不同磷水平下玉米-大豆间作对红壤无机磷组分及有效磷的影响

通过2年盆栽试验，探讨不同磷水平下玉米–大豆间作根际土壤无机磷组分、土壤有效磷含量及作物磷吸收的差异，明确土壤无机磷组分、土壤有效磷与作物磷吸收之间的相互关系。试验设置玉米单作、大豆单作、玉米–大豆间作3种种植方式以及3个P2O5施用水平(0、50、100 mg/kg，分别记作P0、P50、P100)，共9个处理。结果表明：与单作相比，2018年和2019年在P0、P50和P100水平下，间作显著提高玉米和大豆的籽粒产量，并显著提高玉米和大豆植株的磷素吸收量。与常规施磷水平(P100)下的单作处理相比，玉米–大豆间作在磷肥减少50%(P50)的条件下，并未降低玉米和大豆的磷吸收量与籽粒产量。3个磷水平下，间作提高了玉米和大豆根际土壤有效磷含量，而降低了根际土壤总无机磷以及Fe-P、Al-P、Ca-P、O-P的含量；同时适当增施磷肥显著提高了玉米和大豆根际土壤总无机磷及各无机磷组分的含量。本试验条件下，间作促进土壤中Fe-P、Al-P、Ca-P和O-P的活化(尤其是Fe-P)，是低磷胁迫下间作土壤有效磷含量与作物磷吸收量增加的重要原因。玉米–大豆间作具有节约磷肥、维持作物产量及根际土壤有...     

低磷红壤无机磷组分特征及间作调控作用

为明确间作和施用磷肥对低磷红壤无机磷组分的影响,促进酸性土壤磷肥高效利用,通过田间小区定位试验,采用玉米单作（MM）、玉米//大豆间作（MI）2种种植模式,在4个施磷水平（P2O5 0、60、90、120kg·hm-2,分别记作P0、P60、P90、P120）下,研究玉米//大豆间作根际土壤无机磷组分变化特征,探讨间作对红壤玉米产量及其可持续性、磷吸收和磷素收支平衡、土壤无机磷组分的调控作用。结果表明,玉米籽粒产量及其可持续性指数（SYI）、磷吸收量随着施磷水平的增加而增加,在P90水平达到最大值。低磷红壤无机磷组分以O-P和Fe-P为主,二者占无机磷库的71.44%～80.18%,施用磷肥显著提高了红壤Fe-P和Al-P的含量与占比。玉米//大豆间作显著提高玉米产量,促进磷的吸收利用,减少土壤磷素盈余量,显著降低红壤O-P、Fe-P、Al-P含量。与单作相比,在P60、P90、P120水平下,间作玉米产量分别显著提高66.70%、52.44%、74.14%,SYI分别显著提高55.31%、42.18%、78.00%,磷吸收量分别显著提高61.97%、48.67%、74.33%,土壤磷...     

不同磷水平下玉米-大豆间作对根系有机酸分泌特征及磷吸收的影响

通过盆栽试验,探讨不同磷水平下玉米-大豆间作根系分泌物中有机酸以及磷吸收的变化特征。结果表明：与单作相比,在P50和P100水平下,间作种植显著提高了玉米和大豆籽粒产量70.82%、52.67%和22.46%、16.62%。2个磷水平下,玉米-大豆间作具有明显的磷吸收优势,磷吸收土地当量比（LERP）为1.32～1.56,且LERp不受磷水平调控。与常规磷水平（P100）下的单作相比,玉米-大豆间作在磷肥减施1/2 (P50)的条件下,并未降低玉米和大豆的磷素吸收量。间作改变了玉米和大豆根系有机酸分泌的种类,显著提高了有机酸的分泌速率,并且在P50水平下间作处理有机酸的分泌速率最大。因此,间作诱导根系有机酸分泌增加是驱动不同磷水平下玉米和大豆磷高效吸收的重要机制之一,玉米-大豆间作具有减施磷肥并维持作物产量和磷吸收的潜力。     

