潮土长期定位施肥对小麦根际土壤营养的影响

在长期定位施肥的基础上,采用盆栽试验,研究了不同施肥处理对冬小麦根际土壤与非根际土壤中pH、有机质含量及速效养分含量差异的影响。结果表明,(1)CK和PK处理在不同生育期其根际pH值均低于根外,土壤有机质含量逐渐下降。氮肥及和P、K配施的处理中,根际和非根际的pH值均低于PK和CK。N、NP、NPK处理的根际土壤有机质从拔节到成熟期有先下降后上升的趋势,而NK处理根际和非根际土壤有机质含量均逐渐下降。有机肥和化肥配施的处理中,在拔节期根际pH值均小于根外,在抽穗期和成熟期却相反,有机质含量从拔节期到成熟期均高于化肥处理。(2)CK和PK处理,土壤速效氮在各个时期均较其它处理低。长期施用氮肥和其它肥料配施(N、NP、NK、NPK)处理,在拔节期时,根际与非根际土壤的速效氮含量差异不明显,而根际的速效磷含量最高;到成熟期时,以N、NK处理的速效氮含量最高;偏施钾肥(NK和PK)处理的根际与非根际土壤速效钾含量变化不明显,但高于NPK处理;长期施用有机肥和NPK处理根际土速效氮含量较化肥处理高,以MNPK和1.5MNPK处理表现最明显。除SNPK外,各处理根际和非根际土速效磷含量均明显高于化肥处理,以1.5MNPK处理含量最高。     

施肥和茬口对潮棕壤无机磷组分的影响

在潮棕壤上进行长达18年的定位施肥试验,选择颇具代表性的8种施肥模式:CK、M、N、N+M、NP、NP+M、NPK和NPK+M,对耕层(0～20 cm)土壤进行无机磷分级测定。研究表明:在无磷肥直接投入的处理中(CK、M、N和N+M),各形态的无机磷含量基本都有逐年下降的趋势,其中下降速率为Ca2-P、Ca8-P、Al-PFe-PO-P、Ca10-P,然而循环猪圈肥的投入减缓了这种下降,在个别处理(M)中,各形态无机磷的含量下降后出现回升,开始逐步建立起小规模的P库;在有磷肥直接投入的处理中(NP、NP+M、NPK和NPK+M),各形态无机磷的含量基本都呈现逐年上升的趋势,尤其有效态的无机磷,上升最快,构建起丰富的土壤P库。循环猪圈肥(M)对无机磷形态的影响不同于矿质磷肥,研究发现大豆和玉米秸秆粉中各形态无机磷的含量甚微,而新鲜猪粪中含量较高,尤其是Ca2-P、Ca8-P和Al-P的含量明显高于其它组分,猪粪与秸秆粉二者经过堆腐,其Ca2-P和Ca8-P含量有所下降。对三种茬口的无机磷组分与速效磷的相关性分析发现,一季玉米茬口和大豆茬口中二者都表现出良好的相关性,而连作玉米茬口中二者相关性弱于前两者,可以说明大豆茬口对无机磷组分的影响较大,大豆茬口分解释放出的有效态无机磷素成为翌年植物生长一个重要的有效P库。说明农田土壤磷肥管理不能靠简单地增加肥料投入,充分开发利用现有资源也是必要的,这为合理地评价土壤供磷力提供了理论依据。     

外源磷对土壤无机磷的影响及有效性

通过对我国具有代表性的几个典型土类15年长期定位试验的CK和NPK处理以及原始土壤中无机磷组分的分析，研究施磷肥对土壤无机磷形态的影响及有效性。结果表明，原始土壤中闭蓄态磷和Ca10-P占无机磷比例大，土壤磷有效性低；在不施外源磷条件下连续耕作，各个土类的无机磷总量均逐年减少，其中主要是Ca2-P、Al-P和Fe—P明显降低；长期施用磷肥提高了土壤无机磷总量（TIP）和各组分的含量，其中以Ca2-P、Al-P和Fe—P提高比例显著，而0-P和Ca10-P提高的比例少。说明累积在土壤中的肥料磷多以有效性较高的形态存在。     

