杭州市郊典型菜园土壤磷素状况及磷素淋失风险研究

    采用化学测试方法研究杭州市郊25个典型菜园土壤的磷素状况以及农学和环境磷素测试值间的相互关系,以建立磷素淋失的评价指标结果表明,菜园土壤全磷(TP)和土壤测试磷如水溶性磷(CaCl2-P)、速效磷(Olsen-P)、Mehlich Ⅲ提取的磷(PM3)均存在较大的变幅,分别为07～29 gkg-1、048～1964 mgkg-1、1065～15160 mgkg-1和5053～90495 mgkg-1,72%的土壤超过菜园土磷素丰缺的有效磷临界值(Olsen-P＝60 mg·kg-1)草酸浸提的土壤磷饱和度(DPSox)和Mehlich Ⅲ浸提的土壤磷饱和度(DPSM3)分别在691%～4915%和582%～5256%之间,与TP、Olsen-P、PM3之间存在极显著的正相关,DPSox与DPSM3间存在极显著正相关通过分段线性模型分析水溶性磷与Olsen-P、DPSox和DPSm3的关系,均存在一个明显的突变点(土壤磷素淋失的临界值),该值分别为Olsen-P＝7619 mg·kg-1,DPSox＝26%,DPSM3＝22%,供试土壤中超过上述Olsen-P或者DPS临界值的占60%以上,存在磷素淋溶的风险土壤磷素淋失的Olsen-P临界值高于农学磷素丰缺的临界值,因此,合理施用磷肥和有机肥使土壤磷水平低于上述磷素淋失临界值,不仅可以满足作物的磷素营养需要,而且可以避免磷淋溶进入水体     

连续秸秆还田对油菜水稻轮作土壤磷素有效性 及作物磷素利用效率的影响

【目的】探究长江流域水旱轮作制度下,化学磷肥和秸秆还田配施磷肥对作物生产力的贡献,以及对土壤磷有效性和磷素效率的影响,为农田土壤磷素管理提供科学依据。【方法】试验于2014—2018年在湖北省武汉市华中农业大学进行,选取定位试验中的3个处理,分别为：（1）不施磷（NK）;（2）施磷（NPK）;（3）施磷配合秸秆还田（NPK+S）。通过测定作物产量、磷含量及土壤有效磷,分析作物磷素利用效率,探讨土壤有效磷变化与磷累积盈亏的响应关系。【结果】与NK处理相比,NPK处理的油菜和水稻平均产量分别提高530.3%和35.9%,磷积累量分别提高495.3%和98.5%;与NPK处理相比,NPK+S处理的油菜和水稻平均产量分别提高19.1%和11.0%,磷积累量分别提高20.6%和11.7%;油菜产量和磷积累量对磷肥和秸秆的响应优于水稻。秸秆还田条件下,油菜和水稻的平均磷素农学效率分别提高6.8%和33.9%,油菜、水稻和周年的磷素累积利用率分别提高8.6%、17.0%和19.8%。秸秆还田对水稻磷素利用率和农学效率的影响更为显著。4年油菜水稻轮作后,不施磷处理土壤磷素累积亏缺110.2 kg P₂O₅·hm ^-2,有效磷浓为1.9 mg·kg ^-1;施磷处理土壤磷素累积盈余210.9 kg P₂O₅·hm ^-2,有效磷浓度（4.3 mg·kg ^-1）较不施磷处理提高126.3%;施磷配合秸秆还田处理土壤磷素累积盈余（222.1 kg P₂O₅·hm ^-2）较NPK处理增加5.3%,有效磷浓度（5.1 mg·kg ^-1）较NPK处理提高18.6%。秸秆还田显著提高了土壤有效磷浓度,但土壤磷盈余量没有明显增加。连续秸秆还田和施用化学磷肥条件下,水稻土每盈余100 kg·hm ^-2的磷,NPK和NPKS处理土壤有效磷分别提高1.8和2.0 mg·kg ^-1。秸秆还田促进了土壤磷素有效化。【结论】施磷显著增加了油菜、水稻的产量和磷积累量,提升了土壤磷盈余量和有效磷浓度;秸秆还田在施磷肥的基础上进一步增加了油菜、水稻的产量和磷积累量,提高了作物特别是水稻对磷素的利用率和农学效率,同时能够在避免土壤磷素过量积累的情况下提高土壤有效磷浓度。     

