一种确定甘蔗田磷肥施用量的方法与流程

本发明涉及一种确定甘蔗田施肥量方法，特别是一种确定甘蔗田磷肥施用量的方法。

背景技术：

甘蔗是世界上最主要的糖料作物之一，也是重要的能源和饲料作物，广泛分布于33°n至30°s之间，具有生长周期长、产量高、养分需求量大等特性。中国是全球第三大蔗糖生产国，甘蔗种植面积仅次于巴西和印度，长期以来甘蔗生产是蔗区的支柱产业之一，然而当前肥料投入成本过高已经严重限制了我国甘蔗产业的国际竞争力。据报道甘蔗的尿素、过磷酸钙和氯化钾的施用范围分别为450-1000、1500-3000和450-750kgha^-1，平均用量为发达国家的5-10倍；而n、p、k当季利用率仅20％、10％、30％，普遍低于其他甘蔗生产国。因此，探索确定适宜的施肥量对于指导甘蔗生产具有现实意义。

中国蔗区主要分布于广西、云南、广东和海南等热带和亚热带地区，土壤类型以酸性红壤、赤红壤为主。对蔗区土壤养分的调查发现，多数土壤中有效氮水平处于中等偏上，而速效磷、有效钾含量处于偏低状态，尤其速效磷缺乏较为普遍。这一方面由于酸性红壤中富含铁铝化合物，磷素大多以难溶性的磷酸铁、铝化合物以及闭蓄态磷存在；另一方面，磷肥进入土壤后，大部分被矿物吸附和固持，只有小部分能被植物吸收利用。全球范围内，土壤速效磷含量不足是最常见的产量限制因子，施用磷肥成为保障粮食安全的必要措施。为了提高作物单产，我国农业中往往持续大量施用磷肥，尤其在甘蔗生产中，明显提高了土壤速效磷含量，但也导致土壤磷素的大量累积，造成有限磷矿资源的浪费以及较大环境污染风险。如何确定土壤磷素养分的合理范围，同时保证作物产量和磷肥的高效利用已经成为广泛关注的研究课题。

研究发现当土壤速效磷含量超过某个水平时，继续施用磷肥对作物产量提高的作用不明显甚至接近0，这个临界点被称为土壤速效磷的农学阈值。一般认为，将土壤中的速效磷含量维持在农学阈值附近，能同时保证作物高产和较高的磷肥利用率，对于农民经济效益较大。大宗作物的农学阈值研究较多，得到的结果因土壤类型和计算模型而异，例如玉米、小麦和水稻的速效磷农学阈值范围分别为7-11，7-18和9-20mgkg^-1。在弗罗里达州高有机质土壤上，mccrayetal.(2012)对大田试验分析得到甘蔗速效磷(mehlich3法测定)农学阈值为30gpm^-3；超过该值时，磷肥对于甘蔗产量影响极小。目前在中国，根据大田条件下甘蔗产量与速效磷的响应确定磷素农学阈值的研究未见报道。此外，速效磷对全磷含量变化响应关系的研究发现，存在一个转折点，即土壤磷素肥力速率转折点。在这个点前后响应系数存在巨大差异，说明速效磷对全磷的响应关系因全磷含量的变化而产生很大变化。特定土壤类型中速效磷对全磷的响应关系，可为估算将较低的土壤速效磷含量提高到农学阈值需要的磷量；或者不施磷肥情况下，将较高速效磷降低到农学阈值需要的时间提供一定参考作用。因此研究磷素农学阈值以及磷素肥力速率转折点对于调控蔗区土壤磷素养分以及确定磷肥适宜用量均十分必要。