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。     

间作作物菌根菌丝对红壤磷形态的影响

丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)在植物与土壤系统中扮演着重要的角色,能促进寄主植物对养分尤其是磷(P)的吸收。间作在提高土壤P素利用及增产增收等方面具有重要作用。本研究通过三室隔网分室盆栽模拟试验,在玉米/大豆间作种植体系下,对菌丝室进行不同形态P处理[不施P(P0)、施用无机磷(IOP50)、施用有机磷(OP50)],同时在根室进行不同AMF处理[不接种(NM)、接种Funneliformis mosseae(FM)],研究了不同外源形态P添加和AMF处理下,菌根作物对菌丝室红壤中不同形态P吸收利用的影响。结果表明:与单作-FM-IOP50处理相比,间作-FM-IOP50处理下的玉米P吸收量显著增加150.2%,大豆P吸收量增加24.5%;除大豆单作-P0处理外,接种FM均明显降低菌丝室土壤有效磷含量。除大豆单作-FM处理外,施用IOP50使土壤有效磷含量在单作条件下最高,而在间作条件下则最低。对红壤P形态的分级结果表明,接种AMF均一定程度增加了Ca_2-P、Al-P、Org-P、O-Al-P、Ca_(10)-P的含量,而间作则显著提高了作物对土壤Ca_2-P、Fe-P的吸收;相比其他处理,土壤Ca_2-P、Org-P、O-Al-P含量在间作-FM-IOP50组合处理下较高(P0.05)。相关分析显示,Ca_2-P与玉米植株P吸收量呈显著负相关,而O-Al-P与大豆植株P吸收量呈显著负相关。总之,接种FM、磷肥施用与间作均在一定程度上促进了宿主作物对P的吸收累积。其中间作-FM-IOP50组合是促进间作玉米生长、P素吸收及Ca_2-P、Org-P、O-Al-P增加的最佳组合,通过促进无机磷的活化而改善作物对P素的吸收利用,有效削减土壤P素的残留,若将其应用于滇池流域,可望减少P素的流失。     

不同磷水平下小麦蚕豆间作对根际有效磷及磷吸收的影响

【目的】探明不同磷水平下小麦–蚕豆间作对根际有效磷含量及作物磷吸收量的影响,提高磷肥利用率。【方法】2015—2016和2016—2017两季田间试验在云南农业大学试验基地耕作红壤上进行,供试小麦品种为云麦-52,蚕豆品种为玉溪大粒豆。设施P2O5 0 (P0)、45 (P45)和90 kg/hm^2 (P90)三个水平,和单作(M,包括小麦单作MW和蚕豆单作MF)和间作(I)两种种植模式。每季在小麦分蘖期、拔节期、抽穗期、灌浆期和成熟期,蚕豆分枝期、开花期、结荚期、籽粒膨大期、收获期采取根际土样测定有效磷含量。在小麦蚕豆收获期测定单、间作小麦、蚕豆产量,并测定作物地上部磷含量。计算土地当量比(LER)来衡量间作优势,并用磷肥农学利用率来反映磷肥的吸收效率。【结果】与单作相比,在P0、P45、P90水平下,2016年间作种植显著提高了小麦籽粒产量12.5%、21.7%和17.3%,2017年间作蚕豆产量较单作分别降低了16.8%、11.7%和8.2%。三个磷水平下,小麦–蚕豆间作具有产量优势,土地当量比(LER)为0.95~1.18。与常规施磷水平(P90)下的单作相比,小麦–蚕豆间作条件下,磷肥减施1/2 (P45)并未降低小麦和蚕豆产量。间作种植对小麦根际有效磷含量无显著影响(除2016年成熟期外),但2017年,在蚕豆分枝期、开花期、结荚期,间作则分别降低蚕豆根际有效磷含量20.8%、44.5%和18%。与P90单作相比,间作P45处理几乎不会降低小麦、蚕豆根际有效磷含量。小麦、蚕豆磷吸收量主要受磷水平的调控,种植模式对小麦和蚕豆磷的吸收量及磷肥农学利用率均没有影响。【结论】在本试验条件下,小麦–蚕豆间作提高了小麦籽粒产量,降低了蚕豆产量;间作种植主要是改变了蚕豆生育前期根际有效磷含量,但对作物的磷吸收量没有影响。小麦–蚕豆间作具有减施磷肥、维持作物产量和根际土壤有效磷的潜力。     