长期施磷对灰漠土无机磷形态的影响

通过3年田间肥料定位试验,研究不同磷肥用量对灰漠土无机磷形态的影响及其与土壤速效磷的相关性。试验中磷肥(P2O5)用量设置4个水平:0,75,150,300kg/hm2(分别以P0、P75、P150和P300表示)。结果表明,连续3年不施肥,土壤Ca2-P和Ca8-P、Al-P、Ca10-P含量均在年际间呈降低趋势,而Fe-P含量较初始值增加15.4%,O-P变化不大。不同磷肥用量下,Ca2-P、Ca8-P、Fe-P含量随磷肥用量增加,在年际间显著增加,较第1年增幅分别为21.3~71.6%,13.4~24.8%,4.9~13.9%;Al-P含量仅在第3年略有增加,O-P和Ca10-P含量受磷肥用量和施肥年限的影响不大。Ca2-P、Ca8-P、Fe-P在无机磷中的比例随施肥年限的增加而增加,Al-P和O-P的比例变化较小,Ca10-P所占比例在年际间随磷肥用量增加呈降低趋势。土壤速效磷含量在不施磷肥处理下持续降低,而在不同磷肥用量下,土壤速效磷含量随磷肥用量增加,在年际间呈增加趋势,且增加幅度随施肥年限增加而增大。连续施肥3年后,土壤Ca10-P和O-P与其余形态无机磷的相关性较差,且Ca10-P和O-P与速效磷之间相关关系不显著,各形态无机磷对速效磷的有效性依次为Ca2-PCa8-PFe-PAl-PCa10-P、O-P。     

长期施肥对潮棕壤无机磷形态的影响

为提高磷肥利用效率、维持并提高土壤供磷力,在潮棕壤上进行了15年的定位施肥试验,试验处理涵盖了中国典型的8种施肥模式：不施肥（CK）、施循环猪圈肥（M）、单施氮肥（N）、施氮肥＋循环猪圈肥（N＋M）、施氮磷肥（NP）、施氮磷肥＋循环猪圈肥（NP＋M）、施氮磷钾肥（NPK）、施氮磷钾肥＋循环猪圈肥（NPK＋M）,对不同施肥模式下耕层（0～20cm）土壤无机磷进行了分级测定。研究表明：有效或缓效态无机磷（Ca2-P、Ca8-P、Al-P、Fe-P）含量在无化学磷肥直接投入的情况下均有不同幅度的下降,导致土壤无机磷库亏损;在有化学磷肥直接投入的情况下这些形态的无机磷不但能满足当季作物需求还有盈余,且以NP＋M处理盈余最多,丰富了土壤无机磷库。各处理O-P、Ca10-P形态的无机磷均有所增加,且其中部分可由盈余的有效磷素缓慢转化而来。循环猪圈肥（M）的施用能减缓各形态无机磷含量的下降;氮肥和钾肥均能极大促进植物对磷素的吸收,加速土壤磷库亏损。NP＋M施肥模式最有利于短期提高土壤供磷力,促进土壤供磷力发展。本研究还发现,有效或缓效态无机磷（Ca2-P、Ca8-P、Al-P、Fe8P）与有效磷相关性很好,这进一步完善了土壤供磷力的指标体系。     

不同品种小麦根际磷转化及VA菌根对小麦根际磷转化的影响

采用三室根箱研究了磷高效小麦 81( 85)-5-3-3-3及磷低效NC37两个小麦品种根际磷转化及VA菌根对根际土壤磷转化的影响。结果表明 ,磷胁迫下 ,81( 85)-5-3-3-3的吸磷量略高于NC37,两种小麦品种根际土壤均形成了明显的Olsen-P ,Ca2-P ,Ca8-P ,Al P等形态磷的耗竭区。两种小麦品种在不施磷肥和施用磷肥下接种VA菌根 ,小麦的生物量、植株磷浓度、小麦根际Olsen-P,Ca2-P ,Ca8-P,Al-P ,Fe-P的消耗量均显著增加 ;根际、非根际土壤各形态磷素的浓度梯度明显降低。     

施肥对采煤塌陷区复垦土壤理化性质和磷分级的影响

以山西省晋城市采煤塌陷区复垦土壤为研究对象,连续3年定位施肥研究施用有机肥(M)、无机肥(NPK)、有机肥+无机肥(NPK+M)对土壤理化性状、土壤磷分级的影响。结果表明:试验结束后,不同施肥处理土壤的pH、容重、全氮、全磷含量差异均不显著;单施有机肥处理的有机质含量显著高于单施化肥处理;有机肥+无机肥处理土壤速效磷含量高于其余处理,但处理间差异不显著。有机肥+无机肥处理能够明显提高土壤无机磷组分Ca_8-P含量;不同施肥处理均显著提高了Fe-P,处理间差异不显著;各处理的O-P、Ca_(10)-P增幅不明显;对照处理的不同无机磷组分含量总体保持下降趋势,其中Ca_8-P、Fe-P降幅较为明显。有机肥处理对活性、中活性组分,有机肥+无机肥处理对活性、中稳性有机磷效果明显,无机肥对有机磷组分效果不显著。相关性分析表明,Ca_2-P、Ca_8-P、Al-P、Fe-P、中活性、中稳性有机磷与速效磷均呈显著正相关性,Ca_8-P、中活性有机磷与速效磷极显著相关。     