赤红壤蔗区11年连续增量施磷下磷素演变及其 对甘蔗产量与磷流失的影响

【目的】 系统分析连续11年增量施磷下赤红壤蔗地土壤全磷、Olsen-P以及地表径流磷流失量的变化特征和土壤磷素变化与磷盈亏、蔗茎产量的响应关系,为土壤磷素科学管理提供参考。【方法】 依托长期肥力及地表径流定位监测试验（2008年—）,选取不施肥（CK）、推荐施肥（OPT）和增量施磷（OPT+P）3个处理,测定土壤全磷、Olsen-P含量及地表径流磷流失量,分析土壤磷素变化与磷累积盈亏量的关系,采用Mitscherlich模型拟合蔗茎产量对Olsen-P的响应曲线,计算土壤Olsen-P农学阈值,并推算施肥处理土壤Olsen-P含量从第11年降至环境阈值所需的时间。【结果】 CK处理逐年降低土壤全磷含量,年降速率为0.0251 g·kg ^-1·a ^-1。施肥土壤全磷和Olsen-P含量随种植年限波动增加,土壤全磷和Olsen-P增速率OPT+P处理高于OPT处理。不施肥土壤表观磷盈亏10.2 kg·hm ^-2·a ^-1,施肥处理土壤表观磷盈余41.3—69.2 kg·hm ^-2·a ^-1,占施磷量的31.9%—35.6%,以OPT+P处理显著高于OPT处理67.5%。施肥下赤红壤蔗区土壤全磷和Olsen-P变化量均与土壤累积磷盈亏量呈显著正相关关系（P＜0.01）,土壤每累积盈余100 kg P·hm ^-2,OPT处理和OPT+P处理土壤全磷上升0.06 g·kg ^-1和0.09 g·kg ^-1,Olsen-P 含量上升11.0 mg·kg ^-1和9.1 mg·kg ^-1。土壤每累积亏缺100 kg P·hm ^-2,CK处理土壤全磷下降0.32 g·kg ^-1。Mitscherlich模型较好地拟合蔗茎产量与赤红壤Olsen-P含量的响应关系（P＜0.01）。其计算出的土壤Olsen-P 农学阈值为12.1 mg·kg ^-1。施肥显著提高地表径流磷流失量,且OPT+P处理也显著高于OPT处理。地表径流磷流失量与土壤Olsen-P含量显著正相关。基于土壤磷素变化与累积磷盈亏的关系推算得出第11年OPT和OPT+P处理Olsen-P水平降至环境阈值的时间分别需要12年和16年。 【结论】 在南方赤红壤区,施肥尤其增量施磷在提高土壤磷素累积的同时增加了地表径流磷流失风险。在本试验磷的基础养分条件下,按OPT处理施磷,并从甘蔗种植的第2—3年实行隔年施磷可维持土壤磷素处于农学阈值与环境阈值之间。     

不同磷肥对砂姜黑土和红壤磷库转化及冬小麦磷素吸收利用的影响

【目的】探究不同磷肥对土壤磷素形态转化及小麦磷素吸收利用效率的影响，为土壤-磷肥-作物体系磷肥精准匹配及高效利用提供理论依据。【方法】在砂姜黑土和红壤上设置不施磷（CK）、施用过磷酸钙（SSP）、钙镁磷肥（FMP）、磷酸二铵（DAP）、重过磷酸钙（TSP）和聚磷酸铵（APP）6个处理，研究小麦拔节期和开花期根际与非根际土壤中磷库转化特征及其与植株体内磷素累积利用的关系。【结果】砂姜黑土施用磷肥后土壤有效磷含量提高194%—662%，不同磷肥处理小麦根际土壤中有效磷含量为APP>TSP>DAP>FMP>SSP>CK处理。施用磷肥显著提升了小麦拔节期和开花期砂姜黑土中H2O-P和NaHCO3-Pi含量，降低Residual-P含量，其中H2O-P和NaHCO3-Pi含量与土壤有效磷含量呈显著正相关，TSP和APP处理在小麦拔节期对NaHCO3-Pi含量提升幅度最大，分别较不施磷提升了41.0和36.0 mg·kg-1。红壤施用磷肥后根际土壤有效磷含量提高84%—791%，其中DAP和TSP处理的土壤有效磷含量显著高于其他磷肥处理，红壤中根际土壤NaHCO3-P...     

红壤性水稻土磷素淋溶流失特征及环境阈值研究

【目的】揭示不同磷含量水平下红壤性水稻土磷素淋溶流失特征及土壤磷素环境阈值。【方法】选取低(P1)、中(P2)、高(P3) 3个磷素水平的红壤性水稻土作为研究对象,采用土柱渗漏试验方法,研究磷素在水稻土剖面中的空间分布特征、土壤渗漏液中总磷(TP)和可溶性总磷(TDP)的含量、流失量特征以及土壤磷素环境阈值。【结果】不同磷素水平红壤水稻土全磷和Olsen-P含量在0～60 cm都有不同程度的累积,在土壤剖面上大致呈现出随着土壤剖面深度的增加,磷素累积量逐渐减少后趋于稳定的趋势;从土壤渗漏液中不同磷形态的含量特征来看,不同磷水平水稻土渗漏液中TP、TDP和PP含量和流失量都呈现出P3 P2P1的特点,与土壤表层Olsen-P含量分布规律一致;红壤性水稻土发生淋溶时的土壤磷素环境阈值为50.34 mg/kg。【结论】滇中红壤性水稻土可能存在磷淋失风险,且土壤中磷素Olsen-P含量越高,淋失风险越大。     

