长期施肥对塿土磷素状况的影响

利用塿土12年长期肥料定位试验,研究了不同施肥方式对耕层土壤全磷(TP)、有机磷(OP)与有效磷（Olsen-P）的影响。结果表明,施用化学磷肥提高了耕层土壤TP、Olsen-P含量,但并未提高OP含量;对照与磷钾处理的OP含量有降低趋势。当基于含氮量施有机肥时,土壤TP和Olsen-P含量大幅度提高,也提高了OP含量,但OP/TP比率在降低到一定程度后维持在一个较为稳定的水平;即使施用有机肥的处理,磷素也主要以无机形态累积。土壤Olsen-P与TP或两者的增加量都呈显著的线性相关,塿土TP每提高100 mg/kg,Olsen-P增加量约为20.8 mg/kg,且单位土壤全磷增加带来的Olsen-P增加有随施肥时间降低的趋势。在土壤Olsen-P含量达到一定水平时应考虑减少磷肥用量。基于有机肥中磷素含量来推荐有机肥施用或延长其施用的时间间隔,将有助于减少由于有机肥施用带来的磷素大量快速累积。     

不同有机培肥方式对红壤性水稻土磷素的影响

基于红壤性水稻土有机肥长期定位试验,分析了红壤双季稻种植模式下,不施肥、NPK、紫云英+猪粪+化肥、紫云英+猪粪+秸秆+化肥、紫云英+秸秆+化肥处理耕层土壤全磷、Olsen-P、磷素有效性和磷素利用率35年的变化特征,以及Olsen-P与水稻产量的响应关系。结果表明:不施肥处理土壤全磷含量显著降低,有效磷含量及磷素有效性略微下降。配施猪粪显著提高全磷、Olsen-P含量和磷素有效性,但显著降低磷肥利用率,增加磷的环境污染风险。化肥配合紫云英及稻草还田处理土壤全磷、有效磷含量以及磷素有效性保持稳定,但显著提高磷肥利用率。Olsen-P的产量农学阈值为16.36 mg kg-1。     

长期不同施肥紫色水稻土磷的盈亏及有效性

【目的】 研究长期施肥条件下土壤全磷、有效磷 (Olsen-P) 对磷素盈亏的响应,为西南紫色水稻土区科学施用磷肥提供依据。 【方法】 以四川遂宁34年 (1982—2015年) 长期肥料定位试验为平台,试验设8个处理,即不施肥 (CK)、氮肥 (N)、氮磷肥 (NP)、氮磷钾肥 (NPK)、有机肥 (M)、有机肥 + 氮肥 (MN)、有机肥 + 氮磷肥 (MNP) 和有机肥 + 氮磷钾肥 (MNPK),分析了土壤磷素盈亏与全磷、Olsen-P的变化特征。 【结果】 不施磷肥 (CK和N) 作物每年从土壤中带走磷约13.22 kg/hm2,且维持在较低的变化水平;单施有机磷肥处理 (M与MN) 作物携出磷量比不施磷肥提高了约1.73倍,磷素携出量呈增加趋势;施用磷肥 (NP、NPK、MNP和MNPK) 作物携出磷量在41.71～45.62 kg/hm2之间,吸磷量随时间呈下降趋势。不施磷肥土壤磷素常年处于亏缺状态,施磷土壤磷素年均盈余量为8.76～88.79 kg/hm2,有机无机磷肥配施磷盈余量大于单施有机肥和单施无机磷肥,随施肥年限的延续磷盈余量呈上升趋势。土壤中磷含量随磷盈亏而变化,施用无机磷肥或有机无机磷肥配施土壤全磷和Olsen-P增量与磷盈亏呈显著正相关,而不施磷或单施有机磷这种响应关系不明显;土壤每盈余磷100 kg/hm2,NP、NPK、MNP和MNPK处理土壤中全磷分别增加0.14、0.16、0.015和0.018 g/kg,Olsen-P分别提高15.76、17.19、1.96和1.85 mg/kg。 【结论】 土壤磷素有效性随土壤磷素盈亏而变化,与加入磷素形态密切相关,西南紫色水稻土单施无机磷肥提升土壤磷含量的速率大于施用有机肥。      