磷肥高效利用也是农业生产中的迫切需求。磷肥当季利用率是表征磷肥利用效率的常用指标之一，生产中采用差减法来计算，是指施磷处理与未施磷处理下作物收获时吸磷总量的差值占磷肥投入量的百分数。我国磷肥的当季利用率较低，大多在15-25％之间。磷肥当季利用率受施磷量、土壤性质、作物种类以及气候等众多因素的影响。通常磷肥利用效率随着施磷量的增加而降低，呈现明显的报酬递减规律。对同种土壤不同磷素水平的比较发现，土壤速效磷含量也是影响磷肥当季利用率的重要因素。河南不同测土施肥试验点夏玉米的磷肥当季利用率与土壤速效磷含量具有明显的负相关性。目前针对酸性红壤多个不同试验点甘蔗磷肥当季利用率的比较及其对土壤速效磷含量的响应研究较少，而磷肥当季利用率与土壤速效磷农学阈值、土壤磷素肥力转折点关系如何尚未见报道。

技术实现要素：

本发明的目的是一种确定甘蔗田磷肥施用量的方法，以保证作物产量和磷肥的高效利用。

本发明的目的是这样实现的：一种确定甘蔗田磷肥施用量的方法，其特征在于：采用以下方法确定：

1)选点及施肥处理

在蔗区选取数十个试验点，用四个不同施磷方案进行处理：

p0：不施磷肥

p1：120kgp2o5/hm2

p2：240kgp2o5/hm2

p3：360kgp2o5/hm2；

每个处理3次重复，完全随机区组排列；所有处理氮、钾肥用量一致，氮肥用量为345kg/hm2n(尿素)、钾肥用量为270kg/hm2k2o(氯化钾)；而后调查不同施磷处理下的甘蔗产量、土壤磷素养分状况，分析甘蔗产量、磷素吸收、磷肥利用率对速效磷的响应关系以及土壤磷平衡状况；

2)样品采集与测定

试验前，采集各试验点0-20cm耕层土壤样品，装瓶保存备用，用于测定土壤基本理化性质指标；甘蔗成熟期，采集植株样本剪去根部，茎、叶在105℃下杀青30min，70℃下烘干至恒重，称重并估算小区的茎、叶生物量，粉碎过0.5mm筛，分别测定磷含量；

样品分析：土壤全磷分析用h2so4-hclo4消煮，钼锑抗比色法；土壤速效磷含量采用0.03mnh4f-0.025mhcl浸提，钼锑抗比色法。植株样品全磷采用h2so4-h2o2消煮，钒钼黄比色法测定；

3)采用双直线(linear-linearmodel，ll)、线性-平台(linear-plateaumodel，lp)和米切里西(mitscherlich，exp)三种模型来模拟作物产量与土壤速效磷含量之间的关系，进而确定甘蔗的速效磷农学阈值；

4)综合产量反应、磷肥利用率和土壤肥力分析确定蔗区土壤速效磷含量的适宜范围；

5)对于速效磷含量接近磷素农学阈值的土壤，确定推荐施磷量。

根据本发明确定甘蔗田磷肥施用量的方法，所述的甘蔗的速效磷农学阈值确定为22.9mgkg^-1，蔗区土壤速效磷含量的适宜范围22.9-50mgkg^-1，蔗区土壤速效磷含量接近磷素农学阈值的土壤，确定推荐施磷量为120kgp2o5/ha。

本发明具有如下有益效果：根据本发明确定甘蔗田磷肥施用量，有利于磷肥高效利用和指导甘蔗生产，因地制宜，提高甘蔗的产量，并避免造成有限磷矿资源的浪费以及较大环境污染风险。

附图说明

图1蔗区选择的试验点分布情况图。

图2不同施磷水平下磷肥增产效应对土壤速效磷的响应关系图。

图3不施磷情况下甘蔗相对产量对土壤速效磷的响应关系图。

图4土壤速效磷和全磷的关系图，图中箭头指示反应曲线的折点。

图5磷肥利用率对土壤速效磷的响应图。

图6不同施磷水平土壤磷素盈亏量盒状图，矩形盒中实线代表中值，虚线代表平均值，下四分位数(矩形盒下边缘)和上四分位数(矩形盒上边缘)分别代表全部数据的25％和75％，下边缘线和上边缘线分别代表全部数据的5％和95％，上下空心点代表异常值。