吉林省春玉米种植区土壤磷库特征及磷素淋失风险评价

【目的】探明春玉米主产区主要土壤类型的磷库特征,合理评估该区域土壤磷素淋失风险,为减少磷投入、实现土壤磷养分的高效利用及减小养分流失所导致的环境风险提供参考。【方法】于2018年在吉林省春玉米种植区,采集4种主要土壤类型(黑土、黑钙土、白浆土、暗棕壤)表层土(0～20 cm),测定全磷、速效磷(Olsen-P)和水溶性磷(CaCl_2-P)含量,分析土壤CaCl_2-P与Olsen-P含量的关系,确定4种土壤类型磷素淋失的临界值。【结果】黑土、黑钙土、白浆土和暗棕壤全磷含量平均值依次为0.48,0.51,0.55和0.79 g/kg,Olsen-P含量平均值依次为73.34,35.85,39.52和37.02 mg/kg。与第二次土壤普查结果相比,4种土壤类型的全磷含量均有所增加。根据《中国土壤》中土壤Olsen-P含量分级标准,可知大部分土壤的Olsen-P含量都处于极好水平(40 mg/kg)。土壤CaCl_2-P和Olsen-P含量之间的关系符合双直线模型。黑土、黑钙土、白浆土和暗棕壤磷素淋失"突变点"所对应的Olsen-P含量分别为78.82,47.37,48.61和54.00 mg/kg,CaCl_2-P含量为0.94,0.54,0.53和0.75 mg/kg。【结论】随着耕种时间的延长,春玉米种植区土壤全磷含量不断增加,其中Olsen-P含量增加更为明显。当土壤Olsen-P含量大于磷素淋失临界值时,41.4%的黑土、33.3%的黑钙土、30.4%的白浆土和22.7%的暗棕壤均存在磷素淋失风险。     

磷酸二铵对大豆超高产品种养分吸收与利用的影响

【目的】探索超高产大豆对氮、磷、钾养分的吸收利用规律,及其与普通品种养分吸收利用的特异性。【方法】于2011和2012年,通过盆栽试验研究超高产品种辽豆14、中黄35与普通品种辽豆11在不同磷酸二铵施肥水平下,植株体内的氮、磷、钾养分含量和吸收积累规律。本试验采用品种、施肥量完全随机试验设计,以磷酸二铵苗期施入,施肥量设5个水平,分别为：F0：0 mg•kg-1干土;F50：50 mg•kg-1干土;F100：100 mg•kg-1干土;F150：150 mg•kg-1干土;F200：200 mg•kg-1干土。在大豆的苗期（V3）、开花期（R2）、鼓粒中期（R6）、鼓粒末期（R7）和成熟期（R8）对各处理选取3盆生长一致的植株混合取样,精细冲根。按器官分开后,在105℃下杀青30 min,80℃下烘干至恒重,测定干物质重量。留小样粉碎后,用浓H2SO4-H2O2法消煮,消煮液中的氮用凯氏定氮仪（KN520）测定,磷用钼酸铵比色法测定（UV-2450）,钾用火焰光度计（PEAA800）测定。干物质量乘以N、P、K百分含量为N、P、K积累量;由籽粒中养分含量与单株养分积累量的比值计算得养分收获指数;由单株养分积累量和单株籽粒产量计算得生产单位重量籽粒所需的养分数量。【结果】大豆植株的氮、磷、钾养分积累与利用在品种间差异显著。超高产大豆从出苗到成熟需要积累较多的养分,其地上部和根部氮、磷积累量除苗期外均显著高于普通品种,鼓粒中期的根部钾素积累量显著高于普通品种。超高产大豆具有较强的养分转运能力,其氮、磷、钾收获指数显著高于普通品种。同时,超高产大豆的养分利用效率较高,超高产大豆生产单位重量籽粒所需的养分数量显著低于普通品种。施肥对大豆植株的养分积累、转运与利用有显著影响。在各生育时期,施肥处理的大豆植株对氮、磷、钾的吸收,养分收获指数及生产单位重量籽粒所需的养分数量均显著高于对照,且均有随施肥量的增加而增加的趋势。其中,氮和磷的积累量、钾素收获指数、生产单位重量籽粒所需的氮磷养分数量,无论超高产品种还是普通品种均在最高施肥水平（200 mg•kg-1干土）下达到最大,超高产品种生产单位重量籽粒所需的氮、磷养分数量较普通品种的增加量少;而钾素积累量、氮和磷的收获指数、生产单位重量籽粒所需的钾素数量在超过一定施肥量后反而有所降低,超高产品种较普通品种的降低幅度小。【结论】超高产品种比普通品种有更强的养分吸收转运能力和更高的养分利用效率。施肥显著增强大豆对氮、磷、钾的吸收和转运能力,却降低了养分利用效率。     

洋河流域典型旱坡地土壤磷素淋失风险研究

为深入研究土壤磷素含量与水体富营养化发生的关系,以秦皇岛洋河流域典型旱坡地为研究对象,采用网格法(5 m×5m)采集表层(0～30 cm)土壤样品31个,进行相关分析.结果表明,土壤有效磷、易解吸磷与地表径流中磷酸根态磷之间存在显著的相关性,一定程度上可用Olsen-P作为评价旱坡地土壤磷素淋失风险的指标;同时得出土壤Olsen-P含量为9.40 mg·kg-1为洋河流域土壤磷素淋失的临界值,土壤Olsen-P含量为42.73 mg·kg-1时,是土壤磷素淋失引起下游水体发生富营养化的临界值,并以此初步对洋河流域旱坡地进行了土壤磷素淋失风险评估.     