黑土累积磷的释放动力学特征及主要影响因素

  【目的】  长期大量施用磷肥致使农田土壤磷快速累积,磷肥增产效率和利用率下降。研究不同施肥措施下土壤累积磷的释放动力学特征及其机制,为累积磷的活化利用和磷肥高效施用提供理论依据。  【方法】  黑土长期定位试验位于黑龙江省哈尔滨市,在5个不同处理采集土样,分别标记为P1、P2、P3、P4和P5,其Olsen-P含量依次为15.5、20.2、93.2、199和216 mg/kg。采用0.5 mol/L NaHCO₃连续浸提法测定5个土壤样品中有效磷的释放量,以5个动力学方程拟合或描述有效磷的释放动力学。采用Hedley法测定了浸提前后土壤活性磷(Resin-P、NaHCO₃-P_i、NaHCO₃-P_o)、中活性磷(NaOH-P_i、NaOH-P_o、DilHCl-P)和稳性磷(ConcHCl-P_i、ConcHCl-P_o、Residual-P)含量。  【结果】  连续浸提过程中,供试5个土壤的Olsen-P释放均呈先快后慢的趋势,在浸提1400 min (10次)时基本达到平衡。以米氏方程(Michaelis)、一级方程、Elovich方程、抛物线方程和幂函数方程描述有效磷的释放动力学特征,拟合方程的决定系数(R2)均在0.964及以上(P<0.01),其中又以米氏方程和一级方程为佳,其R2分别为0.9955和0.9922。由米氏方程可知,供试5个土壤的有效磷最大释放量分别为59.8、60.9、332.6、589.7和717.0 mg/kg,随Olsen-P含量的增加而增加,Olsen-P每增加1 mg/kg,磷释放量平均增加3.12 mg/kg;5个土壤有效磷的最大释放量占土壤全磷的比例分别为13.68%、14.86%、45.44%、60.67%和66.45%,也随Olsen-P含量的增加而增加,但土壤浸提残留磷(全磷与可提取有效磷之差)均为373.99 mg/kg左右,说明施磷对土壤残留磷的影响较小,长期施肥累积的磷具有较高的活性。一级方程和Elovich方程表明,黑土有效磷的释放是以扩散为主的动力学过程。连续浸提后,土壤活性磷平均减少了82.9% (67.8%～93.5%),中活性磷平均减少了34.6% (17.2%～52.0%),稳定性磷无显著变化。活性磷中的Resin-P和NaHCO₃-P_i显著降低了89.8% (78.5%～96.0%)和84.5% (72.9% ～91.3%),这表明Resin-P和NaHCO₃-P_i的有效性最高。土壤活性磷库、中稳态磷库、磷释放的动力学方程参数与土壤有机质、Olsen-P、全磷呈显著正相关,与pH呈显著负相关,说明土壤累积磷的释放过程主要受到土壤活性磷、中活性磷、土壤有机质、pH和全磷含量的影响。  【结论】  黑土固定的残留磷量受施肥的影响较小,施肥累积的磷大部分可以释放,尤其Resin-P和NaHCO₃-P_i的有效性最高。黑土中磷的释放符合米氏方程和一级方程,磷释放量随Olsen-P水平的增加而增加。土壤有机质、pH和全磷含量是磷释放过程的主要影响因素。     

长期弃耕降低红壤稻田土壤磷库

  【目的】  施用磷肥会显著提升土壤磷的活性,弃耕不仅导致土地资源浪费还会带来环境风险。探讨弃耕后稻田土壤全磷、各磷素组分的变化规律及趋势,为弃耕土壤管理提供理论依据。  【方法】  红壤稻田弃耕长期定位试验于2007—2014年在湖南桃源进行,弃耕前(1991—2006年)为双季稻定位试验,包括不施肥对照(CK)、施氮钾（NK)和氮磷钾(NPK)化肥3个处理。分析了弃耕前后(2006和2014年)土壤全磷、速效磷(Olsen-P)、微生物生物量磷(MBP)及各个磷组分(Hedley法)含量。  【结果】  弃耕8年后,土壤全磷较弃耕初期下降了19.3～160.8 mg/kg,Olsen-P下降了0.7～14.1 mg/kg,下降幅度分别为5.4%～23.4%和11.0%～45.4%,其中NPK处理的全磷和Olsen-P分别显著下降了23.4%和45.4% (P<0.05)。Hedley-P分级结果表明,弃耕前、后稻田土壤各磷组分的含量高低均为Residual-P>NaOH-P_o>NaOH-P_i>Sonic-P_i>NaHCO₃-P_o>HCl-P>Sonic-P_o>NaHCO₃-P_i>Resin-P。除Resin-P和Sonic-P_o外,NPK处理土壤的其它磷组分含量均显著高于CK和NK处理(P<0.05),而NK和CK处理间多数磷组分含量无显著差异(P>0.05)。从磷组分的活性来看,稳定态磷含量 (Residual-P)弃耕后基本不变;活性磷(Resin-P、NaHCO₃-P_i和NaHCO₃-P_o)、中活性磷(NaOH-P_i、NaOH-P_o、Sonic-P_i、Sonic-P_o)和低活性磷(HCl-P)含量在弃耕后都呈下降趋势,下降幅度最大的是中活性磷,含量下降了10.0～100.8 mg/kg,贡献了磷下降总量的51.7%～78.6%;其次为活性磷,下降了2.8～29.1 mg/kg,贡献了磷下降总量的14.5%～18.1%。中活性磷含量的下降主要源于无机态磷(NaOH-P_i和Sonic-P_i)的显著降低,而只有NPK处理的有机态磷(NaOH-P_o和Sonic-P_o)下降达到显著水平(P<0.05)。MBP含量较为稳定,维持在15.1～16.7 mg/kg,CK和NK处理的土壤MBP是Olsen-P的3倍左右。弃耕后杂草固持磷量为21.3～48.3 kg/hm2,分别能解释CK、NK处理土壤磷库损失的40.6%和54.9%,但仅能解释NPK处理土壤磷库损失的14.9%。  【结论】  弃耕降低稻田土壤磷库,与低磷背景土壤相比,高磷背景土壤(NPK处理)对弃耕更为敏感,弃耕后土壤全磷、Olsen-P和各活性组分都有显著降低(P<0.05);中活性磷含量的降低对磷库损失的贡献率最高,达64.3%,而中活性磷的下降主要源于其无机态磷组分的降低。弃耕后杂草带走的磷素对磷库损失的解释度较低,微生物固定磷却不受弃耕的影响。因此,提高土壤有机质含量是维持弃耕土壤磷库稳定的有效途径。     

