顏曉軍 葉德練, 2* 吳良泉 孟祥明 鄭朝元 許煒東 張世昌

(1.福建農(nóng)林大學(xué) 資源與環(huán)境學(xué)院/國(guó)際鎂營(yíng)養(yǎng)研究所，福州 350002；2.福建農(nóng)林大學(xué) 農(nóng)學(xué)院/作物遺傳育種與綜合利用教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福州 350002；3.詔安縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局土肥站，福建 詔安 363500；4.福建省農(nóng)田建設(shè)與土壤肥料技術(shù)總站，福州 350003)

甜玉米又稱(chēng)蔬菜玉米、水果玉米[1-2]，近年來(lái)，隨著市場(chǎng)需求的增加，甜玉米種植面積逐漸增加，我國(guó)甜玉米種植面積已達(dá)40 萬(wàn)hm2以上[3]。由于甜玉米種植經(jīng)濟(jì)效益顯著，種植面積不斷擴(kuò)大，其在玉米產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中發(fā)揮著重要作用[4]。

磷素是僅次于氮素的第二大營(yíng)養(yǎng)元素，是生物系統(tǒng)中重要的組成部分[5]，而且磷素還參與光合磷酸化、三羧酸循環(huán)等生理過(guò)程[6]。施用磷肥是提高作物產(chǎn)量的重要途徑，但研究認(rèn)為磷肥施入酸性紅壤中容易被固定、沉淀，導(dǎo)致有效磷濃度較低，生產(chǎn)上投入的磷肥遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于作物需求[7]。甜玉米生產(chǎn)中農(nóng)戶(hù)磷肥(P2O5)投入量達(dá)105 kg/hm2[8]。本課題組調(diào)研發(fā)現(xiàn)，華南地區(qū)甜玉米化學(xué)磷肥(P2O5)施用量高達(dá)135 kg/hm2，并且底肥中由機(jī)肥帶入的大量磷素往往被忽略不計(jì)。由于磷肥長(zhǎng)期過(guò)量施用，導(dǎo)致酸性紅壤區(qū)土壤磷素大量累積，土壤磷庫(kù)已經(jīng)發(fā)生了巨大變化[9]。福建460 個(gè)代表性菜田的速效磷濃度高達(dá)61.7±43.2 mg/kg[10]；珠江三角洲水田、果園和菜地的土壤速效磷濃度為15.7～227.2 mg/kg，平均為91.0 mg/kg[11]，進(jìn)一步加劇了華南地區(qū)土壤磷素淋洗損失風(fēng)險(xiǎn)[12]。磷礦作為一種不可再生資源，過(guò)量使用磷肥將加快資源耗竭，因此減少磷肥投入、提高磷肥利用效率對(duì)磷礦資源的可持續(xù)利用，并在土壤磷大量累積的背景下，利用好土壤磷庫(kù)、提高甜玉米的磷肥利用效率顯得尤為重要。

磷肥恒量監(jiān)控是基于養(yǎng)分平衡原理和土壤測(cè)試確定施肥管理策略。磷肥恒量監(jiān)控技術(shù)是將磷肥施用量控制在既能夠獲得高產(chǎn)又不會(huì)造成環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的適宜范圍內(nèi)[13]。磷肥恒量監(jiān)控已得到普遍認(rèn)可，并在北方作物生產(chǎn)上被廣泛實(shí)踐。在北方普通玉米主產(chǎn)區(qū)，恒量監(jiān)控技術(shù)可以減少18.5%的磷肥投入，對(duì)提高玉米磷肥利用效率效果良好[14]。然而，恒量監(jiān)控技術(shù)是否能有效應(yīng)用在南方酸性紅壤區(qū)缺乏研究報(bào)道。此外，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部發(fā)布的有機(jī)肥替代化肥行動(dòng)方案要求實(shí)施有機(jī)肥替代化肥，提高有機(jī)肥的資源化利用[15]。在恒量監(jiān)控基礎(chǔ)上對(duì)有機(jī)替代的可行性進(jìn)行評(píng)價(jià)很有必要。因此，本研究擬以先甜5號(hào)甜玉米為研究對(duì)象，通過(guò)兩地兩季的甜玉米田間試驗(yàn)，明確磷肥恒量監(jiān)控技術(shù)、有機(jī)替代對(duì)華南酸性紅壤區(qū)甜玉米產(chǎn)量、磷肥利用效率、經(jīng)濟(jì)效益和碳排放的影響，以期為甜玉米減磷增效的普及推廣提供指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)基本概況

