种植年限对设施菜田土壤剖面磷素累积特征的影响

以山东寿光集约化设施菜田为研究对象,分析了不同种植年限设施菜田土壤磷素投入和土壤磷素累积的差异,比较不同种植年限土壤剖面中无机磷、有机磷、Olsen-P和CaCl2-P含量的变化特征。结果表明：磷素过量积累是设施菜田的显著特征,主要由于有机肥以粪肥投入为主,复合肥中P素比例偏高,收获作物带走量仅占磷素投入的7.2%;随着种植年限增加,P素累积现象明显,过量的磷素盈余导致了土壤剖面中不同形态磷含量的上升,其中以无机磷尤其明显;用来表征土壤有效磷指标的Olsen-P与CaCl2-P有显著的相关性,研究区域中当土壤（Olsen-P）达到80.7mg·kg-1时,土壤CaCl2-P开始显著升高,增大了设施菜田磷素淋溶风险。     

黄土区土地利用方式转变对土壤磷素累积及淋溶损失的影响

鉴于日光温室和农田两种土地利用施肥和农艺措施的差异,研究由农田向日光温室转变后深层土壤磷素累积及分布,为评价磷素有效性及淋失状况,指导日光温室磷肥合理施用,降低磷素损失提供理论参考。对黄土高原东北部日光温室及农田磷肥投入和携出状况调查,同时,采集0～400 cm土层土壤剖面样品,测定土壤Olsen-P和CaCl2-P含量,比较两种土地利用方式下养分平衡及深层土壤剖面磷素的累积及分布状况。结果显示,日光温室磷肥年均投入量为897 kg/hm²,显著高于农田,磷盈余量平均为679 kg/hm²,为农田的10.9倍。日光温室0～20 cm土层土壤Olsen-P含量高达400.5 mg/kg,为农田对应土层的44倍;0～40、40～100、100～200、200～300、300～400和0～400 cm土层土壤剖面Olsen-P累积量分别为1637、443、277、378、258和2993 kg/hm²,显著高于农田对应土层累积量(41、54、122、174、163和554 kg/hm²);40 cm以下土层Olsen-P累积量占整个0～400 cm土层土壤剖面累积量的45.3%,磷素出现了明显的淋溶损失现象。土壤剖面各土层CaCl2 -P含量均随Olsen-P含量的增加而增加,二者表现为显著的正相关关系。结果表明,研究区由农田向日光温室转变显著增加了土壤磷素的累积及向深层土壤的淋溶损失。因此,日光温室降低磷肥投入,改善管理措施十分必要。     

山西省菜园土壤磷素积累特征及流失风险分析

为了解山西省不同区域菜园土壤磷素积累以及流失情况, 本文分析了菜园土壤磷饱和度(DPS)、Mehlich3-P、Olsen-P与水溶性磷(Pw)的积累特征.结果表明: 山西各地菜园土壤4种磷素(土壤全磷、水溶性磷、Olsen-P和 Mehlich3-P)积累明显, 已经远远超过作物需求量; 土壤表层水溶性磷含量随着土壤磷饱和度(DPS)、Olsen-P、Mehlich3-P含量的增加而增加; 且Mehlich3-P与Olsen-P、水溶性磷与Olsen-P、水溶性磷与Mehlich3-P之间具有极显著相关性, 相关系数分别为0.976 6、0.923 2、0.962 0 (P<0.01); 当磷饱和度大于46.64%、Olsen-P大于81.88 mg·kg-1、Mehlich3-P大于164.59 mg·kg-1时, 水溶性磷含量上升幅度迅速增大, 由此将土壤磷饱和度为46.64%、Olsen-P 为81.88 mg·kg-1、Mehlich3-P为164.59 mg·kg-1和水溶性磷为8.05 mg·kg-1初步确定为山西省菜园土壤磷素流失的临界值.该结果将为探讨山西农田土壤磷素的养分管理和环境风险评估提供重要的理论依据.     