小麦?大豆?玉米轮作体系长期不同施肥黑土磷素平衡及有效性

【目的】 黑土具有肥力高、养分供应能力强等特点,研究长期施肥措施下黑土磷素的平衡及其有效性变化,为黑土区磷肥的科学施用和管理提供理论依据。 【方法】 以黑龙江哈尔滨 (1979—2015年) 长期肥料定位试验为平台,试验包括10个处理,即,不施肥 (CK)、氮肥 (N)、磷肥 (P)、氮磷肥 (NP)、氮磷钾肥 (NPK)、有机肥 (M)、有机肥 + 氮肥 (MN)、有机肥 + 磷肥 (MP)、有机肥 + 氮磷肥 (MNP) 和有机肥 + 氮磷钾肥 (MNPK),分析了土壤全磷、有效磷的变化特征和土壤磷素盈亏状况。 【结果】 长期施用磷肥处理 (P、NP、NPK、MP、MNP和MNPK) 的黑土全磷、有效磷含量增加;不施磷肥处理 (CK、N、M和MN),土壤全磷、有效磷含量随施肥年限的延长而降低。不施磷肥处理的土壤磷素活化系数 (PAC) 总体呈年际下降趋势,施肥处理为上升趋势;有机肥与磷肥配施处理的PAC整体高于单施化学磷肥处理。在土壤盈余条件下,土壤全磷每盈余100 kg/hm2,P、NP、NPK、MP、MNP 和MNPK 处理土壤中Olsen-P分别提高1.56、1.45、1.69、0.63、0.53和0.96 mg/kg,而M和MN处理的土壤Olsen-P分别降低1.38和1.24 mg/kg。在土壤磷素亏缺状况下,每亏缺磷100 kg/hm2,CK、N处理有效磷分别减少1.83和1.46 mg/kg。 【结论】 施用磷肥及磷肥与有机肥配施可维持黑土的磷盈余,增加磷的有效性。单施氮肥和有机肥 (马粪) 会导致土壤磷的亏缺,降低土壤有效磷的含量。与单施化肥相比,有机肥磷肥配合施用能够更加有效地增加磷素活化系数。      

长期不同施肥对南方黄泥田磷库及其形态的影响

基于福建黄泥田长期定位施肥试验,研究不同施肥对土壤有效磷、 全磷演变及磷库组分的影响。结果表明,双季稻年份,各施肥处理土壤有效磷与全磷含量呈年际上升趋势,单季稻年份则呈年际下降趋势,而不施肥（CK）则均呈下降趋势,尤其是有效磷,较试验前土壤下降了64.9%。试验第26年,与 CK相比,化肥（NPK）、 化肥+牛粪（NPKM）、 化肥+秸秆还田（NPKS）处理的土壤总无机磷（TIP）含量增加了46.2%~114.2%、 总有机磷（TOP）含量增加了16.0%~41.8%、 全磷（TP）含量增幅为29.2%~73.8%,均达到显著差异水平,其中均以NPKM处理增幅最大。与试验前土壤相比,CK处理的土壤无机磷总含量降低,但有机磷总含量增加,其中无机磷以Al-P组分的耗竭速率相对最大,而有机磷以中等稳定性组分增幅相对最大; 与CK相比,施肥处理均提高了Al-P与Ca-P在全磷中的比例,而降低了各有机磷组分在全磷中的比例; 与试验前土壤相比,各处理总无机磷/总有机磷 (TIP/TOP) 的比值均呈下降趋势,但施肥的降幅较低,尤其是NPKM处理,TIP/TOP比值与有机质含量呈显著正相关。黄泥田不论施肥与否,土壤中有机磷含量均呈增加的趋势,NPKM处理对提高土壤有效磷、 无机磷、 有机磷库含量最为明显,但NPKS与NPK处理的无机磷库与有机磷库组分含量无明显差异。拟合方程显示,双季稻栽培模式下土壤有效磷含量为17.56 mg/kg、 单季稻栽培模式下有效磷含量为16.94 mg/kg时,作物产量可达最高。     

