施磷对南疆棉田土壤磷素有效性的影响

通过大田试验,研究了不同磷肥用量对棉田土壤速效磷、全磷、磷素活化系数以及棉花磷素吸收积累的影响,结果表明,施磷增加了土壤的速效磷和全磷含量以及土壤磷素活化系数。低磷处理下,棉田0～20 cm土层速效磷含量、全磷含量和磷素活化系数分别比对照增加了35.31%、12.44%和20.67%,高磷处理下,棉田0～20cm土层速效磷含量、全磷含量和磷素活化系数分别比对照增加了76.05%、33.64%和35.48%。低磷处理下,花铃期和吐絮期棉花整株磷素积累量分别比对照提高了44.69%和46.56%,高磷处理下花铃期和吐絮期棉花整株磷素积累量分别比对照提高了20.16%和7.51%。施磷(P2O5)75～150 kg.hm-2既能提高棉田土壤磷素有效性又能满足棉花对磷素的需求。     

不同质地棉田土壤对磷吸附与解吸研究

研究了不同质地棉田土壤对磷吸附与解吸的影响。结果表明:不同质地磷素等温吸附曲线与Langmuir、Temkin和Freundlich方程拟合度都达极显著水平,尤以Langmuir方程拟合度最高,相关系数均在0.94以上;磷吸持指数(PSI)、土壤最大缓冲容量(MBC)和吸附量均随粘粒含量的增加而增大,即粘土壤土砂壤土,而易解吸磷(RDP)、解吸量、解吸率和标准需磷量(SPR)呈下降趋势,即砂壤土壤土粘土。以Langmuir方程估算棉田土壤的需磷量,砂壤质棉田需磷量为12.87mgkg-1,壤质棉田需磷量为12.66mgkg-1,粘质棉田需磷量为10.00mgkg-1。     

蔬菜种植年限对土壤磷素吸附解吸特性的影响

为揭示不同种植年限土壤磷的固定和释放机制,通过土壤磷的等温吸附、解吸试验研究种植年限分别为3～5年、15～20年、25～30年的黄棕壤0～5cm和5～20cm土层磷的吸附、解吸特性。结果表明:土壤磷的等温吸附曲线、吸附量-解吸量曲线分别与Langmuir方程(R2为0.8728～0.8436)、二次函数方程拟合良好(R2为0.9545～0.9970);随蔬菜种植年限延长,表层土壤磷最大吸附量(Qm)、磷最大缓冲容量(MBC)明显降低,而土壤磷吸附饱和度(DPS)和解吸率明显提高;种植年限15～20年、25～30年土壤磷的解吸率明显高于3～5年土壤。对表征土壤磷素吸附、解吸特性的主要因子如MBC及DPS等作相关分析发现,无定形铁铝含量的变化是影响土壤磷吸附解吸特性的主要因素。     