不同栽培年限日光温室土壤磷素累积特性研究

测定了陕西关中地区不同栽培年限日光温室土壤不同形态磷素的含量,以评价土壤磷素累积特性。结果表明:与农田土壤相比,日光温室栽培土壤全磷、有效磷、水溶性磷含量显著增加,土壤表层Olsen-P和水溶性磷平均含量分别达227 mg kg-1和8.45 mg kg-1;0～20 cm土层土壤全磷、Olsen-P和水溶性磷含量平均分别为农田的1.78倍,8.00倍和3.70倍,20～40 cm土层的分别为农田的0.62倍,3.24倍和2.53倍;且随日光温室栽培年限的增加,不同形态磷的累积量呈逐年递增的趋势。日光温室土壤全磷、有效磷、水溶性磷三者关系呈显著线性相关关系,有效磷与水溶性磷达极显著正相关。表明研究地区日光温室栽培下土壤磷素过量累积带来的淋溶风险值得关注。     

潮土磷素累积流失风险及环境阈值

潮土是中国分布比较广、施肥强度大的典型耕作土壤，潮土中磷素累积与流失对区域水环境的污染风险不容忽视。该研究在潮土面积最大的河南省采集磷素水平不同的典型潮土作为供试土壤，采用人工模拟降雨及土柱模拟试验方法，通过测定土壤中Olsen-P和溶解态活性磷CaCl2-P含量以及径流或淋滤液中各形态磷浓度，研究了潮土中磷素随地表径流和下渗流失特征，并通过分段线性模型对潮土的磷素环境阈值进行拟合。结果表明：1）不同形态磷在潮土土壤剖面中均有一定程度的累积，土壤Olsen-P和CaCl2-P含量表现为高磷最大，中磷次之，低磷最小，而磷吸持指数值表现为低磷最大，中磷次之，高磷最小。从磷素的剖面分布来看，低磷和中磷水平潮土Olsen-P和CaCl2-P含量随着土壤深度的增加而降低，而高磷水平的潮土Olsen-P和CaCl2-P含量在20～40 cm土层含量最高。2）不同磷水平潮土径流中总磷（TP）、可溶性总磷（TDP）和颗粒磷（PP）浓度和流失量大小表现为高磷最高，中磷和低磷水平土壤次之，潮土径流流失以PP为主。3）低磷和中磷水平潮土淋滤液中的各形态磷浓度和流失量随着土层深度的增加而降低，而在高磷水平的潮土淋滤液中，20～40 cm土层淋滤液中磷浓度和流失量要显著高于其他土层，在整个土壤剖面磷素浓度随着土层深度的增加呈现先上升后下降的趋势，潮土淋滤流失以TDP为主，其中，高磷和低磷水平潮土以可溶性有机磷占主导，而中磷水平潮土以钼酸盐反应磷（MRP）占主导。4）通过分段回归模型将不同含磷水平潮土的水溶性磷与土壤中Olsen-P含量进行拟合，得出潮土土壤磷素环境阈值为24.65 mg/kg，研究还表明径流和渗漏液中TP浓度与土壤CaCl2-P含量呈显著正相关，因此可通过测定CaCl2-P来预测并判断土壤磷素流失风险。     

