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。     

滨海湿地不同群落对土壤磷的有效性影响研究

为探究黄河三角洲不同群落对土壤磷的影响,采用统计学方法对柽柳、碱蓬、芦苇、棉花4种典型群落的土壤全磷、速效磷的差异及磷有效性进行分析,结果表明:土壤剖面上,各群落土壤全磷在20 cm以上缓慢递减,20 cm以下波动上升;0~5 cm表层全磷含量在0.55~0.65 g kg~(-1)之间。速效磷在垂直剖面上表现为由表层及深层逐渐递减,表层土壤速效磷为棉田碱蓬柽柳芦苇。垂直剖面上,深层土壤磷的变异系数明显高于表层变异系数,且速效磷变异性高于全磷变异性。研究区土壤磷供应强度较小,磷有效性最高达0.94%;棉田受有机肥的影响在10~20 cm土层形成极高的磷有效性,芦苇通过根际土壤磷素的耗竭效应与累积效应,减少了土壤中速效磷含量,降低了磷有效性;碱蓬土壤较高的pH值有利于土壤速效磷含量的增加,从而提高了磷有效性。棉田土壤磷受灌溉、施肥、耕作等随机因素的影响为高变异高有效类型;碱蓬群落磷有效性高,植物吸收利用相对较少导致其为低变异高有效型;而芦苇群落为低变异低有效型。     

施用粪肥对农田土壤磷素累积和饱和度增加速率的影响

针对施用粪肥导致的我国集约化种养区域农田土壤磷素高量累积和高环境风险问题,利用长期定位试验定量分析了施用粪肥对农田土壤磷素累积和磷饱和度（DPS, degree of P saturation）增加速率（每年1 kg P·hm-2磷素盈余所导致的土壤磷素含量或DPS变化量）的影响。结果表明：连续22年过量磷素投入明显提高了土壤磷素含量和DPS,0~20 cm土层土壤磷素累积、DPS增加与磷素盈余均存在明显的线性相关性。与单施化肥相比,施用粪肥对土壤全磷的累积速率影响不大,但是明显提高了土壤Olsen-P累积和DPS增加速率。施用粪肥下,每年1 kg P·hm-2的磷盈余所导致的0~20 cm土层土壤Olsen-P、CaCl2-P累积和DPS增加量分别为0.071 mg P·kg-1（r=0.608, P=0.029）、0.003 mg P·kg-1（r=0.528, P=0.066）和0.036%（r=0.863,P=0.002）,分别为不施粪肥的3.3、6.0倍和1.2倍。土壤DPS变化与磷含量变化之间也存在明显的线性关系,0~20 cm土层土壤每年全磷、Olsen-P和CaCl2-P含量增加1 mg P·kg-1所导致的土壤DPS增加值分别为0.13%、0.42%和7.78%。20~40 cm土层土壤磷素累积、DPS增加与磷素盈余之间的线性相关性均较差,但与0~20 cm土层相比,施用粪肥和不施粪肥之间累积速率的差异性有增大的趋势,说明施用粪肥促进了磷素向下层土壤的移动。施用粪肥加速了土壤有效磷累积和DPS增加,进而提高了土壤中磷素损失风险,合理施用粪肥是控制集约化种养区域农田磷面源污染的关键。     

恩施烟区土壤磷素与烤烟磷含量的关系

分析了湖北省恩施烟区土壤磷素与烤烟磷含量的状况及其相互关系,结果表明:恩施烟区土壤磷素含量偏低,全磷和速效磷含量分别为(0.63±0.23)gkg-1和(16.88±12.73)mgkg-1,二者之间存在极显著的正相关,相关系数为0.6353**。土壤全磷和速效磷含量在不同海拔高度、土层深度之间差异显著,海拔之间表现为:高海拔中海拔低海拔;土层之间表现为:0～20cm20～40cm40～60cm。烤烟磷素含量较低,平均为(1.68±0.32)gkg-1,在不同品种、海拔之间差异显著,品种之间表现为:云烟87K326云烟85,海拔之间表现为:高海拔中海拔低海拔。烤烟磷素含量在等级之间差异不显著,但随着叶位的升高,烤烟磷含量有升高的趋势。烤烟磷含量(y)与土壤速效磷含量(x)之间存在极显著的回归关系,y=0.1224+0.0026x,相关系数r=0.8582**。土壤速效磷含量分组后,随着土壤速效磷含量升高,烤烟磷含量也呈现出升高趋势。     