黄土旱塬长期施肥条件下土壤磷素变化及管理

根据长武旱塬长期定位试验研究，黄土旱塬区土壤中无机磷以Ca-P为主，占无机磷总量的70％以上，O－P占无机磷总量的9．19％，Al-P,Fe-P分别占无机磷总量的5．96％和5．23％，无机磷各组分中Ca2-P有效性最高，其次为Al-P,Fe-P,Ca8-P。长期施肥土壤剖面全磷，速效磷含量增加，无机磷各组分均有增加，化肥与有机肥配合能很好地促进无机磷各组分的有效性转化。     

施肥对马尾松土壤磷形态的影响

采用室内盆栽试验研究了不同施肥处理下马尾松土壤磷形态,结果表明:施入P肥后土壤中无机磷的含量产生了变化,施入PK后根际土和非根际土土壤中的速效磷含量都有增加;除施入K、PK外,施肥后根际土和非根际土中Al-P的含量都比未施肥的高;施肥后Fe-P的变化比较大,而Fe-P的减少是由于南方土壤中的铁大多是以高价存在,易发生氧化还原反应;O-P是一种无效磷,施肥后土壤中的O-P含量均沉积于土壤而比对照的高;施入N、P、K、PK、NK、NPK后降低了两种土壤中Ca-P的含量。因此,为了促进马尾松的生长发育,可以给马尾松增施NP、PK、NPK肥。     

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。     

长期平衡施肥对潮土微生物活性和玉米养分吸收的影响

利用中国科学院封丘农业生态实验站农田生态系统养分平衡长期定位试验地,研究氮磷钾平衡施肥(NPK)与缺素施肥(NK、PK、NP)对土壤微生物生物量、酶活性、呼吸强度以及玉米养分吸收的影响。结果发现,与不施肥对照(CK)相比,NPK处理玉米根系与茎叶生物量、籽粒产量以及植株氮磷钾吸收量均大幅提高,NP处理次之,PK与NK处理则无显著影响;同一处理玉米茎叶与根系养分含量接近,而籽粒的全氮和全磷含量较高、全钾含量偏低;与NPK处理相比,缺施氮、磷或钾肥均直接导致玉米植株相应养分的明显亏缺或其他养分的过量富集,但在根系、茎叶和籽粒部位的累积情况存在一定差异。与CK相比,所有施加磷肥的处理(NPK、NP、PK)土壤微生物生物量(碳、氮、磷)、脱氢酶、转化酶、脲酶与碱性磷酸酶活性以及土壤微生物代谢活性和土壤基础呼吸强度均显著升高(p<0.05),土壤微生物代谢熵则显著下降(p<0.05),而缺施磷肥的NK处理除显著提高脲酶活性外(p<0.05),对其他指标均无显著影响。结果表明,氮磷钾平衡施肥在促进土壤微生物繁育和保育微生物代谢活性以及促进作物生长和保证养分吸收等方面显得非常重要,而缺素施肥中以缺施磷肥的不利影响最为突出。     

长期施肥对小麦体内各形态磷含量的影响

利用长期定位施肥试验,研究了不同施肥处理下小麦体内各种形态磷含量的变化.结果表明:不同施肥处理的小麦籽粒各形态磷含量均明显高于茎秆.籽粒磷脂态磷含量最高,平均为1.19 g˙kg-1,其次为活性有机磷、活性无机磷,未知形态磷含量最少,平均为0.348 g·kg-1. 茎秆中活性无机磷含量最高,为0.142g˙kg-1,活性有机磷含量最低,为0.034 g·kg-1.单施有机肥处理小麦茎秆活性有机磷含量显著低于对照及其他处理.除此之外,施磷处理(PK、NP、NPK、OM和1/20M+1/2NPK)小麦体内其他各形态磷含量均高于不施磷处理(CK、NK).与对照相比,单施有机肥能显著增加小麦籽粒各形态磷、全磷和茎秆活性无机磷、未知形态磷、全磷含量;NP处理茎秆有机磷(活性有机磷、磷脂磷)含量显著高于其他处理.不同施肥处理下,小麦籽粒中各形态磷含量与籽粒全磷含量间均呈显著正相关.     

