水分和施磷量对简育水耕人为土中磷素形态的影响

通过大田和盆栽试验,探讨了在水稻种植过程中土壤水分含量和施磷量对简育水耕人为土中磷素形态的影响。结果表明:土壤中不同形态无机磷含量占无机磷总量的顺序为O-P>Fe-P>Al-P>Ca-P;随着水稻栽种时间的延长、土壤含水量和施磷量的降低,土壤Al-P、Fe-P和Ca-P含量下降,O-P含量则上升。大田试验中,土壤水分含量仅对水稻生长初期和后期的Ca-P以及中期的O-P影响显著,而对其他水稻生长期下土壤Al-P、Fe-P影响不显著;施磷量与红壤无机磷组分存在显著的相关。盆栽试验中土壤水分含量对无机磷形态的影响均不显著;施磷量与Al-P、Fe-P和水稻生长初期、中期的Ca-P含量有显著的正相关作用,而对后期的Ca-P和O-P的影响不显著。水分含量和施磷量对土壤四种形态的无机磷存在显著的交互作用。     

水和磷互作对红壤丘岗地区旱作水稻生物量和产量的影响

通过盆栽和大田试验研究了水和磷互作对旱作水稻生物量和产量的影响。研究表明:土壤含水量和施磷量对旱作水稻生物量和产量有极显著的影响,且二者的交互作用十分明显,影响程度以籽粒> 茎>根。上壤含水量为饱和持水量的60%时对旱作水稻生物量和产量影响较大,而80%和100%时几乎没有影响。旱作水稻生物量和产量均随施磷量的增加而增加。这说明控制土壤水分为饱和持水量的80%时就能完全满足旱作水稻的生长,但要求获得较高的产量时必须注意磷肥的投入,或者采取一些凋控措施提高土壤磷的利用率。     

土壤水分含量和施磷量对旱作水稻磷素吸收的影响

通过温室盆栽和大田试验研究了土壤含水量和施磷量对旱作水稻全磷吸收量的影响。结果表明:土壤水分和施磷量对大田旱作水稻全磷吸收量的影响不显著;对盆栽而言,施磷量的影响显著,但二者的交互作用明显,因而其差异主要体现为水和磷的复合效应;当施磷量(P)为0·030gkg-1、土壤含水量为饱和持水量的80%时旱作水稻吸磷量最高,但相同土壤水分条件下,施磷与不施磷间旱作水稻吸磷量差异最大,而不同施磷量间差异较小;旱作水稻各部分全磷平均吸收量为:籽粒>茎>根。实验结果可以为中国南方丘岗地区水稻旱作的水分和磷素管理提供理论依据。     

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。     

不同磷水平对红壤溶液中锰、铝、镁和钙浓度变化以及小麦生长的影响

为了探明不同磷水平对红壤中土壤溶液主要金属离子变化的影响以及小麦对磷的响应,确定红壤中小麦适宜的施磷水平,采用原位提取土壤溶液和比较生物量的方法,监测了短期内红壤溶液中主要金属离子浓度变化及小麦生物量的变化。结果表明:碳酸钙的加入可以显著升高酸性红壤的p H,土壤溶液中铝、锰和镁浓度显著低于未加碳酸钙处理;800 mg/kg磷处理后铝、锰、镁和钙的浓度要比未加磷处理分别至少降低47%、44%、37%和33%。随着施磷量的增加,小麦在200 mg/kg磷处理时积累的生物量最大,随后磷增加,小麦生物量反而降低。而加碳酸钙处理小麦地下部生物量随着施磷量增加则降低。结果表明碳酸钙不仅可以有效升高土壤p H,降低土壤溶液铝浓度,还降低土壤溶液中锰的浓度。磷的加入同样可以降低锰和铝的浓度,缓解铝和锰毒害。红壤中生长小麦的适宜施磷量为200 mg/kg。     

