长期施肥和土壤管理对塿土磷形态分布及有效性的影响

来源 :西北农林科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:fish3321
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
施用磷肥是提高土壤磷水平、维持作物高产的重要手段。由于磷矿资源有限且不可再生,磷高效利用一直是科学研究热点之一。磷肥施入土壤后易被吸附固定,有效性降低,长期不同施肥显著影响土壤磷含量、形态及有效性。另外,土壤管理方式的改变,如农田撂荒或裸地休闲等也影响土壤磷形态及有效性。因此,理解施肥或土壤管理方式对土壤磷形态变化及有效性的影响是提高磷肥利用效率,延长磷资源使用寿命的基础。本研究基于陕西关中平原1990年开始的长期定位试验(冬小麦/夏休闲体系、冬小麦/夏玉米体系以及不同土壤管理方式)结合室内培养实验,利用蒋柏藩和顾益初磷素分级法(蒋柏藩-顾益初法)和Tiessen-Moir磷素分级法,研究:1)长期施肥和土壤管理方式下土壤磷素演变特征;2)长期施肥对土壤磷形态变化及其有效性的影响;3)长期施肥和土壤管理方式对团聚体磷形态的影响;4)施磷量和pH变化对不同肥力土壤无机磷形态及有效性的影响。长期肥料试验冬小麦/夏休闲体系包括7个处理,分别为不施肥(CK)、单施氮肥(N)、氮钾化肥配施(NK)、磷钾化肥配施(PK)、氮磷化肥配施(NP)、氮磷钾化肥配施(NPK)和氮磷钾化肥配施有机肥(MNPK)。长期肥料试验冬小麦/夏玉米体系包括9个处理,分别为CK、N、NK、PK、NP、NPK、秸秆配合NPK(SNPK)、低量有机肥配合NPK(M1NPK)、高量有机肥配合NPK(M2NPK)。长期土壤管理方式包括3个处理,分别为冬小麦/夏玉米体系长期不施肥(CK)、裸地休闲(Fallow)和农田撂荒(Setaside)。室内培养实验选取冬小麦/夏玉米CK、NPK和M2NPK三个处理代表低、中、高肥力土壤,每个土壤酸化为5个pH梯度(6.4-8.4),每个pH梯度下5个水平施磷量(0-480 mg kg-1)。获得的主要结果及结论如下:(1)长期施磷显著增加了土壤全磷和无机磷含量,且随施磷年限的延长而显著增加,全磷和无机磷年均增幅分别为15.5-48.0 mg kg-1y-1和8.7-29.0 mg kg-1y-1;土壤有机磷含量随着试验年限延长有增加的趋势,但仅M1NPK和M2NPK处理显著增加,年均增幅分别为7.5 mg kg-1y-1和19.0 mg kg-1y-1。长期农田撂荒和裸地休闲处理的土壤全磷、无机磷和有机磷含量随试验年限的延长无明显变化,但有机磷占全磷的比例显著增加。(2)长期氮、磷肥配合施用(NP、NPK和MNPK)均较对照显著提高了冬小麦/夏休闲体系小麦产量,年平均增产在205-265 kg hm-2之间。长期施用磷肥提高了土壤磷素盈余,并显著提高了耕层树脂磷(Resin-P)、碳酸氢钠提取无机磷(Na HCO3-Pi)以及稀盐酸提取磷(D.HCl-Pi)的含量。与试验开始前相比,长期施用化学磷肥和有机肥主要增加了土壤Resin-P和Na HCO3-Pi的比例,降低了有机磷和浓盐酸提取无机磷(C.HCl-Pi)的比例。另外,土壤Resin-P、Na HCO3-Pi和C.HCl-Pi对小麦磷吸收起主要的贡献。(3)冬小麦/夏玉米体系下,与蒋柏藩-顾益初方法相比,Tiessen-Moir法能够提取更多的有效磷,但低估了铁铝结合态磷和总有机磷的含量。蒋柏藩-顾益初法的磷酸二钙(Ca2-P)和磷酸八钙(Ca8-P)对作物磷吸收量以及土壤Olsen P含量有直接贡献,其它磷形态表现为间接作用,其中磷酸十钙(Ca10-P)的间接作用最小。Tiessen-Moir法的Na HCO3-Pi和D.HCl-Pi对作物磷吸收量以及土壤Olsen P含量有直接贡献,其它磷形态间接影响磷吸收量和土壤Olsen P含量,其中Resin-P间接作用最大。两种磷素分级方法均显示了无机磷形态对作物磷吸收的重要贡献,但蒋柏藩-顾益初法可以更好地表征无机磷形态及其有效性。(4)长期施用化学磷肥、化肥有机肥配施显著增加了土壤团聚体及粉粘粒组分的无机磷含量,以化肥有机肥配施增幅最大。