不同施磷量下稻田土壤磷素平衡及其潜在环境风险评估

【目的】对南方赤红壤区不同施磷量下稻田土壤的磷素平衡及其潜在环境风险进行评估,为该地区合理施磷、 减轻农业面源污染提供依据。【方法】采用大田定位监测试验,3个不同年份(2011~2013年)早、 晚稻分别设置4个施磷水平(施磷范围为P2O5 0、 63~81、 126~162、 252~324 kg/hm2,分别用P0、 P1、P2、P3表示),连续3年测定早、 晚稻的稻谷和稻秆产量,分析其磷养分含量,以施磷水平与水稻地上部磷素累积量间的差值表示土壤磷素表观盈余量。同时,采集施基肥和穗肥后1、 2、 3、 5、 7和9 d的田面水,测定总磷含量,利用Split-line模型对2011~2012年每造水稻收获后小区耕层土壤Olsen-P含量和所有监测时间点的田面水总磷平均浓度进行分段回归,并对二者之间的相关关系进行分段回归拟合。【结果】 施磷量P2O5 63~81 kg/hm2的处理稻谷产量显著提高,但磷肥施用量增至2倍时,稻谷产量无明显增加,继续增至4倍时,前3造水稻稻谷的产量增加也不明显。施磷可不同程度地提高水稻地上部的磷素累积量、 土壤表观磷素盈余量和Olsen-P含量,且三者均随施磷量的增加而增加。在施肥后1~3 d内无磷处理田面水总磷浓度较高,是磷素流失的高危险期; 施磷量P2O5 63~81 kg/hm2的处理显著提高了施肥后2 d内田面水的总磷浓度,而P2O5 252~324 kg/hm2的处理在监测期间田面水总磷浓度均显著高于无磷处理。 Split-line模型模拟土壤Olsen-P与田面水总磷的关系,得出在本试验区土壤环境条件下,可能导致田面水中磷激增的土壤Olsen-P临界含量为19.0 mg/kg,对应的施磷量为P2O5 63 kg/hm2,与土壤磷素持平的施磷量一致。【结论】综合考虑水稻产量效应、 土壤磷素表观平衡和磷素环境风险,在本研究区域目前的土壤环境条件下,P2O5 63 kg/hm2为水稻产量较高、 环境风险较小的推荐施磷量。     

长期施肥条件下灰漠土磷的吸附与解吸特征

通过等温吸附与解吸试验,研究了长期施肥条件下不同磷素含量水平的灰漠土耕层0~20 cm土壤磷素吸附与解吸特征。结果表明,在实验浓度范围内,不同Olsen-P水平的灰漠土土壤,随外源磷量的增加,磷的吸附量、解吸量及解吸率均逐渐增大,吸附率逐渐减小。土壤Olsen-P含量水平与土壤磷素吸附饱和度（DPS）的大小呈正相关关系。处理间比较,土壤最大吸附量（Xm）值为CK>NPK≈NPKM>PK≈NPKS、且处理间达到极显著差异水平;NPK处理的吸附常数（K）值与土壤最大缓冲容量（MBC）值均极显著地大于CK、PK、NPKM和NPKS处理。该4个处理间比较：K值无显著差异,MBC值CK极显著大于PK和NPKS处理、CK与NPKM、PK与NPKS处理间差异不显著。化肥配施有机肥或秸秆的处理土壤易解吸磷（RDP）值极显著大于单施化肥的处理,释磷效果以化肥有机肥配施为最优。     

长期施肥条件下灰漠土磷的吸附与解吸特征

通过等温吸附与解吸试验,研究了长期施肥条件下不同水平的灰漠土耕层0～ 20 cm土壤磷素吸附与解吸特征.结果表明,在实验浓度范围内,不同Olsen-P水平的灰漠土土壤,随外源磷量的增加,磷的吸附量、解吸量及解吸率均逐渐增大,吸附率逐渐减小.土壤Olsen-P含最水平与土壤磷素吸附饱和度(DPS)的大小呈正相关关系.处理间比较,土壤最大吸附量(Xm)值为CK＞ NPK≈NPKM＞ PK≈NPKS、且处理间达到极显著差异水平;NPK处理的吸附常数(K)值与土壤最大缓冲容量(MBC)值均极显著地大于CK、PK、NPKM和NPKS处理.该4个处理间比较:K值无显著差异,MBC值CK极显著大于PK和NPKS处理、CK与NPKM、PK与NPKS处理间差异不显著.化肥配施有机肥或秸秆的处理土壤易解吸磷(RDP)值极显著大于单施化肥的处理,释磷效果以化肥有机肥配施为最优.     