試驗(yàn)于漳州市詔安縣橋東鎮(zhèn)內(nèi)鳳村正禾農(nóng)場(chǎng)(117.22° E， 23.72° N)以及福州市馬尾區(qū)瑯岐鎮(zhèn)阡陌農(nóng)莊(119.61° E， 26.08° N)進(jìn)行。兩區(qū)域均屬亞熱帶季風(fēng)氣候，溫暖多雨、光熱充足，詔安縣全年平均氣溫21.3 ℃，全年平均降雨量1 447 mm，馬尾區(qū)全年平均氣溫19.3 ℃，全年平均降雨量1 382 mm，兩地受季風(fēng)氣候影響季節(jié)間降雨量差異較大，主要都集中在6—8月。兩試驗(yàn)地基礎(chǔ)地力如表1所示。

表1 試驗(yàn)地0～20 cm土層土壤的基本理化性狀Table 1 Basic agro-chemical properties in 0-20 cm soil layer

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)置4 個(gè)處理，分別為對(duì)照(NK)、農(nóng)戶(hù)常規(guī)(FFP)、恒量監(jiān)控(OPT)和有機(jī)替代(OS)，每個(gè)處理3 次重復(fù)。其中，恒量監(jiān)控處理的磷肥投入量是基于磷肥恒量監(jiān)控技術(shù)[16]，在高磷土壤上磷肥投入量為作物帶走量的70%(根據(jù)前期試驗(yàn)結(jié)果得到的甜玉米磷帶走量約為50 kg/hm2)，有機(jī)替代處理則在恒量監(jiān)控基礎(chǔ)上用有機(jī)肥替代50%的化學(xué)磷肥。正禾農(nóng)場(chǎng)試驗(yàn)地小區(qū)面積70 m2，阡陌農(nóng)莊試驗(yàn)地小區(qū)面積39 m2。每個(gè)處理的化肥和有機(jī)肥具體施用量及施用方式如表2所示，其中磷肥和有機(jī)肥穴施是在移栽時(shí)一次性施用，磷肥和有機(jī)肥撒施是在整地起壟前一次性施用；氮肥分3次施用，基肥、拔節(jié)肥和穗肥質(zhì)量比例為3∶4∶3；鉀肥分2 次施用，基肥和穗肥質(zhì)量比例為1∶1。肥料種類(lèi)為尿素(N 46%)、過(guò)磷酸鈣(P2O512%)、硫酸鉀(K2O 53%)、商品有機(jī)肥(P2O54.0%)。甜玉米品種為先甜5號(hào)，一年種植兩季，種植密度為52 500 株/hm2。甜玉米穴盤(pán)育苗后移栽，秋玉米于2018年9月14日育苗，2018年9月24日移栽，2018年12月9日收獲；春玉米于2019年3月28日育苗，2019年4月9日移栽，2019年6月29日收獲。病蟲(chóng)害防治等其他管理措施均按當(dāng)?shù)馗弋a(chǎn)田間管理方式進(jìn)行。

表2 不同處理間肥料施用量及施用方式Table 2 Fertilizer application rates and method in each treatment