长期不同施肥红壤磷素变化及其对产量的影响

【目的】定量长期不同施肥红壤磷素的演变特征,研究红壤磷素变化对生产力的影响,为红壤地区磷素管理提供理论依据。【方法】利用持续26年的红壤旱地长期定位试验平台(1991—2016年),比较长期不施磷肥(CK、N、NK)、施用化学磷肥(PK、NP、NPK)、化肥配合秸秆还田(NPKS)和化肥配施有机肥及有机肥(1.5NPKM、NPKM、M)土壤Olsen-P和全磷含量变化,分析土壤磷素对磷盈亏量的响应,采用不同模型拟合作物产量对有效磷的响应曲线,计算土壤有效磷农学阈值。【结果】长期施用磷肥显著提高了土壤全磷和有效磷含量,提升了土壤磷素活化系数(PAC)。化肥配施有机肥及有机肥处理(1.5NPKM、NPKM、M)的PAC高于化肥配合秸秆还田(NPKS)和施用化学磷肥(PK、NP、NPK)。红壤地区土壤全磷和有效磷变化量与土壤磷盈亏量呈正相关关系(P0.01),土壤每累积盈余100 kg P·hm~(-2),土壤Olsen-P含量上升3.00—5.22 mg·kg~(-1),全磷上升0.02—0.06 g·kg~(-1)。土壤每累积亏缺磷100 kgP·hm~(-2),不施磷肥处理(CK、N、NK)土壤Olsen-P分别下降1.85、0.40、1.76 mg·kg~(-1)。化肥配施有机肥及有机肥处理(1.5NPKM、NPKM、M)的小麦和玉米产量显著高于化肥配合秸秆还田(NPKS)以及施用化学磷肥(PK、NP、NPK),显著高于不施磷肥(CK、NK、N)。化肥配施有机肥及有机肥处理(1.5NPKM、NPKM、M)的产量可持续指数也高于其他处理。3种模型(线性-线性模型、线性-平台模型和米切里西方程)均能较好地拟合作物产量与红壤有效磷含量的响应关系(P0.01)。在红壤地区推荐使用拟合度较好的线性-线性模型,其计算出小麦和玉米的土壤Olsen-P农学阈值分别为13.5和23.4 mg·kg~(-1)。【结论】在南方红壤地区,化肥配施有机肥更有利于磷素累积和提升磷素有效性。化肥配施有机肥作物产量显著高于其他处理,且稳产性好。线性-线性模型可用于计算红壤地区有效磷的农学阈值。生产上应该根据土壤有效磷含量及其农学阈值调整磷肥施用量。     

畜禽有机肥磷素在冬小麦上替代化肥磷当量研究

【目的】近年来化学磷肥的过量施用不仅造成了磷矿资源的浪费,还增加了环境污染的风险。畜禽粪便是一种很好的化肥磷替代资源,但由于其成分复杂,转化过程影响因素较多,畜禽粪便中磷素相对化肥磷素的有效性一直存在不同结论。明确畜禽粪便中磷素替代化肥磷当量,能够确定有机肥磷素替代化肥磷素的准确比例,为有机肥磷素的合理施用提供数据支撑。【方法】选取腐熟的猪粪、鸡粪、牛粪和化肥为材料,施磷（P₂O₅）量均设置6个水平,分别为0、20、40、60、80、100 mg·kg^-1干土,利用土柱栽培试验在冬小麦上研究粪肥磷和化肥磷对小麦产量、磷素吸收利用及土壤速效磷含量的影响,并对3种粪肥中磷素替代化肥磷素的相对替代当量进行统计分析。【结果】（1）3种粪肥中有机磷和无机磷含量存在较大差异,猪粪、鸡粪和牛粪中有机磷占总磷的比例分别为25.9%、17.6%和56.5%。从磷组分看,牛粪中磷素形态主要以活性磷（H₂O-P和NaHCO₃-P）为主,而鸡粪和猪粪以高稳定态磷（HCl-P）为主。（2）等磷施用粪肥和化肥条件下,各处理间小麦产量无显著差异。化肥处理的小麦磷素吸收量略高于3种粪肥处理。（3）本试验条件下,若以磷素的当季回收率作为参考指标,鸡粪、猪粪和牛粪中磷素相对化肥磷素的等效值分别为80.3%、84.3%和90.4%。以化肥磷用量与籽粒产量、生物量、籽粒吸磷量及地上部吸磷量的回归关系函数计算的3种粪肥磷素的相对替代当量,猪粪的相对替代当量分别为90.0%、93.6%、80.6%、80.2%,鸡粪的相对替代当量分别为78.4%、87.9%、73.4%、67.6%,牛粪的相对替代当量分别为89.6%、99.9%、90.0%、87.3%。（4）粪肥磷和化肥磷均可提高土壤中速效磷含量,但短期内粪肥磷对土壤中速效磷含量的提高稍弱于化肥磷。【结论】本试验条件下综合几种计算磷素相对替代当量的方法,猪粪能够替代85.7%的化肥磷素,鸡粪能够替代77.6%的化肥磷素,而牛粪能够替代91.4%的化肥磷素。     