具体实施方式

本发明选取广东主要蔗区湛江地区35个试验点，调查了不同施磷处理下的甘蔗产量、土壤磷素养分状况，分析甘蔗产量、磷素吸收、磷肥利用率对速效磷的响应关系以及土壤磷平衡状况，旨在探索土壤速效磷含量水平的科学管理，为甘蔗生产中化学肥料的减施增效提供理论依据。

1材料与方法

1.1试验地点

研究区域为粤西蔗区，包括分布于徐闻、雷州、遂溪、化州等县市共35个不同试验点，其中遂溪县16个，雷州市11个，徐闻县6个，化州市2个，具体分布如图1。甘蔗种植面积约15万公顷。土壤类型为红壤，有机质变化范围14.7-33.8(均值25.0gkg^-1)，ph变化范围4.39-5.52(均值4.8，水土比5:1)。

1.2试验设计

所有试验点均包括四个不同施磷处理，p0：不施磷肥、p1：120kgp2o5/hm²(当地习惯施肥的50％)、p2：240kgp2o5/hm²(当地习惯施肥)和p3：360kgp2o5/hm²(当地习惯施肥的1.5倍)。每个处理3次重复，完全随机区组排列。小区面积为66m²(长10.0m×宽6.6m)，各小区之间设置2米宽隔离带，四周设1米宽保护行。所有处理氮、钾肥用量一致，氮肥用量为345kg/hm²n(尿素)、钾肥用量为270kg/hm²k2o(氯化钾)。全部肥料作基肥施下，甘蔗品种为roc22，下种量为3500段双芽苗，下种、施药后覆土，采用宽度为1.5m除草地膜对试验地进行全田覆盖。其他田间管理与一般大田生产相同。

1.3样品采集与测定

本研究中甘蔗种植时间为2015年1月，收获称产时间为2016年3月。试验前，采集各试验点0-20cm耕层土壤样品，用土钻按照s形取样，多点均匀混合成一个土样，室内风干后磨碎过2mm筛，装瓶保存备用，用于测定土壤基本理化性质指标。甘蔗成熟期，采集植株样本，每个小区取代表性植株2株，剪去根部，分为茎、叶(包括叶片和叶鞘等)两大部分，均在105℃下杀青30min，70℃下烘干至恒重，称重并估算小区的茎、叶生物量。各部分烘干样粉碎过0.5mm筛，分别测定磷含量。

样品分析：土壤全磷分析用h2so4-hclo4消煮，钼锑抗比色法；土壤速效磷含量采用0.03mnh4f-0.025mhcl浸提，钼锑抗比色法。植株样品全磷采用h2so4-h2o2消煮，钒钼黄比色法测定。

1.4数据统计与分析

磷肥增产效应的计算如下：

磷肥增产效应(pc，％)＝(施磷素区作物产量-不施磷区作物产量)/不施磷区作物产量×100(1)

作物吸磷量为地上部全部吸磷量，分为茎和叶(包括叶片和叶鞘等)两大部分。有关计算公式如下：

作物吸磷量(kg/hm²)＝蔗茎产量(kg/hm²)×茎含磷量(％)+蔗叶产量(kg/hm²)×叶含磷量(％)；(2)

表观磷素盈亏(kg/hm²)＝施入土壤磷素总量(kg/hm²)-作物(蔗茎+蔗叶)吸磷总量(kg/hm²)；(3)

磷素利用率(％)＝(施磷素区作物吸磷总量-不施磷区作物吸磷总量)/施磷素量×100(4)

本发明采用双直线(linear-linearmodel，ll)、线性-平台(linear-plateaumodel，lp)和米切里西(mitscherlich，exp)等三种模型来模拟作物产量与土壤速效磷含量之间的关系，进而确定甘蔗的农学阈值。采用双直线模型(linear-linearmodel，ll)模拟速效磷与全磷的响应关系。

为了减少试验点之间由于气候因素和田间管理条件的差异，采用作物相对产量来计算作物的农学阈值。相对产量的计算公式如下(colwell,1963)：

yr＝yf÷ym(5)