间作对玉米根系分泌物及团聚体稳定性的影响

通过田间小区试验种植玉米(玉米单作、玉米∥大豆、玉米∥马铃薯),测定3个生育期(拔节期、大喇叭口期、抽雄期)玉米根系分泌总糖含量、总有机酸含量和土壤团聚体状况,分析间作对玉米根系分泌物及团聚体稳定性的影响。结果表明:玉米根系分泌总糖含量和总有机酸含量随生育期的推移而增加,间作显著提高玉米根系分泌总糖含量和总有机酸含量,玉米∥马铃薯玉米∥大豆。在抽雄期,玉米∥大豆、玉米∥马铃薯相比玉米单作0.25mm水稳性团聚体含量(R_(0.25))分别显著提高6.19%,8.17%;平均质量直径(MWD)分别提高5.04%,10.08%;几何平均直径(GMD)分别提高6.12%,12.24%;分形维数(D)分别显著降低0.72%,1.09%;团聚体破坏率(PAD)分别显著降低16.77%,26.08%。在根系分泌物最大的抽雄期,玉米根系分泌总糖含量、总有机酸含量与R_(0.25),GMD,D,PAD呈极显著相关关系(P0.01)。因此,间作可通过增加玉米根系分泌总糖含量和总有机酸含量,进而提高土壤团聚体的稳定性。     

玉米间作大豆、萝卜对红壤不同粒径水稳性团聚体碳氮分布的影响

为了探讨不同种植模式对红壤水稳性团聚体粒径分布以及不同粒级团聚体中有机碳、氮含量,土壤微生物量碳、氮含量的影响,选择大豆、萝卜与玉米间作及3种作物的单作进行田间试验,在作物成熟期采样,进行样品测定。结果表明:在玉米-大豆(玉//豆)、玉米-萝卜(玉//萝)、玉米单作(玉单)、大豆单作(豆单)、萝卜单作(萝单)处理中,大团聚体(> 0.25 mm)的百分含量明显高于微团聚体(<0.25 mm),其中以大团聚体中粒径为0.25~2 mm的百分含量最高且显著高于其余两种粒径,大团聚体百分含量表现为:玉//豆>玉//萝>玉单>萝单>豆单,微团聚体则与其相反。团聚体粒径中的有机碳含量表现为0.25~2 mm粒径最高、<0.25 mm粒径次之、>2 mm粒径含量最少、玉米大豆间作含量最高、玉米单作含量最低。团聚体粒级中全氮含量与有机碳分布一致,但单作的全氮含量高于间作。有机碳与全氮的C/N为间作高于单作,>2 mm粒径C/N高于其余两种粒径。微生物量碳、氮在团聚体粒径中的分布趋势一致,都表现为间作模式高于单作模式,大团聚体中的含量高于微团聚体。微生物量碳、氮的C/N为单作模式高于间作模式,微团聚体大于大团聚体。与单作相比,间作能提高土壤中水稳性大团聚体的含量,增加大团聚体粒径内的有机碳、氮及微生物量碳、氮的含量。     

水稻旱作下土壤水分状况和施用磷肥对红壤有效磷含量的影响

通过盆栽和模拟实验探讨了水分状况和施磷量对红壤有效磷的影响。结果表明,水分状况和施磷量均显著地影响红壤有效磷含量,二者的交互作用达极显著水平;同时也均显著地影响水稻生物量和对磷的吸收量,二者的交互作用达显著和极显著水平。红壤有效磷含量基本上随红壤水分含量和施磷量的增加而提高,随水稻生长时间的延长而降低;水稻的生物量和对磷的吸收量均随施磷量的增加和水稻生长时间的延长而增加,但以中水条件下最高。在保证80%的饱和持水量和常规氮、钾等养分投入条件下,施磷量为67.5 kg hm-2就可以满足水稻旱作的生长需求。     

施磷水平对玉米大豆间作系统氮素吸收与分配的影响

[目的]研究施磷对玉米大豆间作系统氮素吸收、分配和间作优势的影响,为优化玉米与大豆间作系统氮、磷养分管理提供参考.[方法]两年盆栽试验设置3种种植方式:玉米单作、大豆单作、玉米与大豆间作;4个P2O5施用水平:0、50、100、150 mg/kg,分别以P0、P50、P100和P150表示.在玉米小喇叭口期、大喇叭口期...     

