两种磷效率小麦在不同土壤上根际特征的差异

以磷高效型小麦小偃54和磷低效型小麦京411为研究对象设计三室根箱试验,通过测定生物量、吸磷量、pH和酸性磷酸酶,对比两种小麦在不同磷水平(P0 mg/kg土、100 mg/kg土)及两种不同土壤上(石灰性黑垆土、酸性红壤)根际特征的差异。试验结果表明,黑垆土上,增施磷肥使小偃54的总生物量增加了14.99%,京411增加了26.53%,总吸磷量二者分别增加了99.29%和83.70%;红壤的速效磷含量高,施肥仅提高了磷低效型小麦京411的生物量。黑垆土上磷胁迫并未造成小偃54与京411各部分生物量和吸磷量的显著性差异,但小偃54的根际pH降低值和酸性磷酸酶的活性却已显著高于京411;P0处理时,红壤上小偃54的地上部和总生物量显著高于京411,虽然红壤的速效磷含量高于黑垆土,但在P0处理时两种小麦在两种土壤上的生物量和吸磷量并无显著性差异。就根际分泌物而言,石灰性黑垆土上,小偃54的根系在低磷胁迫下通过降低pH和分泌酸性磷酸酶来活化土壤中难溶态的磷,而在红壤上小偃54的pH和酸性磷酸酶的活性保持稳定。酸性红壤中两种小麦酸性磷酸酶活性显著高于石灰性黑垆土。由此可见,两种磷效率小麦在两种不同性质土壤上活化机理存在差异。     

不同形态无机磷对两种磷效率小麦根际特征的影响

以磷高效型小麦小偃54和磷低效型小麦京411为材料的砂培试验,通过测定植株生物量及吸磷量、根系形态特征、根际pH、磷酸酶活性,研究不同形态无机磷WP(KH2PO4),Al-P(AlPO4)和Fe-P(FePO4)对两种磷效率小麦根际特征的影响.结果表明,在WP处理下,两种磷效率小麦的地上部吸磷量、总吸磷量和磷吸收效率均显著高于其它处理,而其根冠比和磷利用效率却低于其他处理.除了根部吸磷量,小偃54的生物量和吸磷量有高于京411的趋势.除了WP处理,其他处理的小偃54的根冠比和地下吸磷量均高于京411.所有处理的小偃54的根长和根体积均显著高于京411,且不施磷条件(PO)下更为明显,小偃54根系长度是京411的1.6倍;此外,小偃54根系磷酸酶活性均比京411弱.除Al-P外,小偃54的根际酸化能力较京411强.由此可见,磷胁迫条件下,磷高效小麦根系形态特征改变是根际磷活化的主要机理之一,且受磷水平、磷形态及其溶解性的影响.     

石灰性土壤上两种磷效率小麦根际特征差异

采用三室根箱实验,选用黑垆土和潮土两种石灰性土壤,对两种磷水平的磷低效型小麦京411和磷高效型小麦小偃54,进行植株生物量及吸磷量、根际土壤pH值、磷酸酶含量、水溶性磷含量的测定,旨在研究两种磷效率小麦在不同石灰性土壤上的根际特征差异.结果表明,不施磷条件下,两种土壤上,小偃54的根部生物量分别为0.85和4.62 g,均显著高于京411的0.68和3.65 g;小偃54根际土壤的pH值分别比京411低0.07,0.11个单位;在施磷条件下,小偃54的根际土壤水溶性磷分别低于京411 837,1588 μg/kg,达到显著性差异.根际磷酸酶在不同土壤上存在明显的差异,黑垆土在不施磷条件下小偃54的根际土壤磷酸酶含量显著高于京411,在潮土上呈现相反的趋势.试验结果表明,两种磷效率,小麦根际特征在不同土壤上有一定的相似性,同时存在明显差异.     