其中：yr为作物的相对产量，yf为不同试验点的作物产量(kghm^-2)；ym为不同试验点的最大作物产量(kghm^-2)。

双直线模型的计算公式如下：

y＝a1+b1xifx<c(6)

y＝a2+b2xifx≥c(7)

其中：y表示作物的相对产量(％)(或速效磷含量(mgkg^-1))，a1(或a2)为截距；b1(或b2)为斜率，x为土壤速效磷含量(mgkg^-1)(或全磷含量(gkg^-1))，c为二者响应关系的转折点。

线性-平台模型的计算公式如下：

y＝a+bxifx<c(8)

y＝ypifx≥c(9)

其中：y表示预测的相对产量(％)；a为截距；b为斜率，x是土壤olsenp含量(mgkg^-1)，c是土壤olsenp临界值(mgkg^-1)，yp是预测的相对平台产量(％)。

米切里西模型的计算公式如下

y＝a[1-e^-bx](10)

其中y是预测的相对产量(％)，a是x不受限制时可获得的最大产量，b是响应因子，x是土壤速效磷的含量(mgpkg^-1)。在本发明中，速效磷含量的临界值定义为当y达到a的95％时的值(colombetal.,2007)。

所有数据均使用excel2010进行整理；双直线、线性-平台和米切里西模型等均在sigmaplot12.5中运行。

2结果分析

2.1磷肥增产效应对速效磷的响应

与不施磷处理(p0)相比，p1、p2和p3等三种不同施磷水平下，磷肥对于甘蔗的增产效应对土壤速效磷响应关系如图2。不同施磷水平下，磷肥增产的百分比随着速效磷含量的增加，均呈现降低趋势，p1、p2和p3的增产效应变化范围分别为43.9-2.3％(均值为17.6％)、51.8-3.6％(均值24.6％)和57.8-4.3％(均值25.8％)。同一土壤速效磷水平下，增产效应随着施磷量的增加而提高，但增产效应的差别不同：当土壤速效磷含量较低时(ap<20mgkg^-1)，不同施磷水平的增产效应差别较大，p3比p1平均高出16.2％；当土壤速效磷含量在20-100mgkg^-1时，不同施磷水平的增产效应相差较小，p3比p1平均高出6.5％；当土壤速效磷含量>100mgkg^-1时，三种施磷水平的增产效应基本相同，p3仅比p1平均高1.3％。总体来看，土壤速效磷含量较低时，施磷的增产效应较大，即磷肥对于作物产量的影响较大；当土壤速效磷含量达到较高水平时，施磷的增产效果逐渐减少，此时磷肥对于作物产量的影响较小。

2.2甘蔗相对产量对速效磷的响应

不施磷处理(p0)下，甘蔗产量对土壤速效磷的响应关系如图3。直线模型中，双直线(ll)和线性-平台(lp)模型将作物产量对速效磷的响应关系划分为两个部分，转折点即是土壤速效磷的农学临界值。米切里西(exp)模型中，农学临界值为对应于最大预测相对产量95％的速效磷含量。本发明中，不同试验点的甘蔗相对产量和速效磷的响应关系可用以上三个模型较好地模拟(图3和表1)：双直线、线性-平台和米切里西模型的决定系数分别为0.747、0.659和0.678，均达到极显著水平。同时，采用双直线、线性-平台和米切里西模型，甘蔗的磷素农学阈值不同，分别为22.9、49.9和26.8mgkg^-1，三种模型的平均值为33.2mgkg^-1。

表1双直线、线性-平台和米切里西模型计算的甘蔗磷素农学阈值(mgkg^-1)

2.3土壤速效磷对全磷的响应

双直线模型将土壤速效磷含量对全磷的响应关系分成两个阶段，方程决定系数为0.881，达到极显著水平。由图4可以看到，转折点前后，速效磷对全磷含量的变化响应系数明显不同：转折点之前，全磷含量每增加0.1gkg^-1，速效磷含量增加5.48mgkg^-1；转折点之后，全磷含量每增加0.1gkg^-1，速效磷含量增加25.4mgkg^-1。转折点后的响应系数约为转折点前的4.6倍。此外，本发明中转折点之处的对应的全磷和速效磷含量分别为0.69gkg^-1和24.7mgkg^-1。可见，当土壤全磷含量超过0.69gkg^-1时，随着全磷含量的增加，速效磷含量会急剧上升。