1.3 樣品采集及測(cè)定

甜玉米鮮食期在每個(gè)小區(qū)取長(zhǎng)勢(shì)一致的地上部植株3 株，分莖、葉(含葉鞘)、苞葉、籽粒、穗軸五個(gè)部位，各器官樣品放進(jìn)烘箱105 ℃殺青30 min，80 ℃ 烘干至恒重后稱(chēng)其干重，然后粉碎過(guò)篩，各器官磷濃度采用釩鉬黃比色法測(cè)定[17]。鮮食期于小區(qū)中間三行連續(xù)各收10 株的穗數(shù)，共30 株，稱(chēng)其帶苞葉鮮穗重，折算出各處理每公頃鮮穗產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)分析及計(jì)算

器官磷素累積量計(jì)算方式參考李波等[18]；磷肥農(nóng)學(xué)效率(AEP)和磷肥回收利用率(UEP)計(jì)算方式參考李偉等[19]；磷肥偏生產(chǎn)力(PFPp)計(jì)算方式參考陸大雷等[20]。

收益計(jì)算公式如下：

Profit=Pyield-(PFerN+PFerP2O5+PFerK2O+
PFerManu+PHerbicide+PPesticide+PFilm+
PDiesel+PLabor+PElec)[21]

式中：PFerN、PFerP2O5、PFerK2O、PFerManu、PHerbicide、PPesticide、PFilm、PDiesel、PElec分別表示氮肥、磷肥、鉀肥、有機(jī)肥、除草劑、殺蟲(chóng)劑、農(nóng)膜、柴油、電的成本投入，具體單價(jià)見(jiàn)表3；PLabor為人工成本投入，人工成本按6 600 元/hm2計(jì)算；Pyield為甜玉米產(chǎn)出，單價(jià)為2 元/kg。

碳排放計(jì)算公式如下：

CO2emission=MN×EFN+MP2O5×EFP2O5+
MK2O×EFK2O+MManu×EFManu+
MHerb×EFHerb+MPest×EFPest+MFilm×
EFFilm+MDiesel×EFDiesel+MElec×EFElec

式中：MN、MP2O5、MK2O、MManu、MHerb、MPest、MFilm、MDiesel、MElec分別表示氮肥、磷肥、鉀肥、有機(jī)肥、除草劑、殺蟲(chóng)劑、農(nóng)膜、柴油、電的用量；EFN、EFP2O5、EFK2O、EFManu、EFHerb、EFPest、EFFilm、EFDiesel、EFElec依次為對(duì)應(yīng)項(xiàng)目的碳排放系數(shù)，具體參數(shù)見(jiàn)表3[22]。

表3 甜玉米生產(chǎn)投入品單價(jià)和碳排放系數(shù)Table 3 Unit price and carbon emission coefficient of sweet corn production inputs

采用Excel 2010軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，用SPSS 23.0 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和方差分析，不同處理間數(shù)據(jù)的多重比較采用Duncan新復(fù)極差法檢驗(yàn)(P<0.05)；采用Excel 2016軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)甜玉米產(chǎn)量、生物量和磷累積量的影響

與農(nóng)戶(hù)常規(guī)處理相比，恒量監(jiān)控和有機(jī)替代處理下詔安和瑯岐2 個(gè)試驗(yàn)地兩季的甜玉米產(chǎn)量均未降低；詔安試驗(yàn)地對(duì)照處理的甜玉米產(chǎn)量顯著低于其他處理，但是瑯岐試驗(yàn)地對(duì)照的甜玉米產(chǎn)量與其他處理并無(wú)顯著性差異(圖1)。秋播甜玉米產(chǎn)量高于春播甜玉米，其中在對(duì)照處理、農(nóng)戶(hù)常規(guī)、恒量監(jiān)控和有機(jī)替代處理下兩地秋播甜玉米平均產(chǎn)量分別為17.8、19.6、19.3和18.9 t/hm2(圖1(a))；兩地春播甜玉米平均產(chǎn)量分別為16.4、17.4、17.5和17.7 t/hm2(圖1(b))?？梢?jiàn)，恒量監(jiān)控和有機(jī)替代處理減少磷肥投入并不會(huì)導(dǎo)致甜玉米減產(chǎn)。