不同磷形态对两种磷效率小麦根系指标与根际特征差异的影响

磷高效基因型小麦的筛选,对于高效合理地利用生物有效性低的土壤磷源有着极其重要的意义.本文以典型的磷高效型小麦小偃54和磷低效型小麦京411为研究对象,采用石英砂砾培养的方式种植40d,通过测定小麦的生物量、含磷量、根系形态、根系酸化能力和酸性磷酸酶活性,探索了两种磷效率小麦根系形态和生理特征对两种不同无机磷源磷酸铁(FePO4)和有机磷源植酸钠(Na-Phytate)的响应.结果表明:施用FePO4时,与京411相比磷高效型小麦小偃54表现出根长显著伸长、pH值显著降低和根系吸收质子显著减少的适应性反应,根系生物量和根冠比显著低于京411,小偃54的根系生物量仅为京411的83％,并且在此施肥条件下,两种小麦的地上生物量低于无磷处理.小偃54的磷高效性在施用Na-Phytate时可以得到体现.施用Na-Phytate会导致小偃54的根长伸长、根尖数增加与单位根鲜重酸性磷酸酶的分泌量增加.两种小麦苗龄为40d时对Na-Phytate的利用效率显著高于FePO4,其表现为小偃54在Na-Phytate处理下的地上生物量和含磷量为FePO4处理的148％和336％,京411的地上生物量和含磷量为FePO4处理的146％和391％.FePO4与Na-Phytate混施时两种小麦的生物量和含磷量并未比单施Na-Phytate高,由上述结果可知两种小麦对介质中不同磷源的利用机制不同.     

黑垆土和红壤上两种磷效率小麦根际特征差异

以磷高效型小麦洛夫林和磷低效型小麦中国春为试材设计三室根箱试验,通过测定两品种小麦生物量、吸磷量、pH值和酸性磷酸酶活性,对比它们在两种磷水平(P 0 mg/kg、P 100 mg/kg)及两种土壤(石灰性黑垆土、酸性红壤)上的根际特征差异。结果表明,黑垆土上增施磷肥,洛夫林和中国春的总生物量分别增加了30.14%和17.75%,总吸磷量分别增加了139.24%和71.72%;红壤上增施磷肥,两小麦总生物量并没有显著增加。根际pH方面,黑垆土上,不施磷条件下,洛夫林和中国春的根际pH值分别降低0.30和0.12个单位,但在红壤上两小麦根际pH值变化不大。酸性磷酸酶方面,PO条件下,黑垆土上两小麦根际酸性磷酸酶活性差异不显著,但红壤上洛夫林酸性磷酸酶活性显著高于中国春。P100条件下,黑垆土上洛夫林酸性磷酸酶活性显著高于中国春,而红壤上两小麦酸性磷酸酶活性差异不大。试验结果表明,在黑垆土和红壤上,两种磷效率小麦根际特征存在差异。     

不同磷效率基因型小麦应对缺磷胁迫的表型及相关基因表达的研究

  【目的】  小麦是磷肥需求量最大的作物之一。为了探索小麦对磷的高效利用机制,本研究评价了不同磷效率基因型小麦在缺磷条件下的差异响应。  【方法】  本研究选取一个磷高效小麦基因型‘小偃54’和一个低效率型‘中国春’作为试验材料,设置正常供磷(+P)、缺磷(?P)和缺磷7天后恢复正常供磷(RP) 3个处理进行小麦水培试验,调查分析了小麦幼苗的表型、生理以及缺磷响应基因的表达随缺磷时间的变化趋势,及它们在不同磷效率小麦基因型间的异同。  【结果】  缺磷胁迫明显增加了两个小麦基因型的根冠比,但无论缺磷与否,磷高效基因型‘小偃54’的根冠比均大于磷低效基因型‘中国春’。随着缺磷时间的延长,小麦幼苗地上、地下部无机磷和总磷浓度逐渐降低,但不同基因型之间无明显差异。对缺磷的小麦幼苗恢复供磷后,磷耗竭的小麦幼苗体内无机磷含量迅速增加,‘小偃54’地上、地下部的无机磷含量均明显高于‘中国春’。缺磷响应信号基因TaIPS1和TaSPX3在缺磷6 h即被诱导表达,随着缺磷时间的延长表达量逐渐升高,且恢复供磷后表达量显著降低;缺磷早期‘中国春’中TaIPS1和TaSPX3的表达量比小偃54高,但在长期缺磷和缺磷后恢复供磷处理下又比‘小偃54’低,表明磷低效小麦基因型‘中国春’可能对体内磷稳态变化更为敏感。然而,两个根系特异表达的高亲和磷转运子TaPHT1.1/9 和TaPHT1.10均表现出缺磷早期表达受到抑制,而长期缺磷被诱导升高表达。未预料到的是,二者在复磷处理后的表达量明显高于缺磷处理。长期缺磷处理下,‘中国春’中TaPHT1.1/9的表达量明显低于‘小偃54’,但其TaPHT1.10的表达与‘小偃54’无显著差异,表明不同磷效率基因型小麦幼苗缺磷诱导表达的磷吸收转运子可能存在差异。除此以外,缺磷胁迫显著增加了‘中国春’根系DCB-Fe含量,但对‘小偃54’无明显影响。  【结论】  磷高效基因型小麦幼苗(‘小偃54’)比磷低效型(‘中国春’)具有更大的根冠比和更强的磷吸收能力。‘小偃54’根系中的磷转运子基因TaPHT1.1/9的表达也明显高于‘中国春’。然而,缺磷明显促进了磷低效基因型小麦根表铁的富集。今后将进一步研究小麦根表铁的富集对小麦幼苗磷高效吸收和利用的影响。     