长期施用化学磷肥仅增加了大团聚体(>2mm和2-0.25 mm)以及粉粘粒组分(<0.053 mm)氢氧化钠提取有机磷(Na OH-Po)的含量。而化肥有机肥配施不仅增加了2-0.25 mm和0.25-0.053 mm团聚体碳酸氢钠提取有机磷(Na HCO3-Po)的含量,而且增加了>2 mm和0.25-0.053 mm团聚体Na OH-Po的含量。施化学磷肥和化肥有机肥配施均提高了Na OH-Po和浓盐酸提取有机磷(C.HCl-Po)在大团聚体中的分配比例,降低了其它团聚体及粉粘粒组分中各形态磷的比例,化肥有机肥配施更明显。Resin-P、Na HCO3-Pi、Na HCO3-Po、氢氧化钠提取无机磷(Na OH-Pi)、D.HCl-Pi、C.HCl-Pi、残余态磷(Residual-P)和土壤有机碳之间均呈显著的正相关关系。因此,长期施肥显著影响团聚体磷形态及有效性与土壤有机碳及团聚体分布变化有关。(5)与长期种植作物不施肥处理相比,农田撂荒增加了微团聚体(0.25-0.053 mm)Resin-P、大团聚体(>2 mm)Na OH-Po和各团聚体Na HCO3-Pi&-Po、Na OH-Pi含量;提高了不同磷形态在微团聚体的分配比例,降低了Resin-P、Na OH-Po和D.HCl-Pi在较大团聚体(2-0.25 mm)的分配比例。长期裸地休闲仅提高了大团聚体Na HCO3-Pi和粉粘粒组分Na OH-Pi的含量,降低了大团聚体C.HCl-Pi和D.HCl-Pi的含量;提高了不同磷形态在2-0.25 mm和<0.053 mm组分的分配比例,降低了在>2 mm团聚体的分配比例。Resin-P、Na HCO3-Pi、Na OH-Pi、Residual-P、Na HCO3-Po、Na OH-Pi和有机碳之间均呈正相关关系,D.HCl-Pi和有机碳之间呈负相关关系。因此,长期不同土壤管理方式也影响了土壤有机碳,改变团聚体磷素形态及其有效性。(6)不同肥力水平和pH条件下,土壤Olsen P含量随着施磷量的提高显著上升,低肥力土壤增幅最大。另外,不同肥力水平和pH值条件下,无机磷组分中Ca2-P和Ca8-P含量随着施磷量的增加呈显著上升趋势,Ca2-P含量在低肥力土壤上增幅最高,Ca8-P含量在高肥力土壤上增幅最高。铝磷酸盐(Al-P)和铁磷酸盐(Fe-P)仅在低肥力土壤随着施磷量的增加而显著升高,在中肥力和高肥力土壤上变化不明显。闭蓄态磷(O-P)和Ca10-P不受施磷量影响。随着施磷量的增加,低肥力土壤主要增加了Ca2-P和Ca8-P占全磷比例,减少了Ca10-P的比例,中肥力土壤主要增加了Ca2-P占全磷比例,而高肥力土壤基本没有改变磷形态的比例。pH值的下降仅明显增加了低肥力土壤不施磷条件下Fe-P含量,降低了施磷条件下Fe-P的比例。其它肥力水平和施磷水平下,pH值变化没有显著影响无机磷的含量和比例。综上所述,长期施磷显著提高了土壤全磷和无机磷含量,化肥有机肥配施还显著提高了土壤有机磷含量,且随施磷年限的延长均显著增加。冬小麦/夏休闲体系长期施用磷肥显著提高了耕层Resin-P、Na HCO3-Pi和D.HCl-Pi的含量,其中Resin-P和Na HCO3-Pi对小麦磷吸收起主要的贡献。冬小麦/夏玉米体系Ca2-P和Ca8-P或Na HCO3-Pi和D.HCl-Pi对磷吸收及土壤Olsen P起主要的贡献。长期施肥显著影响团聚体磷形态及有效性与土壤有机碳及团聚体分布变化有关。此外,施用磷肥的情况下,降低pH没有明显提高土壤磷有效性。长期农田撂荒和裸地休闲较不施肥种植作物没有明显影响土壤全磷、无机磷和有机磷含量。但是农田撂荒增加了团聚体磷有效性。长期裸地休闲对团聚体的磷形态影响较小。
其他文献
小菜蛾属鳞翅目菜蛾科,分布于世界84个国家和地区,是一种世界性害虫。我国各地均有分布,但以长江中下游地区发生为害最重。小菜蛾主要为害十字花科植物,每年都会对世界各地的蔬菜生产造成巨大的经济损失。小菜蛾主要依靠成虫进行扩散,成虫产卵位置的选择对其后代的生长发育和种群繁衍具有重要作用。但是,小菜蛾在不同寄主植物上的产卵行为及产卵的因素尚不完全清楚。因此,本文对小菜蛾成虫在8种十字花科植物甘蓝、芥蓝、白