长期定位施肥对碱性紫色土磷素迁移与累积的影响

在25年稻麦轮作长期定位施肥试验点上,开展了碱性紫色土水旱轮作种植制不同施肥处理土壤剖面全磷、速效磷迁移和累积以及耕层土壤全磷、速效磷随时间的变化规律研究。结果表明,单施无机磷肥土壤磷可迁移至100 cm土层,Olsen-P可迁移至40 cm土层。有机无机磷肥配施不但使土壤磷可迁移至相同深度,且迁移量更大,Olsen-P可迁移至60 cm土层。耕作25年后,施磷处理土壤耕层磷素随时间的变化显著,MNPK处理耕层土壤全磷含量年增长率为0.033 g/kg,Olsen-P的年增长率为2.56 mg/kg。试验表明,连续数年施用足量磷肥后,作物施磷量可根据具体情况酌减,以节约磷肥资源和提高磷肥利用率;施用有机肥促进了磷素从耕层向底层的迁移,是造成土壤磷素迁移的一个重要因素。     

Olsen法有效磷对提取温度的响应及量化关系

Olsen法有效磷受到提取温度的显著影响,在严格标准温度25℃下用0.5 mol/L NaHCO3(pH=8.5)提取测定的有效磷不能良好反映田间实际温度下的土壤磷有效性。探明不同提取温度下的Olsen法有效磷对提取温度的响应并建立其与Olsen-P的量化关系,为评价田间不同温度下土壤磷的有效性提供依据。选择具有广泛Olsen-P含量(4～280 mg/kg)的24个黑土样品,采用Olsen法分别于10、15、20、25、30和35℃下测定其有效磷含量;统计分析其与Olsen-P的比值、线性响应关系系数等,随机选取16个黑土数据采用系数直接代入法、系数间接代入法、提取率拟合法、最小二乘法拟合法和两种二阶拟合法共6个换算方程,拟合和建立不同温度下Olsen法有效磷与Olsen-P的量化关系,通过剩余的8个黑土数据对换算方程验证对比,获得将Olsen-P换算成任意温度下土壤Olsen法有效磷含量的方程。结果表明,Olsen法有效磷均随提取温度的升高而显著增加,温度每升高1℃,Olsen法提取的土壤有效磷增加量为0.2～5.4 mg/kg;土壤Olsen-P含量越高,Olsen法提取有效磷的增量越大。不同温度下Olsen法提取有效磷的相对提取率也随温度升高而增加,10、15、20、30和35℃下的平均提取率分别为69.8%、76.1%、87.5%、113.7%和138.7%;并受Olsen-P含量的影响。构建的Olsen法提取有效磷量与提取温度和Olsen-P含量的双因素换算方程,通过方程预测值与实测值的决定系数(R2)、残差均方根(RMSE)和相对误差(RE)3个主要指标判断,并考虑简单易行,对比明确了系数直接代入法的换算方程[PT=(0.019×P25+0.170)×T+0.545×P25-3.247]最优,其R2、RMSE和RE分别为0.996、6.18和1.28(n=48)。该方程可用于土壤Olsen-P在 4～280 mg/kg范围内,10～35℃不同温度下,进行土壤Olsen-P与Olsen法有效磷含量间的换算。     

有机物料循环对红壤稻田系统磷素营养的影响

采用动态采样结合室内分析方法,比较研究了中国科学院桃源农业生态实验站的长期田间定位试验中长期施与不施磷肥、有机物料循环再利用和在有机物料循环再利用的基础上配施磷肥等几种施肥模式对土壤Olsen-P含量、水稻不同生育期茎叶和子实磷含量、以及各生育期累积吸收和利用磷的影响。结果表明,长期不施磷肥土壤速效磷(Olsen-P)降低到小于5.mg/kg;施磷肥或有机物料循环再利用模式,土壤Olsen-P维持在5～10mg/kg之间的中等水平;在保持系统内有机物料循环再利用的基础上配施磷肥,土壤Olsen-P迅速提高,超过10.mg/kg。稻田系统内有机物料循环再利用可促进水稻对磷的吸收,增加水稻各生育期茎叶和子实的磷含量,提高各生育期水稻累积吸收磷量和磷的利用率。     