不同肥力水平土壤团聚体的稳定性及对氮肥盐溶液的响应

在室内利用筛分技术研究了关中地区相同质地类型3个不同肥力水平土团聚体的组成及其稳定性,并在4个不同浓度氯化铵溶液中进行湿筛,探讨了不同肥力土壤团聚体对盐溶液的反应特征及抗化学物质分散的能力,以便揭示长期施用无机氮肥对土壤团聚体的作用与影响。结果表明,干、 湿筛结果显示3个肥力水平土壤直径＞0.25 mm团聚体的含量均随肥力水平的升高显著增加,供试土团聚体的水稳性较差,湿筛后直径＜0.25 mm的微团聚体含量在85%以上,而富有农学价值的直径在15 mm的水稳性团聚体在高肥力土壤中含量仅为2.80%,中肥力土壤为1.47%,低肥力土壤为0.84%。3种肥力土壤团聚体组成受氯化铵溶液浓度的影响,在4种浓度的氯化铵溶液中湿筛后,直径25 mm的团聚体的含量随溶液浓度增大而减少,而0.252 mm团聚体含量明显增加。试验得到的主要结论为, 不同肥力水平土壤团聚体质量差异明显; 团聚体的化学稳定性受盐溶液浓度和肥力水平的共同作用,随氮肥溶液浓度增大,团聚体组成集中在0.252 mm的较小范围,盐分使得多级的团聚体组成向单一化方向变化; 高肥力土壤受氮肥溶液的影响相对较弱,中、 低肥力土壤对氮肥溶液的响应则较为强烈。     

外源磷与AMF对间作玉米种植红壤无机磷形态的影响

通过三室隔网分室盆栽模拟试验,研究了分室不同磷(P)源[无机磷(磷酸二氢钾)和有机磷(大豆卵磷脂),P添加量均为50 mg·kg-1]添加和根室接种不同丛枝菌根真菌(AMF)[Glomus mosseae(GM)、Glomus etunicatum(GE)]对间作玉米种植红壤无机磷形态的影响。结果表明:无论接种与否,间作处理使根室土壤有效磷含量显著降低,说明间作能够促进玉米植株对土壤有效磷的吸收,且有效磷的耗竭从根际土壤开始。除OP50-单作玉米处理的Org-P外,接种AMF均一定程度增加了各形态无机磷含量。此外,根室土壤有效磷的主要组分为Ca2-P、Al-P和Org-P,其中Org-P与土壤有效磷有着极显著的负相关关系。     

小麦蚕豆间作对红壤有效磷的影响及其与根际pH值的关系

在云南红壤上采用田间小区试验,通过测定分蘖～拔节期、孕穗～抽穗期、灌浆～乳熟期不同土层深度小麦根际土壤有效磷(available phosphorus)含量和根际pH值,比较研究了小麦蚕豆间作对小麦根际土壤有效磷含量和pH值的影响,探讨了间作小麦根际pH与根际土壤有效磷之间的相互作用.结果表明,与小麦单作相比,小麦蚕豆间作显著地促进了小麦产量的提高.同时,小麦蚕豆间作促进了小麦根际土壤有效磷含量的提高,分蘖～拔节期、孕穗～抽穗期0-10 cm、10-20 cm土层单、间作差异显著;间作显著降低了分蘖～拔节期10-20 cm土层、孕穗～抽穗期0-10 cm、10-20 cm、20-30 cm土层小麦根际土壤pH.分蘖～拔节期、灌浆～乳熟期,单、间作小麦根际土壤有效磷含量与根际pH呈负相关关系.试验表明,在红壤上间作小麦根际土壤有效磷含量的提高与间作降低根际pH有密切关系.     

不同氮磷水平下小麦-蚕豆间作对产量稳定性的影响

研究不同氮或磷水平下小麦-蚕豆间作对产量稳定性的影响,为小麦-蚕豆间作系统的高产稳产及合理施肥提供理论依据。通过5年(2015～2019年)的田间定位试验,设4个氮水平(N0-0 kg·hm-2、N1-90 kg·hm-2、N2-180 kg·hm-2和N3-270 kg·hm-2)、3个磷水平(P0-0 kg·hm-2,P1-45 kg·hm-2和P2-90 kg·hm-2)和3种种植模式(小麦单作、蚕豆单作和小麦-蚕豆间作),分析小麦-蚕豆间作系统的产量稳定性。结果表明:与单作相比,4个氮水平下5年间作小麦平均籽粒产量分别增加32.9%、26.1%、21.9%、14.7%,3个磷水平下5年间作小麦平均籽粒产量分别增加16.7%、20.5%、21.9%。不同氮或磷水平下,小麦-蚕豆间作具有产量优势,平均土地当量比分别为1.12和1.10。间作提高了小麦产量的稳定性,降低了蚕豆产量的稳定性,且适当施氮或磷肥可以提高小麦-蚕豆间作系统的产量稳定性。间作提高了小麦的土壤地力贡献率,增加了小麦的磷肥贡献率,但降低了其氮肥贡献率。低氮(N1)或低磷(P1)条件下,小麦-蚕豆间作可以维持产量的稳定性。在本试验条件下,小麦-蚕豆间作具有减施氮磷肥、维持作物产量及其稳定性的潜力。     

