施磷量对玉米 -大豆间作根际红壤无机磷形态及磷吸收的影响

通过盆栽模拟试验,探讨不同施磷量对玉米 -大豆间作作物生长及磷吸收的影响,并分析根际红壤中各无机磷形态的变化。结果表明:与单作相比,玉米 -大豆间作显著提高了作物地上部生物量及磷素吸收量,并具有明显的产量优势。与常规施磷水平(P100)下的单作相比,玉米 -大豆间作条件下,磷肥减施 1/2(P50)并未降低作物籽粒产量与玉米的磷吸收量。间作种植显著降低了玉米、大豆根际红壤总无机磷含量,并且无机磷减少量主要以O-P、Fe-P和 Ca-P为主。玉米、大豆根际土壤Fe-P、Al-P、Ca-P与 O-P占土壤总无机磷含量的比例主要受磷水平的调控,而种植模式对玉米和大豆根际土壤中各无机磷形态的比例(除 Fe-P外)均没有影响。在本试验条件下,玉米 -大豆间作通过根系交互作用主要促进土壤中 Fe-P、Ca-P和 O-P的活化来增加玉米与大豆的磷吸收,并具有节约磷肥、维持作物产量和磷吸收的潜力。     

栽培模式及施肥对玉米和大豆根际土壤磷素有效性的影响

栽培模式及施肥管理对作物吸收利用土壤磷素的影响较大,本研究为探明玉米/大豆套作系统作物根系交互作用下根际土壤无机磷组分动态变化特征,利用盆栽试验测定了玉米/大豆套作(M/S)、玉米单作(MM)和大豆单作(SS)3种栽培模式以及不施肥(CK)、施氮钾肥(NK)和施氮磷钾肥(NPK)3种施肥处理下玉米和大豆地上部生物量及吸磷量和根际与非根际土壤速效磷、无机磷组分含量,以期为优化玉米/大豆套作系统磷素管理提供理论依据。研究结果表明同一施肥水平下,套作玉米的籽粒产量显著高于单作玉米;施磷显著提高了单作玉米籽粒产量,而对套作玉米籽粒产量影响不大。无论施肥与否,套作大豆秸秆及籽粒产量均高于单作大豆。所有施肥处理均表现为套作模式下单株作物地上部磷积累量显著高于单作模式。玉米成熟期,CK、NK处理下套作玉米根际土壤速效磷含量分别比单作玉米高54.2%和71.8%;大豆始花期,NPK处理下套作大豆根际土壤速效磷含量比单作大豆高19.8%。大豆成熟期,NK、NPK处理下套作大豆根际土壤速效磷含量分别比单作大豆高23.8%和108.0%。无论是单作还是套作模式,玉米根际土壤Al-P含量在3个施肥处理下均低于非根际土壤。CK和NK处理下单作玉米根际土壤Al-P含量分别是套作玉米的1.19倍和1.22倍;NPK处理下单作玉米根际土壤Fe-P含量是套作玉米的1.21倍。在CK、NK和NPK施肥处理下,单作大豆根际土Al-P含量分别是套作大豆1.12倍、1.30倍和1.25倍,单作大豆非根际土Al-P含量分别是套作大豆的1.22倍、1.30倍和1.06倍。CK、NK处理下单作大豆根际土壤Fe-P含量分别是套作大豆的1.47倍和1.12倍。研究得出结论,低磷条件下,与单作相比,玉米/大豆套作更有利于作物对土壤Al-P、Fe-P的活化吸收。     

磷高效转基因水稻OsPT4对红壤无机磷组成的影响

本研究以磷高效转基因水稻OsPT4为材料,以非转基因亲本日本晴(Nipp)和磷高效突变体水稻PHO2为对照,设施磷和不施磷2个处理,利用根盒试验研究磷高效转基因水稻OsPT4的种植对根际及非根际土壤无机磷组成的影响。结果表明:(1)Os PT4和PHO2的植株干重和磷含量均显著高于Nipp,而土壤全磷和无机磷总量均低于Nipp;(2)Os PT4和PHO2水稻根际和非根际土壤无机磷组分含量均表现为O-PFe-PAl-PCa-P;(3)施磷处理时,Os PT4和PHO2的根际土壤O-P、Ca-P含量显著低于Nipp,其非根际土壤Al-P、Fe-P和O-P含量也显著低于Nipp。不施磷处理时,Os PT4和PHO2的根际土壤Fe-P含量和非根际土壤Fe-P、O-P含量均显著低于Nipp,其根际土壤Ca-P含量显著高于Nipp。说明在供磷条件下,磷高效转基因水稻对A1-P、O-P和Ca-P的吸收活化能力较强,而缺磷条件下,磷高效转基因水稻可促进其根系对Fe-P的吸收利用。     