砂培条件下两种磷效率棉花根系形态及根际特征差异

为对比两种磷效率棉花在两种磷水平(0.1和5 mmol/L)的根系形态和根际特征的差异。以磷高效型棉花ZM42和磷低效型棉花XLZ13为研究对象设计砂培花盆分层试验,测定生物量、吸磷量、根系形态数据、分层Olsen－P、 pH值和酸性磷酸酶。结果表明：在砂培条件下两种磷效率棉花生物量和磷素积累量随施磷量的增加均有不同程度增加; ZM42在两种磷处理的根部生物量、吸磷量以及根冠比都优于XLZ13。在两种磷处理下, ZM42根系中根径(0~0.4 mm)的细根长度较XLZ13长,细根在总根长中的比例较高。总根长中细根越多有利于促进植株对磷的吸收。生长介质中磷含量降低时,棉花根际pH值也随之降低,高效品种ZM42的根际pH值降低幅度显著高于XLZ13;两种磷效率棉花在两个时期的根际土壤磷酸酶活性均随着施磷量的减少而增加,磷高效棉花ZM42分泌的土壤磷酸酶活性均高于磷低效棉花XLZ13。由此可见,两种磷效率棉花在相同生长介质中根际机理存在差异,且在低磷胁迫下磷高效棉花根系形态特征改变是根际磷活化主要机理之一。     

甘蓝型油菜不同磷效率品种根系形态及生理特性的研究

对甘蓝型油菜磷高效品种B56和磷低效品种B10苗期根系生长状况、根系磷吸收动力学参数和根系分泌酸性磷酸酶特性进行了比较研究。结果表明,在两种供磷条件下,B56的吸磷量均显著高于B10,磷高效品种与磷低效品种相比,B56具有较大的根干重、根长、根表面积和侧根数量。缺磷胁迫条件下,B56的根系磷吸收动力学参数Km显著低于B10;而在正常供磷条件下,两个品种的最大吸收速率Im ax和Km没有显著差异。缺磷条件下,B56的根系分泌酸性磷酸酶活性显著高于B10。     

小麦/玉米苗期磷累积量对介质供磷水平反应的差异

小麦和玉米苗期是磷素营养的关键期和敏感期,研究两种作物苗期对介质供磷反应,可为合理施用磷肥提供参考.试验设缺磷对照、低磷胁迫、中等磷胁迫和正常供磷(P2O5含量分别为0、0.05 mmol·L-1、0.3 mmol·L-1和0.5 mmol·L-1) 4种磷水平,选取小麦"小偃22号"、"兰考4号"和玉米"屯玉65号"、"户单4号"为指标作物,用营养液培养法研究小麦、玉米苗期磷累积量对介质不同供磷水平的反应差异.结果表明,不同介质供磷水平下,两种作物苗期磷累积量显著不同且因作物类型、基因型、器官及测定时期不同而异.总体而言,介质供磷后,苗期早期生长阶段(出苗后25 d以前),小麦的介质最佳供磷水平较玉米高;苗期后期(出苗后40～50 d),小麦和玉米最佳供磷水平一致.如果以低磷胁迫作为对比进行分析,玉米苗期整株磷累积量对介质供磷的敏感性比小麦强;从不同基因型来看:"兰考4号"对介质供磷的敏感性强于"小偃22号","屯玉65号"和"户单4号"基本一致.缺磷条件下小麦较玉米磷效率高,供磷条件下玉米较小麦高;但不同基因型间规律性较差.     