柱上不同字母表示同一地點(diǎn)4 個(gè)處理間的差異達(dá)到顯著水平(P<0.05)。下同。Different letters above the bars mean significant differences at P<0.05 among four treatments within each location. The same below.圖1 不同地區(qū)不同處理下2018年秋播(a)和2019年春播(b)甜玉米鮮穗產(chǎn)量差異Fig.1 Fresh ear yield of fall corn in 2018 (a) and spring corn in 2019 (b) under different treatments at different sites

詔安、瑯岐兩地兩季鮮食期不同處理下甜玉米植株不同部位生物量如圖2所示，不同部位生物量在恒量監(jiān)控與有機(jī)替代處理下均與農(nóng)戶(hù)常規(guī)處理沒(méi)有顯著性差異(詔安秋播玉米葉片除外)，總體而言在鮮食期不同處理間的甜玉米植株地上部生物量累積上并無(wú)顯著性差異(圖3)。不同處理下，甜玉米植株不同部位磷累積量如圖4所示：農(nóng)戶(hù)常規(guī)、恒量監(jiān)控和有機(jī)替代處理下甜玉米植株磷累積量顯著高于對(duì)照處理；農(nóng)戶(hù)常規(guī)、恒量監(jiān)控和有機(jī)替代處理之間的磷積累量差異不顯著；除了瑯岐2019春季的農(nóng)戶(hù)常規(guī)和有機(jī)替代之間存在差異 (圖5)。春播甜玉米鮮食期植株磷素累積高于秋播甜玉米，對(duì)照、農(nóng)戶(hù)常規(guī)、恒量監(jiān)控、有機(jī)替代處理秋播甜玉米平均磷累(P)積量分別為20.2、22.5、22.2和22.5 kg/hm2(圖5(a))，春播甜玉米平均磷素(P)累積量分別為27.6、30.0、29.8和29.0 kg/hm2(圖5(b))。一季甜玉米平均磷素(P)累積僅為25.5 kg/hm2(P2O558.3 kg/hm2)。

(a)詔安秋播玉米；(b)瑯岐秋播玉米；(c)詔安春播玉米；(d)瑯岐春播玉米?！皀s” 表示無(wú)顯著性差異。下同。(a) Fall corn in Zhaoan; (b) Fall corn in Langqi; (c) Spring corn in Zhaoan; (d) Spring corn in Langqi. ns means no significant difference. The same below.圖2 不同處理下鮮食期各器官生物量差異Fig.2 Differences in shoot biomass of different organs of sweet corn at the fresh ear stage under different treatments

圖3 不同處理下2018年秋播(a)和2019年春播(b)甜玉米地上部生物量差異Fig.3 Differences in shoot biomass of fall corn in 2018 (a) and spring corn in 2019 (b) under different treatments at different sites

(a)詔安秋播玉米；(b)瑯岐秋播玉米；(c)詔安春播玉米；(d)瑯岐春播玉米(a) Fall corn in Zhaoan; (b) Fall corn in Langqi; (c) Spring corn in Zhaoan; (d) Spring corn in Langqi圖4 不同處理甜玉米鮮食期各器官磷含量差異Fig.4 Differences in P accumulation in different organs of sweet corn at the fresh ear stage under different treatments

圖5 不同處理下2018年秋播(a)和2019年春播(b)甜玉米磷素累積差異Fig.5 Differences in P accumulation of fall corn in 2018 (a) and spring corn in 2019 (b) under different treatments at different sites

詔安和瑯岐試驗(yàn)地農(nóng)戶(hù)常規(guī)處理的磷素表觀平衡出現(xiàn)盈余狀況，兩季總的磷素(P2O5)盈余量分別為635.9、631.6 kg/hm2，恒量監(jiān)控、有機(jī)替代處理磷素表觀平衡出現(xiàn)虧缺狀況，詔安試驗(yàn)地兩季總的磷素(P2O5)虧缺分別為45.9、47.5 kg/hm2，瑯岐試驗(yàn)地兩季總的磷素虧缺分別為52.3、48.4 kg/hm2(表4)。

