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磷是作物生长发育所必需的三大营养元素之一,主要来源于土壤有效磷和磷肥施用,针对有效磷含量不同的土壤合理施用磷肥,能够在培肥土壤的同时提高作物产量和品质。由于中国不同粮食主产区土壤的有效磷含量差异较大,且不同作物品种的吸磷特性也不尽相同,加大了磷肥合理施用的难度,因磷肥不合理施用导致的国内磷肥利用率(PUE)长期低于国际水平、有限磷素资源浪费和水体富营养化等,一直是我国农业生产中亟待解决的问题。因此,探讨主要粮食作物磷肥利用率与土壤有效磷含量的定量关系,对于节约有限磷素资源、实现减肥增效、提高磷肥利用率和保护生态环境具有重要的理论和实践意义。本研究基于全国范围内小麦、水稻和玉米三种主要粮食作物的大田试验数据,通过检索中国知网、万方、Web of science等文献数据库,设定检索时间和关键词,筛选建立了包括217篇文献1253组数据的数据库。根据数据库内中国主要粮食作物土壤有效磷、磷肥利用率、磷肥施用量和籽粒产量的数据,确定国内土壤有效磷含量和磷肥利用率的分布状况;根据数据库内土壤速效养分、管理措施和气候特征的数据,分析主要粮食作物地上部分吸磷量的影响因素,探讨施磷肥条件下环境因素对磷肥利用率的影响;通过分析数据库中收集整理的主要粮食作物产量、施磷量和磷肥施用前土壤有效磷含量的数据,划分不同土壤有效磷区间和磷肥施用量范围区间,依据对应的稳产系数、产量和施磷量高低,探讨在保证高产稳产的条件下,不同有效磷含量土壤上的适宜施磷量;根据三种主要粮食作物磷肥利用率、土壤有效磷含量和施磷量数据,筛选适宜磷肥施用量下作物的磷肥利用率,探讨适宜施磷量条件下磷肥利用率与土壤有效磷含量之间的定量关系。具体研究结果如下:1)目前不同有效磷含量土壤上磷肥施用量主要集中于50–150 kg/hm2;三种主要粮食作物的磷肥利用率在不同土壤类型上分布差异较大;磷肥利用率均低于25%,且土壤有效磷含量也普遍偏低,从全国范围来看长江三角洲和黄淮海地区的磷肥利用率与土壤有效磷含量低于东北和广西等地区。2)在小麦种植地的土壤p H>7.5,玉米和水稻种植地的土壤p H 6.5-7.5条件下磷肥肥效最强;小麦和玉米的磷肥肥效随土壤有机质含量增加而减小,水稻无明显差异;在速效养分含量较低(N<60 mg/kg,P2O5<10 mg/kg,K2O<60mg/kg)条件下玉米磷肥肥效最强,在土壤有效氮和有效磷含量较低条件下小麦磷肥肥效最强,水稻无明显差异。3)在保证稳产系数最高,作物产量达到全国平均量的基础上,结合在有效磷含量高的土壤上减少磷肥用量,有效磷含量低的土壤上增加磷肥用量的原则,选取相同条件下的最小磷肥施用量为本研究的推荐适宜磷肥施用量。在有效磷含量<5、5–10、10–15、15–20、20–25、>25 mg/kg区间内,小麦的适宜施磷量分别为>150、90–120、30–60、30–60、30–60、30–60 kg/hm2;水稻的适宜施磷量分别为>150、>150、>150、>150、30–60、<30 kg/hm2;玉米的适宜施磷量分别为120–150、120–150、30–60、30–60、30–60、<30 kg/hm2。4)适宜施磷量条件下小麦磷肥利用效率与土壤有效磷含量的定量关系为y=-0.042 x2+1.7509 x–1.0943(n=94);水稻为y=0.0507 x2–0.7218 x+6.8698(n=36);玉米为y=-0.0355 x2+1.35818 x–0.1778(n=47)。在适宜施磷量条件下,小麦和玉米磷肥利用率随土壤有效磷含量增加而提高的阈值分别为20.9mg/kg和19 mg/kg。