长期施磷对土壤磷素吸附演变的影响

Knowledge of phosphorus （P） behavior in long-term fertilized soils is essential for programming fertilization practices and for sustaining environmental quality. The long-term （1984-1997） effects of various fertilization treatments on P changes and sorption isotherms as well as the relationship of soil properties to P sorption and P forms were evaluated in an Ustic Isohumisol, a calcareous soil, on the Loess Plateau, China. Compared to 1984, after 13 years of crop production, total soil P in the no-P treatments （control and N treatment） decreased by 5%-7%, but in the phosphorus fertilizer alone （P）, nitrogen and phosphorus fertilizers in combination （NP）, manure alone （M）, and nitrogen and phosphorus fertilizers and manure in combination （NPM） treatments, it increased by 22%, 19%, 28%, and 58%, respectively. Residual fertilizer P was found mainly in NH4Ac-soluble P （Cas-P）, followed by NaHCO3-soluble P （NaHCO3-P）, and NH4F-soluble P （Al-P）. Phosphorus sorption in the soils with different fertilization practices fit the Langmuir equations. Phosphorus sorption capacity in the no-P treatments increased, whereas it decreased in the P-included treatments （P, NP, and NPM treatments）. Phosphorus sorption maximum （Qm） was significantly and negatively correlated to inorganic P including NaHCO3-P, Cas-P, NaOH-Na2CO3-soluble P （Fe-P）, and Al-P （P ≤ 0.01）. Moreover, long-term fertilization increased soil organic carbon in the NP, M, and NPM treatments and decreased pH in the NP and NPM treatments. Thus, the ability of the soil to release sorbed P to the environment increased under long-term P fertilization.     

土壤有机酸与磷素相互作用的研究

土壤有机酸包括低分子量有机酸和腐殖酸,它们构成土壤有机组分中性质较活跃的部分。特别是低分子量有机酸,在土壤形成、养分和污染物的转化过程中起着十分重要的作用,受到土壤、植物营养和环境科学工作者的高度重视。本文着重从它们与磷素相互作用的角度,阐述有关研究进展。主要内容包括:(1)磷营养与植物根系分泌有机酸的特征;(2)有机酸对土壤吸附磷的影响;(3)有机酸与磷的解吸、释放与转化。旨在促进研究工作的深入,并为合理利用磷素,保护生态环境提供科学依据。     

日光温室菜园土的磷素形态及吸附和解吸特征

对在斑纹简育湿润淋溶土（潮棕壤）上发育的温室菜园土的磷素含量、磷素的有机和无机组分、磷素的吸附和解吸特征进行了研究,结果表明:日光温室土壤具有明显的磷素积累特征,使用年限在3年～36年日光温室土壤的全磷、速效磷、Cowell全磷和Cowell无机磷含量分别比与其相邻的露地旱田土壤的增加了90.4%～182.4%、505.0%～892.1%、294.5%～478.9%和360.9%～637.6%。其中速效磷含量已达到84.7～138.9mg／kg。日光温室土壤无机磷和有机磷都显著增加,在各组分之间的比例上表现为O-P增加,Ca-P下降,高稳性有机磷相对增加,而活性有机磷所占比例下降。日光温室土壤不仅表现为对磷素的吸附能力增强,而且解吸能力也明显提高。     

新疆棉田土壤养分的吸附特征与有效性研究

应用土壤养分状况系统研究法．1996-2002年在新疆4个主要棉区，采集21个点的主要类型耕层土壤．通过土壤分析、吸附试验和盆栽试验。系统地研究新疆主要棉区土壤的养分状况、土壤对主要养分的吸附固定能力和生物有效性，结果表明：各营养元素的缺乏顺序．和田灌淤土为N＞P＞Zn＞K＞Cu＞S，阿克苏潮土和灌淤土为N＞P＞Zn＞K＞Mn＞Fe＞Cu。喀什潮土为N＞P＞Zn＞Cu＞Fe．石河子灰漠土是N＞P＞Zn＞S＞Fe＞Cu＞Mn。     