宁夏不同地区农田土壤磷素养分的空间变异特征

在宁夏灌区和旱区30块农田分别采集了0~120 cm深土壤剖面样品,测定了土壤全磷和速效磷含量,分析了土壤磷素养分含量的空间变异性。结果表明,在0~120 cm深土壤剖面中的全磷和速效磷含量,灌区土壤显著高于旱区土壤,在剖面点之间和土壤层次之间存在极显著差异,而且在土层间还存在着正相关。其变异系数总体上是旱区土壤大于灌区土壤,速效磷大于全磷。从地区来看,旱区土壤全磷和速效磷含量的变异系数随剖面深度的增加而增大,灌区土壤全磷量的变异系数在剖面层次之间差别不大,而速效磷的变异系数随剖面深度的增加而呈降低趋势。在0~120 cm深土壤剖面中,土壤全磷和速效磷的累积量灌区较旱区分别高出26.8%和65.0%,在土类间也存在较大差异。     

天津黄潮土剖面磷素分布特征及其影响因素研究

采用野外采样及室内分析方法,研究了不同磷素形态在旱地黄潮土0～120cm土壤剖面中的分布特征。结果表明,经过长期施肥,供试土壤剖面100～120cm的底层土壤中全磷、速效磷、各无机磷形态均有不同程度的积累。土壤剖面速效磷与全磷含量的相关系数（0.8139）达到显著水平（P〈0.05）。无机磷形态中Fe-P和O-P的含量分别达到52.03和53.57mg·kg^-1,分别高于0～20cm的表层土壤的含量,达到5%的差异显著水平。但总体上看,由于供试土壤下层质地较为粘重以及高达10%的CaCO3含量,促使磷在剖面的移动得以放缓,还不足以影响到地下水的质量。     

渗灌灌水控制下限对保护地土壤剖面磷素分布的影响

连续5 a以相同方案于2000～2004年在沈阳农业大学科研基地进行保护地番茄栽培的渗灌试验,其5个处理的灌水控制下限土壤水分吸力值分别为10、16、25、40和63 kPa,灌水控制上限土壤水分吸力值均为6 kPa。 研究结果表明：渗灌及其灌水控制下限能够显著影响不同形态磷素含量在土壤剖面中的分布。具体表现为土壤表层（0～10 cm和 10～20 cm）的土壤全磷、无机磷和速效磷含量均高于其他土层,在30～40 cm土层的含量为最低,灌水对土壤速效磷含量的影响主要发生在0～30 cm土层;有机磷随着灌水向土壤底层发生迁移,其含量在土壤深层40～60 cm为最高;各处理不同深度土层中的磷素均以无机磷为主。因此,灌水可以作为调节土壤中磷素的转化及其有效性的方式。     

灌溉与旱作条件下长期施肥塿土剖面磷的分布和移动

利用12年长期定位试验研究了灌溉和旱作条件下不同施肥处理对土土壤剖面全磷与有效磷(Olsen-P)分布和移动的影响。结果表明,土施磷后主要累积在耕层,极大地提高了0—20cm土层全磷与Olsen-P含量。旱作条件下,施用磷肥或化肥配施有机肥提高了100cm以上土体全磷与Olsen-P含量;而化肥配合有机肥,Olsen-P含量在100—300cm土壤剖面中都高于对照(不施肥)和化肥处理。灌溉条件下,与旱作有相同趋势,但磷钾、有机肥配施氮磷钾处理,全磷和Olsen-P不仅在0—300cm剖面中高于对照和氮磷钾处理,而且也高于旱作条件下的相同处理。土上存在磷素的淋失。     

灌溉与旱作条件下长期施肥塿土剖面磷的分布和移动

利用12年长期定位试验研究了灌溉和旱作条件下不同施肥处理对土土壤剖面全磷与有效磷(Olsen-P)分布和移动的影响。结果表明,土施磷后主要累积在耕层,极大地提高了0—20cm土层全磷与Olsen-P含量。旱作条件下,施用磷肥或化肥配施有机肥提高了100cm以上土体全磷与Olsen-P含量;而化肥配合有机肥,Olsen-P含量在100—300cm土壤剖面中都高于对照(不施肥)和化肥处理。灌溉条件下,与旱作有相同趋势,但磷钾、有机肥配施氮磷钾处理,全磷和Olsen-P不仅在0—300cm剖面中高于对照和氮磷钾处理,而且也高于旱作条件下的相同处理。土上存在磷素的淋失。     