长期不同施肥红壤磷素特征和流失风险研究

为探索长期施肥对红壤磷素吸附固持的影响,分析不同施肥土壤磷流失风险及影响因素。在南方丘陵区红壤上开展了持续25年的长期定位试验,处理包括:不施肥(CK)、施氮肥(N)、施磷肥(P)、施钾肥(K)、施氮磷钾肥(NPK1)、施2倍量氮磷钾肥(NPK2)、单施有机肥(OM)和氮磷钾配施有机肥(MNPK)。研究了不同施肥下土壤全磷、Olsen-P、Mehlich1-P、CaCl2-P含量及磷吸持指数(PSI)、磷饱和度(DPS)的变化,探讨不同施肥处理土壤对磷的吸附和解吸特征,并分析了土壤磷指标与土壤有机碳、pH、CEC之间的关系。结果表明:长期施用化学磷肥有利于补充土壤磷素,特别是土壤全磷,并使Olesn-P和Mehlich 1-P有增加趋势,而对CaCl2-P影响不显著;施用化肥对DPS影响不显著,单施磷会降低PSI,低量氮磷钾提高了PSI,高量氮磷钾处理与对照差异不显著;长期施用有机肥(猪粪)土壤全磷增加,而Olsen-P、Mehlich 1-P和CaCl2-P则大幅累积, PSI显著降低, DPS显著增加。长期施用化肥处理土壤对新添加磷的吸附较强,长期施用有机肥降低了土壤对新添加磷的吸附;土壤全磷、Olsen-P、Mehlich1-P、CaCl2-P、PSI、DPS及最大吸附容量(Qm)与土壤pH、CEC、土壤总有机碳(TSOC)、土壤水溶性有机碳[冷水提取水溶性有机碳(CWSOC)和热水提取水溶性有机碳(HWSOC)]间相关性较高;土壤磷指标和土壤有机碳、pH、CEC指标之间存在典型相关关系,第1对和第2对典型变量的典型相关系数分别为0.997和0.951,达显著水平。研究表明,施用有机肥是调节土壤磷的供给和保持的重要措施,土壤水溶性有机碳和pH可能是反映红壤磷素供应和流失的关键指标。     

土壤磷素吸持饱和度(DPS)评价土壤磷素流失风险研究

随着磷肥施用量增加,土壤磷素累积,由此所引起的土壤磷素流失越来越成为水体磷素的重要来源。本研究采集湖北省主要类型土壤,土壤风干过2 mm筛后,加入不同量的K2HPO4(0,30,40,60,100,160,200,240,300,400 mg P/kg土)进行室内培养,测定土壤M-3P、CaCl2-P和Fe、Al含量,计算土壤磷吸持饱和度(DPS),利用Split-line模型,预测不同土壤类型磷素流失风险。结果表明:土壤M-3P与Fe、Al含量间关系符合y=y0+axb方程(P0.05);土壤DPS与CaCl2-P含量关系,存在一个明显的突变点,即土壤磷素流失环境临界值,超过该值时,CaCl2-P含量急剧增加,但不同土壤类型其临界值差异较大,潮土、红壤和水稻土土壤磷素流失DPS临界值分别为18.8、12.9和13.3%,相对应的CaCl2-P含量分别为2.21、0.92、0.60 mg kg-1,根据以上临界值判断,红壤、水稻土极易发生流失。从区域角度考虑,土壤磷素流失DPS临界值为18.80%,该值能够给当地农业生产过程中的土壤磷素区域环境管理提供指导。     

沼肥替代化肥对设施蔬菜产量和土壤养分及重金属累积的影响

针对盲目施用沼肥可能带来的土壤环境问题,该研究采用5年8茬的设施番茄-甜椒田间轮作试验,研究不同沼肥和化肥配比对蔬菜产量、设施土壤氮磷养分及重金属累积的影响.结果表明:在等氮钾养分投入下,沼肥和化肥以不同比例配施的各处理没有影响蔬菜产量;氮素盈余和0~180cm土层土壤全氮含量随沼肥施用比例增加没有显著差异;磷素盈余随沼肥施用比例增加显著增加,完全沼肥处理0~30cm土层土壤Olsen-P及CaCl2-P含量分别达到151和8.0mg/kg,高于其他2个处理,且明显超出环境阈值.与完全沼肥处理相比,减量沼肥施用(3/5沼肥处理)明显降低了土壤氮素淋洗风险和磷素累积.与不施肥处理相比,施用沼肥后30~60、60~90、150~180cm土层土壤全Hg含量均低于不施肥处理;除30~60cm土层使用沼肥处理土壤中全As含量显著高于不施肥处理,其他土层各处理间均没有显著差异,而完全沼肥处理全Cr、全Cd、全Pb含量有所下降,且全Pb含量下降最为显著,但均没有出现重金属污染风险.沼肥替代化肥施用可有效实现废弃物中的养分资源循环利用,但增加菜田土壤磷素累积和淋失风险,本研究为设施菜田合理施用沼肥提供技术支持,为实现沼肥资源的循环利用和化肥替代模式提供理论参考.     

