmol/L的KCI浸提。这些浸提方法有多年实验室和田间试验的基础，能够较好的反映土壤速效养分供应情况，已经研究确定了各营养元素的临界值范围，在不少国家成功地应用过。1.1.3土壤对养分的吸附试验;当植物营养元素以肥料的形式施人土壤后，可以被土壤组分吸附(或固定)而使有效性和利用率降低，吸附固定能力的大小因土壤组分的不同和各营养元素的特征而异。多年来，对各营养元素被不同土壤或不同土壤组分的吸附过程开展了大量的研究工作。但是，由于吸附试验复杂难做，一直未能把土壤对养分的吸附固定作为一个因素直接应用于土壤养分状况的评价及施肥量的推荐上。该系统研究方法把吸附试验的操作系列化、程序化，按照土壤速效养分含量和土壤的吸附固定能力综合评价土壤养分状况，确定施肥水平。吸附试验是在一系列一定量的土壤样品中加人各元素含量不同的溶液，在自然条件下风干，在短时间内模拟田间条件下各元素与土壤组分从水分饱和到风干过程中的各种反应，用与原始土样的常规化学分析方法相同的浸提液浸提土壤，测定土壤中各营养元素的可浸提量，然后以各元素的加人量对风干后的可浸提量作吸附曲线图，用来评价土壤的吸附固定能力，并确定适宜的施肥量。图l是供试的三个土壤(河南郑州潮土、山东莱阳棕壤和河北玉田潮土)对磷的吸附曲线，可以看出，河北潮土对磷的吸附固定能力比河南潮土强得多。如果需要将土壤中的速效磷调到40mgP/升土，每升河南潮土中只需加人大约扣mg的P，而河北潮土中则必须加人约140mg，大约是河南潮土的3.，倍。可见，吸附试验对于可靠的评价土壤养分状况和确定合适的施肥量是相当重要的。1.1.4温室或网室盆栽试验;盆栽试验可以在温室或网室条件下进行，一般以高粱为指示作物，盆栽的容器就地取材，用土量以体积计量，一般用土150一50Oml不等。研究表明用150ml的土量就足以达到研究的目的。用特制的装置在盆钵底上装一个香烟过滤嘴供应水分。每盆留8一15棵高粱苗，生长30一40天，在高度密植情况下保证植物对土壤养分的高强度吸收，以达到使各种营养元素缺乏的问题充分显露的目的。盆栽试验一般设置13一16个处理，3一4次重复，其中最重要的是一个最佳处理，最佳处理是依据化学测定和吸附试验的结果而确定的。仍以图l中三个土壤的施肥量为例，如果在以往工作的基础上暂定土壤速效P含量13mg/L为临界值，因为盆栽试验中吸收比田间条件下大得多，一般将盆栽土壤中适宜的养分含量调到相当于临界值的3倍，在这种情况下，土壤速效P的水平需要调到大约40mg/L，那么，根据吸附曲线，在河南潮土和河北潮土的最佳处理中则需分别加人40和140mgP/L土壤。依次类推，参照其他各元素的吸附曲线确定各元素在最佳处理中的施人量，当某一元素的原始含量超过其临界值三倍时，在最佳处理中就不加人该元素，如果原始土样中某元素含量不足，则参照土壤对其吸附固定能力将该元素调到最佳水平，这样，保证最佳处理中各营养元素的均衡供应。当最佳处理确定之后，还要设置若干个辅助处理以验证最佳处理是否真的最佳。若最佳处理中已经加人了某元素，则另设一个最佳处理中减去该元素的处理;若最佳处理中未加人某元素，则另设一个在最佳处理基础上再加人该元素的处理，其他各元素的加人量与最佳处理相同。盆栽试验结束后，收获植株地上部分，烘千称干物重，并统计分析各处理与最佳处理间的差异显著性，以最佳处理干物重为100多计算出各处理相对干物产量，并用以估计该土壤的养分限制因子及其缺乏的严重程度。依据上述原则，根据土壤测定和吸附试验结果，用河北玉田潮土进行盆栽试验的处理设置及相对干物产量结果，可以看出，该土壤缺乏的养分及其严重程度的顺序依次是磷(相对干物产量23.5务)、氮(30.9多)、锌(82.7关)、钾(87.4关)和铜(90.1务)。