内蒙古河套灌区春玉米推荐施肥指标体系研究

【目的】建立河套灌区春玉米施肥指标体系,指导科学施肥。【方法】2006—2008年在河套灌区分高、中、低肥力水平设置春玉米“3414”肥料肥效试验236个。【结果】通过对数据进行整理分析表明：河套灌区春玉米N、P2O5、K2O的农学效率平均分别为10.6 kg•kg-1、9.9 kg•kg-1、6.7 kg•kg-1,肥料增产作用依次为：氮肥＞磷肥＞钾肥,随着土壤肥力水平的降低,施肥增产率升高,但单位养分增产量下降。河套灌区春玉米的土壤养分丰缺指标为：全氮,极低（＜0.42 g•kg-1）、低（0.42—0.67 g•kg-1）、中（0.67—1.08 g•kg-1）、高（1.08—1.72 g•kg-1）、极高（＞1.72 g•kg-1）;有效磷,极低（＜3.6 mg•kg-1）、低（3.6—7.6 mg•kg-1）、中（7.6—16.0 mg•kg-1）、高（16.0—33.7 mg•kg-1）、极高（＞33.7 mg•kg-1）;速效钾,极低（＜70 mg•kg-1）、低（70—103 mg•kg-1）、中（103-151 mg•kg-1）、高（151—222 mg•kg-1）、极高（＞222 mg•kg-1）。河套灌区春玉米施肥模型为：F(N)=-78.13×lnS(N)+155.85,F(P2O5)= -54.621×lnS(P)+250.2,F(K2O) =-42.4071×lnS(K)+272.91。【结论】农学效率、施肥肥效、养分丰缺指标、施肥模型均为推荐施肥的重要依据。     

稻田不同供钾能力条件下秸秆还田替代钾肥效果

【目的】研究稻田不同土壤供钾能力条件下,秸秆还田配施钾肥对水稻产量、地上部钾素累积量以及钾肥利用率的影响,为秸秆还田水稻钾肥合理施用提供科学依据。【方法】2011—2012年在鄂中、江汉平原和鄂东地区的10个县（市）选择不同供钾水平田块布置水稻试验。根据湖北省第二次土壤普查制定的速效钾分级标准,本文将土壤速效钾含量＞150 mg•kg-1的试验点如钟祥和宜城归为高钾供应能力土壤（1级水平）,简称为高钾土壤,标记为High-K;土壤速效钾含量100—150 mg•kg-1的试验点如团风、仙桃、洪湖和枝江归为中钾供应能力土壤（2级水平）,简称为中钾土壤,标记为Middle-K;土壤速效钾含量＜100 mg•kg-1的试验点如麻城、广水、鄂州和蕲春归为低钾土壤,标记为Low-K。试验共设6个处理,分别为：（1）CK（-K）;（2）+K;（3）+S;（4）S+1/3K;（5）S+2/3K;（6）S+K,其中K和S分别表示钾肥和还田秸秆,以此来考查当前推荐钾肥用量（K2O 75 kg•hm-2）对水稻的增产效果以及轮作模式下麦秆或油菜秸秆还田钾素对钾肥的替代作用。【结果】结果显示CK处理（-K）,高钾、中钾和低钾土壤的稻谷产量分别为8 372、8 710和7 767 kg•hm-2,施钾和秸秆还田均可以不同程度地增加水稻产量和地上部钾素累积量。与CK相比,高钾、中钾和低钾土壤均以秸秆还田配施钾肥处理的增产效果最显著,增产量分别为633、1 098和814 kg•hm-2,增幅分别为7.7%、12.6%和12.5%;地上部钾素累积吸收增量分别为40.2、56.5和49.3 kg•hm-2,增幅分别为15.9%、21.3%和36.8%。在当前推荐钾肥用量条件下,秸秆还田会造成高钾土壤的钾肥吸收利用率下降,但可明显提高中钾和低钾土壤的钾肥吸收利用率;同时秸秆还田也会显著降低高钾土壤的钾肥农学利用率,但对中钾和低钾土壤的钾肥农学利用率没有明显影响。同钾肥利用率相比,钾素利用率均有所降低,但中钾土壤和低钾土壤的钾素利用率要显著高于高钾土壤的钾素利用率。通过对秸秆还田条件下钾肥用量与增产率、地上部钾素累积增幅的相关性分析得出高钾土壤和中钾土壤的推荐钾肥用量偏高。根据线性加平台肥效模型拟合得出,在秸秆还田条件下,高钾土壤田块（速效钾含量＞150 mg•kg-1）适宜钾肥用量平均为38.2 kg•hm-2,比推荐用量减少49.1%;中钾土壤田块（速效钾含量100—150 mg•kg-1）适宜钾肥用量平均为60.0 kg•hm-2,比推荐用量减少20.0%;而低钾土壤田块（速效钾含量＜100 mg•kg-1）,增产效果显著,推荐钾肥用量不足。【结论】因此,短期秸秆还田条件下,高钾和中钾土壤田块,秸秆还田钾素可不同程度地替代部分化学钾肥施用;而低钾供应田块推荐用量略显不足,增施钾肥仍有较大的增产空间。     

QuEChERS前处理结合HPLC-MS/MS法分析氯虫苯甲酰胺在甘蓝和土壤中的残留

【目的】研究氯虫苯甲酰胺在蔬菜上和土壤中的残留降解动态,制定氯虫苯甲酰胺制剂防治蔬菜害虫的最佳施用量和安全间隔期。【方法】采用QuEChERS前处理方法结合高效液相色谱-串联质谱（HPLC-MS/MS）测定20%氯虫苯甲酰胺悬浮剂中氯虫苯甲酰胺在甘蓝和土壤中的残留降解动态和最终残留量。【结果】氯虫苯甲酰胺在甘蓝和土壤中的添加回收率分别为81.25%—92.05%和82.92%—93.38%;HPLC-MS/MS定性分析表明甘蓝和土壤中的残留物质为氯虫苯甲酰胺。氯虫苯甲酰胺在甘蓝和土壤中降解动态符合一级动力学指数模型,在甘蓝上和土壤中的半衰期分别为7.66和6.86 d。20%氯虫苯甲酰胺悬浮剂以0.045 g•m-2施药时,它在甘蓝和土壤中的最终残留浓度分别为未检出和0.0071 mg•kg-1;0.090 g•m-2剂量施药时,它在甘蓝和土壤中的最终残留浓度分别为0.0063和0.1004 mg•kg-1。【结论】20%氯虫苯甲酰胺悬浮剂以0.045和0.090 g•m-2剂量施药时,氯虫苯甲酰胺在甘蓝和土壤中的最终残留浓度符合残留要求,可以安全使用。     