间作作物菌根菌丝对红壤磷形态的影响

丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)在植物与土壤系统中扮演着重要的角色,能促进寄主植物对养分尤其是磷(P)的吸收。间作在提高土壤P素利用及增产增收等方面具有重要作用。本研究通过三室隔网分室盆栽模拟试验,在玉米/大豆间作种植体系下,对菌丝室进行不同形态P处理[不施P(P0)、施用无机磷(IOP50)、施用有机磷(OP50)],同时在根室进行不同AMF处理[不接种(NM)、接种Funneliformis mosseae(FM)],研究了不同外源形态P添加和AMF处理下,菌根作物对菌丝室红壤中不同形态P吸收利用的影响。结果表明:与单作-FM-IOP50处理相比,间作-FM-IOP50处理下的玉米P吸收量显著增加150.2%,大豆P吸收量增加24.5%;除大豆单作-P0处理外,接种FM均明显降低菌丝室土壤有效磷含量。除大豆单作-FM处理外,施用IOP50使土壤有效磷含量在单作条件下最高,而在间作条件下则最低。对红壤P形态的分级结果表明,接种AMF均一定程度增加了Ca_2-P、Al-P、Org-P、O-Al-P、Ca_(10)-P的含量,而间作则显著提高了作物对土壤Ca_2-P、Fe-P的吸收;相比其他处理,土壤Ca_2-P、Org-P、O-Al-P含量在间作-FM-IOP50组合处理下较高(P0.05)。相关分析显示,Ca_2-P与玉米植株P吸收量呈显著负相关,而O-Al-P与大豆植株P吸收量呈显著负相关。总之,接种FM、磷肥施用与间作均在一定程度上促进了宿主作物对P的吸收累积。其中间作-FM-IOP50组合是促进间作玉米生长、P素吸收及Ca_2-P、Org-P、O-Al-P增加的最佳组合,通过促进无机磷的活化而改善作物对P素的吸收利用,有效削减土壤P素的残留,若将其应用于滇池流域,可望减少P素的流失。     

茶树根际与非根际土壤磷形态变化特征

以茶树(Camellia sinensis)根际和非根际土壤为研究对象,选取湖南省石门、临澧、桃源、长沙、安化、资兴等6县(市)的茶园为采样点,对其根际和非根际土壤的全磷、有效磷及无机磷的不同化学形态进行了分析。结果表明,茶树根际土壤全磷和有效磷含量均高于非根际土壤,有效磷在根际富集明显;土壤无机磷含量及占全磷的比例差异都很大。不同母质发育土壤的无机磷组成也不同,板页岩母质发育的根际土壤中Al-P含量最高,Fe-P其次,O-P最少。花岗岩和第四纪红色黏土发育的根际土壤Fe-P最高,Al-P其次,O-P最少。3种母质发育的非根际土壤中均为Fe-P含量最高。根际无机磷中的Al-P,Fe-P和Ca-P含量与有效磷呈极显著正相关,非根际Al-P和Fe-P与土壤有效磷显著正相关关系。根际、非根际土壤全磷和有效磷含量与pH值相关性不显著,根际、非根际土壤有效磷和全磷含量相关性极显著。     