间作对红壤磷素吸附解吸平衡效应的影响

磷素的吸附和解吸特性对土壤磷素迁移及其环境效应具有重要影响,过量磷肥施入易造成土壤磷素固定和流失,但合理间作可促进磷素吸收利用,减少固定,研究间作和不同施磷量条件下红壤磷素吸附解吸特性的平衡效应对促进红壤磷的高效利用,兼顾环境效应具有重要意义。本研究采取2因素裂区区组试验,主因素为种植模式,分别为与玉米||大豆(IM)、单作玉米(MM);副因素为施磷水平,分别为P0 [0 kg(P_2O_5)·hm~(-2)]、P60 [60 kg(P_2O_5)·hm~(-2)]、P90 [90 kg(P_2O_5)·hm~(-2)]、P120 [120 kg(P_2O_5)·hm~(-2)] 4个施磷水平,通过田间试验,研究间作和施磷量对红壤磷素吸附解吸平衡效应的影响;应用结构方程模型(SEM)和邻接树法(ABT)定量分析间作和施磷水平对磷吸附和解吸的相对贡献,揭示间作影响红壤磷素吸附解吸的关键因子。结果表明:1) Langmuir等温吸附方程最适合红壤对磷的吸附特征拟合,土壤磷吸附量随平衡溶液磷浓度的增加呈先增加再趋于饱和的趋势,土壤磷吸附量随施磷量的增加逐渐降低。2)种植模式和施磷水平以及交互作用极显著(P0.01)影响红壤磷素的吸附量和解吸量。间作处理较单作磷素吸附量和解吸量分别增加22.9%和9.2%(P0.05);不同施磷水平下,间作磷吸附量较单作显著增加13.0%、19.4%、41.5%和23.9%(P0.05);磷解吸量在P0和P60处理间作较单作显著增加90.2%和194.4%(P0.05),而在P90和P120处理间作较单作减少52.1%和34.1%(P0.05)。3)不同种植模式与施磷水平下,土壤磷吸附量与土壤pH、有机质、树脂磷、有效磷、全磷以及磷吸附饱和度呈极显著负相关(P0.01),与游离氧化铁、游离氧化铝和磷吸持指数呈极显著正相关(P0.01),土壤磷解吸量与标准需磷量呈极显著负相关(P0.01)。红壤磷素的吸附和解吸主要受pH、有机质和游离氧化铁的影响,间作通过改变土壤的pH、有机质和游离氧化铁含量影响红壤磷吸附量和解吸量。玉米||大豆间作具有较好的土壤磷缓冲能力,低磷水平下促进磷素大量解吸供植物吸收利用,高磷水平下促进磷素吸附有效减缓磷素的损失。     

局部施磷对玉米磷、锌拮抗作用的影响

以玉米为试验材料,采用分根装置(设置A、B根室),研究了不同锌水平下局部施磷或整体施磷对玉米生长以及锌、磷含量的影响。试验设置3个磷水平(0、100、200 mg/kg,分别记为P0、P100、P200),两个锌水平(0、5 mg/kg,分别记为Zn0、Zn5)。玉米生长40 d后收获,测定其地上部与地下部生物量、磷、锌元素含量。结果显示,无锌供应条件下,所有处理地上部和地下部的生物量随施磷水平的提高而显著增加,供锌处理后,生物量变化也有相同的趋势。局部施磷导致施磷一侧地下部生物量显著增加。玉米植株磷含量会随施磷水平的提高而增加,而锌含量呈相反的变化趋势。供锌条件下,供磷(P100、P200)一侧(B室)相对未供磷(P0)一侧(A室)锌含量分别显著降低了16.7%和16.1%;不供锌条件下,锌含量分别降低了13.1%和19.9%。玉米植株锌吸收量与根部生物量(B室)的比值随施磷水平的增加呈下降趋势,且相对于均匀施磷,局部施磷条件导致B室的这一比值显著降低。局部施磷方式加剧了磷对锌的拮抗作用,抑制了根对锌的吸收,同时磷水平的提高抑制锌由地下部向地上部转运;磷、锌拮抗作用的发生是玉米植株的整体反应,而非只发生在局部。     