模拟降水条件下生物炭对酸性红壤理化性质的影响

【目的】明确降水条件下生物炭对红壤理化性质的影响。【方法】采用室内模拟降水的方法,将以花生壳为原料在400℃热解制备的生物炭施入红壤,在气温25—30℃、单次降水量20 mm条件下进行连续试验约20 d,分析生物炭对施肥和未施肥红壤的速效钾(SAK)、速效磷(SAP)、铵态氮(SAN)、硝态氮(SAN)、有机碳(SOC)、活性铝(SAA)以及p H值在降水前后的变化。共设8个试验处理:未施肥+未施C(CK)、未施肥+1%生物炭(C1)、未施肥+2%生物炭(C2)、未施肥+3%生物炭(C3);施肥+未施C(F)、施肥+1%生物炭(FC1)、施肥+2%生物炭(FC2)、施肥+3%生物炭(FC3)。施肥土壤施用KH2PO40.14 g·kg-1、KNO30.51 g·kg-1、NH4NO30.80 g·kg-1和Ca(NO3)20.95 g·kg-1。【结果】施用生物炭的红壤,其速效钾、速效磷、硝态氮、铵态氮、活性铝、有机质和p H等指标在降水后均有较大变化,且不同生物炭用量对红壤理化性质的影响存在较大差异。施用3%生物炭时,土壤理化性质在降水前后变化最为显著,C3处理的p H值比CK处理提高了0.60个单位,速效钾的下降幅度比CK少9.5%,速效磷、硝态氮的下降幅度分别比CK高出33.2%和40.5%,有机碳和铵态氮则没有明显变化,活性铝下降了91.1%。而降水后FC3处理的p H值比F处理提高了1.09个单位,速效钾的下降幅度比对照少10.3%,速效磷和硝态氮的下降幅度分别比F处理高23.4%和21.9%,有机碳和铵态氮的增幅分别比F处理高23.6%和5.4%,活性铝下降了94.8%。【结论】在降水条件下,生物炭有利于酸性红壤保持适宜的速效钾含量,提高土壤p H值和有机碳含量,以及能大幅降低土壤活性铝浓度,且对施肥后酸性红壤理化性质的影响更明显。     

几种施肥模式对红壤氮素形态转化和pH的影响

【目的】为合理施用氮肥减缓红壤酸化,研究不同施肥措施下红壤酸度与氮矿化的关系。【方法】采用室内恒温培养试验研究不同施氮模式（不施肥（CK）,20 mgN•kg-1（25%N）,40 mgN•kg-1（50%N）,80 mgN•kg-1（100%N,尿素,常规施氮量）,160 mgN•kg-1（200%N）,100%N加化学磷肥（100%N+P）,100%N+P加化学钾肥（100%N+PK）,100%N+PK加玉米秸秆（100%N+PKS）,70%N+PK配施30%有机氮（70%N+PK+30%M）,50%N+PK配施50%有机氮（50%N+PK+50%M）,30%N+PK配施70%有机氮（30%N+PK+70%M）和100%有机氮（100%M,猪粪））下红壤中NH4+-N、NO3--N和pH的动态变化,并分析相关关系。【结果】与CK相比,各施肥处理均提高了土壤NO3--N、硝化潜势（Np）,且尿素氮施用量越大其增幅越大,随有机氮替代尿素氮比例增加其增幅减小。Np最大的是200%N处理（335.62 mg•kg-1）;其次为100%N（152.48 mg•kg-1）、100%N+P（153.36 mg•kg-1）、100%N+PK（148.17 mg•kg-1）和100%N+PKS（148.62 mg•kg-1）处理;而100%N+PKS处理硝化速率k（0.039 d-1）显著低于100%N、100%N+P和100%N+PK处理（k分别为0.051、0.051和0.054 d-1）。各施肥处理土壤NH4+-N和pH均呈先增加,后逐渐下降趋于稳定的变化趋势。培养结束后,与CK相比,土壤pH随尿素氮施用量的增加而显著降低,200%N处理降幅最大,下降了0.92个pH单位;而有机氮替代尿素氮能缓解红壤pH降低。土壤pH与NH4+-N含量呈极显著正相关,而与NO3--N含量和Np之间存在极显著负相关。【结论】施用尿素氮能促进红壤（pH 5.7）硝化作用,加速土壤pH降低,施氮量是影响红壤酸化的主要原因之一;配施玉米秸秆能降低红壤硝化速率,减小NO3--N累积;有机氮替代尿素氮能降低硝化潜势,从而减小红壤酸化的风险。     