施磷对不同质地棉田土壤磷素有效性及磷肥利用率的影响

为阐明施磷对不同质地棉田土壤磷素有效性及磷肥利用率的影响,以盆栽试验为基础,在不同质地(粘土、壤土、砂土)上设计5个磷素水平(P0、P150、P300、P600、P1200)研究棉田磷素状况和棉花磷素积累及磷肥利用率。结果表明:不同质地棉田土壤有效磷含量在苗期和蕾期均随施磷量的增加而增加,苗期时粘土、壤土、砂土的土壤有效磷含量在P1200处理下与对照相比分别增加了80.94%、85.78%、94.41%,蕾期则分别增加了76.82%、85.10%、94.20%。苗期时,土壤全磷含量分别在粘土P600、壤土P1200、砂土P600处理下达到最大值;蕾期时粘土、壤土和砂土的全磷含量均在P1200处理达到最大值,土壤磷素活化系数在苗期时表现为粘土砂土壤土,蕾期磷素活化系数在粘土和砂土基本呈持续递增状态,最大值与对照(P0)相比分别增加了34.22%、85.71%。植物整株干物质积累在不同土壤质地表现为粘土砂土壤土。植物全磷含量则是壤土略低于粘土,砂土最低。棉花整株磷素积累量在不同土质上表现为粘土最高,壤土次之,砂土最低,且分别在P600、P300、P600处理时达到最大值。不同磷水平下,磷肥表观利用率在3种土壤质地上表现不同,粘土、壤土、砂土分别在P150、P300、P600时达到最大值,与P0相比分别提高了16.84%、29.19%、10.68%。同一磷水平下不同土壤质地磷素生理利用率表现为砂土壤土粘土。因此,在生产中应针对土壤质地合理施磷,粘土土质下棉田施磷量应控制在约150 kg/hm~2,壤土土质应控制在150～300 kg/hm~2,砂土土质施磷量总体应控制在300～600 kg/hm~2,才能促进土壤中磷的有效性和棉花磷素吸收,从而提高磷肥利用率。     

不同滴灌磷肥对棉田土壤磷含量及磷肥利用率的影响

通过田间试验,研究不同磷肥对滴灌棉田土壤有效磷及棉花产量和磷肥利用效率的影响。试验选取5种滴灌用磷肥：磷酸一铵（MAP）、聚磷酸铵（APP）以及大量元素水溶肥固体型（SF）、悬液型（LSF）、清液型（LCF）,并以不施磷肥为对照（CK）,共6个处理。测定土壤有效磷含量以及棉花生长、磷素吸收和产量。结果表明：在一个灌溉施肥周期内,施用清液型水溶肥（LCF）和聚磷酸铵（APP）较其它处理显著增加了土壤有效磷含量;在棉花各生育期,聚磷酸铵（APP）0～20 cm土层土壤有效磷含量较其它处理显著增加,清液型水溶肥（LCF）20～40 cm土层土壤有效磷含量最高,在盛铃期时较聚磷酸铵（APP）显著增加了21.41%;聚磷酸铵（APP）较磷酸一铵（MAP）显著促进了吐絮期棉花茎、叶的干物质及磷素积累量,而清液型水溶肥（LCF）干物质和磷素吸收在棉铃的分配比例最高,分别为64.89%、69.28%;清液型水溶肥（LCF）产量最高,聚磷酸铵（APP）次之,分别较磷酸一铵（MAP）提高了8.97%、2.87%;施用清液型水溶肥（LCF）较其它处理显著提高了棉花的磷肥偏生产力和磷肥农学效率,而聚磷酸铵（A...     

不同磷浓度对土壤吸附锌特性的影响

通过等温吸附试验，研究了不同磷浓度条件下水、旱田两种土壤吸附锌的规律，结果表明：在本试验条件下，以Fretmdlich方程拟合土壤对锌的吸附等温线的效果最好；不同磷浓度条件下，同一土壤的吸附等温线方程参数k和n均没有显著的变化；不同磷浓度对土壤吸附锌的量没有显著影响。因此，磷锌拮抗的原因可能不是施磷加强了土壤对锌的吸附作用。     