表4 磷素輸入、輸出與表觀平衡Table 4 P2O5 input, P2O5 uptake and apparent balance among different treatments at different seasons in different sites kg/hm2

2.2 不同處理對(duì)甜玉米磷肥利用效率的影響

不同處理對(duì)甜玉米磷肥偏生產(chǎn)力、農(nóng)學(xué)效率和回收利用率有顯著影響見(jiàn)表5。與農(nóng)戶(hù)常規(guī)處理相比，詔安和瑯岐兩地兩季，恒量監(jiān)控和有機(jī)替代處理均可以顯著提高磷肥偏生產(chǎn)力；恒量監(jiān)控和有機(jī)替代處理可以顯著提高詔安春播和秋播甜玉米的磷肥農(nóng)學(xué)效率；恒量監(jiān)控下瑯岐春播和秋播甜玉米的磷肥回收利用率顯著高于農(nóng)戶(hù)常規(guī)，有機(jī)替代處理則能顯著提高兩地秋播甜玉米的磷肥回收利用率(表5)。秋播甜玉米恒量監(jiān)控、有機(jī)替代磷肥回收利用率相比農(nóng)戶(hù)常規(guī)處理在詔安分別提高6.9%和15.3%，在瑯岐分別提高17.4%和12.6%；春播甜玉米恒量監(jiān)控、有機(jī)替代磷肥利用率相比農(nóng)戶(hù)常規(guī)處理在詔安分別提高13.8%和10.0%，在瑯岐分別提高11.1%和4.9%。

2.3 不同處理對(duì)甜玉米經(jīng)濟(jì)效益的影響

恒量監(jiān)控和有機(jī)替代較農(nóng)戶(hù)常規(guī)處理收益和產(chǎn)投比明顯增加(表6)。在秋播甜玉米上，詔安和瑯岐兩地恒量監(jiān)控和有機(jī)替代處理平均經(jīng)濟(jì)收益較農(nóng)戶(hù)常規(guī)處理分別增加26.3%和20.6%，平均產(chǎn)投比分別是農(nóng)戶(hù)常規(guī)處理的1.38和1.33 倍；在春播甜玉米上，詔安和瑯岐兩地恒量監(jiān)控和有機(jī)替代處理平均經(jīng)濟(jì)收益相比于農(nóng)戶(hù)常規(guī)處理分別增加35.5%和35.7%，平均產(chǎn)投比分別是農(nóng)戶(hù)常規(guī)處理的1.41和1.40 倍。恒量監(jiān)控和有機(jī)替代處理的平均產(chǎn)投比分別較農(nóng)戶(hù)常規(guī)處理提高39.8%和36.5%(表6)。

2.4 不同處理對(duì)甜玉米碳排放的影響

不同處理下年碳排放量如圖6所示：農(nóng)戶(hù)常規(guī)處理的年碳排放量最大，為16 649 kg/hm2，對(duì)照、恒量監(jiān)控、有機(jī)替代相比于農(nóng)戶(hù)常規(guī)處理分別下降15.4%、15.1%和14.2%。在碳排放構(gòu)成因素中，主要來(lái)源是地膜，其次是氮肥。進(jìn)一步分析單位甜玉米產(chǎn)量碳排放，結(jié)果如圖7所示，詔安秋播甜玉米恒量監(jiān)控、有機(jī)替代單位產(chǎn)量碳排放量分別為0.38、0.40 kg/kg，相比于農(nóng)戶(hù)常規(guī)處理分別下降17.2%、13.3%；瑯岐秋播甜玉米恒量監(jiān)控、有機(jī)替代單位產(chǎn)量碳排放量分別為0.35、0.36 kg/kg，相比于農(nóng)戶(hù)常規(guī)處理分別下降11.3%、9.6%；詔安春播甜玉米恒量監(jiān)控、有機(jī)替代單位產(chǎn)量碳排放量分別為0.40、0.41 kg/kg，相比于農(nóng)戶(hù)常規(guī)處理分別下降15.9%、14.9%；瑯岐春播甜玉米恒量監(jiān)控、有機(jī)替代單位產(chǎn)量碳排放量均為0.41 kg/kg，相比于農(nóng)戶(hù)常規(guī)處理分別下降15.0%?？梢?jiàn)恒量監(jiān)控和有機(jī)替代處理的平均單位產(chǎn)量碳排放量較農(nóng)戶(hù)常規(guī)處理分別下降14.9%和13.2%(圖7)。

