长期定位试验中模型选择对北卡罗来纳州玉米磷临界土壤测试值的影响及其农学意义

这篇研究通过比较四种数学模型（ALCC、LP-JP、QP-JP和QP-95）对北卡罗来纳州三个长期定位试验点（Coastal Plain、Tidewater和Piedmont）玉米磷（P）临界土壤测试值（CSTV）的预测差异，揭示了模型选择对肥料推荐的关键影响。研究发现，不同模型估算的CSTV存在显著差异（如Coastal Plain站点CSTV范围为24.3–41.6 mg kg?1），但95%置信区间重叠，且结合响应频率分析提出了临界土壤测试范围（CSTR）概念，为优化磷肥管理提供了科学依据。

　　

模型选择对磷临界土壤测试值的影响

研究通过分析北卡罗来纳州三个长期定位试验点（Coastal Plain、Tidewater和Piedmont）2010–2014年的数据，评估了四种数学模型对玉米磷（P）临界土壤测试值（CSTV）的预测差异。结果显示，模型选择显著影响CSTV的估算结果。例如，在Coastal Plain站点，修正的反正弦对数校准曲线（ALCC）模型预测的CSTV最高（41.6 mg kg^?1），而线性平台模型（LP-JP）预测值最低（24.3 mg kg^?1）。尽管不同模型的CSTV存在差异，但其95%置信区间重叠，表明统计学差异不显著。

土壤测试磷与玉米产量的关系

研究利用Mehlich-3提取法测定土壤测试磷（STP），发现Coastal Plain和Tidewater站点的玉米相对产量（RY）与STP呈显著相关性。例如，Tidewater站点的QP-95模型预测CSTV为48.7 mg kg^?1，而LP-JP模型为42.9 mg kg^?1。值得注意的是，Piedmont站点因土壤高缓冲性（Hiwassee黏壤土）和试验变异性，未能建立有效的STP-RY模型。

频率响应与临界土壤测试范围

研究创新性地结合频率响应分析定义了临界土壤测试范围（CSTR）。在Coastal Plain站点，当STP>37.0 mg kg^?1时，玉米对磷肥的响应频率降至10%以下；Tidewater站点的阈值则为44.9 mg kg^?1。通过QP-95模型确定的CSTR（Coastal Plain: 25.5–37.0 mg kg^?1；Tidewater: 44.9–48.7 mg kg^?1）比北卡罗来纳州现行推荐值（53 mg kg^?1）更精准，可减少过度施肥风险。

模型适用性与农学意义

二次平台模型（QP）因其能捕捉“报酬递减”效应而被推荐为首选模型。例如，QP-95在Coastal Plain站点预测的CSTV（25.5 mg kg^?1）与频率响应结果（52%→10%）高度吻合。研究强调，基于CSTR的施肥建议可兼顾经济效益和环境可持续性，尤其适用于低缓冲性土壤（如Goldsboro砂壤土）。

结论与展望

该研究为土壤测试磷的标准化建模提供了重要参考，未来需通过更大规模数据集（如FRST计划）验证CSTR的普适性。同时，针对高缓冲性土壤（如Piedmont地区），需开发更灵敏的STP评估方法以完善肥料推荐体系。