该土壤中养分限制因子主要是缺磷和缺氮，其次是缺锌和缺钾，铜的缺乏也显著地影响了产量。1.1.5田间试验。通过实验室化学分析、吸附试验和盆栽试验，对供试土壤的养分状况，存在的限制因子，及各限制因子对产量的影响程度有了较全面的了解，就可以有的放矢的安排田间试验。在安排田间试验时，除了所研究的因素以外的其它各营养元素，如果在盆栽试验中表现缺乏的，都要普遍施人合适的量，以消除这些限制因子的影响，保证所研究的因子的增产效应的最大限度的发挥。2土壤养分状况系统研究法的初步应用结果2.1土壤中养分限制因子分析在我国13个省的范围内104个土壤中已经进行了盆栽试验，绝大部分的试验是成功的，依据化学分析和吸附试验所确定的最佳处理获取了最大的或接近最大的干物质生长量，并根据相对产量找出了各土壤的养分限制因子，估计出各自的缺乏严重程度。也有个别土壤，最佳处理的干物产量不是最高，其它减元素或加元素的处理的产量高于最佳处理，说明对最佳处理的估计有误，或所选用的浸提方法及相应的临界值需要调整，在此情况下，重新设定最佳处理，重新进行了盆栽试验。汇总104个土壤盆栽试验的结果，其中101个土壤显出缺磷，表现缺氮的有100个土壤，缺钾的60个，缺锌的38个，缺硫的23个，缺硼的22个，也有相当数量的土壤表现出缺铂、钙、镁、铜和锰，只有3个土壤表现出缺铁。其中影响产量最严重的是氮和磷，在不施用这两种元素的处理中，平均相对干物产量只有43多和38多，104个土壤取自广东、吉林、辽宁、黑龙江、湖北、云南、四川、山东、江西、河北、广西、安徽、浙江，盆栽试验结果由有关省农业科学院土墩肥料研究所提供。土壤上，不施这两种元素的处理的相对干物产量只有6外和9外。缺钾、锌和硫的土壤，分布也比较广，不施这些元素的处理的平均相对产量在70外左右，在严重缺钾、锌、硫的土壤上，干物重相对产量分别为39外、44务和42外。结果表明，除了氮、磷、钾大量营养元素以外，中、微量元素的缺乏问题也相当普通，有的已经成为主要的产量限制因子，在开展与土壤肥力和施肥有关的研究工作或进行施肥推荐工作时，必须综合考虑土壤中大、中、微量各元素的均衡供应，才能达到预期的效果。2.2田间试验初步结果在山东、河北、吉林和黑龙江的10几个土壤上，依据盆栽试验的结果安排了田间试验，这些田间试验大部分是根据盆栽试验的结果选择1一4个元素进行研究，结果表明，盆栽试验中发现的严重影响干物产量的主要限制因子，在田间试验中都得到了验证，比如，河北玉田潮土，在盆栽试验中发现磷、钾、锌是主要限制因素，从最佳处理中减去磷、钾、锌，植物干物产量分别下降了77.5多、13.4务和17.3务。田间试验中研究了冬小麦和夏玉米的磷、钾、锌肥配合施用。结果表明，每公顷施用187.5kg和3ookgP20，分别比低磷处理(75kgPzO，/ha)增产小麦28.7务和34.2外;每公顷施用18okg和300kgKzO分别比低钾处理(60kgKzO/ha)增产小麦4.9务和12.1多，增产玉米9.6呱和巧.8外。锌肥在小麦上没表现出增产效果，但在玉米上，每公顷施用7.skgzn比不施锌增产81.1%②。汇总黑龙江的4个土壤上的盆栽试验和相应的玉米、大豆、水稻的田间试验中各缺素处理的相对产量(以最佳处理为100%①。可以看出，在盆栽试验中表现严重缺乏的元素(如哈尔滨黑土中硫)，一般在田间试验中可以有所反应;在盆栽试验中表现一般缺乏的元素(如4个土壤中的钾、硼)，田间试验中大部分也可以看出不施该元素的减产趋势。但是，田间试验的条件与盆栽试验相差很大，各种作物的反应也各不相同，不可能完全重现盆栽试验中的发现。比如林口白浆土的缺锌在盆栽试验中和田间试验的大豆上表现出显著影响，在玉米和水稻上差异则不显著。但是，盆栽试验与田间试验的结果的总趋势是一致的。结论:本文所介绍的土壤养分状况