冬小麦–夏休闲体系作物产量和土壤磷形态对长期施肥的响应

【目的】 研究土壤无机磷和有机磷组分变化,有助于选择和优化特定作物体系下不同肥料管理措施,提高磷资源效率。 【方法】 基于20年土冬小麦/夏休闲体系长期肥料定位试验,利用Tiessen-Moir磷素分级法,测定土壤无机磷和有机磷组分,并分析其与小麦磷吸收量、土壤磷表现平衡之间的关系。试验设7个处理:不施肥 (CK)、单施化学氮肥 (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)。 【结果】 旱作条件下,20年长期NP、NPK和MNPK处理较CK、N、NK、PK处理显著提高了小麦籽粒产量,年平均增产在205～265 kg/hm2之间,以MNPK增幅最高。NP、NPK和MNPK处理较CK处理显著提高了小麦籽粒和秸秆吸磷量。PK、NP、NPK、MNPK处理较CK处理显著提高了树脂磷 (Resin-P)、碳酸氢钠提取无机磷 (NaHCO₃-Pi)、氢氧化钠提取无机磷 (NaOH-Pi)、浓盐酸提取无机磷 (C.HCl-Pi) 和残余磷 (Residual-P) 含量,显著降低了碳酸氢钠提取有机磷 (NaHCO₃-Po) 和氢氧化钠提取有机磷 (NaOH-Po) 含量。PK、NP、NPK与CK相比,对稀盐酸提取无机磷 (D.HCl-Pi)、浓盐酸提取有机磷 (C. HCl-Po) 含量影响不大,而MNPK显著提高了D. HCl-Pi和C. HCl-Po含量。N、NK处理较CK显著增加了Residual-P和C. HCl-Po,显著降低了NaHCO₃-Po和NaOH-Po,对Resin-P、NaHCO₃-Pi、NaOH-Pi、C.HCl-Pi和D.HCl-Pi含量没有影响。与试验初始时相比,长期施用化学磷肥和有机肥主要增加了土壤中可利用态无机磷的比例,降低了残余态磷和有机磷的比例。土壤中Resin-P、NaHCO₃-Pi和C. HCl-Pi与小麦磷吸收量之间呈显著正相关关系。磷素盈余显著增加了D. HCl-Pi、Resin-P和NaHCO₃-Pi的含量。 【结论】 供试土壤条件下,NP、NPK和MNPK三种平衡施肥措施都不仅有利于作物增产,而且有利于保持高比例的土壤有效磷库。      

长期施肥对黑土磷素的影响

A twelve-year field trial was carried out to determine the impact of long-term fertilization on phosphorus (P) distribution in the soil profile, P balance, and the transformation and availability of soil P in a black soil (Phaeozem, FAO). Under a wheat-soybean-corn rotation, during twelve years where no fertilizer was applied, crops removed 60 and 81 mg P kg^-1 soil in the control and NK treatment, respectively. About one third of the P absorbed by crops was originated from organic P. Ca2-P, Ca8-P, Al-P and Fe-P were the main forms of inorganic P absorbed by crops. The surplus P from fertilization remained in the 0-20 cm soil layer and increased with the application rate of P. The combined application of NP or NPK increased available P to a lesser extent than the combined application of PK. Fertilizer P had mainly transformed to the Al-P, Fe-P, Ca2-P, and Ca8-P forms. By using the P budget (X), changes in total P (Y1) and available P (Y2) in soils under the current cropping system could be predicted by the equations: Y1 = 0.02 1.01X and Y2 = 2.08 0.15X.     