冬小麦?夏玉米体系磷效率对塿土磷素肥力的响应

【目的】 研究塿土区冬小麦?夏玉米轮作体系磷肥利用效率 (PUE) 和土壤肥力 (磷素) 的关系,可以界定土壤磷素的最佳管理范围及合理施磷量,为实现作物高产和减少磷素损失提供理论依据。 【方法】 采取塿土长期定位试验5个不同磷素水平的土壤,有效磷含量依次为3.90 (F1)、15.00 (F2)、23.60 (F3)、35.70 (F4) 和50.00 (F5) mg/kg进行盆栽试验,供试作物为小麦‘小偃22’和玉米‘郑单958’。每个磷素水平土壤上设置5个施磷量 (P₂O₅ 0、30、60、90、120 kg/hm2)。作物成熟后,收获地上部所有植株,晒干、脱粒后测定地上部生物量、籽粒产量,籽粒和秸秆样品粉碎后测定其含磷量。作物收获后均匀采集盆内土样约50 g/盆,风干并混匀后分别过1 mm和0.15 mm筛,测定土壤速效磷和全磷含量。计算冬小麦?夏玉米种植体系磷肥利用效率与土壤磷素水平的关系。 【结果】 F1土壤增施磷肥可显著提高小麦和玉米的籽粒产量,与P0相比,所有施磷处理小麦增产52.2%～119.7%、玉米增产94.7%～212.7%;F2、F3、F4和F5土壤磷肥增产效果不显著。经过两季作物种植,与P0相比,F2土壤施磷60 kg/hm2、120 kg/hm2和F5土壤施磷120 kg/hm2显著提高了全磷含量,其他磷水平土壤全磷含量无显著变化;F1、F2、F3、F4和F5土壤施磷处理的土壤速效磷含量分别增加了?4.08%～434.69%、26.49%～112.77%、6.74%～48.24%、4.07%～43.65%和?4.84%～28.29%。冬小麦磷肥利用效率 (PUE) 与土壤Olsen-P之间呈显著的正相关关系 (P < 0.05),P30、P60、P90和P120线性关系决定系数分别达到0.996、0.899、0.760和0.820。夏玉米PUE在P30下随土壤磷素水平的提高呈二次抛物线形式增加,据此可得出在Olsen-P为12.32 mg/kg时PUE达到100%,当土壤速效磷为33.63 mg/kg时PUE达到最大值155.24%;在P60、P90和P120时,PUE随土壤Olsen-P含量上升而直线增加,Olsen-P分别达到12.22 mg/kg、16.64 mg/kg和14.39 mg/kg后维持在一个水平。整个冬小麦?夏玉米体系PUE随土壤速效磷的变化趋势和夏玉米类似,冬小麦 (P30) 和夏玉米 (P30) 总施磷量为P ₂O₅ 60 kg/hm2时,可算出土壤速效磷为17.97 mg/kg时PUE达到100%;当速效磷达到40.11 mg/kg时,PUE达到最大值131.51%。在同一磷素水平土壤上,随施磷量增加,小麦和玉米PUE均显著降低,尤其是施磷量高于60 kg/hm2后。 【结论】 关中塿土区冬小麦?夏玉米体系,小麦季土壤速效磷应大致控制在17～40 mg/kg范围内,玉米季土壤速效磷控制在13～34 mg/kg范围内进行管理;整个冬小麦?夏玉米体系将土壤速效磷大概控制在17～40 mg/kg范围内,总推荐施磷量为P₂O₅ 60～120 kg/hm2为宜。      

近40年泥河沟流域耕地土壤磷素含量的时空变化

【目的】磷是限制黄土高原地区农业生产的重要元素,研究黄土高原已治理小流域耕地土壤磷素含量的时空变化对该区耕地的评价与管理有着重要的指导意义。【方法】在实地调查研究的基础上,通过细致试验、微观分析和流域信息反馈检验,在不同时间、空间尺度上,计算整理归纳了近40年泥河沟流域耕地土壤磷素含量的变异性,并对引起变异的有关因素进行了分析。【结果】从时间上看,近40年泥河沟流域耕地土壤全磷含量呈现加速下降趋势,有效磷含量呈现先上升后下降的波动变化。土壤全磷含量随时间的变异与作物产量和施磷量的改变有关,1980—1998年耕地施用农家肥和磷肥较多,土壤磷的“输入”与“输出”较平衡,土壤全磷含量稳定在1.31~1.34g/kg之间;1998—2015年农家肥和磷肥投入减少,氮肥和复合肥投入增多,农作物产量持续增加,土壤全磷含量降低了27.1%。土壤有效磷含量的时间变异与施肥结构和速效磷肥施用量的改变有关,1980—2004年耕地速效磷肥的投入量增加了120kg/hm^2,土壤有效磷含量随之提高了2.6倍;2004—2015年由于施肥结构改变,速效磷肥的投入量减少,土壤碱性增强,土壤有效磷含量降低了24.7%。从空间上看,土壤磷素含量的空间变异主要受土壤侵蚀和土地管理的综合影响。均整坡耕地上土壤磷素含量呈现坡上<坡下,全坡面断面上呈现塬地>塬畔地>沟底地>沟坡地,全流域呈现平耕地>坡耕地>新修梯田。整坡耕地上土壤侵蚀使径流挟带泥沙和养分顺坡单向迁移,因为有效磷的迁移性比全磷强,所以差异性为有效磷>全磷;全坡面断面上靠近分水岭的塬地由于靠近居民区管理较为精细,土壤培肥程度高,土壤有效磷含量比其他位置耕地高出1倍以上;通过治理,全流域耕地的地形条件差异逐渐缩小,梯田面积由1980年的100hm^2增加至现在的250hm^2,坡耕地面积由1980年的250hm^2降低到现在的50hm^2;新修梯田由于受到土壤扰动的影响,其土壤磷素含量接近母质,比老梯田和坡耕地低。【结论】流域经历近20年的治理和10年以上的社会化自由管理,耕地土壤全磷含量呈现降低的趋势,土壤有效磷含量依然主要依赖于速效磷肥的补给,这将是流域农业发展的重大隐患。随着农村劳动力的季节性流动,耕地利用管理需要在省工省时的基础上得到优化,调整施肥结构,实现集约化经营将是今后该区农业发展的重要方向。     