生物炭对不同类型土壤中Olsen-P和CaCl_2-P的影响

为了解生物炭施入不同类型土壤后对Olsen-P和CaCl2-P的影响,通过室内土壤培养试验,研究施用2%(20 t hm-2)、4%(40 t hm-2)、8%(80 t hm-2)比例的生物炭条件下土壤中Olsen-P、CaCl2-P含量变化,以探讨不同类型土壤中施入生物炭后Olsen-P和CaCl2-P含量变化的差异。结果表明:(1)红壤、水稻土、潮褐土、潮土中施用生物炭后,土壤中Olsen-P含量显著增加(P<0.05),并随着生物炭施用比例增加而增大。(2)培养42天后,施用生物炭对红壤中CaCl2-P含量无显著的影响,水稻土、潮褐土、潮土中CaCl2-P含量则随着生物炭施用比例增加而显著增大。(3)在同一生物炭施用量条件下,潮褐土和潮土中Olsen-P和CaCl2-P的增加量均显著(P<0.05)高于红壤和水稻土。     

北方耕地和蔬菜保护地土壤磷素状况研究

以北方一般耕地和蔬菜保护地为供试土壤 ,研究了不同种植条件下土壤磷素状况 ,蔬菜保护地土壤磷素的空间分布特性。结果表明 ,蔬菜保护地土壤全磷、无机磷、有机磷、Olsen-P的平均含量是一般耕地土壤的 2.7～14.0倍 ,土壤Olsen P占全磷的比率 ,Ca2-P ,Ca8-P ,Al-P占土壤无机磷的比率显著高于一般耕地土壤。蔬菜保护地土壤各形态磷素主要积累在 0～20cm土层 ,并随土层深度的增加各形态磷素的含量逐渐降低 ,各土层Olsen-P ,Ca2-P ,Ca8-P ,Al-P含量降低幅度明显高于Fe-P ,O-P ,Ca10-P含量的降低值     

长期不同施肥下潮土磷素演变特征及其对磷盈亏的响应

以"国家潮土土壤肥力与肥料效益长期监测站"的定位试验为平台,选取试验中的5个处理,即1)NK(不施磷肥);2)NPK(施氮磷钾化肥);3)MNPK(NPK化肥+有机肥);4)1.SMNPK(MNPK处理施肥量的1.5倍);5)SNPK(NPK化肥+秸秆还田),分析不同施肥下土壤全磷(TP)和有效磷(Olsen-P)的演...     

长期轮作施肥棕壤磷素对磷盈亏的响应

【目的】 研究长期轮作施肥条件下棕壤磷素盈亏状况及其与土壤磷素的关系,为棕壤科学施用磷肥提供理论依据。 【方法】 玉米?玉米?大豆轮作长期施肥定位试验始于1979年,设不施磷肥 (CK)、施氮磷肥 (NP)、施氮磷钾肥 (NPK)、低量有机肥配施氮磷肥 (M1NP)、低量有机肥配施氮磷钾肥 (M1NPK)、高量有机肥配施氮磷肥 (M2NP) 和高量有机肥配施氮磷钾肥 (M2NPK),共7个处理。测定1979—2015年不同施肥处理土壤Olsen-P和全磷含量,计算了土壤磷的盈亏状况,分析了全磷和有效磷与累积磷盈亏之间的关系。 【结果】 CK处理土壤磷素水平处于亏缺状态,平均土壤年亏缺磷为9.0 kg/hm2;磷肥处理 (NP和NPK) 和有机肥配施磷肥处理 (M1NP、M1NPK、M2NP和M2NPK) 土壤磷素均处于盈余状态,且M2NP和M2NPK盈余较多。所有施肥处理的有效磷增量与土壤累积磷盈亏均呈极显著相关关系 (P < 0.01),CK处理土壤每亏缺磷100 kg/hm 2,Olsen-P下降0.84 mg/kg;磷肥及有机肥磷肥配施处理每盈余磷100 kg/hm2,Olsen-P上升范围为1.97～7.23 mg/kg。除CK外,所有施肥处理土壤全磷增量与累积磷盈亏均呈极显著相关关系 (P < 0.01)。土壤每盈余磷素100 kg/hm 2,各施肥处理全磷增加范围为0.03～0.04 g/kg。 【结论】 磷肥投入是影响棕壤全磷和有效磷水平的关键因素。长期轮作不施磷肥,棕壤磷素亏缺;长期轮作施用化学磷肥 (年均投入P₂O₅ 70 kg/hm2) 和磷肥有机肥配施 (年均投入P₂O₅ 126～182 kg/hm2),棕壤磷素有盈余,增施高量有机肥的盈余量高于增施低量有机肥,高于单施磷肥。磷肥配施有机肥提升棕壤有效磷的速率高于单施磷肥。      