不同磷水平下小麦蚕豆间作对根际有效磷及磷吸收的影响

【目的】探明不同磷水平下小麦–蚕豆间作对根际有效磷含量及作物磷吸收量的影响,提高磷肥利用率。【方法】2015—2016和2016—2017两季田间试验在云南农业大学试验基地耕作红壤上进行,供试小麦品种为云麦-52,蚕豆品种为玉溪大粒豆。设施P2O5 0 (P0)、45 (P45)和90 kg/hm^2 (P90)三个水平,和单作(M,包括小麦单作MW和蚕豆单作MF)和间作(I)两种种植模式。每季在小麦分蘖期、拔节期、抽穗期、灌浆期和成熟期,蚕豆分枝期、开花期、结荚期、籽粒膨大期、收获期采取根际土样测定有效磷含量。在小麦蚕豆收获期测定单、间作小麦、蚕豆产量,并测定作物地上部磷含量。计算土地当量比(LER)来衡量间作优势,并用磷肥农学利用率来反映磷肥的吸收效率。【结果】与单作相比,在P0、P45、P90水平下,2016年间作种植显著提高了小麦籽粒产量12.5%、21.7%和17.3%,2017年间作蚕豆产量较单作分别降低了16.8%、11.7%和8.2%。三个磷水平下,小麦–蚕豆间作具有产量优势,土地当量比(LER)为0.95~1.18。与常规施磷水平(P90)下的单作相比,小麦–蚕豆间作条件下,磷肥减施1/2 (P45)并未降低小麦和蚕豆产量。间作种植对小麦根际有效磷含量无显著影响(除2016年成熟期外),但2017年,在蚕豆分枝期、开花期、结荚期,间作则分别降低蚕豆根际有效磷含量20.8%、44.5%和18%。与P90单作相比,间作P45处理几乎不会降低小麦、蚕豆根际有效磷含量。小麦、蚕豆磷吸收量主要受磷水平的调控,种植模式对小麦和蚕豆磷的吸收量及磷肥农学利用率均没有影响。【结论】在本试验条件下,小麦–蚕豆间作提高了小麦籽粒产量,降低了蚕豆产量;间作种植主要是改变了蚕豆生育前期根际有效磷含量,但对作物的磷吸收量没有影响。小麦–蚕豆间作具有减施磷肥、维持作物产量和根际土壤有效磷的潜力。     

外源磷与AMF对间作玉米种植红壤无机磷形态的影响

通过三室隔网分室盆栽模拟试验,研究了分室不同磷(P)源[无机磷(磷酸二氢钾)和有机磷(大豆卵磷脂),P添加量均为50 mg·kg-1]添加和根室接种不同丛枝菌根真菌(AMF)[Glomus mosseae(GM)、Glomus etunicatum(GE)]对间作玉米种植红壤无机磷形态的影响。结果表明:无论接种与否,间作处理使根室土壤有效磷含量显著降低,说明间作能够促进玉米植株对土壤有效磷的吸收,且有效磷的耗竭从根际土壤开始。除OP50-单作玉米处理的Org-P外,接种AMF均一定程度增加了各形态无机磷含量。此外,根室土壤有效磷的主要组分为Ca2-P、Al-P和Org-P,其中Org-P与土壤有效磷有着极显著的负相关关系。     

不同种植年限苹果园土壤磷状况和无机磷组分特征

通过采集胶东地区不同年限苹果园0—100 cm土层土壤,分析了不同种植年限苹果园土壤全磷、有效磷、无机磷含量和无机磷组分特征,以期为苹果园科学施用磷肥提供依据。结果表明:胶东地区苹果园0—40 cm土层土壤全磷、无机磷、有效磷平均含量为0.76 g/kg,681.10 mg/kg,73.05 mg/kg。种植年限显著影响了苹果园土壤磷含量,随着种植年限的增加耕层土壤全磷、有效磷和无机磷含量呈上升趋势。不同种植年限的苹果园土壤全磷、有效磷及各无机磷组分均随着土层的加深整体呈递减趋势。无机磷组分主要以Al-P、O-P的形式存在,其次为Fe-P、Ca-P。种植年限明显影响了无机磷各组分的组成,11～15年苹果园Al-P比例最高,而16～20年苹果园O-P比例最高。相关性分析及通径分析结果表明,Al-P是该地区相对较为有效的磷源。     

冻融条件下黑土无机磷分级及有效性研究

土壤无机磷是生态系统中磷素的重要组成部分,而冻融作用是土壤无机磷赋存形态与转化的重要影响因素。本研究以黑土为试验土壤,在室内模拟冻融环境,研究冻融前后黑土无机磷各组分含量变化及其有效性。结果表明:冻融后无机磷各组分绝对含量总体呈现增加的趋势;冻融前后相对含量没有表现出明显差异,均呈现出O-PFe-PAl-PCa-P;相关分析和通径分析结果显示,Al-P、Fe-P为有效磷源,并且直接影响有效磷含量,而O-P、Ca-P与Al-P有较大的通径链系数,即O-P、Ca-P通过Al-P间接影响有效磷含量;冻融循环条件下Olsen-P(Y)与有效磷源Al-P(X1)、Fe-P(X2)间呈线性关系。     