生物质炭添加对重金属污染稻田土壤理化性状及微生物量的影响

分析了生物质炭添加对红壤性水稻土理化性状、重金属含量及微生物生物量的影响。通过田间小区长期定位试验,一次性施入不同量生物质炭(0,10,20,30,40t/hm2),于2017年9月采集各处理表层土样(0—15cm),研究土壤理化性状、重金属含量及微生物生物量的变化。结果表明:生物质炭添加对土壤理化性状、重金属含量及微生物生物量均有显著影响。与对照相比,供试土壤的pH、EC和有机质含量随生物质炭添加量的增加而增大,增幅分别为5.11%~18.43%,37.62%~104.31%和1.72%~22.41%,而有效磷和铵态氮含量随生物质炭添加量的增加呈先增大后减小趋势,分别在生物质炭添加量为10t/hm2和30t/hm2时达到最大值。随生物质炭添加量的增加,土壤有效态Cd和有效态Pb含量均呈降低趋势,而土壤有效态As含量呈先增加后减少的趋势,三者均在生物质炭添加量为40t/hm2时达到最小值。土壤微生物生物量碳、氮和微生物商随生物质炭添加量的增加均呈先升高后降低的趋势,均在生物质炭添加量为20t/hm2时达到最大值。相关分析表明,生物质炭添加量分别与土壤有效态Cd和Pb含量之间呈极显著负相关(P0.01);通径分析表明,生物质炭主要是通过直接作用影响土壤有效态Cd含量,而土壤pH、EC、有机质、微生物生物量碳、氮和有效磷主要是通过间接作用影响土壤有效态Cd含量。因此,添加适量生物质炭不仅可以改善土壤重金属污染现状和土壤理化性状,提高土壤养分含量,还可以改良土壤生物学性质,增加土壤微生物量。研究结果可为提高稻田土壤肥力和改善土壤重金属污染状况提供科学依据。     

镉胁迫下磷供应对芥菜生长和镉吸收的影响

采用土培和水培试验,研究了镉胁迫下磷供应对芥菜生长和镉吸收的影响。土培试验表明:施磷可以提高镉胁迫下小叶芥菜和雪里蕻种子的发芽率,提高小叶芥菜的生物量,而对雪里蕻生物量影响不大;施磷可以减少土壤中有效态镉含量,明显降低植株体内镉含量;植株体内的全磷含量随外加磷浓度的提高而显著增加。水培结果表明:镉胁迫下,磷供应对雪里蕻植株生物量影响不大;随着磷供应水平的增加,植株体内的全磷含量明显增加,但植株地上部镉、锌、钙、镁、锰等元素的含量明显降低。     

温度对黑土磷形态及有效性影响

试验研究了不同温度对黑土磷形态及有效性的影响,结果显示:不施磷和施磷情况下,Ca2-P、Ca8-P、Fe-P含量均随温度的升高而增加;Al-P含量则随温度升高而减少;Olsen-P的含量,在不施磷时随温度升高而增加,且30℃时效果要明显好于10℃和20℃,施磷时,则随温度升高而减少。不施磷情况下,有效磷和各形态的无机磷含量均随培养时间的延长而增加;施磷时,除Ca8-P含量增加外,其它各形态磷均随培养时间延长而减少。通过相关分析和回归分析得出,黑土中磷的主要组分是Al-P和Ca2-P,并得出了它们与Olsen-P的回归方程:Y=-0.958+0.675X(1 Ca2-P)+0.286X(3 Al-P)。     

Effect of Soil Moisture Content and Phosphorus Application on Phosphorus Nutrition of Rice Cultivated in Different Water Regime Systems

Abstract

Pot experiments were conducted in a glasshouse to investigate the effect of soil water content and phosphorus (P) supply on biomass, P uptake by rice cultivated in soils with different water regimes and soil available P. Results showed that P application rates had greater effect on P nutrition of rice than soil moisture content. Yield of rice grain was significantly decreased when soil moisture content was kept at 60% of water holding capacity (WHC) while the yields of rice grain were not significantly different when soil moistures were remained at 80% of WHC and waterlogged. This meant that it was possible for paddy rice variety to be cultivated in aerobic soil under the condition of sufficient P supply. The highest biomass of rice and highest P uptake by rice were found in the treatment with 0.0300 g P kg^?1 of P application rate and with 80% of WHC. Soil available P content decreased with the decrease of both the soil moisture content and the P applied. Rice crop exhausted soil P to a great extent leading to very low available soil P content when the rice crop was harvested, especially in the soil receiving no or small amounts of P fertilizer. All the results obtained in this experiment could provide the theoretic base for water and P management of paddy rice variety cultivated in aerobic soil in the southern hilly areas of China.     