不同磷浓度对土壤吸附锌特性的影响

通过等温吸附试验,研究了不同磷浓度条件下水、旱田两种土壤吸附锌的规律,结果表明:在本试验条件下,以Freundlich方程拟合土壤对锌的吸附等温线的效果最好;不同磷浓度条件下,同一土壤的吸附等温线方程参数k和n均没有显著的变化;不同磷浓度对土壤吸附锌的量没有显著影响。因此,磷锌拮抗的原因可能不是施磷加强了土壤对锌的吸附作用。     

不同氮用量对新疆棉田土壤微生物的影响

为揭示连续定点不同氮用量对棉田土壤微生物的影响,于2018～2020年在阿拉尔连续3年定点设置6个氮处理：0 kg/hm²(N0)、90 kg/hm²(N1)、180 kg/hm²(N2)、270 kg/hm²(N3)、360 kg/hm²(N4)、450kg/hm²(N5),研究了连续3年定点施氮对0～60 cm土层三大菌群数量及结构比例的影响。结果表明,各处理0～60 cm土层土壤微生物均以细菌为主,放线菌次之,真菌最少。连续定点施氮可分别提高0～60 cm土层土壤细菌、真菌、放线菌总数,且随施氮量的增加基本呈先增后降的变化趋势。其中细菌、放线菌数量均在N3处理达到峰值,其数量变化均主要集中在0～40 cm土层(0～40 cm细菌占其总数的71.92%～79.65%,0～40 cm放线菌占其总数的77.21%～92.06%);真菌数量在N4处理达到峰值,其数量变化主要集中在0～20 cm土层(0～20 cm真菌占其总数的35.62%～65.84%)。随...     

Changes in phosphorus fractions,sorption and release in Udic Mollisols under different ecosystems

A 20-year field trial was conducted to study the effects of ecological factors and fertilization on phosphorus characteristics of fertile Udic Mollisols under three ecosystems: (1) bare land ecosystem with no vegetation or fertilizers (BE), (2) natural ecosystem with native grasses but no fertilizers (NE) and (3) agroecosystem with a rotation of wheat–soybean–corn. The agroecosystem had received N and P fertilizers during 1985–1993 and had received no fertilizers (CK), N and P fertilizers (NP) or N and P fertilizers along with pig manure (NPM) during 1994–2005. While there was no P input or removal in the BE and NE, the CK had a net P loss of 174 kg ha⁻¹, whereas the NP had a net gain of 96 kg/ha and the NPM 504 kg ha⁻¹. Increasing net P input increased both Olsen P and total P in the 0–20-cm soil. The amounts of NaHCO₃-extractable (Ca₂–P) and NH₄Ac-extractable P fractions (Ca₈–P) were in an order of NPM > NP > CK > NE > BE. The H₂SO₄-extractable fraction (Ca₁₀–P) was lowest in the BE and highest in the NPM but was similar in the other treatments. The CK had the least, and the NPM had the highest amounts of NH₄F-extractable (Al–P) and NaOH–Na₂CO₃-extractable fractions (Fe–P). Among the inorganic P, the percentage of Ca₂–P, Ca₈–P and Al–P increased, whereas that of Fe–P, occluded P and Ca₁₀–P decreased with increasing P input into the system. Soil P adsorption was in an order of CK > NE > NP > BE > NPM, whereas P release was in an order of NPM ≫ NP > CK > NE > BE. The study concluded that soil P can be sustained under the natural ecosystem while annual applications of chemical fertilizers and animal manure increased both labile and non-labile P pools in the agroecosystem.     