不同磷效率玉米自交系根系形态与根际特征的差异

通过三室根袋栽培试验,对3种磷高效型和3种磷低效型的玉米自交系在2种不同磷水平下的植株生物量、吸磷量、根系形态、根际pH值以及根际磷酸酶进行研究,比较不同磷利用率基因型玉米自交系的根系形态及根际特征的差异。结果表明,在低磷情况下,磷利用率高的玉米自交系其植株生物量中的根干重、植株的吸磷量、根系形态中的根尖数与根长以及根际磷酸酶的活性方面均高于磷利用率低的玉米自交系。植株的根部干重:磷高效的1号品种（hp1）显著高于磷低效的2号品种（lp2）,hp2显著高于lp1、lp2、lp3;hp1、hp2的地上部与根系的吸磷量均显著高于lp2、lp3。hp1、hp2根尖数、根长显著高于磷低效型的lp2、lp3。hp1、hp2、hp3根际土壤的酸性磷酸酶活性显著高于lp2、lp3。其他指标如植株地上部分干重、pH值,磷高效型玉米自交系也存在一定优势。所有品种中hp2与lp3的差异最为显著。     

施磷对玉米吸磷量、产量和土壤磷含量的影响及其相关性

为了给玉米磷高效利用提供理论依据, 在低磷土壤(Olsen-P 4.9 mg·kg^-1)上, 通过田间试验, 研究了施磷0(T₀)、50 kg(P₂O₅)·hm^-2(T₁)、100 kg(P₂O₅)·hm^-2(T₂)、200 kg(P₂O₅)·hm^-2(T₃)、1 000 kg(P₂O₅)·hm^-2(T₄)对两个玉米品种"鲁单9002" (LD9002)、"先玉335"(XY335)的产量、磷素吸收利用及根际磷动态变化的影响。结果表明: 两玉米品种根际土、非根际土速效磷含量在不同生育时期都表现为T12O₅)·hm^-2的T₃处理非根际土转化为根际土土壤磷的量最大, 同时玉米生物量、产量、磷转移量也达到最高, 而施磷1 000 kg(P₂O₅)·hm^-2处理玉米生物量、产量与中磷水平相比没有显著增加, 但植株吸磷量较高。XY335的花后磷转移量小于LD9002。相关分析表明, LD9002根际土、非根际土速效磷含量与茎、叶吸磷量之间显著相关, 以播种后79 d与茎、叶磷浓度、吸磷量、生物量、产量之间的相关系数最高; 而XY335根际土、非根际土速效磷含量与茎、叶磷浓度之间显著相关, 在播种后47 d期间与茎、叶磷浓度、吸磷量、生物量、产量之间的相关性最好。因此, 在低磷土壤上, LD9002和XY335分别在播种后79 d和47 d时是植株对磷的敏感期, 可以通过测试根际土、非根际土速效磷含量来反映土壤的供磷状况; LD9002在79 d时最大吸磷量需要的根际土、非根际土速效磷含量分别为54.95 mg·kg^-1、32.99 mg·kg^-1, XY335品种在47 d时最大吸磷量需要的根际土、非根际土速效磷含量分别为51.24 mg·kg^-1、35.35 mg·kg^-1; 施磷量1 000 kg(P₂O₅)·hm^-2处理两品种玉米产量、生物量、磷积累量与施磷量100~200 kg(P₂O₅)·hm^-2处理没有显著差异。     