漫灌和滴灌棉花土壤有效磷丰缺指标与临界值研究

【目的】 土壤有效磷含量是棉花施用磷肥的重要依据,由于连续多年施用磷肥,新疆棉花土壤有效磷含量有较大幅度的增加,但对棉花土壤有效磷的评价仍然使用以前的标准,磷肥推荐用量不能适应棉花生产。因此,明确土壤有效磷的临界值,能为有效指导棉花合理施用磷肥提供理论依据。 【方法】 选择新疆281个试验点,建立缺磷区相对产量与土壤有效磷含量之间的关系,进行对数方程模拟,分别将相对产量带入相应的对数方程,求出对应的土壤有效磷分级指标值,同时采用线性 + 平台模型拟合求出土壤有效磷临界值,根据有效磷分级推荐施用磷肥。 【结果】 对棉花产量和土壤有效磷的相关性进行直线、指数和对数模拟,3种回归方程的相关系数都达到了1%显著水平,其决定系数R2分别为0.500、0.470和0.590,以对数回归方程相关性最高。采用线性 + 平台模型拟合棉花相对籽棉产量和土壤有效磷的关系,棉花相对籽棉产量对土壤有效磷含量的反应分成2段,拐点即为土壤有效磷临界值,此时棉花土壤有效磷的临界值为22.0 mg/kg。当土壤有效磷 ≥ 22.0 mg/kg时,y = 93.77,表明随土壤有效磷的增加,棉花相对籽棉产量不变,此时施用磷肥几乎没有增产作用;当土壤有效磷 < 22.0 mg/kg时, y = 62.86 + 1.405x,施磷肥可以促进棉花增产 (R2 = 0.63**)。棉花的磷肥利用率随土壤有效磷含量的增加而大幅度降低。当土壤有效磷 < 5 mg/kg时,漫灌条件下磷肥的利用率为25.7%,滴灌为21.6%,二者差异不显著;当土壤有效磷5～12 mg/kg时,漫灌和滴灌条件下磷肥的利用率也没有显著差异;当土壤有效磷12～25 mg/kg时,滴灌条件下磷肥的利用率为15.0%,比漫灌显著增加4.6个百分点;当土壤有效磷为25～38 mg/kg和> 38 mg/kg时,漫灌和滴灌条件下磷肥的利用率差异又变得不显著。不论漫灌和滴灌,棉花磷肥的平均利用率约为15.9%。 【结论】 根据棉花相对产量的 < 70%、70%～80%、80%～90%、90%～95%、> 95%,将土壤有效磷划分为5个等级,即 < 5 mg/kg、5～12 mg/kg、12～25 mg/kg、25～38 mg/kg和 > 38 mg/kg,土壤有效磷临界值为22.0 mg/kg。漫灌条件下磷肥的平均利用率为15.2%,而滴灌条件下磷肥的平均利用率为17.1%,差异不显著。棉花土壤有效磷丰缺指标为极低、低、中、高、极高,获得了土壤有效磷临界值及不同棉花产量下的推荐施磷量。      