珠江三角洲平原土壤磷剖面分布及形态特征研究

以珠江三角洲平原由三角洲沉积物、河流沉积物和滨海沉积物发育形成的水耕人为土(水稻土)为对象,研究了水田、果园、菜地3种利用方式下不同发生层土壤全磷(TP)、有机磷(Po)、有效磷(AP)、无机磷(Pi)组分的含量和剖面分布特征,并利用液相31P核磁共振(NMR)技术测定了耕层土壤中磷形态分布。结果表明,珠江三角洲平原农田土壤全磷、有机磷、有效磷和各形态无机磷含量随土层深度增加呈减小的趋势,耕层土壤中全磷、有效磷、Al-P和Fe-P明显富集;菜地和果园耕层土壤中全磷、有效磷、Al-P、Fe-P、Ca-P和O-P含量均高于水田。土壤磷素以无机磷形态为主,无机磷、有机磷占全磷比例平均值分别为71.3%和28.7%。土壤无机磷组分以O-P和Fe-P为主,Al-P最低。Al-P、Fe-P、Ca-P、O-P与全磷呈极显著或显著正相关,有效磷与Al-P、Fe-P、O-P、全磷呈极显著正相关;Fe-P和Al-P是土壤有效磷的主要贡献者。31P-NMR结果表明,耕层土壤磷形态均以正磷酸盐为主;土地利用方式影响土壤磷组分,菜地耕层土壤中磷形态包括正磷酸盐、磷酸单酯和焦磷酸盐,水田和果园包括正磷酸盐、磷酸单酯、磷酸二酯和焦磷酸盐;水田土壤中正磷酸盐所占比例最低,磷酸单酯和磷酸二酯所占比例最高;成土母质对水田耕层土壤各形态磷所占比例影响很小。     

大豆在利用不同氮源时对土壤磷形态和有效性的影响

通过盆栽培养方法,在土壤中可利用磷基本耗竭条件下,研究供给两种不同氮源的大豆对土壤中有机和无机磷的利用和形态转化的影响。结果表明,生物固氮处理大豆吸收的总磷量比尿素处理多58.0%,而对磷素的利用效率仅下降了3.3%。无论供给哪种形态氮源,种植大豆后土壤中各形态无机磷含量总体表现为O-P>Al-P>Fe-P>Ca10-P>Ca8-P>Ca2-P,有机磷的含量表现为:中等活性有机磷(MLOP)>高稳性有机磷(HROP)>中稳性有机磷(MROP)>活性有机磷(LOP)。生物固氮处理,Al-P和O-P成为维持大豆生长的主要磷源,而尿素处理只有O-P。生物固氮处理主要是促进土壤中的MLOP和MROP矿化分解,分别减少了29.48 mg/kg和14.16 mg/kg;尿素处理土壤中的MROP和HROP转化的程度较大,分别减少了12.47 mg/kg和3.68 mg/kg。比较而言,尿素处理的大豆从土壤中获得有机磷的能力不及生物固氮处理。     

黑龙江省西部草地苏打盐渍土无机磷的转化及其对有效磷的影响

本文通过相关分析和通径分析研究了无机磷各组分间的转化关系及其对有效磷的影响 ,结果表明 :苏打碱土的Ca2 -P、Ca8-P、Al-P和Fe -P对有效磷贡献量较大 ,O -P对有效磷表现为负贡献 ,Ca10 -P对有效磷几乎无影响。草甸碱土的Ca2 -P和Fe -P主要通过直接作用影响有效磷 ,Ca8-P和Al -P主要通过间接作用影响有效磷 ;碱化草甸土的Ca2 -P对有效磷的影响主要表现为直接作用 ,Ca8-P、Al-P和Fe -P对有效磷的影响主要表现为间接作用。在苏打盐渍土的磷素循环系统中 ,无机磷各形态间存在一定的转化关系 ,Ca2 -P、Ca8-P和Al-P易于相互转化 ,Fe -P和O -P易于相互转化     

