一种提高磷肥利用率的农作物磷肥施用技术

摘要

一种提高磷肥利用率的农作物磷肥施用技术 ，本发明属于农业施肥领域，具体涉及到在农作物磷肥施用中提高磷肥当季利用率的技术。本发明特征在于充分利用土壤有效磷，缩减较高浓度有效磷维持时间，减少固定、减轻流失，保证最大需肥期供给，提高当季利用率。中高肥力农田，特别是土壤有效磷超过30mg/kg的农田幼苗期不施磷肥，只允许幼苗吸收土壤有效磷，花芽分化初期每公顷施磷肥（P

说明书

技术领域

本发明属于农业施肥领域，专利代码为A01C。具体涉及到在农作物磷肥施肥中提高磷肥当季利用率的技术。

背景技术

磷元素是植物生长发育所必需的三大营养元素之一,参与植物体内许多重要的有机化合物的组成，能量代谢?光合作用?呼吸作用?氧化还原反应?信号传导和碳氮代谢，对促进植物生长发育起着重要作用?土壤中的天然源主要来自岩石风化，可被植物吸收利用的是一磷酸根离子有效磷?外源形式的磷肥施用能增加土壤有效磷含量，但在磷肥施入后有效磷会很快与土壤中的钙?镁?铁?铝发生各种物理、化学反应,形成一系列新的磷酸盐,使土壤液相中的有效磷变成不易利用的固定形态?因此磷肥当年利用率常为10%-25%，磷肥利用率低成为提高作物产量的限制因子?

中国农业中普遍施用含磷化肥已有三四十年，土壤有效磷已经提升70%以上,平均值已经接近20 mg/kg,全国范围内的土壤肥力水平与30年前有较大的提升。在整个土壤肥力水平相对较低时，一直倡导磷肥做基肥施用，经多年施肥大部分土壤有效磷已基本能满足作物养分需求，由原来严重亏缺开始转变为基本平衡或略有盈余。农作物生长发育过程中前期幼苗吸肥量小，从花芽分化期（幼穗分化期）开始进入旺盛生长状态，对氮、磷、钾的吸收量大幅度增加，花芽分化期养分吸收量约占总吸收量的50%。在土壤有效磷基本平衡或略有盈余时再以磷肥做基肥，施入土壤中的磷不被幼苗吸收反被土壤固定，况且前期形成的高浓度土壤有效磷可能超过土壤磷素吸附饱和度的上限，增加了有效磷流失的风险。而在需肥量最大的关键时期施肥，形成的高浓度有效磷能被农作物较快利用，减少高浓度土壤有效磷维持时间，减少磷再固定数量，同时降低土壤施入磷素流失的风险。

近年来，磷素对水体富营养化影响日益突出，发达国家尤为明显。磷是动植物必需的营养元素，过量的磷素进入水体可以导致水体富营养化，来自农田的磷在面源污染源中占有很大的份额，水体中总磷与流域内农业用地的比例呈正相关关系。随着含磷化肥和有机肥应用的不断增加，农业生产中的磷素输入大于输出，尤其在种植业和养殖业较为发达的地区，由于长期过量施用磷肥和有机肥，导致农田土壤耕层处于富磷状态，土壤有效磷通过地表径流、土壤侵蚀、淋洗等途径加速向水体迁移，引发受纳水体的富营养化，不仅给城市饮水、工业用水、水产养殖造成极大损害，也影响休闲、旅游等行业。国外有很多关于土壤磷素流失的研究，中国主要在红壤、黄壤等土壤类型上进行了土壤固磷能力研究。

本专利是在对2006年～2013年的土壤有效磷检测结果，与1982年的土壤有效磷检测结果进行比较分析，进行大量的农作物磷肥0水平3414试验，结合有效磷在土壤易被固定、土壤磷素超吸附饱和度流失、作物需肥规律理论研究基础上，建立了一套完整的农作物磷肥施用新理论体系，创建了“一种提高磷肥利用率的农作物磷肥施用技术”，该技术在农作物施肥中能提高磷肥利用率3～8%。经检索国内外相关文献：未发现有与“一种提高磷肥利用率的农作物磷肥施用技术”相同内容的报道。

发明内容

本技术的特点：①是根据农田肥力状态确定幼苗期磷肥施用方法。中高肥力的农田苗期不施磷肥，低肥力的农田施用部分磷肥做基肥。②是依据农作物苗期对磷素吸收量少的特点，高肥力农田农作物苗期利用土壤中有效磷、低肥力农田通过补充部分磷肥达到农作物苗期生长需肥要求。在农作物花芽分化初期，提高磷素有效养分的外源供给量，保证农作物花芽分化期（幼穗分化期）、孕穗期、成熟期对磷的高效吸收。③缩减较高浓度土壤有效磷维持时间，减少磷肥施入土壤后的有效磷固定数量，减少施磷肥时土壤有效磷流失风险，保证关键需肥期磷素有效供给。以此技术原理提高农作物磷肥当季施肥利用率。