圖6 不同處理下甜玉米年碳排放量差異Fig.6 The annual carbon emissions under different treatments

圖7 不同處理下2018年秋播(a)和2019年春播(b)甜玉米單位產(chǎn)量碳排放差異Fig.7 Differences in the carbon emissions of unit production of fall corn in 2018 (a) and spring corn in 2019 (b) under different treatments at different sites

3 討 論

磷肥長(zhǎng)期過(guò)量投入造成土壤磷盈余，土壤有效磷濃度明顯增加。1980—2007年，我國(guó)土壤Olsen-P含量由7.4 mg/kg上升至24.7 mg/kg，到2035年可能達(dá)到40.0 mg/kg[23]。土壤有效磷維持在20～40 mg/kg，既可以滿(mǎn)足作物需求，又可以降低環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)[13]，華南區(qū)甜玉米往往種植在高投入的蔬菜產(chǎn)區(qū)土壤，土壤速效磷遠(yuǎn)高于閾值[24]。農(nóng)戶(hù)調(diào)查結(jié)果表明，當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶(hù)常規(guī)的磷肥(P2O5)用量高達(dá)377 kg/hm2(包括有機(jī)+無(wú)機(jī)磷肥)，甜玉米目標(biāo)產(chǎn)量15 t/hm2時(shí)專(zhuān)家磷肥(P2O5)推薦量也高達(dá)105 kg/hm2[25]。本研究基于恒量監(jiān)控原理，在考慮土壤磷供應(yīng)條件下，可大幅度減少磷肥施用，推薦量為35 kg/hm2，相比農(nóng)戶(hù)常規(guī)處理減少幅度高達(dá)90.7%，產(chǎn)量、生物量和磷素累積量與農(nóng)戶(hù)常規(guī)處理并無(wú)顯著性差異。相應(yīng)地，恒量監(jiān)控技術(shù)可大幅度提高甜玉米磷肥利用效率、經(jīng)濟(jì)效益和減少碳排放。此外，在恒量監(jiān)控基礎(chǔ)上，將一半的磷肥通過(guò)有機(jī)肥替代供應(yīng)，取得與恒量監(jiān)控同樣的效果，會(huì)進(jìn)一步減少化肥磷的施用，實(shí)現(xiàn)磷礦資源的可持續(xù)利用。

優(yōu)化施磷需要明確作物的磷素吸收量。在本研究中平均產(chǎn)量18 t/hm2的甜玉米植株平均磷素(P2O5)累積量?jī)H為58.3 kg/hm2，這說(shuō)明當(dāng)前農(nóng)戶(hù)習(xí)慣施肥和以往專(zhuān)家推薦量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出甜玉米的實(shí)際磷素需求[25]。根據(jù)恒量監(jiān)控原理，在高磷土壤上磷肥投入量為吸收量的70%，已能滿(mǎn)足作物當(dāng)季需求，過(guò)量磷肥投入可能存在奢侈吸收的現(xiàn)象。此外，恒量監(jiān)控和有機(jī)替代采取穴施的方式，將磷肥近距離集中施用在甜玉米根系生長(zhǎng)的活躍區(qū)域一方面可以增加磷素與甜玉米根系的接觸，促進(jìn)玉米根系生長(zhǎng)及提高磷肥吸收利用效率；另一方面還能有效緩解磷素流失[26]。施用有機(jī)肥帶入的磷素以及有機(jī)肥對(duì)土壤磷素的活化作用也不容忽視，有機(jī)無(wú)機(jī)配施可以提高根際微生物活性和土壤供磷能力[27]，因此，恒量監(jiān)控和有機(jī)替代處理下的磷肥偏生產(chǎn)力和磷肥利用效率高于農(nóng)戶(hù)常規(guī)處理。本研究有機(jī)替代處理(P2O517.5 kg/hm2+有機(jī)肥434 kg/hm2，穴施)與恒量監(jiān)控(P2O535 kg/hm2，穴施)效果相當(dāng)，而且有機(jī)替代可以進(jìn)一步減少化肥磷的施用，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展。磷肥優(yōu)化施用處理(恒量監(jiān)控、有機(jī)替代)是減少磷肥投入、提高磷肥利用效率的有效措施。