不同施肥制度对作物产量及土壤磷素肥力的影响

在潮棕壤上连续进行18年的定位试验, 研究了不同施肥制度对作物产量和土壤磷素肥力的影响.结果表明: 与对照处理相比, 施用磷肥有明显的增产和稳产作用.不施磷肥处理, 土壤磷素收支赤字, 土壤全磷和速效磷含量均明显下降, 且土壤磷收支的盈亏值与土壤速效磷的增减量呈显著直线相关; 施磷肥处理, 土壤磷素收支盈余, 18年间耕层土壤全磷含量均明显提高, 提高幅度为0.02～0.04 g·kg-1, 土壤速效磷含量亦明显增加, 特别是在试验的后几年, 土壤速效磷含量似有加速上升的趋势.施氮肥对玉米有明显增产作用, 施磷钾肥对玉米增产作用不明显; 大豆则相反, 施氮肥增产作用不明显, 施磷钾肥有显著增产作用.     

有机无机肥配施对紫色土旱坡地土壤无机磷迁移的影响

为探索长江上游紫色土旱坡地麦玉轮作系统减少农田磷素流失的最佳施肥模式,降低磷对水体富营养化的影响。2011—2015年,以紫色土旱坡地典型农作冬小麦和夏玉米为材料,在西南大学试验农场进行田间定点试验。试验采用随机区组设计,共设置7个田间小区试验,分别为倍量施磷肥(2P)、优化施肥(P)、优化施肥+猪粪有机肥(MP)、优化施肥+秸秆还田(SP)、优化施肥量磷减20%+猪粪有机肥(MDP)、优化施肥量磷减20%+秸秆还田(SDP)、不施磷肥(P0)。测定了各农田土壤基础性质,以及0—20,20—40,40—60cm土层土壤全磷和有效磷含量,并对不同施磷水平以及磷肥减量配施不同有机肥条件下紫色土旱坡地土壤磷素迁移流失进行了原位定点研究。结果表明:不同施肥条件下紫色土旱坡地总磷(TP)和总可溶性磷(TDP)迁移流失量有明显的差异。TP流失量大小依次为2PPMPSPMDPSDPP0。2P处理总磷流失量最高,P处理是SDP和MDP处理的1.5~2倍。TDP流失量大小依次为2PMPPMDPSPSDPP0。坡上除了P0和P处理全磷含量有所减少外,其他各处理全磷含量都呈增加趋势,坡中、坡下的增长幅度要大于坡上,其中坡下处理MP比种植季前增加了0.400g/kg。除了P0处理土壤有效磷含量降低外,其他各个小区处理坡上、坡中、坡下土壤中有效磷含量都呈增加趋势。猪粪有机肥和秸秆还田对土壤中磷素有一定的活化作用,促进了磷素在土壤中的迁移,且猪粪有机肥对土壤磷素活化作用更强。化学磷肥减量并配施有机肥是应对农业面源污染"控源节流"的较好措施。     

不同有机肥及用量对矿区复垦土壤有效磷含量及供磷特性的影响

为研究有机肥培肥复垦土壤过程中磷的有效性如何变化、不同有机肥在什么施磷水平下能使作物取得最大生产效率以及合理培肥土壤,依托采煤塌陷定位培肥试验基地(山西省孝义市偏城村),在4个磷水平下(0,25,50,100 kg/hm2)研究不同肥料(鸡粪、猪粪、牛粪和化肥)对玉米产量及土壤速效磷含量的动态变化.经过2年的田间试验,...     