氮添加对巴音布鲁克高寒湿地土壤无机磷形态的影响

为探究在全球气候变化敏感区的干旱区高寒湿地上,氮添加对土壤无机磷形态的影响。在保护良好的巴音布鲁克高寒湿地沼泽(S)、沼泽草甸(SM)和草甸(M)布设野外原位试验,依据巴音布鲁克草原氮沉降量,设置0(CK),8(N1),16(N2) kg·N/(hm²·a)的施氮量,研究短期氮添加对高寒湿地土壤无机磷形态的影响。结果表明:(1)高寒湿地土壤全磷含量平均为1.09 g/kg,总无机磷平均为492.71 mg/kg,而总无机磷平均占全磷的45.67%。(2)3种湿地类型土壤无机磷主要以Ca—P形态存在,在Ca—P中以Ca₁₀—P为主,占无机磷含量的50.27%~64.69%。S区土壤Al—P、Fe—P含量显著高于SM和M区,SM区Ca₂—P、Ca₈—P、O—P含量显著高于S和M区,M区土壤Ca₁₀—P含量显著高于S和SM区。(3)氮添加显著影响高寒湿地土壤各形态无机磷的含量,氮添加下,S和SM区土壤Al—P含量较CK显著增加了9.92%~17.35%,而Ca₈—P含量显著降低3.18%~9.36%。[JP]S和M区土壤Fe—P含量显著降低了3.18%~9.36%,S区土壤Ca₂—P含量显著降低了10.31%。氮添加下3种湿地类型土壤O—P含量均显著增加,较CK显著增加21.83%~25.94%。(4)土壤pH、有机碳、碱解氮和速效钾均是影响无机磷形态的重要因子。不同湿地类型土壤无机磷形态含量存在显著差异,氮添加显著改变了土壤各无机磷形态含量,主要是通过增加土壤中难利用无机磷(O—P)含量,使高寒湿地土壤的供磷潜力降低。研究结果有助于预测未来氮沉降持续增加背景下全球高寒湿地土壤无机磷形态的变化趋势。     

黑龙江省西部草地土壤无机磷的形态

本文通过牧场试验，探讨了黑龙江省西部草地土壤无机磷形态，结果表明，四种草地土壤均以Ｃａ－Ｐ为主，约占无机磷总量的６０％左右，Ｏ－Ｐ含量少于Ｆｅ－Ｐ和Ａｌ－Ｐ．草甸黑钙土无机磷总量最高，Ｃａ２－Ｐ、Ｃａ８－Ｐ和Ａｌ－Ｐ都是草甸黑钙土重要的贮磷库；草甸风沙土无机磷总量最低，但Ｃａ８－Ｐ含量相对较高；草甸碱土无机磷总量、Ｃａ２－Ｐ和Ａｌ－Ｐ含量显著高于碱化草甸土．向草甸碱土和碱化草甸土施磷酸二铵能显著增加土壤无机磷的总量，尤其显著提高土壤中Ｃａ８－Ｐ和Ａｌ－Ｐ含量．     

施磷对滨海盐土无机磷组分的动态影响

采用蒋柏藩、顾益初提出的土壤无机磷组分测定方法,在50d的培养过程中对滨海盐土的各无机磷组分进行了跟踪测定。结果表明:施入盐土中的无机磷在短期内主要增加土壤中的Ca2-P和Ca8-P的含量,而对A1-P、Fe-P和O-P的影响较小;施入盐土的无机磷首先转化成Ca2-P,然后再向Ca8-P、Ca10-P、Al-P、Fe-P和O-P转化;培养过程中,水分和温度的有利条件促进了土壤微生物的活动,加强了微生物对无机磷的固定。     

模拟酸雨胁迫对赤红壤磷素形态特征的影响

通过田间小区模拟酸雨实验,研究酸雨胁迫下赤红壤不同磷素形态变化的方向和程度。结果表明,原位模拟酸雨影响下,一定强度（pH≥4.0）的酸雨胁迫能有效促进有效磷的释放,而当pH〈4.0强度酸雨胁迫时有效磷的释放随pH值降低逐渐受到抑制。随酸雨酸度的增强,土壤酸性磷酸酶和微生物量磷均呈现先升高后降低的变化趋势,可见一定强度酸雨胁迫能促进溶磷微生物和磷酸酶活性,而当高强度酸雨胁迫时土壤微生物活动逐渐受到抑制。无机磷组分中Al-P、Ca-P和Fe-P含量均随酸雨酸度的增强而降低,土壤O-P含量没有显著变化。相关分析发现,有效磷含量与微生物量磷、酸性磷酸酶呈极显著正相关,表明此时土壤有效磷变化与有机磷矿化关系最为密切。有效磷含量与各种形态无机磷（Al-P、O-P、Ca-P和Fe-P）含量之间也有较强的正相关性,表明土壤生态系统磷素转化是一个自我调节的动态平衡过程,且在一定条件下可以相互转化。