长期施用化肥对塿土微生物多样性的影响

【目的】土壤微生物在土壤有机质分解、营养循环、植物生长等方面都发挥着重要作用,研究长期施用化肥对其产生的影响可为农田合理施用化肥、培肥土壤和高产高效可持续性农业生产提供理论依据。【方法】以陕西杨凌"国家黄土肥力与肥料效益监测基地"的长期定位试验为基础,利用BIOLOG分析并结合常规分析研究了6种长期不同化肥施用方式不施肥(CK)、单施氮肥(N)、氮钾配施(NK)、磷钾配施(PK)、氮磷配施(NP)和氮磷钾配施(NPK)对土土壤微生物量和微生物功能多样性的影响。【结果】与不施肥CK相比,长期单施氮肥(N)的SMBC、SMBN没有显著变化,但明显降低了土壤微生物商和土壤微生物对氮素的利用;NP和NPK配施能够显著增加土SMBC和SMBN含量,明显提高了土壤微生物商,使土壤微生物种群结构发生了明显变化但土壤微生物对氮素的利用没有显著提高;长期偏施肥处理(NK、PK)的SMBC、SMBN和微生物商虽轻微增加,但土壤微生物种群结构没有显著改变。BIOLOG分析结果显示施磷处理(PK、NP和NPK)对微生物代谢活性的促进作用较大且在培养初期代谢活性较不施磷处理(CK、N和NK)增加显著。长期单施氮肥(N)对于提高土壤微生物多样性没有显著作用而其他化肥施用处理可以提高土土壤微生物群落的碳源利用能力、物种的丰富度和优势度,其中NP和NPK处理配施效果最好。化肥施用对土土壤微生物群落的均匀度没有显著影响。主成分分析的结果表明不同处理的土壤微生物对碳源利用表现出显著差异,氮磷养分的差异是产生分异的主要原因。【结论】土区小麦玉米轮作下,平衡施肥(NP或NPK配施)对于改善农田土壤微生物特性具有良好作用。     

长期施用无机肥对红壤旱地养分和结构及花生产量的影响

利用中国科学院红壤生态试验站20 a长期肥料定位实验,研究了长期施用无机肥对红壤旱地养分和结构及花生产量的影响。结果表明:不同无机肥处理花生果产量分布为:氮磷钾处理>氮磷钾钙处理>磷钾处理>氮磷处理>氮钾处理,各处理间差异显著,并以长期缺施磷肥对花生果产量影响最大。除全钾含量外,土壤中氮、磷养分全量与有效磷、交换钾含量均较土壤初始值有一定程度的上升。长期单施无机肥土壤有机质含量较土壤初始值增加了4.6~6.62 g kg-1。与有机肥和无机肥配施处理比较,单施无机肥土壤>0.25 mm水稳性大团聚体含量显著减少,团聚体破坏率提高了9.38%~16.56%,平均重量直径减少了0.15~0.18 mm。长期施用无机肥可以提高土壤养分含量从而有效地提高花生果产量,但另一方面其对土壤结构造成的破坏也影响了花生产量的提高,选用有机肥无机肥配施可以改善这种情况。     

不同施肥处理对水稻养分吸收和稻田土壤微生物生态特性的影响

在水稻长期定位肥料试验条件下研究了不同施肥处理对水稻养分吸收动态变化和土壤微生物生态特性的影响。该长期定位试验设有CK(不施肥对照)和PK、NK、NP、NPK五个肥料处理和常规稻、杂交稻品种对比处理。研究结果表明,水稻产量分别与水稻吸氮总量、吸磷总量和吸钾总量显著相关;在连续种植水稻条件下,水稻对所缺养分的吸收量呈逐年下降趋势,表明缺肥区土壤相应的有效养分库消耗很快。土壤微生物特性测定表明,不平衡施肥降低了土壤微生物量N,使微生物量C/N比增加。与缺肥区相比较,NPK配施处理促进了土壤微生物的功能多样性,同时增加了土壤微生物总量。可见,土壤中养分不足或供应不平衡,不仅影响水稻养分的吸收,而且对土壤微生物总量和群落多样性产生重要影响。     

长期施肥对灰漠土无机磷组分的影响

以国家灰漠土土壤肥力与肥料效益长期监测站为平台,采用蒋柏藩-顾益初土壤无机磷分组方法,对23年长期定位施肥条件下、不同施肥处理土壤无机磷总量(IOP)及组分(Ca_2-P、Ca_8-P、Al-P、Fe-P、O-P、Ca_(10)-P)进行测定,以掌握长期施肥对干旱区灰漠土无机磷组分的影响规律并指导合理施肥。结果表明,长期不施肥(CK)处理土壤无机磷总量无显著变化,组分间主要发生Ca_2-P、Ca_8-P向Ca_(10)-P的转化;长期施肥(NPK、NPKM、NPKS)处理IOP极显著增加,其增加量主要为Ca_2-P、Ca_8-P、Al-P和Fe-P,其中前三者增加作用极为显著;长期施肥条件下,土壤无机磷组分中Ca_8-P转化率最高、占土壤无机磷转化总量的39%~50%,其次是Al-P、占16%~30%,再次是Ca_2-P、占10%~29%,三者合计占78%~88%,其余三种组分Fe-P、O-P、Ca_(10)-P占12%~22%。