2.4磷肥利用率对速效磷的响应

各个试验点的磷肥当季利用率(pue)与速效磷的关系如图5所示。三种施磷水平下，不同速效磷含量对应的pue变化幅度均存在一定波动，p1、p2和p3处理pue的变化范围分别为34.7-7.8％(均值为19.0％)、24.6-8.5％(均值16.8％)和22.6-9.9％(均值25.8％)。整体来看，在同一速效磷水平下，pue随着施磷量的增加而逐渐降低。此外，随着土壤速效磷含量提高，三种施磷水平的pue均呈现下降趋势。用直线方程模拟pue与速效磷的响应关系可见，速效磷含量每增加1个单位时，p1、p2和p3处理的下降速率(即直线方程的斜率)依次为0.10、0.06和0.05个百分点。

2.5土壤磷素平衡

不施磷(p0)处理下，所有试验点土壤磷素均表现为亏缺状态，磷素亏缺量变化范围为-54.1—-145.2kgp2o5ha^-1y^-1。三个施磷处理中：p1处理不同试验点磷素的盈亏变化范围分别为-39.0—35.9kgp2o5ha^-1y^-1。p2和p3处理中各个试验点的磷素均表现为盈余状态，变化范围分别为67.1—132.7和165.1—235.2kgp2o5ha^-1y^-1(图6)。可以看到，不同试验点和不同施磷处理中磷素盈亏量存在明显差别，主要是由于磷素施用量、作物带走磷素量存在较大差别造成的。从同一施磷水平下，不同试验点磷素盈亏量的平均值来看，磷素施用量越高，磷素的盈余量越大，p3和p2处理土壤磷素平均盈余量为正值，分别为201.7和99.3kgp2o5ha^-1y^-1；而p1和p0处理土壤磷素平均盈余量为负值，分别为-2.6和-100.3kgp2o5ha^-1y^-1。可见，不施磷(p0)时，土壤磷素存在较大亏缺，而施用较高磷素(p2和p3)时，土壤中会累积较大量的磷素。多数试验点中，p1处理可维持土壤磷素养分的动态平衡。

3讨论与结论

3.1甘蔗的速效磷农学阈值

本发明中，当土壤速效磷含量较低时，磷肥施用对甘蔗具有明显的增产效应且随着施磷量的增加而增大；当土壤速效磷含量不断提高，磷肥的增产效应逐渐减小；当土壤速效磷含量超过100mgkg^-1时，三个施磷(p1、p2和p3)处理的甘蔗产量与不施磷(p0)处理基本相同，增产效应极小(图2)。说明当土壤本身磷素养分较高，不再是作物生长限制因素时，外源磷肥施用对于作物产量的影响很小。类似地，在油菜上的研究发现，肥力较差的土壤中，磷肥的增产效果显著高于肥力高的土壤(wuetal.,2004)。

在p0处理下，甘蔗的产量随着土壤速效磷含量的增加，呈现先快速增加后缓慢增加的趋势(图3)。我们采用双直线、线性-平台和米切里西三种模型来拟合p0处理下，甘蔗产量对土壤速效磷含量的响应关系。为了减少不同试验点之间的误差，采用相对产量来进行计算，将最大产量定为100％，其他产量为绝对产量与最大产量之间的比值。表1可以看到，三种模型均可以用于模拟甘蔗相对产量与速效磷含量的关系，双直线模型最优(r²＝0.747，p<0.01)，其次为米切里西模型(r²＝0.678，p<0.01)，最后为线性-平台模型(r²＝0.659，p<0.01)。在直线模型(包括双直线和线性-平台模型)中，转折点被定义为磷素农学阈值，仅是根据相对产量对土壤速效磷含量变化的响应关系，人为将土壤分成了两种不同类型，这可能与实际情况不符，用于指导农业生产中土壤磷素管理会存在较大风险(tangetal.,2009)。而在米切里西模型中，计算磷素农学阈值时，需要武断的选择实际获得产量为最大达到产量相对水平值(例如80-100％)，因此也会存在一定偏差(colombetal.,2007；poultonetal.,2013)。