对于中高肥力的农田，特别是土壤有效磷超过30 mg/kg的农田，在农作物播种、栽种到种植后的2个月左右的苗期内，只允许幼苗吸收利用土壤中的有效磷。在花芽分化（幼穗分化）初期，每公顷农田施用磷肥（P₂O₅）30～150千克，使农田耕作层有效磷理论浓度比原来土壤有效磷初始浓度提高80～300%，从而保证农作物在花芽分化期、孕穗期、成熟期的2～3个月内，有足够浓度的土壤有效磷可以利用，提高施入磷肥当季利用率。

对于中低肥力的农田，特别是土壤有效磷小于10mg/kg的农田，则将磷肥分为两次施用。其中基肥每公顷施用磷肥（P₂O₅）15～75千克，在花芽分化（幼穗分化）初期，每公顷再施用磷肥（P₂O₅）15～75千克，两次施肥都能使农田耕作层有效磷理论浓度比原来有效磷初始浓度增加80～300%，保证农作物在幼苗期、花芽分化期、孕穗期、成熟期，都有足够的土壤有效磷可以利用，提高施入磷肥当季利用率。

具体实施方式

2006年～2013年对78862个土壤样品检测分析，土壤有效磷平均值为18.1mg/kg，与1982年相比土壤有效磷平均值从8.4mg/kg上升到现在的18.1mg/kg，绝对数量值上升9.7mg/kg、上升幅度达到114.5%。近30年来随着化肥用量的大幅度提升，土壤有效磷提升近100%，施入土壤中的外源性磷对土壤的供肥水平贡献巨大。土壤有效磷间隔30年变化对比见表1

表1     土壤有效磷间隔30年变化对比统计表

2006年～2013年，对水稻、小麦、玉米、油菜、马铃薯等农作物，开展13959个小区的3414肥效试验。根据磷肥0水平产量，建立有效磷与相对产量的线性数学方程。按照线性数学方程，计算各相对产量区间理论状态下稻、油、麦、玉米、马铃薯生产所需要的有效磷理论需求量。结果如表2所示：

表2  稻、油、麦、玉米、马铃薯相对产量与有效磷需求理论值 

对稻、油、麦、玉米、马铃薯相对产量与有效磷需求理论值分析研究，得出的结论为：目前土壤自然状态下的有效磷供给，基本能满足主要农作物85%的相对产量需求。要使主要农作物相对产量提高10%而使相对产量达到95%以上，土壤有效磷平均需求量须比原来提高100%～200%，相当于每公顷施用磷肥（P₂O₅）45～90千克。由于土壤有效磷易于被土壤固定，要长期维持比原来初始浓度高100%～200%的高浓度土壤有效磷显然不可能，只能在农作物生育的最大需肥期～花芽分化期（幼穗分化期）施用磷肥，提高土壤有效磷浓度。

对于中高肥力的农田，特别是土壤有效磷超过30 mg/kg的农田，土壤有效磷基本平衡或略有盈余。农作物的生长发育过程中，土壤已经基本能满足作物苗期的养分需求。此时再以磷肥做基肥时，农作物幼苗不能很好吸收利用施入的外源性磷，将使苗期的土壤有效磷处于过剩状态，造成土壤固定浪费和流失风险，再到花芽分化期（幼穗分化期）开始，农作物对养分的吸收量大幅度增加时，土壤有效磷因为前期的土壤固定或流失而显的相对不足。因此对于中高肥力的农田，特别是土壤有效磷超过30 mg/kg的有灌溉条件的农田，在农作物播种、栽种到种植后的2个月左右的苗期内不施用磷肥，只允许农作物幼苗吸收利用土壤中的有效磷。不施用磷肥将促进苗期根系生长，增加农作物后期对土壤养分的吸收能力。在花芽分化（幼穗分化）初期，每公顷施用磷肥（P₂O₅）30～150千克，使耕作层有效磷理论浓度比原来土壤有效磷初始浓度提高80～300%，从而保证农作物在花芽分化期、孕穗期、成熟期的2～3个月内，有足够的土壤有效磷可以利用，提高农作物对施入的外源性磷利用率。

对于中低肥力的农田，特别是土壤有效磷小于10mg/kg的农田，土壤有效磷还不能满足作物苗期的养分需求。在作物苗期需要补充磷素养分，进入旺盛生长状态的最大需肥期也需要磷素养分的大量供给。因此在农作物整个生育期中，将磷肥分为两次施用。其中基肥每公顷施用磷肥（P₂O₅）15～75千克，在花芽分化（幼穗分化）初期，每公顷再施用磷肥（P₂O₅）15～75千克，将使农田耕作层有效磷理论浓度比原来土壤有效磷初始浓度提高80～300%的时间成倍增加，保证农作物在苗期、花芽分化期、孕穗期、成熟期的各生育期，有足够浓度的土壤有效磷可以利用，提高农作物对施入的外源性磷肥的当季利用率。