優(yōu)化施磷管理還需要充分考慮土壤供磷能力。已有研究認(rèn)為華南區(qū)酸性土壤無(wú)機(jī)磷形態(tài)以閉蓄態(tài)磷為主，磷肥極易被固定，磷肥利用率較低，是因?yàn)槠涫侵饕诘土淄寥郎祥_(kāi)展的研究[28]。然而，隨著土壤磷庫(kù)持續(xù)累積，土壤磷庫(kù)已經(jīng)發(fā)生很大變化，華南區(qū)酸性紅壤速效磷濃度普遍較高[10]。本研究中詔安和瑯岐的土壤速效磷分別為84.1、99.7 mg/kg，是甜玉米種植區(qū)典型的土壤高磷狀況。已有研究表明，土壤速效磷濃度維持在28.2 mg/kg以上即可達(dá)到玉米高產(chǎn)臨界閾值[29]，因此高磷紅壤上基于恒量監(jiān)控和有機(jī)替代處理下的減磷措施并不會(huì)導(dǎo)致減產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)。恒量監(jiān)控和有機(jī)替代處理下的磷素表觀平衡為盈虧，可以耗竭土壤累積的磷素而不影響甜玉米的產(chǎn)量和磷吸收量，當(dāng)然3—5年之后要根據(jù)土壤的有效磷濃度重新評(píng)估磷肥適宜的投入量?，樶囼?yàn)地對(duì)照處理與施磷處理之間的產(chǎn)量并無(wú)顯著性差異，不施磷肥也不會(huì)導(dǎo)致減產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)，但是詔安試驗(yàn)地對(duì)照處理下的甜玉米產(chǎn)量顯著降低，這可能是土壤質(zhì)地差異導(dǎo)致的。詔安試驗(yàn)地土壤為赤砂土，表層土壤粗砂粒含量高，對(duì)磷素吸附能力較差[30]，而且降雨量大，磷肥容易隨黏粒、粉粒向下層遷移，因此砂質(zhì)土的磷有效性較質(zhì)地粘重土的低，單純依靠土壤供應(yīng)不能滿(mǎn)足植株磷素需求[31]。玉米需磷臨界期在生育前期，但是此時(shí)玉米根系小，無(wú)法及時(shí)吸收到足夠的速效磷，因此可以在移栽時(shí)一次性穴施滿(mǎn)足其磷素需要以避免減產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)。

綜上，華南甜玉米產(chǎn)區(qū)土壤磷庫(kù)已經(jīng)發(fā)生巨大變化，甜玉米磷肥管理應(yīng)充分考慮土壤供磷能力和甜玉米的磷素需求特性進(jìn)行調(diào)整磷肥施用策略。兩地試驗(yàn)結(jié)果表明，在高磷紅壤上，質(zhì)地粘重土壤可以考慮不施磷肥并不會(huì)導(dǎo)致減產(chǎn)，但砂性土壤不施磷肥存在減產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)；相比于農(nóng)戶(hù)常規(guī)管理，恒量監(jiān)控和有機(jī)替代處理均可以大幅度減少磷肥投入、減少農(nóng)戶(hù)的肥料成本和碳排放，顯著提高磷肥利用效率，可以為華南酸性紅壤區(qū)甜玉米磷肥優(yōu)化管理措施提供借鑒。