为了获得作物较为合理的速效磷农学阈值，通常采用几种不同模型来进行计算和比较，同时需要结合作物的产量反应来进一步确定。tangetal.(2009)对昌平、郑州和杨凌等三个试验点，用不同模型获得的玉米农学阈值在12.1—17.3mgkg^-1(平均值为15.3mgkg^-1)，小麦农学阈值在12.5—19.0mgkg^-1(平均值为16.3mgkg^-1)。本发明中，双直线、米切里西模型得到的速效磷临界值较为接近，分别为22.9和26.8mgkg^-1，而线性-平台的临界值为49.9mgkg^-1，明显高于前两者。结合产量反应和模型的决定系数来看，我们选择双直线模型预测得到的结果，即甘蔗农学阈值为22.9mgkg^-1。相比于玉米和小麦的农学阈值，甘蔗速效磷农学阈值较高，这一方面可能与甘蔗的生长周期较长、养分需求量大有关。另一方面，本发明蔗区土壤为强酸性红壤(ph<5.5)，选取的速效磷测定方法为bray-i法，而上述研究中采用的olsen法测定。有研究者发现，对于同种土壤，由于浸提试剂的不同，bray-i法(0.03mnh4f-0.025mhcl)测定的土壤速效磷含量要高于olsen法(0.5mnahco3，ph＝8.5)测定值(songetal.,2012)。此外，mccrayetal.(2012)在弗罗里达高有机质土壤中的研究证明，甘蔗的速效磷(mehlich3法(0.2mch3cooh,0.25mnh4no3,0.015mnh4f,0.013mhno3以及0.001medta))农学阈值为30gpm^-3，按照有机质较高土壤容重1.2gcm^-3换算，相当于25mgpgk^-1，与本发明的结果十分接近。bu和magdoff(2003)的研究认为bray1和mehlich3都为含f提取剂，从土壤中提取磷的主要原理相同，因而二者有很好的替代性。

3.2土壤磷素肥力转折点

很多土壤类型上发现，土壤速效磷含量随着土壤全磷含量的增加而显著增加，但增加速率不同。例如，在肥力速率转折点之后，全磷含量每增加0.1gkg^-1，速效磷含量的增量在黑土、紫色土分别为28.7和7.5mgkg^-1(baietal.,2013)。如果土壤速效磷对全磷的响应曲线关系长期保持不变，那么二者的响应曲线可以用来估算在没有p肥输入的情况下，土壤本身速效磷水平能够维持作物高产持续的时间。本发明用双直线模型对蔗区红壤中速效磷对全磷含量变化的响应关系进行拟合，可以看到两段直线的回归系数分别为54.8和254.0，转折点前后的响应系数相差约3.6倍，表明蔗区红壤在不同全磷水平下，磷的吸附状态存在明显差异，这可能与土壤中有机碳(soc)含量和ph值的显著改变有关。已有研究表明：soc可以占据矿物表面的吸附位点进而减少土壤对p的吸附，soc也可能与fe、al离子形成络合物从而增加土壤磷的吸附(dalyetal.,2010；jalaliandjalali,2016)。土壤ph值改变能显著影响土壤胶体对磷素的吸附状态和强度(abdalaetal.,2012)。在酸性土壤中，磷素很可能通过配体交换被土壤粘土矿物和氧化氢吸附，使解吸困难(khareetal.,2007)。