干旱胁迫是影响作物生长和发育的主要因素之一。随着全球气候变暖,降水减少,由气温升高或相对湿度降低引起的饱和水汽压亏缺(Vapour Pressure Deficit,VPD)增加和土壤干旱已经成为限制作物生长和产量的主要逆境胁迫。考虑到单子叶作物和双子叶作物对气孔调控过程和外界环境响应过程的差异,本论文分别以大麦(单子叶作物)和马铃薯(双子叶作物)为试验材料,通过人工气候室盆栽试验和田间遮雨棚盆栽
小麦条锈菌(Puccinia striiformis Westend.f.sp.tritici Erikss.)是一种转主寄生的全型锈菌,属活体营养寄生,以小麦为主要(夏孢子和冬孢子)寄主,小檗(Berberis spp.)为主要转主(锈孢子和性孢子)寄主,具萌发能力的冬孢子对该菌有性生殖的发生具有重要作用。研究表明由于在持续的潮湿和适宜温度下冬孢子降解失活以及萌发的冬孢子与小檗感病阶段在物候期上
有机培肥作为提高土壤肥力、改善土壤结构的重要手段,但是在有机培肥过程中有机碳的分子结构与红壤团聚体形成间的关系仍不是很清晰。因此,本论文以地处长江中游地区的湖南岳阳市的肥效定位试验,利用红外光谱仪、固态13C核磁共振技术、磷脂脂肪酸分析、X射线光电子能谱技术,并结合田间埋袋试验,研究了不同施肥模式下(单施化肥、减量有机肥和全量有机肥)以及不同有机物料(猪粪有机肥、玉米秸秆和油菜秸秆)腐解过程中红壤
水稻东格鲁杆状病毒(RTBV)和水稻黄斑驳病毒(RYMV)均对水稻生产造成严重危害,在东南亚地区发病率较高。水稻东格鲁杆状病毒(RTBV)属于Caulimoviridae科,具有圆形双链DNA(dsDNA)结构。水稻黄斑驳病毒(RYMV)是Solemoviridae家族成员,具有单链正义RNA(ssRNA)基因组。两种病毒均以金龟子昆虫为载体,在大范围内引起水稻感染并造成严重经济损失。水稻对病毒感
设施农业高度集约化的利用方式对土壤生产功能、污染物行为等影响突出,导致土壤发生退化。陕西省作为我国西北地区主要的设施农业生产基地之一,设施农业生产已成为陕西省农民增收的主导产业。然而,相较于传统农业生产模式,设施农业高种植强度及化肥农药的过量投入,带来了一系列土壤质量恶化问题,并逐步成为陕西省设施农业可持续发展的限制因素。因此,为表征设施农业土壤退化特征,剖析其土壤退化的成因,评价其生态与健康风险
我国黄土高原地区坡陡沟深,地形复杂,水土流失严重。随着黄河流域高质量发展,在工程建设中出现了大量45°以上的高陡边坡,在暴雨径流作用下往往造成严重的土壤侵蚀。为探明降雨条件下黄土高陡边坡降雨径流侵蚀的水动力学特性及输沙机理,本研究采用室内外模拟降雨试验的方法,研究了不同坡度、不同坡面条件、不同雨强组合条件下黄土高陡边坡的产汇流过程、水动力学参数特征及侵蚀产沙输移规律。取得了以下结论:(1)高陡边坡
小菜蛾Plutella xylostella(L.)是十字花科作物的重要害虫,具有分布广、世代短、繁殖快、抗药性发展迅速等特点,给蔬菜生产造成了巨额的经济损失。由于化学杀虫剂的不合理使用,导致小菜蛾对目前市面上所有类型的杀虫剂都产生了不同程度的抗药性,所以探究小菜蛾对杀虫剂的抗药性机理迫在眉睫。解毒酶介导的代谢抗性在小菜蛾对杀虫剂的抗药性机理中尤为重要,但小菜蛾解毒酶对很多杀虫剂解毒代谢的分子机制
持久性自由基(Persistent free radicals,PFRs)是相对于瞬时自由基提出的带有未配对电子的有机基团或化合物,半衰期可达到数小时到数月,广泛存在于土壤环境中。有研究表明,腐殖质是土壤中PFRs的重要载体。腐殖质的来源不同,所携带的PFRs的类型和活性可能存在明显差异,进而会影响其潜在的环境行为。因此,本论文以腐殖质为研究对象,结合电子顺磁共振波谱(Electron param
磷(P)是植物生长发育所必需的营养元素。由于农作物系统磷素管理和利用效率低下,使得磷素对农业生态环境产生的负面作用日益增强。磷肥施入土壤后,80%被固定,这会降低土壤中磷素的生物有效性,造成资源浪费,增加农民劳动成本。石灰性土壤上长期施用氮磷肥可能会影响土壤中磷的组成和有效性,从而影响作物的生长。关于长期施肥对土壤磷素有效性影响已有大量研究,但长期施肥对土壤磷组分的影响尚不明确。本文利用在黄土高原