施磷对麦/玉/豆套作体系土壤磷素变化的影响

小麦/玉米/大豆带状套作是四川省丘陵低山区主要旱地作物生产体系,了解该体系磷养分变化对优化磷肥管理和促进可持续生产有重要意义。本研究通过连续3年(2011—2013年)田间定位试验,设置P0、P1、P2、P3和P4共5个磷(P2O5)水平(玉米带分别为0 kg·hm-2、37.5 kg·hm-2、75 kg·hm-2、112.5 kg·hm-2、150 kg·hm-2,小麦-大豆带分别为0 kg·hm-2、45 kg·hm-2、90 kg·hm-2、135 kg·hm-2、180 kg·hm-2),探讨该体系中土壤全磷、速效磷、水溶性磷的变化规律和速效磷的年际变化。结果表明:在麦/玉/豆套作体系中施磷165 kg(P2O5)·hm-2(玉米带75 kg·hm-2,小麦-大豆带90 kg·hm-2),可以满足体系作物对磷的需求,基本达到磷的表观平衡,维持土壤速效磷含量在20 mg·kg-1左右。3年后5个磷水平下体系耕层土壤(0~20 cm)全磷变化量分别为-0.024 g·kg-1·a-1、-0.016 g·kg-1·a-1、0.016 g·kg-1·a-1、0.11 g·kg-1·a-1、0.15 g·kg-1·a-1,速效磷变化量依次为-1.2 mg·kg-1·a-1、-0.9 mg·kg-1·a-1、0.2 mg·kg-1·a-1、2.0 mg·kg-1·a-1和2.7 mg·kg-1·a-1。通过线性平台函数的模拟,该体系中玉米、小麦、大豆产量的土壤速效磷临界值分别为16.5 mg·kg-1、12.6 mg·kg-1和8.8 mg·kg-1。当土壤全磷含量低于0.55 g·kg-1时,土壤全磷每增加0.1 g·kg-1,土壤速效磷增加1.70 mg·kg-1;当土壤全磷大于0.55 g·kg-1,全磷每增加0.1 g·kg-1,土壤速效磷增加6.49 mg·kg-1。当土壤速效磷含量在40 mg·kg-1以下时,速效磷每增加1 mg·kg-1,水溶性磷增加0.017 mg·kg-1。综上,在麦/玉/豆体系磷肥管理中应该维持土壤全磷含量低于0.55 g·kg-1,同时速效磷含量在20 mg·kg-1左右,这样既可以保证作物产量和系统生产力又不会产生较大的环境威胁。     

不同筛分方式对土壤团聚体及土壤微生物群落的影响

探究土壤团聚体组成、稳定性、有机碳含量及微生物数量在不同土壤筛分方式下的变化,对团聚体筛分方式进行优化。以黑土为研究对象,设置不同筛分方式处理,比较干土干筛、干土湿筛、润土干筛、润土湿筛4种筛分方式的优缺点。结果表明,润土干筛比干土湿筛处理≥2 mm粒径的土壤团聚体高出约85.97%,而在2～0.25、≤0.25 mm粒级中团聚体所占比例最高的干土湿筛比最低的润土干筛分别高出约80.90%、91.82%。>0.25 mm水稳性团聚体含量(R_0.25)在润土干筛下达到最高,为99.35%,该指标与土壤团聚体稳定性成正相关,其值越高则表示土壤抗蚀能力越强。干土湿筛处理下各粒级团聚体土壤有机碳分布平均。干土湿筛处理下,土壤细菌和放线菌的数量最高。而润土干筛处理下土壤真菌数量较高,与润土湿筛、干土干筛、干土湿筛3个处理方式相比有显著性差异。综上发现,干土湿筛处理下土壤团聚体稳定性更好,土壤微生物数量较高,在一定程度上对土壤结构、土壤质量起到优化的作用。