滴灌施磷对甜菜磷养分吸收及磷肥利用率的影响

采用随机区组设计,以塔额盆地主栽甜菜品种 (Beta796)为试验材料开展大田试验。在氮、钾施用量相同的情况下,设置滴灌施磷(P2O5)0 kg·hm-2(P0)、120 kg·hm-2(P1)、180 kg hm-2(P2)和240 kg·hm-2(P4)4个处理,研究甜菜主要生育时期磷养分吸收、积累和分配规律,分析甜菜磷养分利用效率,以期为甜菜高产、优质、高效生产中磷肥管理提供理论依据。结果表明,滴灌施磷能增加甜菜干物质积累量,P1、P2和P3处理干物质积累量较P0处理分别增加16.6%、24.7%和27.9%,其中P2、P3处理间差异不显著。甜菜干物质积累Logistic方程显示施磷能显著提高甜菜干物质最大累积速率和平均积累速率,最高分别可达443.7和185.7 kg·hm-2·d-1。甜菜磷积累总量随施磷增加而增加,有利于提高生育后期甜菜磷积累量,尤其是甜菜地下部的磷积累量;收获期P3处理地下部磷积累量为74.25 kg·hm-2,较P0、P1和P2处理分别显著增加76.7%、24.8%和12.1%。施磷对收获期甜菜磷素在地上部、地下部分配无显著影响。试验结果表明滴灌施磷显著提高了甜菜产量,增加了甜菜块根的含糖量及产糖量。 P1、P2和P3处理块根产量比P0处理分别增加11.57%、18.58%和20.89%,甜菜蔗糖含量比P0处理分别增加1.18%、2.90%和3.37%。施磷对甜菜品质影响不大。施磷增加了磷肥的当季利用率,不同处理磷肥利用率可达31.54%～39.66%。P2处理能增加磷素农学效率,磷肥偏生产力则随着施磷量增加而减少。综合甜菜相对产糖量、经济效益及磷肥利用效率,滴灌施磷(P2O5)85.1～187.4 kg·hm-2,可以实现甜菜高产和磷肥高效利用的目的。     

Predicting environmental soil phosphorus limits for dissolved reactive phosphorus loss

The dependence of runoff dissolved reactive phosphorus (DRP) loss on soil test P or rapid estimations of degree of P saturation (DPS) often varies with soil types. It is not clear whether the soil‐specific nature of runoff DRP versus DPS is due to the different sorption characteristics of individual soils or the inability of these rapid DPS estimates to accurately reflect the actual soil P saturation status. This study aimed to assess environmental measures of soil P that could serve as reliable predictors of runoff DRP concentration by using soils collected from Ontario, Canada, that cover a range of chemical and physical properties. A P sorption study was conducted using the Langmuir equation  to describe amount of P sorbed or desorbed by the soil (Q_s, mg/kg) versus equilibrium P concentration (C, mg/L) in solution, where Q_max is P sorption maximum (mg/kg), k represents P sorption strength (L/mg), and Q₀ (mg/kg) is the P sorbed to soil prior to analysis. Runoff DRP concentration increased linearly with increasing DPS_sorp (i.e. the ratio of (Q₀ + Q_D)/Q_max) following a common slope value amongst soil types, while the P buffering capacity (PBC₀) at C = C₀ yielded a common change point, below which runoff DRP concentration decreased greatly with increasing PBC₀ compared to that above the change point, where C₀ and Q_D represent the equilibrium P concentration and amount of P desorbed, respectively. Both DPS_sorp and PBC₀ showed great promises as indicators of runoff DRP concentration.     