长期定位试验中氮肥与磷肥有机肥联合施用通过刺激根的生长增加玉米产量和养分吸收

Imbalanced application of nitrogen (N) and phosphorus (P) fertilizers can result in reduced crop yield, low nutrient use efficiency, and high loss of nutrients and soil nitrate nitrogen (NO₃^--N) accumulation decreases when N is applied with P and/or manure; however, the effect of applications of N with P and/or manure on root growth and distribution in the soil profile is not fully understood. The aim of this study was to investigate the combined effects of different N and P fertilizer application rates with or without manure on maize (Zea mays L.) yield, N uptake, root growth, apparent N surplus, Olsen-P concentration, and mineral N (Nmin) accumulation in a fluvo-aquic calcareous soil from a long-term (28-year) experiment. The experiment comprised twelve combinations of chemical N and P fertilizers, either with or without chicken manure, as treatments in four replicates. The yield of maize grain was 82% higher, the N uptake 100% higher, and the Nmin accumulation 39% lower in the treatments with combined N and P in comparison to N fertilizer only. The maize root length density in the 30--60 cm layer was three times greater in the treatments with N and P fertilizers than with N fertilizer only. Manure addition increased maize yield by 50% and N uptake by 43%, and reduced Nmin (mostly NO₃^--N) accumulation in the soil by 46%. The long-term application of manure and P fertilizer resulted in significant increases in soil Olsen-P concentration when no N fertilizer was applied. Manure application reduced the apparent N surplus for all treatments. These results suggest that combined N and P fertilizer applications could enhance maize grain yield and nutrient uptake via stimulating root growth, leading to reduced accumulation of potentially leachable NO₃^--N in soil, and manure application was a practical way to improve degraded soils in China and the rest of the world.     

灌溉方式对保护地土壤磷素淋失风险的影响

自连续12年以相同试验方案、不同灌溉方式进行灌溉试验的保护地采集土壤样品,对不同灌溉处理土壤磷素淋失风险进行评价,并对影响土壤磷素淋失临界值大小的因素进行了探讨。灌溉处理设滴灌、沟灌和渗灌三种灌溉方式,采样深度为0~80 cm。结果表明,0~20 cm沟灌、渗灌和滴灌处理土壤的磷素淋失临界值Olsen-P含量分别为59.44 mg kg-1、65.39 mg kg-1和68.57 mg kg-1;而20~40 cm层次的土壤淋失值分别为60.61 mg kg-1,66.8 mg kg-1和70.58 mg kg-1;40~80cm土层则无临界值存在。影响土壤磷素淋失临界值Olsen-P含量的主要因素有土壤pH和有机质、活性Fe、活性Al、有效磷含量;土壤pH值越大、有机质、活性铁、活性铝和Olsen-P含量越高,磷素淋失临界值越大。对三种灌溉处理表层土壤磷素淋失风险进行综合评价,其风险大小顺序为沟灌、渗灌和滴灌,这提示人们在保护地生产中要充分注意土壤磷素有效性,通过选择合理的灌溉方式、改善施肥技术以加强保护地土壤水肥管理,保证作物生产高效、优质和降低环境风险。     