3.3蔗区土壤速效磷适宜范围和磷肥推荐用量

不同施磷水平下，磷肥利用率均随着土壤速效磷含量的增加而呈现显著下降趋势，下降速率(即方程的系数)随着磷肥施用量的增加而减小(图5)。在玉米和小麦中也发现了类似的结果(lietal.,2002；sunandliu,2014)。速效磷含量较低时，磷肥的当季利用率较高，但此时作物产量明显受到限制(图3和5)。很多研究认为，当土壤速效磷含量在磷素农学阈值附近，磷肥的当季利用率较高，同时能保证作物的高产和稳产(syersetal.,2008；johnstonetal.,2014)。当土壤速效磷含量过高时，作物产量较高，但磷肥当季利用率很低，且造成大量磷素累积在土壤中，可见速效磷含量并非越高越好(simpsonetal.,2015；mardamootooetal.,2013)。当土壤全磷含量超过磷素肥力速率转折点时，速效磷含量随着全磷的增加而迅速增加，会造成磷肥利用率的大幅下降，此外速效磷进入水体引发环境污染的风险较大(mcdowelletal.,2015)。当olsenp含量超过40mgkg^-1，中国很多土壤类型均可能发生磷淋失(zhongetal.,2004)。hortaandtorrent(2007)通过对葡萄牙多个酸性土壤的研究，推荐土壤磷素环境临界值(径流流失)为50mgkg^-1。因此，为了保证较高的甘蔗产量、土壤磷素肥力以及磷肥利用率，蔗区酸性土壤速效磷含量的适宜范围为22.9—50mgkg^-1。

土壤磷素盈亏来看，p0处理下，不同试验点的土壤磷素均处于亏缺状态，说明在蔗区红壤中，不施磷会造成土壤磷素的大量消耗，不能满足作物的磷素需求。而对于p2和p3处理，不同试验点的土壤磷素均处于盈余状态，即磷素投入量超过作物携出磷素量，目前在p2处理(当地常规施肥量，240kgp2o5/ha)下，每年造成大量的磷素累积，造成磷肥资源的大量浪费。两种情形下，均不利于维持土壤磷素的合理水平。p1处理下，不同试验点的磷素盈亏量不同，平均盈余量接近0，说明磷素输入与植物的磷素带出量基本相同，此时土壤磷素处于动态平衡中。对于特定土壤，当速效磷含量远低于磷素农学阈值时，磷肥施用量应高于作物磷素带出量(lietal.,2011)，本发明可以选p2用量，使速效磷含量逐渐提高直至接近农学阈值；当速效磷含量接近或略高于甘蔗磷素农学阈值时，磷肥施用量应略高于或与作物磷素带出量相等(wuetal.,2018)，本发明可以将p1(120kgp2o5/ha)作为推荐施肥量；当速效磷含量远高于磷素农学阈值时，短时间内可以暂时停止施用磷肥(mccrayetal.,2012)。同时每隔3-5年，应测定土壤速效磷含量，以调整磷肥施用量，适应甘蔗的生长需求。

4结论

农业中磷素养分的管理需要同时考虑作物高产、磷肥高效利用以及水体污染防范。首先，需要确定作物的速效磷农学临界值。本发明中双直线、线性-平台和米切里西等三种模型均可用于拟合作物相对产量与速效磷的响应关系(p<0.01)，其中双直线模型的拟合效果最好，得到的速效磷农学阈值在22.9-49.9mgkg^-1之间。磷肥的增产效应来看，不同施磷处理均有一定增产作用，但增产效应随着土壤速效磷含量的增加而降低。综合模型效果和增产效应变化，我们选定22.9mgkg^-1作为甘蔗速效磷农学阈值。

土壤速效磷含量过高，会导致磷肥利用率的下降，造成有限磷矿资源的浪费，同时还可能引发水体富营养化等环境问题。综合产量反应、磷肥利用率和土壤肥力等分析，蔗区土壤速效磷含量的适宜范围为22.9-50mgkg^-1。此外，不同施磷处理下土壤磷素盈亏分析结合当前蔗区速效磷含量普遍较高的情况：对于速效磷含量接近磷素农学阈值的土壤，可以将120kgp2o5/ha作为推荐施磷量；对于速效磷含量远高于磷素农学阈值的土壤，3-5年内可以停止施用磷肥。