施磷对不同质地棉田土壤磷素有效性及磷肥利用率的影响

为阐明施磷对不同质地棉田土壤磷素有效性及磷肥利用率的影响,以盆栽试验为基础,在不同质地(粘土、壤土、砂土)上设计5个磷素水平(P0、P150、P300、P600、P1200)研究棉田磷素状况和棉花磷素积累及磷肥利用率。结果表明:不同质地棉田土壤有效磷含量在苗期和蕾期均随施磷量的增加而增加,苗期时粘土、壤土、砂土的土壤有效磷含量在P1200处理下与对照相比分别增加了80.94%、85.78%、94.41%,蕾期则分别增加了76.82%、85.10%、94.20%。苗期时,土壤全磷含量分别在粘土P600、壤土P1200、砂土P600处理下达到最大值;蕾期时粘土、壤土和砂土的全磷含量均在P1200处理达到最大值,土壤磷素活化系数在苗期时表现为粘土砂土壤土,蕾期磷素活化系数在粘土和砂土基本呈持续递增状态,最大值与对照(P0)相比分别增加了34.22%、85.71%。植物整株干物质积累在不同土壤质地表现为粘土砂土壤土。植物全磷含量则是壤土略低于粘土,砂土最低。棉花整株磷素积累量在不同土质上表现为粘土最高,壤土次之,砂土最低,且分别在P600、P300、P600处理时达到最大值。不同磷水平下,磷肥表观利用率在3种土壤质地上表现不同,粘土、壤土、砂土分别在P150、P300、P600时达到最大值,与P0相比分别提高了16.84%、29.19%、10.68%。同一磷水平下不同土壤质地磷素生理利用率表现为砂土壤土粘土。因此,在生产中应针对土壤质地合理施磷,粘土土质下棉田施磷量应控制在约150 kg/hm~2,壤土土质应控制在150～300 kg/hm~2,砂土土质施磷量总体应控制在300～600 kg/hm~2,才能促进土壤中磷的有效性和棉花磷素吸收,从而提高磷肥利用率。     

植物内部磷循环利用提高磷效率的研究进展

  【目的】  磷素作为植物生长发育过程中必需的大量营养元素之一,因其在土壤中的难移动性使得根系对磷的获取有限。植物为满足其生长对磷素的需求,已经进化出一系列相应的机制提高对内部磷的再利用,以减少磷肥投入,保证产量的同时实现环境友好。本文以植物内部磷的高效利用为核心,重点剖析植物有机磷库与无机磷库中磷素的活化再利用的途径,综述释放出的无机磷在不同组织和器官中的转运过程,并对今后深入研究磷再利用的有关方向作出展望。  主要进展  植物体内磷的存在形式主要包括无机磷和有机磷两种。植物吸收的多余无机磷会被暂时储存在液泡中,并在植物缺磷时外流到胞质以满足植物对磷的需求,位于液泡膜的磷酸盐转运蛋白负责无机磷在液泡和胞质之间的分配。存在于核酸和磷脂中的有机磷在磷缺乏时由酶类(核酸酶、磷脂酶和紫色酸性磷酸酶等)水解并释放无机磷以供植物生长需要。植物遭受低磷胁迫,营养器官(老叶等)中活化的无机磷由多种磷酸盐转运蛋白转运到幼叶等新的生长中心被利用,从而显著提高磷的再利用效率。磷转运蛋白(PHTs)通过调控磷向籽粒的运输降低了磷在禾谷类作物籽粒中的积累,提高了磷利用效率,同时降低环境风险。  展望  现阶段的研究较为详细地阐述了植物体内磷素再活化的生理分子机制,但对磷转运功能蛋白参与特定磷转运过程的相关研究仍不够全面,比如液泡磷能调控细胞磷稳态,目前已鉴定得到的与其外排有关的转运蛋白极少,其调控机制也有待深入探索。国内外关于PHT1、PHT2、PHT3和PHT4蛋白如何将磷素从源器官转运到库器官缺乏系统的研究。无机磷库和有机磷库中磷的利用对植物应对缺磷的贡献也鲜有报道。因此,植物体内与磷再活化后转运利用相关的分子生物学调控机理还需进一步研究。     

Use of phosphorus vectors to monitor changes in soil phosphorus

Abstract

A study was conducted to evaluate the use of P vectors to predict the amount of P required on a yearly basis to maintain a constant solution‐solid phase P relationship in an irrigated calcareous and a dryland acid soil. Irrigated potato‐spring barley and dryland spring pea spring‐barley crop rotations established at the two locations. Mono‐calcium phosphate (0–45–0) was applied annually at five levels, ranging from 0–4 times estimated crop removal. Phosphorus vectors were determined on soil samples by equilibration with standard P solutions. Yields tended to increase with added P on the calcareous soil; however, significant responses were not recorded at either location. Consequently, critical P vectors were not established. A constant solution‐solid phase P relationship was maintained by addition of P equal to that removed by the crop on the calcareous soil. A constant solution‐solid phase P relationship was not maintained on the acid soil.     