土壤深度对土磷素淋失的影响

利用渗漏池设施,研究了冬小麦-夏玉米轮作条件下不同土壤深度对土磷素淋失的影响。种植8季作物结果表明,对深度小于80 cm 的渗漏池,淋出土体的累积渗滤液量和累积全磷量随化学磷肥施用量的增加而减少; 随土层深度的增加,淋出土体的渗滤液和磷量均减少,且二者的减少率都很接近,表明磷素淋失主要受通过土体的土壤水分控制。相对于深度小于80 cm的土层,供试土壤的粘化层有效地减少了土壤渗滤液和磷素淋失。各深度渗漏池渗滤液中的磷以可溶态为主,约占全磷的70%左右,颗粒磷约占30%。合理施肥并加强水分管理是土区减少磷素向土壤深层迁移的有效手段。     

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...     

长期不同施肥处理水稻土磷素在剖面的分布与移动

稻麦轮作黄泥土施肥试验始于1980年,共布置不施肥、纯化肥、有机肥(猪粪或菜籽饼)、化肥加有机肥、氮肥加秸秆、氮肥加有机肥加秸秆等14种处理。2003年11月麦季取土壤样品分析结果表明:(1)与无肥处理相比,施磷处理和有机肥处理耕层土壤全磷(TP)含量皆有显著增加,并且表现出向下迁移的迹象,有机肥配施NPK化肥处理土壤磷的迁移可达30 cm深度,其余施磷处理均至25 cm。(2)大部分施磷处理在表层0~25 cm内无机磷(I-P)总量发生显著性变化,Ca2-P由于其溶解性强可迁移到30 cm以下,Al-P、Fe-P、Oc-P(闭蓄态磷)的迁移可达25 cm,Ca8-P至20 cm;Ca10-P含量只在有化肥P输入的6个处理的0~15 cm耕层土壤中有显著性增加。(3)土壤有机磷(O-P)含量的变化小于无机磷的变化,只有无机磷配施有机肥的3个处理和仅施PK化肥的处理,其耕层土壤有机磷发生显著性增加。     

化肥减施下有机物料对砂姜黑土有机碳组分和养分含量的影响

为探明氮、磷、钾化肥减施下有机物料对砂姜黑土固碳培肥的影响,于2018—2020年开展大田试验,设置常规单施化肥(F)、常规施肥+生物炭(F+B)、化肥减量20%+生物炭(80%F+B)、常规施肥+秸秆还田(F+S)、化肥减量20%+秸秆还田(80%F+S)5个处理,分析水稻季化肥减量配施生物炭或秸秆还田对土壤总有机碳和活性有机碳含量、所占比例,碳库管理指数及养分含量的影响。结果表明,相较于单施化肥,常规施肥下增施生物炭土壤总有机碳含量显著提高19.6%。化肥减量配施有机物料显著提高了土壤水溶性有机碳、颗粒有机碳和易氧化有机碳含量,较F处理分别增加21.6%~28.6%、46.2%~61.1%和16.2%~36.3%,其中80%F+S处理土壤易氧化有机碳和颗粒有机碳含量、所占比例及土壤碳库管理指数均最高。F+B处理土壤有效磷和速效钾含量最高,较F处理分别提高11.1%和30.8%,其他处理有效磷含量则降低6.5%~15.7%。主成分分析表明,活性有机碳组分和碳库管理指数在80%F+S处理中具有较高载荷,而F+B处理土壤有效磷、pH和速效钾因子得分较高。化肥减施下秸秆还田有利于提高砂姜黑土活性有机碳含量、所占比例及碳库管理指数,而常规施肥下配施生物炭能够促进土壤总有机碳积累和磷、钾有效性。本研究结果可为沿淮平原稻麦轮作区化肥减量增效、农业废弃物资源化利用提供技术支撑。     

粮田土壤磷、钾养分的垂直分布特征

本文研究了粮田土壤磷、钾养分垂直分布特征。结果表明 ,0～ 2 0 cm土层 N( NH4 - N)、P、K、Mn、Zn、Fe、Cu等主要养分速效含量明显高于 2 0～ 4 0和 4 0～ 60 cm土层 ,其中 0～ 2 0 cm土层 P含量数倍高于 2 0～ 4 0和 4 0～ 60 cm土层 ,显示磷肥应尽可能深施 ,以提高下部土层 P素肥力 ,2 0～ 4 0和 4 0～ 60 cm土层养分含量差异不大。不同施肥措施对上部土层 ( 0～ 2 0 cm) P、K等养分含量有较明显影响 ,而对下部土层 ( 2 0～ 4 0和 4 0～ 60 cm) P、K等养分含量影响较小     