潮土CaCl2-P含量对磷肥施用的响应及其淋失风险分析

【目的】 土壤有效磷 (Olsen-P) 与可溶性磷 (CaCl₂-P) 含量之间存在着平衡,研究磷肥施用量对潮土CaCl₂-P和Olsen-P及其比值的影响,评价磷素的淋失风险,可为潮土区合理利用养分资源、减少磷肥投入和流失提供理论依据。 【方法】 选择长期定位监测基地的5个处理 (对照、NPK、预备处理、NPKM和1.5NPKM处理,简称OP1、OP2、OP3、OP4、OP5),5个处理的土壤Olsen-P含量存在显著差异 (0.8、12.5、25.7、44.7、56.4 mg/kg),据此在每个处理上再设置5个施磷量水平 (F0、F1、F2、F3、F4),试验采取微区形式,随机区组设计,种植作物为夏玉米–冬小麦双季轮作。作物收获后,采集土壤样品,测定土壤Olsen-P和CaCl₂-P含量,建立Olsen-P和CaCl₂-P之间的定量关系。 【结果】 土壤CaCl₂-P含量为0.07～2.68 mg/kg,约为Olsen-P含量的0.5%～5.6%。短期高量磷肥施用可以显著提高土壤Olsen-P和CaCl₂-P含量,但土壤Olsen-P和CaCl₂-P的增加不同步。当土壤Olsen-P低于28.0 mg/kg时,CaCl₂-P/Olsen-P比值随着Olsen-P的增加而降低,当Olsen-P增加至28.0 mg/kg后,CaCl₂-P/Olsen-P比值随着Olsen-P的增加迅速增加,这表明磷肥施用首先提高土壤Olsen-P含量,Olsen-P增长到一定程度后CaCl₂-P才迅速增加。土壤CaCl₂-P和Olsen-P的关系符合双直线模型,突变点时土壤Olsen-P含量为30.2 mg/kg,对应的CaCl₂-P含量为0.3 mg/kg。当土壤Olsen-P含量超过30.2 mg/kg时,土壤磷素淋失风险增加。 【结论】 高量磷肥施用可以提高土壤CaCl₂-P含量,促进作物对磷的吸收,但同时增加了土壤磷素的淋失风险。研究区土壤磷素淋失临界值为30.2 mg/kg,微区试验中超过50%的小区土壤Olsen-P含量已经超过磷素淋失临界值,存在磷素淋失风险,应加强农田磷肥的科学施用和管理。      

长期不同施肥模式下碱性土有效磷对磷盈亏的响应

  【目的】   磷素易于在土壤中固定,碱性土壤更甚,影响着磷肥的肥效和利用效率。研究长期施用磷肥对我国北方碱性土有效磷与磷盈亏的影响,为碱性土地区合理施用磷肥提供理论依据。   【方法】   本研究是基于河北、北京、山东、天津、河南和山西的6个冬小麦?夏玉米轮作长期定位施肥试验,试验周期为1991—2011年。所有定位施肥试验均设有不施磷肥 (P0)、单施化学磷肥 (P)、化肥配施秸秆 (P+S)、单施有机肥 (M)、化肥配施有机肥 (P+M) 5个处理,施磷方式和施磷量不同。分析了土壤有效磷、作物产量、有机质、pH随时间的变化特征,计算了土壤有效磷含量与作物产量、土壤磷盈亏、磷肥利用率的关系,用冗余分析得出每100 kg/hm2磷盈余下土壤有效磷变量 (有效磷效率) 的主要影响因素。   【结果】   P0处理土壤磷亏缺为?357.73～?28.21 kg/hm2,有效磷含量随种植时间延长下降,下降速率为0.14 mg/(kg·year),此处理下作物产量较低,小麦低于 2000 kg/hm2,玉米低于4000 kg/hm2。4个施磷肥处理 (P, P+S, M, P+M) 土壤磷表现为盈余,21年连续施肥磷总盈余为23.65～860.93 kg/hm2,磷盈余量顺序为P+M > P > P+S > M。土壤有效磷含量随种植时间延长上升,年平均上升速率为 P+M [4.85 mg/(kg·year)] > M [1.87 mg/(kg·year)] > P+S [0.65 mg/(kg·year)] > P [0.63 mg/(kg·year)]。施用磷肥的小麦产量为3399～7880 kg/hm2,4个施磷肥处理间差异不明显;玉米产量为 4186～9176 kg/hm2,以P+M处理玉米产量最高,P处理最低。土壤有效磷含量与作物产量的关系可以用Mitscherlich方程模拟 (P < 0.01),小麦和玉米产量随土壤有效磷含量升高而增加,在土壤有效磷含量分别达到22.47和20.68 mg/kg后不再增加。小麦P+S处理的磷肥利用率最高,21年均值为16.17%;玉米以M处理的磷肥利用率最高,21年均值为16.45%。小麦和玉米磷肥利用率均随土壤有效磷含量的升高而上升,以P+S处理上升最快,P+M处理上升最慢。5个处理土壤有效磷含量与磷盈亏均呈现极显著 (P < 0.01) 正相关关系。土壤每亏缺P 100 kg/hm2,土壤有效磷下降0.90 mg/kg;每盈余P 100 kg/hm2,土壤有效磷含量的增量为M (22.10 mg/kg) > P+M (10.60 mg/kg) > P+S (3.90 mg/kg) >P (2.60 mg/kg)。通过冗余分析发现,土壤有机质能解释土壤有效磷效率变异的85.0%,是土壤有效磷效率的主要影响因素。   【结论】   碱性土壤上小麦和玉米的磷肥利用率随土壤有效磷含量的增加而提高,长期化肥配施秸秆提高作物磷肥利用率的效果最佳。土壤有机质是提升土壤累积磷有效性的最主要因素,因此,长期单施有机肥或者化肥配施有机肥的土壤有效磷效率较高。长期化肥配施有机肥的潮土有效磷含量较高,容易造成磷在土壤中的淋洗和固定,需减少磷肥总施用量并适当提高有机肥的比例,从而达到农学效益和环境效益的双赢。     