Rapid microbial phosphorus immobilization dominates gross phosphorus fluxes in a grassland soil with low inorganic phosphorus availability

Gross phosphorus (P) fluxes measured in isotopic dilution studies with ³³P labeled soils include the biological processes of microbial P immobilization, remineralization of immobilized P and mineralization of non-microbial soil organic P. In this approach, isotopic dilution due to physicochemical processes is taken into account. Our objectives were to assess the effect of inorganic P availability on gross P mineralization and immobilization in soil under permanent grassland, and to relate these fluxes to soil respiration, phosphatase activity and substrate availability as assessed by an enzyme addition method. We used soils from an 18-year-old grassland fertilization experiment near Zurich, Switzerland, that were collected in two treatments which differed only in the amount of mineral P applied (0 and 17 kg P ha⁻¹ yr⁻¹ in NK and NPK, respectively). Water-extractable phosphate was low (0.1 and 0.4 mg P kg⁻¹ soil in NK and NPK, while hexanol-labile (microbial) P was high (36 and 54 mg P kg⁻¹ soil in NK and NPK). Extremely fast microbial P uptake under P-limited conditions in NK necessitated the use of a microbial inhibitor when determining isotopic dilution due to physicochemical processes. At the higher inorganic P availability in NPK, however, isotopic exchange parameters were similar in the presence and absence of a microbial inhibitor. Phosphatase activity was higher in NK than in NPK, while soil respiration, water-extractable organic P and its enzyme-labile fraction were not affected by P status. Together, the results showed that inorganic P availability primarily affected microbial P immobilization which was the main component of gross P fluxes in both treatments. Gross P mineralization rates (8.2 and 3.1 mg P kg⁻¹ d⁻¹ for NK and NPK) during the first week were higher than reported in other studies on arable and forest soils and at least equal to isotopically exchangeable P due to physicochemical processes, confirming the importance of microbial processes in grassland soils.     

Prediction of phosphorus requirements of Desmodium intortum cv. greenleaf using a phosphorus sorption index and extractable phosphorus

Abstract

The rates of applied phosphorus required for 90% maximum yield of Desmodiim intortum cv. Greenleaf were calculated from pot experiments using 24 fertilized and unfertilized soils from the Atherton Tableland, Queensland, Australia.

Phosphorus required was highly correlated (r² = 0.94) with the phosphorus sorbed (P sorbed) by the soils at a supernatant solution P concentration of 0.08 ppm. P sorbed was found to be a function of phosphorus buffer capacity at 0.08 ppm ("PBC") and phosphorus extractable by acid (0.005 M H₂S0₄) or bicarbonate (0.5 M NaHCO₃). PBC was highly correlated (r² = O.84) with a phosphorus sorption index ("PSI") derived from one addition of 500 μg P g^‐1 soil.

Combining PSI with acid or bicarbonate extractable P in a multiple regression equation allowed the estimation of phosphorus required with multiple correlation coefficients of R² = 0.80 and R² = 0.83 respectively.     

不同滴灌磷肥对棉田土壤磷含量及磷肥利用率的影响

通过田间试验,研究不同磷肥对滴灌棉田土壤有效磷及棉花产量和磷肥利用效率的影响。试验选取5种滴灌用磷肥:磷酸一铵(MAP)、聚磷酸铵(APP)以及大量元素水溶肥固体型(SF)、悬液型(LSF)、清液型(LCF),并以不施磷肥为对照(CK),共6个处理。测定土壤有效磷含量以及棉花生长、磷素吸收和产量。结果表明:在一个灌溉施肥周期内,施用清液型水溶肥(LCF)和聚磷酸铵(APP)较其它处理显著增加了土壤有效磷含量;在棉花各生育期,聚磷酸铵(APP)0～20 cm土层土壤有效磷含量较其它处理显著增加,清液型水溶肥(LCF)20～40 cm土层土壤有效磷含量最高,在盛铃期时较聚磷酸铵(APP)显著增加了21.41%;聚磷酸铵(APP)较磷酸一铵(MAP)显著促进了吐絮期棉花茎、叶的干物质及磷素积累量,而清液型水溶肥(LCF)干物质和磷素吸收在棉铃的分配比例最高,分别为64.89%、69.28%;清液型水溶肥(LCF)产量最高,聚磷酸铵(APP)次之,分别较磷酸一铵(MAP)提高了8.97%、2.87%;施用清液型水溶肥(LCF)较其它处理显著提高了棉花的磷肥偏生产力和磷肥农学效率,而聚磷酸铵(APP)的磷肥表观利用率最高。综上,施用聚磷酸铵(APP)和清液型水溶肥(LCF)能使土壤有效磷含量保持在较高水平,但清液型水溶肥有更强的磷素迁移能力。两种肥料(聚磷酸铵、清液型水溶肥)均能促进棉花干物质积累和磷素吸收,但聚磷酸铵的磷肥表观利用率最高,而清液型水溶肥则是增加了磷肥偏生产力和磷肥农学效率,增产效果最为显著。     