施用接种解磷真菌的壮秧剂对水稻秧苗生长特性及磷素吸收的影响

通过苗床培养试验,研究了在低有效磷营养土上施用接种解磷青霉菌的壮秧剂对水稻秧苗的生长特性及磷素吸收的影响。结果表明,在低磷条件下,施用接种解磷菌的壮秧剂可以显著提高水稻秧苗的株高、地上部干、鲜生物量、根系活力、地上部磷含量和磷吸收量,在5个处理中,P2处理水稻秧苗的株高比对照提高16.81%,地上部鲜生物量比对照增加21.28%,地上部干生物量比对照增加12.42%,地上部磷含量比对照提高31.11%,地上部磷素吸收量比对照提高44.03%,表现效果较好,其次是P1和P4处理,其中P1处理的根部干、鲜生物量、根部的磷素含量和磷素吸收量均高于其他处理。在有效磷较低的土壤上,施用接种解磷菌的壮秧剂,可以促进作物苗期生长,分解土壤中难溶性磷,提高土壤磷素的利用效率。     

Effect of seed phosphorus and soil phosphorus applications on early growth of rice (Oryza sativa L.) cv. IR66

Abstract

The vigour and size of rice seedlings in the nursery are generally correlated with final grain yield. The present study examined the possibility that increasing seed phosphorus (P) concentration would stimulate early growth of rice seedlings and therefore would have the potential to increase rice yield. Rice seeds with a uniform size and three levels of P concentration (0.115, 0.173, and 0.240% on a dry weight basis) were sown in pots on a P deficient soil with three levels of P supply (0, 7.75, and 38.8 mg P kg^?1 soil) to investigate their effect on root and shoot dry weight and P accumulation at three harvest times, 10, 20, and 30 d after sowing (DAS). The effect of seed P concentration on plant growth was greatest at a low soil P concentration and it was less pronounced with increasing soil P concentration and with time at all levels of soil P. At 10 DAS, shoot dry weight was 15% higher at a high seed P concentration (0.240%) (p < O.O1) than at a low seed P concentration (0.115%) at each level of soil P supply whereas at subsequent harvests (20 and 30 DAS) the effect of seed P concentration was observed only when the soil P supply was deficient. In contrast with its effects on shoot dry weight, high seed P concentration increased root dry weight only at the latest harvest (30 DAS). The fact that high seed P increased P concentrations in shoot tips, and in roots at 10 DAS suggests that improved P nutrition of seedlings in the first 10 DAS may be the mechanism by which high seed P concentration stimulates early growth, especially in soils with low P concentration. Sowing rice seed with high P concentration may be beneficial for increasing farmer's rice yields, in P deficient soil, and requires further field investigations.     

栽培方式与施磷量对水稻养分累积、分配及磷素平衡的影响

针对宁夏引黄灌区水稻磷肥施用不合理的问题,探索水稻增产与养分高效的磷肥供应与相应的栽培模式之间的关系,以指导该地区水稻生产。通过在宁夏引黄灌区进行的田间试验,研究插秧和直播两种栽培模式下不同供磷水平(P2O50、45、90、135、180 kg/hm2)对水稻产量、不同器官氮磷钾养分含量、累积量及其分配比例、水稻磷肥利用效率及磷素平衡的影响。结果表明:插秧栽培较直播栽培水稻实粒增产15.6%,瘪粒产量降低184.0%。两种栽培方式下,水稻产量随着施磷量增加而增加,插秧栽培增产幅度为64.6%~68.7%,直播栽培增产幅度为24.2%~42.6%。施磷量和水稻籽粒产量之间有极显著的二次曲线关系,插秧水稻最高产量施磷量为158.5 kg/hm2,最佳经济产量施磷量为146.7 kg/hm2,比直播处理降低11.42%、8.9%。与直播处理相比,插秧处理实粒、地上部的氮素累积量分别提高12.3%、12.01%,磷素累积量降低6.39%、2.61%,钾素累积量提高了11.67%、17.87%。直播处理100 kg籽粒氮磷钾消耗比例为1∶0.35∶0.6,插秧处理为1∶0.30∶0.64。插秧处理水稻磷肥利用效率、偏生产力、农学利用效率、生理利用效率较直播处理分别提高了17.4%、8.6%、38.4%、4.6%,两种栽培方式下,当施磷量超过135 kg/hm2后水稻磷素携出量开始下降,施磷处理磷肥表观平衡均表现为盈余。综合考虑提高水稻产量、效益、磷肥当季回收率及维持土壤磷素平衡等因素,在本试验条件下,插秧处理最佳施磷范围为P2O5146.7~158.5 kg/hm2,直播处理为P2O5159.8~176.6 kg/hm2较为适宜。     