砂培条件下两种磷效率棉花根系形态及根际特征差异

为对比两种磷效率棉花在两种磷水平(0.1和5 mmol/L)的根系形态和根际特征的差异。以磷高效型棉花ZM42和磷低效型棉花XLZ13为研究对象设计砂培花盆分层试验,测定生物量、吸磷量、根系形态数据、分层Olsen－P、 pH值和酸性磷酸酶。结果表明：在砂培条件下两种磷效率棉花生物量和磷素积累量随施磷量的增加均有不同程度增加; ZM42在两种磷处理的根部生物量、吸磷量以及根冠比都优于XLZ13。在两种磷处理下, ZM42根系中根径(0~0.4 mm)的细根长度较XLZ13长,细根在总根长中的比例较高。总根长中细根越多有利于促进植株对磷的吸收。生长介质中磷含量降低时,棉花根际pH值也随之降低,高效品种ZM42的根际pH值降低幅度显著高于XLZ13;两种磷效率棉花在两个时期的根际土壤磷酸酶活性均随着施磷量的减少而增加,磷高效棉花ZM42分泌的土壤磷酸酶活性均高于磷低效棉花XLZ13。由此可见,两种磷效率棉花在相同生长介质中根际机理存在差异,且在低磷胁迫下磷高效棉花根系形态特征改变是根际磷活化主要机理之一。     

Response of wheat to foliar phosphorus treatments under field and high temperature regimes

Potassium phosphate (KH₂PO₄) is applied commonly in dilute foliar sprays to wheat (Triticum aestivum L.) in China. Yield responses to foliar P sources have also been reported for several crop species in other countries. Experiments were conducted to determine efficacy of four P sources and four rates of KH₂PO₄ as foliar treatments on wheat under field conditions and KH₂PO₄ under two controlled temperature regimes. Grain yields were increased most by KH₂PO₄ followed by β‐glycerophosphate and tripolyphosphate; only phytic acid was ineffective. All rates of 1 to 4 kg ha^‐1 KH₂PO₄ increased grain yields. Foliar KH₂PO₄ applications increased grain weight early under low controlled temperatures, but did not affect final grain weight under either temperature regime. Beneficial effects of foliar P treatments were associated with increased plant P content, which may have increased cell sugar content and protected membranes. Although preliminary results are favorable, additional research is needed to determine optimum methods and conditions for treating wheat with foliar P sources.     

不同基因型棉花磷效率的差异特征

以水培方法研究不同施磷水平对不同基因型棉花4个生育期干物质积累和磷效率的影响。结果表明,无论低磷条件或是高磷条件磷高效基因型棉花的生物量明显高于磷低效基因型,磷高效基因型含磷量显著低于磷低效基因型,说明高效基因型棉花能以较低的磷积累较多的干物质。各基因型棉花均表现出高磷条件下磷吸收效率大于低磷,而低磷条件下磷利用效率大于高磷;磷高效型品种的磷吸收效率和磷利用效率均高于磷低效型。其中磷吸收效率表现突出的是磷高效品种新陆早19号,4个时期中,低磷和高磷条件的平均值分别是14.62、137.48 mg/株;磷利用效率能力较强的是磷高效品种中棉42号,低磷和高磷条件下4个时期的平均值分别是590.71、182.27 g/g。     

长期膜下滴灌棉田土壤盐分变化特征

为阐明膜下滴灌技术对土壤化学性质的影响,选择典型绿洲区(新疆石河子市下野地灌区)进行膜下滴灌1~6 a的棉田,于2009—2013年对其土壤盐分离子变化进行定点监测分析。结果表明,绿洲盐碱区棉田土壤中盐分、Na+、Ca2+、Mg2+、SO2-4以及Cl-随滴灌应用年限延长呈负指数幂函数曲线降低,在膜下滴灌技术使用初期,棉田盐分、离子下降较快,随后降幅减小;滴灌第1年土壤为盐土,滴灌第5年转为轻度盐化土;滴灌第6年后棉花成活率为76.39%,产量为4 515.48 kg/hm2。同时随着滴灌年限延长钠吸附比和Cl-/SO2-4当量比降低,土壤中阴阳离子组成亦在逐年发生变化,长期应用膜下滴灌技术后盐碱土类型将可能由氯化物-硫酸盐盐土转化为硫酸盐盐土。结果表明,绿洲盐碱灌区现行灌溉制度下膜下滴灌棉田土壤盐分向着有利于棉花生长的方向发展。研究可为规模化推广膜下滴灌技术提供一定的理论支持。