长期不同施肥下褐土养分及酶活性的生态化学计量特征

  【目的】  研究长期不同施肥条件下褐土养分含量和与土壤有机质水解、碳氮磷有效性相关的酶活性及其化学计量变化特征,以深刻认识农田土壤元素循环的生物地球化学特征。  【方法】  依托1992年开始的山西寿阳旱地农田生态系统野外长期定位试验,选取其中不施肥对照(CK),4个单施无机肥处理(N₁P₁、N₂P₂、N₃P₃、N₄P₄),3个无机肥和有机肥配施处理 (N₂P₁M₁、N₃P₂M₃、N₄P₂M₂) 和1个单施有机肥处理 (M₆) 进行研究。于1992、2001、2006和2016年,分析了表层土壤 (0—20 cm) 中有机碳(C)、全氮(TN)、全磷(TP)、有效氮 (AN) 和有效磷 (AP) 含量及与碳氮磷循环相关的β-1,4-葡萄糖苷酶 (β-1,4-glucosidase, BG)、β-1,4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(β-1,4-N-acetylglucosidase, NAG)和碱性磷酸酶(alkaline phosphatase, ALP)活性。计算土壤养分之间和酶之间的化学计量比 (C∶TN、C∶TP、TN∶TP和lnBG/lnNAG、lnBG/lnALP、lnNAG/lnALP)。计算酶向量角度 (vector angle) 和向量长度(vector length)。以向量角>45°或者<45°的多少来评价微生物受磷、氮限制的程度,向量角>45°越多表示微生物受磷限制越强,向量角<45°越多表示微生物受氮限制越强。以向量长度评价微生物受碳限制的程度,向量长度越长表示微生物受碳限制越强。  【结果】  1) 除N₄P₄处理土壤C : TN显著高于M₆处理外,其他化肥和有机肥处理之间C : TN和C : TP不存在显著差异,而土壤TN : TP在各施肥处理下显著低于M₆处理 (P<0.05)。与CK相比,M₆处理C∶TN显著降低了30.2% ,TN∶TP显著升高了41.0%;N₄P₄处理C∶TP显著降低了23.3%,TN∶TP降低了17.6% (P>0.05)。土壤C∶AN平均为2.11～2.29,处理之间无显著差异;土壤C∶AP和AN∶AP随化肥和有机肥投入量增加而降低,4个有机肥处理的土壤C∶AP和AN∶AP降幅大于4个化肥处理。2)长期N₂P₂、N₃P₃和N₄P₄处理下,土壤lnBG/lnNAG、酶向量角度和酶向量长度略高于各有机肥处理(P>0.05),而lnNAG/lnALP略低于各有机肥处理(P>0.05);与1992年 (试验开始年)相比,施肥处理后土壤lnBG/lnNAG均升高,lnNAG/lnALP均降低,向量角整体>45°,向量长度增加了11.1%～52.4%。3)相关性分析表明, AN与BG、NAG、ALP活性、lnBG/lnNAG及lnNAG/lnALP之间存在显著相关性;土壤C∶TN、C∶AN与酶活性lnBG/lnNAG、土壤TN∶TP与lnNAG/lnALP之间存在显著正相关,lnBG/lnALP与任何环境因子间都不存显著相关性。  【结论】  长期单施化肥易增加作物对有机碳的消耗和土壤稳定态磷素固持,微生物面临的碳、磷限制加剧;有机肥带入土壤的有机氮,加速了有机质分解,显著提高了土壤有效磷含量,有效缓解资源限制,促进褐土元素周转。综上,长期施肥显著改变了褐土元素化学计量特征,引起酶化学计量非稳态变化,土壤酶活性表现出强烈的资源依赖性。     

长江中下游小麦产量、土壤酶活性及微生物群落结构对磷肥减施的响应

[目的]在"化肥零增长"背景下,探究磷肥减施对小麦产量及土壤质量的影响,为长江流域中下游地区磷肥减施提供科学依据.[方法]在湖北和浙江麦区,采用种肥同播技术进行田间试验,设置5个处理:1)不施磷肥(CK);2)习惯施磷量(FP);3)习惯施磷量80％(P80);4)习惯施磷量60％(P60);5)习惯施磷量60％+解磷...