不同施肥处理对潮棕壤磷素累积与剖面分布的影响

摘　要 以下辽河平原的长期定位试验为平台,通过比较不同肥料类型和用量条件下表层土壤全磷及土壤剖面（0~80 cm）中速效磷的分布差异,研究长期不同施肥条件对土壤中磷素垂直迁移的影响。结果表明：1）在各施磷肥处理上,土壤磷素收支盈余,表层土壤全磷和速效磷含量均明显升高,且土壤磷收支的盈亏值(x)与土壤速效磷的增减量(y)呈显著直线关系y = 0.070 1x 8.538 9（R2=0.89**）,其中磷素盈余量的15.8%进入到土壤速效库内;2）化肥磷施用量为50和100 kg hm-2时,60~80 cm土层内速效磷含量显著高于对照,说明存在磷素的垂直迁移;3）相对于化肥而言,施用有机肥更易于磷素向下迁移;4）在施肥、有机质含量和作物吸收等多种因素影响下,土壤速效磷在土壤剖面中呈现上下层高、中间层低的空间分布格局,最低值出现在20~40 cm土层。     

连续过量施磷和有机肥的产量效应及环境风险评价

通过5年田间肥料定位试验,研究连续过量施用磷肥和有机肥在蔬菜上的产量效应,土壤积累磷在0—5, 0—10, 10—20, 20—80 cm土层的分布特点及农田积累磷的流失风险评价。结果表明,P2O5用量为180～360 kg/hm2,大白菜、伏白菜、辣椒、豆角的产量分别平均增加21.5%、39.5%、71.6%、50.0%;有机肥用量为150～300 t/hm2,4种蔬菜产量分别平均增加23.8%、26.7%、62.6%、80.0%,差异均达到显著和极显著水平。土壤Olsen-P 在蔬菜上的产量效应符合一元二次式。连续5年施用磷肥和有机肥,0—60 cm土壤各形态磷均显著积累;20—40、40—60、60—80 cm土壤Olsen-P分别相当于0—20 cm Olsen-P 的35.7%、11.8%、7.1%;0—20 cm 土壤Olsen-P分别相当于0—5、0—10 cm Olsen-P的 88.1%、84.0%。0—20 cm土壤Olsen-P与CaCl2-P、NaOH-P、灌溉滞留水中的可溶磷及农田磷流失风险势（P-index ）均呈显著正相关关系。石灰性土壤Olsen-P可作为评价农田磷生产力和环境风险评价的指标。     

不同磷源对设施菜田土壤速效磷及其淋溶阈值的影响

土壤中磷的移动性不仅取决于磷的数量且与磷肥形态有关。了解不同磷源（有机肥和化肥）对设施菜田土壤磷素的影响对于指导科学施肥和面源污染防治至关重要。本文选取河北省饶阳县3种不同磷含量的农田土壤（未种植过蔬菜的土壤、种植蔬菜30年的塑料大棚土壤和种植蔬菜4年的日光温室土壤）为研究对象,采用室内培养试验和数学模型模拟方法研究有机无机磷源对设施菜田土壤磷素的影响,确定无机肥和有机肥源土壤磷素淋溶的环境阈值。结果表明添加有机肥和无机磷肥都会显著增加3种不同种植年限设施菜田土壤速效磷（Olsen-P）和氯化钙磷（CaCl₂-P）含量,但增加速度不同。对于未种植过蔬菜的低磷对照土壤,磷投入量高于50 mg·kg^-1（干土）后,无机肥比有机肥显著提高了土壤Olsen-P含量。对于已种植蔬菜30年的塑料大棚土壤,高磷投入时[300 mg·kg^-1（干土）和600 mg·kg^-1（干土）],无机肥比有机肥显著提高了土壤Olsen-P含量,低于此磷投入量时有机肥和无机肥处理之间没有显著差异。3种不同农田土壤CaCl₂-P的含量所有处理均表现出无机肥显著高于有机肥处理,尤其是在高磷量[>300 mg·kg^-1（干土）]投入时表现更加明显。两段式线性模拟结果表明,设施菜田土壤有机肥源磷素和无机肥源磷素淋溶阈值分别为87.8 mg·kg^-1和198.7 mg·kg^-1。随着土壤Olsen-P的增加,添加无机肥源磷对设施菜田土壤CaCl₂-P含量的增加速率是有机肥源磷的两倍。因此,建议在河北省高磷设施菜田应减少无机磷肥的投入,特别是土壤速效磷高于198.7 mg·kg^-1的设施菜田应禁止使用化学磷肥和有机肥,在土壤速效磷低于198.7 mg·kg^-1的设施菜田应加大有机肥适度替代无机肥技术的推广。     