北京平谷区土壤有效磷的空间变异特征及其环境风险评价

 【目的】探明土壤有效磷的空间分布，为合理科学配方施肥和识别农业面源磷污染重点控制区提供依据。【方法】在北京郊区平谷区布设1 058个采样点，测定其耕层（0～20 cm）与亚耕层（20～40 cm）土壤有效磷含量。应用地统计学方法对数据进行分析。【结果】平谷区耕层和亚耕层土壤有效磷的变异系数分别为1.15和1.29，均属强变异程度，其平均含量分别为32.80和9.74 mg?kg-1，耕层含量高于亚耕层，表现出一定的表聚性。耕层和亚耕层有效磷的空间相关距离分别为14.6和15.8 km。平谷区耕层土壤有效磷含量空间分布表现为：低山区＞平原区＞山区，主要与高程、土地利用方式及施肥量有关。亚耕层有效磷空间分布格局与耕层相似，但其含量远小于耕层。耕层土壤有效磷含量超过临界值（60 mg?kg-1）的概率为70%～90%的区域占研究区总面积的1.9%，主要分布在西北部的半山区。概率＜20%的区域占研究区总面积的70.1%，分散分布于东北部山区、东部半山区及中部、西南部平原区。【结论】平谷区果园、菜地和大田土壤磷素均有不同程度的盈余，有机肥和化肥的大量投入是平谷区土壤有效磷含量高的主要原因。大华山镇中部及刘家店乡东南部部分区域作为农业面源磷污染的重点控制区，应引起足够重视。     

长期施肥下红壤性水稻土有效磷的演变特征及对磷平衡的响应

【目的】分析长期不同施肥下土壤有效磷含量、全磷含量、土壤磷素盈亏和磷素活化效率(PAC)的动态变化,探讨不同施肥下水稻土磷素演变特征及与磷平衡的响应关系。【方法】基于1982年开始的红壤性水稻土长期不同施肥定位试验,试验包括不施肥(CK)、有机肥(牛粪,M)、氮磷钾肥(NPK)、氮磷钾肥+有机肥(NPKM)、氮磷肥+有机肥(NPM)、氮钾肥+有机肥(NKM)和磷钾肥+有机肥(PKM)共7个处理。【结果】经过30年不同施肥,土壤有效磷含量均呈上升趋势。M、NKM、NPK、NPM、NPKM和PKM处理土壤有效磷含量变化速率分别为0.18、0.20、0.83、1.35、1.46和1.62 mg·kg~(-1)·a~(-1)。M、NPK、PKM、NPM和NPKM处理土壤全磷增加速率分别约为4.3、15.4、16.0、18.3和22.9 mg·kg~(-1)·a~(-1)。所有施肥处理,土壤中磷素均有盈余,磷素盈余量与土壤有效磷增加量呈显著正相关关系(P0.05),土壤中每盈余100 kg P·hm~(-2),M、NKM、NPM、NPKM、PKM和NPK6个处理的土壤有效磷含量分别增加0.4、0.7、1.9、2.1、2.2和3.2 mg·kg~(-1)。在土壤中磷素盈余量接近的情况下,单施化肥(NPK)的PAC显著高于单施有机肥(M)处理(P0.05)。【结论】化学磷肥和有机肥配施相比单施化肥或有机肥能够显著提高红壤性水稻土土壤有效磷、全磷含量和磷素活化效率。     

施氮量对超高产夏玉米产量与氮素吸收及土壤硝态氮的影响

【目的】探讨超高产夏玉米（≥12 000 kg•hm-2）节肥增效的适宜氮肥用量。【方法】在夏玉米超高产区连续两年田间试验,研究不同氮肥用量对超高产夏玉米产量、氮代谢、氮素积累、氮肥效率及土壤硝态氮的影响。【结果】超高产区夏玉米施用氮肥两年增产幅度分别为6.76%—9.62%和5.21%—9.80%,夏玉米产量随氮肥用量增加呈先增加后降低趋势,以施氮量300 kg•hm-2产量和收益最佳,经济最佳施氮量为255.40 kg•hm-2;施氮量300 kg•hm-2有利于提高硝酸还原酶和蔗糖磷酸合成酶的活性,促进氮素吸收积累,可维持土壤硝态氮平衡,其氮肥利用率和农学效率两年平均值分别为16.12%和3.69 kg•kg-1。【结论】综合产量、收益、氮素吸收、氮肥利用效率及土壤氮素平衡等方面考虑,豫北地区黏壤质潮土超高产夏玉米合理的氮肥用量为255—300 kg•hm-2。     