滴施不同水溶性磷肥对石灰性土壤磷分布及玉米磷素吸收利用的影响

  【目的】  磷的形态影响着其施入土壤后的移动分布。研究滴灌施肥中不同水溶性磷肥在石灰性土壤中的分布特征及玉米对磷素的吸收和利用,为滴灌玉米生产中的磷肥选择提供理论依据。  【方法】  于2018—2020年在新疆石河子市实验站开展滴灌玉米田间试验,选用玉米品种‘郑单958’作为试验材料。试验共设磷酸脲(UP)、磷酸二氢钾(MKP)、聚磷酸铵(APP)、磷酸二铵(DAP)、磷酸一铵(MAP)、不施磷肥(CK) 6个处理,除CK不施磷肥外,其余处理灌溉量及氮磷钾投入量均相同。玉米开花期和成熟期,分别在滴头下、根系、宽行3个位点,在垂直方向0—10、10—20、20—40 cm处采集土样,测定pH、速效磷和全磷含量。采集玉米地上部植物样品,测定茎、叶、穗器官磷素含量。在完熟期测产,计算磷肥利用效率等指标。  【结果】  与DAP和CK处理相比,UP处理能显著降低0—40 cm土层土壤pH,开花期UP处理土壤pH较CK和DAP分别降低了0.20和0.32个单位,成熟期分别降低了0.24和0.31个单位,MAP、APP和MKP也不同程度地降低了滴头下0—10 cm土层土壤pH。UP处理土壤有效磷在0—40 cm土层的分布最均匀,APP处理10—20 cm土壤速效磷含量显著高于UP和MAP。玉米开花期APP、UP、MAP处理土壤速效磷含量较DAP分别增加了65.47%、44.18%和23.14%,成熟期分别增加了58.08%、40.13%和127.89%。APP处理的玉米穗、叶和总磷素积累量均最高,开花期较DAP分别显著增加了29.22%、43.97%和22.43%,成熟期较DAP分别增加了65.39%、26.63%和50.60%。APP、UP、MAP处理的玉米产量没有显著差异,较DAP分别增产了18.03%、11.64%和9.46%,磷肥利用率分别较DAP增加了29.62个百分点、13.65个百分点和9.93个百分点。APP处理的磷肥偏生产力和磷肥农学效率分别较DAP增加了18.03%和174.96%。相关分析表明,玉米产量和磷素积累量与0—20 cm土层的土壤有效磷含量正相关,与20—40 cm土层土壤速效磷含量负相关或相关性较弱。  【结论】  速效磷的分布与土壤pH的变化高度一致。酸性水溶性磷肥可不同程度地降低玉米根系周围土壤pH,磷酸脲的影响范围可达滴头周围0—40 cm土层,磷酸二氢钾、聚磷酸铵和磷酸一铵仅在滴头周围0—10 cm土层范围内有影响,而磷酸二铵对土壤pH无显著影响。滴施磷酸脲土壤中速效磷在0—40 cm土层中的分布较均匀,其在10—20 cm土层中的速效磷含量低于聚磷酸铵并高于其他磷肥处理。磷肥利用率与10—20 cm土层速效磷含量极显著相关。因此,滴施聚磷酸铵的玉米产量和磷肥利用率高于其它磷肥处理。综合3年试验结果,在新疆滴灌玉米生产中,水溶性磷肥中以聚磷酸铵最优,其次是磷酸脲和磷酸一铵等酸性磷肥,应减少磷酸二铵等碱性磷肥的施用。