福建菜田氮磷积累状况及其淋失潜力研究

本文通过采集460个福建菜田代表性耕层土样,采用土壤测试和土柱渗漏水模拟试验的方法研究菜田土壤硝态氮和Olsen P含量状况和淋失临界指标及其淋失潜力。结果表明,耕层土壤硝态氮含量为47.455.5 mg/kg,Olsen-P含量则为61.743.2 mg/kg, 其中瓜果类蔬菜种植地土壤硝态氮和Olsen-P含量明显高于叶菜类和根茎类蔬菜种植地。 应用双速率转折点建模法,得到氮、 磷淋失临界指标X0分别为土壤硝态氮76.3 mg/kg和Olsen-P 42.8 mg/kg。 淋失临界值相当于或略高于满足蔬菜营养的农学指标。当土壤硝态氮或Olsen-P含量低于X0时,随着其含量增加,渗漏水硝态氮或总磷浓度以线性方式缓慢增加,反之,则以非线性形式急剧增大。土壤硝态氮和Olsen-P含量高于其X0的土样数分别占17.9%和81.3%, 表明这些样点具有较高的氮、 磷淋失潜力,是氮、 磷污染控制的关键地块。 瓜果类菜田土壤硝态氮和Olsen-P含量高于其X0的土样数分别占到32.3%和96.3%,淋失潜力明显高于叶菜类和根茎类菜田,是氮、 磷污染控制的优先区域。     

The influence of parent material and livestock intensification on plant-available phosphorus values by the Olsen method in Northern Ireland

Abstract. Leaching of phosphorus (P) from agricultural land is the major cause of eutrophication of surface waters in Northern Ireland. However, soil testing using the Olsen method has shown that while soil P in some catchment areas of the Province is low, surface waters within these catchments are, nonetheless, every bit as eutrophic as other local catchments where soil P is high. Soil P measurements on over 6000 samples from Northern Ireland soils (A horizon only) have indicated that Olsen-P values of improved grassland on most parent materials are linearly related to animal intensification. Exceptions are soils derived from peat, marl and basalt. For each of the latter soils, the measured Olsen-P was shown to be around 10 mg L^–1 lower than expected for farms with similar intensification on other parent materials. In particular, the mean Olsen-P values of samples from basaltic soils under grass with total Fe above 62 g kg^–1 and total Mg above 16 g kg^–1 were significantly lower than those from basaltic soils with low total Fe (<37 g kg^–1) and total Mg (<8 g kg^–1). As a result of the depressed Olsen-P value, excessive quantities of P may be applied to these soils to maintain a recommended soil P index thereby enhancing the potential for nutrient enrichment of adjacent surface waters. In such cases, coworkers have shown that acid ammonium oxalate may be a better extractant than bicarbonate as an indicator of plant-available P.     

The phosphorus requirement of Amaranthus mangostanus L. exceeds the 'change point' of P loss

Due to the high economic value of vegetables, farmers in China often apply more fertilizer than is required for plant growth. This leads to phosphorus accumulation in soils, which can pollute the aquatic environment. This conflict arises because vegetables often use nutrients inefficiently, and require high phosphorus levels in the growth medium. In this study, amaranth ( Amaranthus mangostanus L.) was grown in soils with 14.7, 23.8, 45.3, 54.6, 74.2, 101 or 116 mg Olsen-P/kg, and with and without phosphorus fertilizer (175 mg P/kg or equivalent to 385 kg P/ha). The yield of amaranth was positively correlated with soil Olsen-P content. CaCl₂-P content was positively correlated with Olsen-P content and CaCl₂-P markedly increased at Olsen-P contents exceeding 53.8 mg P/kg in the pot experiment or 55.9 mg P/kg in the field survey. These values were regarded as the 'change points' for phosphorus loss; to achieve 85 or 95% of maximum amaranth yield, the amaranth crop required 91or 101 mg Olsen-P/kg soil, respectively, and application of 175 mg P/kg was still able to significantly increase amaranth yield at an Olsen-P level of 74.2 mg P/kg soil. These results indicated that the phosphorus requirement of amaranth exceeded the 'change point' (53.8 or 55.9 mg Olsen-P/kg); the C _min (minimum concentration in the media at which no net influx occurs) of phosphorus for 3-week-old amaranth was 1.55 μ m . This value is much higher than that reported for other crops, and may explain the inefficient P use of amaranth. The high C _min value also indicates that the phosphorus requirement of amaranth is beyond the 'change point' of P loss.