黑土有效磷阈值区间的磷形态特征及对土壤化学性质的响应

【目的】 土壤有效磷（Olsen P）的农学阈值及环境阈值是土壤磷素管理的重要依据,但不同阈值区间磷形态学特征尚不明确。研究黑土有效磷不同阈值区间的磷形态特征及其影响因素,有助于理解土壤磷的转化过程,为优化有效磷管理和提高磷资源利用效率提供参考。【方法】 采集吉林公主岭市9个有效磷含量不同（11、21、31、40、57、69、128、331、490 mg·kg^-1）的农田耕层（0—20 cm）土壤,利用TIESSEN-Moir修正的HEDLEY磷分级法,对土壤无机磷和有机磷进行分级,并分析其与土壤有机质（SOM）、C/P、铁铝氧化物等土壤化学性质之间的关系,明确土壤有效磷不同阈值区间的磷形态特征及主控因素。【结果】 黑土磷库以无机磷为主,占比为71.25%—96.19%,有机磷占比较小,约为3.81%—28.75%。有效磷水平低于农学阈值（7.4—13 mg·kg^-1）时,活性态磷（LP）占比最小（19.89%）;有效磷水平低于环境阈值（51.0—56.4 mg·kg^-1）时,中活性态磷（ML-P）和稳定态磷（OP）占比接近,分别为36.03%和35.49%,均高于LP占比（28.48%）;有效磷水平高于环境阈值时,LP占比最高（42.86%）。有效磷水平高于环境阈值时,土壤的LP、ML-P的含量显著高于有效磷水平低于环境阈值的土壤,树脂磷（Resin-P）是环境阈值前后区间变幅最大的磷形态。PAC、M3-Al、游离态铝（Ald）、络合态铁铝（Fep、Alp）、非晶质态铁铝（Feo、Alo）随有效磷水平的增加而显著增加,C/P随有效磷水平增加而显著降低。相关分析表明,有效磷水平低于环境阈值时,SOM和活性较高的无机态磷（Resin-P、NaHCO₃-Pi、NaOH-Pi）呈显著正相关关系;有效磷水平高于环境阈值时,Fep+Alp与无机态磷（Resin-P、NaHCO₃-Pi、NaOH-Pi、D.HCl-Pi、C.HCl-Pi）呈显著正相关关系。冗余分析结果表明,有效磷水平低于环境阈值时,SOM和M3-Fe是影响黑土磷形态变化的关键因子,分别解释了全部变异的50.2%和24.1%;有效磷水平高于环境阈值时,Fep+Alp是造成磷形态差异的关键因子,解释了全部变异的68.1%。【结论】 活性态磷在有效磷水平低于农学阈值时占比最小,在有效磷水平超过环境阈值时,其占比最大,Resin-P是在环境阈值前后区间变幅最大的磷形态。SOM和M3-Fe是土壤有效磷水平低于环境阈值、Fep+Alp是高于环境阈值土壤影响磷形态变化的关键因子。     

盆栽条件下土壤无机氮浓度对大豆结瘤、固氮和产量的影响

【目的】大豆结瘤固氮和产量对氮肥的反应不同,实际上是由于大豆共生固氮系统及其根系系统对土壤无机氮浓度的感知不同造成的。通过对不同土壤无机氮浓度下大豆结瘤、固氮及产量影响的研究,探索能提高大豆产量、结瘤和固氮的土壤无机氮浓度,即掌握土壤无机氮浓度与大豆共生固氮和产量的数量关系,为调控氮肥施用量及施用时期、预测氮肥对大豆共生固氮能力和产量的影响提供理论依据。【方法】采用盆栽土培试验方法,分别在第一片复叶充分生长（V2期）、始花期（R1期）、始荚期（R3期）和始粒粒（R5期）一次性施用不同量的氮肥,从而形成不同无机氮浓度的土壤。利用获得的不同无机氮浓度土壤为供试土壤,对各生育时期根瘤数量、干重和固氮酶活性及成熟期产量及其构成因子进行调查,明确大豆根瘤固氮和产量对土壤无机氮浓度的响应,掌握土壤无机氮浓度与氮肥及与大豆固氮和产量的数量关系。【结果】不同时期土壤无机氮浓度处理下的根瘤干重、数量和固氮酶活性均随着大豆生育时期的推进在R4期时达到最大值。R6期时大豆平均根瘤干重、数量和固氮酶活性均表现为：V2期＞R5期＞R3期＞R1期,较CK处理根瘤平均干重分别下降15%、18%、17%和32%;根瘤数量下降13%、18%、19%和20%;固氮酶活性下降19%、22%、23%和32%。不同生育时期土壤无机氮浓度与R6期大豆根瘤干重、数量和固氮酶活性间均具有显著的线性负相关关系,即土壤无机氮浓度越大对根瘤干重、数量和固氮酶活性的抑制作用越大。大豆干物质积累量和产量的变化趋势均表现为：R1期＞R3期＞V2期＞R5期。除R5期不同土壤无机氮浓度处理与CK处理间的生物量和产量差异不显著外,V2、R1和R3期不同土壤无机氮浓度处理,均显著地促进大豆生物量和产量的增加。不同生育时期处理均以N3和N4处理的生物量、株高、株荚数、株荚重、株粒重显著高于其它处理。V2期土壤无机氮浓度对大豆固氮能力和产量的影响最大,而R1期土壤无机氮浓度对大豆生长和产量的影响最大。不同生育时期不抑制大豆固氮同时还提高大豆产量的土壤无机氮浓度不同：V2期土壤无机氮浓度达到135.8 mg•kg -1;R1期土壤无机氮浓度为58—91 mg•kg-1;R3期土壤无机氮浓度为29.4—62.8 mg•kg -1;在R5期土壤无机氮浓度达到102.3 mg•kg -1。【结论】大豆对氮肥的反应主要取决于土壤无机氮浓度的大小,而土壤无机氮浓度大小的调节,除了与氮肥施用量有关外还与大豆的生育时期有关系,可以根据农业生产和科学试验的需要进行调节。其中V2期土壤无机氮浓度对大豆根瘤数量、干重和固氮酶活性的影响大于其它生育时期土壤无机氮浓度处理;而R1期土壤无机氮浓度对大豆生物量和产量的影响大于其它生育时期土壤无机氮浓度处理。