溶磷真菌促进磷素吸收和作物生长的作用研究

在盆栽条件下,利用花生、玉米、油菜在3种不同磷水平的石灰性土壤上,采用土壤耗竭性连续种植的方法,研究了溶磷青霉菌P8对吸收土壤磷素和作物生长的影响。结果表明,3种土壤上接种青霉菌P8菌剂都能提高作物的吸磷量,其生物产量比不接种显著提高,且在有效磷低的土壤上其增产幅度大于有效磷高的土壤;接种青霉菌P8在一定程度上能缓解和改善低温对作物生长和磷素吸收的不良影响。无论在有效磷高还是低的土壤,青霉菌P8都具有活化土壤磷、提高土壤磷素的利用效率和促进作物苗期生长的作用。     

蔬菜地土壤磷饱和度及其对磷释放和水质的影响

为了解蔬菜地土壤磷素的积累对水环境的影响,我们在浙江省选择了33个代表性蔬菜地,采集和分析了土壤、地表水和地下水样的磷素状况,从土壤磷饱和度的角度,研究了浙江省主要蔬菜土壤磷积累状况及其对地表和地下水水质和土壤磷释放潜力的影响。结果表明,半透膜渗析法测得的磷释放量与土壤磷积累呈正相关,磷释放量随土壤磷饱和度的提高而增加。蔬菜地土壤磷饱和度的增加可显著提高地表水体和地下水中磷的浓度,当土壤磷饱和度小于25%左右时,水体中磷浓度随土壤磷饱和度增加较为缓慢;但当磷饱和度大于25%时,水体中磷浓度随土壤磷饱和度提高迅速上升。地表水中磷浓度主要与表层土壤磷饱和度有关;地下水中磷浓度主要受深层土壤磷饱和度的影响,与表层土壤磷饱和度的相关性较小。土壤磷饱和度可很好地表征土壤磷释放和对环境的潜在影响。     

磷肥中腐植酸添加比例对玉米产量、磷素吸收及土壤速效磷含量的影响

【目的】 腐植酸可提高磷肥的肥效,对于其在磷肥中适宜添加量的研究可为我国磷肥的增效减量提供依据。【方法】 将腐植酸增效剂按1%、5%、10%和20%的比例添加到磷酸一铵中,制成四种腐植酸磷肥试验产品（HP1、HP2、HP3和HP4）,利用土柱栽培试验研究在等磷量（施P2O5量0.1g/kg干土）投入及等肥料重量（施磷肥实物量0.16g/kg干土,即施P2O5量分别减少1%、5%、10%、20%）投入情况下,腐植酸磷肥对玉米产量、磷素吸收利用及土壤速效磷含量的影响。【结果】 1）在等磷量施用情况下,与普通磷肥（P）相比,四种腐植酸磷肥处理玉米籽粒产量增加4.5%～13.6%,且腐植酸添加量越大产量越高,均显著高于普通磷肥处理;在等肥料重量施用下,随着腐植酸磷肥施入P2O5量的减少,玉米籽粒产量逐渐降低,当P2O5施用量减少20%时籽粒产量与普通磷肥处理相比仍未显著降低。2）腐植酸磷肥处理在等磷量施用下较普通磷肥处理可显著提高玉米籽粒磷吸收量和地上部吸磷总量,分别增加6.0%～15.4%和6.3%～14.0%,但秸秆磷吸收量无显著变化;当腐植酸磷肥施入P2O5量减少20%时籽粒磷吸收量和地上部磷吸收总量会显著低于普通磷肥处理。3）与普通磷肥处理相比,在等磷量施用下,腐植酸磷肥的表观利用率提高5.9～13.1个百分点,农学利用率、偏生产力分别提高26.5%～79.1%、4.5%～13.5%,且均达到显著水平。4）施入腐植酸后主要影响050cm土层的土壤速效磷含量,其中1530cm土层速效磷含量增加最为显著,与普通磷肥处理相比增加18.1%～36.6%。【结论】 腐植酸增效剂在1%～20%的添加比例范围内对磷肥均具有较好的增效作用,可提高玉米产量、磷素吸收量及磷肥利用效率,并可提高土壤中的速效磷含量,且腐植酸添加量越大效果越好;利用腐植酸的增效作用来减少磷肥施用量是可行的,在当前磷肥施用量的基础上可减少磷肥用量20%左右而保证玉米不减产。