模拟淋溶条件下沼液对菜田土壤磷素淋洗及其形态的影响

以不同磷水平菜田土壤为研究对象,通过土柱淋溶模拟试验,探讨施用沼液对土壤磷素形态及其移动性的影响。结果表明:与单施去离子水的对照相比,施用沼液通过减少淋洗溶液体积降低淋洗液中总磷含量722.3μg·柱~(-1),中、高磷土壤淋洗液总无机磷(TIP)分别减少507.2μg·柱~(-1)和1 319μg·柱~(-1)。低、中磷土壤淋洗液中水溶性无机磷(DIP)减少158.1μg·柱~(-1)和474.3μg·柱~(-1)。在低磷土壤中,施用沼液对剖面土壤全磷、有机磷和速效磷含量影响显著,上层(0~7 cm)土壤增加的比例分别为34.8%、37.7%和148%,土壤p H值显著降低0.39个单位,下层(7~14 cm)土壤增加的比例分别为18.5%、29.3%和32.9%,土壤p H值显著降低0.28个单位。在中磷土壤中,施用沼液对上层土壤全磷含量影响未达到显著水平,速效磷增加比例20.1%,下层土壤p H值降低0.33个单位。在高磷土壤中,施用沼液对剖面土壤全磷、有机磷和速效磷含量影响未达到显著水平,下层土壤p H值降低0.34个单位。因此,施用沼液降低土壤磷素淋洗,增加低磷土壤磷素有效性含量,但对中磷和高磷水平土壤的磷素影响未达到显著水平。     

Impact of manure application on forms and quantities of phosphorus in a Chinese Cambisol under different land use

Purpose

It is critical to understand the effect of manure application on the availability of phosphorus (P) and the potential environmental contamination by runoff and leaching. However, previous studies generally focused on cultivated soil layer in single cropping systems. The aim of this study was to evaluate the effect of manure application on soil P forms and quantities to the 200 cm depth in a Chinese alkaline Cambisol in different cropping systems and the potential environmental implications.

Materials and methods

The sampling site, Shunyi District, is located in the peri-urban area of Beijing in the North China Plain, where large quantities of manure generated from intensive animal operations have been applied to agricultural fields. A field survey was carried out before sampling to identify soil sampling sites with long-term manure application and an adjacent area receiving no manure used for the same crop production. Soil samples from three cropping systems (vegetables, cereals, and trees) were vertically collected to a depth of 200 cm with the following depth increments: 0–20, 20–60, 60–90, 90–120, 120–160 and 160–200 cm. Soil samples were analyzed for plant-available P (Olsen P) and various P fractions by sequential P fractionation. Degree of P saturation (DPS) was also determined.

Results and discussion

Soil calcium bound P was the most abundant P fraction, followed by the residual P. Organic P only accounted for less than 5 % of total P in most of the soils. Manure application increased the levels of inorganic P (Pi), with higher proportions of Pi in labile forms than stable forms. After manure application for 8–15 year, available P (Olsen P) and DPS values of the 0–20 cm layer in all sites exceeded the threshold for Olsen P (60 mg?kg^?1) and DPS (30 %) and the risk of P loss by runoff is expected to significantly increase. The DPS values were generally lower than 30 % below 20 cm, indicating a minimal risk of P loss via leaching from deeper soil.

Conclusions

The results indicated that in typical peri-urban areas of the North China Plain, the on-going practice of manure application not only increased the size of each of the labile and non-labile P pools, but also caused a shift in the relative sizes of the different pools, regardless of the cropping systems. However, contrary to what was expected, soil P loss through surface runoff would be a greater concern than leaching following long-term manure amendment.