不同水分状况及施磷量对水稻土中速效磷含量的影响

通过室内培养试验研究了不同水分(淹水和60%田间持水量)及施P量对水稻土速效P及水层含P量的影响。结果表明,无论水分状况如何,土壤速效P含量随施P量的增加而呈明显增加趋势。土壤速效P出现富集的转折点因供试土壤而异,第三纪红壤性水稻土大致为P2O560~120mg/kg,而第四纪红壤性水稻土和黄泥土为P2O5120~180mg/kg。P肥施入土壤后,水溶性P主要存在于土壤溶液中,而分布于水层中的P相对较少。但在过量施P(P2O5>180mg/kg)时,施肥后短期内(0~30天),水层中P浓度较高(0.05~0.3mg/kg),如水分管理不当,则会造成P的损失。     

太湖流域典型稻麦轮作农田稻季不施磷的农学及环境效应探究

以太湖流域典型稻麦轮作农田为研究对象开展大田试验,通过设置稻麦季均施磷（PR+W,当前农民施肥习惯）、麦季施磷稻季不施磷（PW）、稻季施磷麦季不施磷（PR）以及稻麦季均不施磷（Pzero,对照）四种施磷处理,提出麦季施磷稻季不施磷（PW）的减磷措施。四年八季作物研究结果表明：与传统PR+W处理相比较,PW处理的作物籽粒和秸秆产量均无显著变化,但却提高磷肥利用率3.54%,同时降低土壤速效磷累积量10.5%~36.7%,减少径流总磷浓度12.0%。据此推算,如果一个稻季不施磷肥,太湖流域1.02×106 hm2水稻土四年可节约P2O5约24万t,估算该流域每年可直接节约肥料投入成本3.06亿元。这表明采取麦季施磷稻季不施磷的减磷措施不仅能够保持稳产,而且可节约磷肥（磷矿）资源,降低水环境污染风险,具有农学、环境以及经济效益的三赢潜力。     

太湖地区典型水稻土中速效磷变化规律研究

为了定量研究太湖地区农田土壤中速效磷的变化情况,本文对不同季节太湖地区三种典型水稻土(白土、黄泥土和乌栅土)中土壤速效磷的含量进行了分析。结果表明:速效磷含量在土壤剖面中由上层到下层呈现逐渐递减的趋势。三种土壤均以耕层含量为最高,在45cm以下基本上趋于稳定,但在接近地下水时又略有上升。季节性变化方面,速效磷含量一般在2月份的小麦分蘖-拔节期和9月份的水稻齐穗期较高。影响土壤速效磷含量的因素很多,经分析:土壤速效磷的含量与土壤的有机质含量呈极显著的线性正相关关系;旱作条件下与全磷含量之间呈显著的幂函数相关关系,在水作条件下与全磷含量之间呈极显著的线性正相关关系;与土壤的pH又有显著的线性负相关关系。     

连续施磷条件下渗育性水稻土无机磷土层分布及移动特征

通过3年田间肥料定位试验,采用顾益初、蒋柏藩的石灰性土壤无机磷分级方法,研究了太湖地区砂壤质渗育性水稻土不同无机磷形态在015.cm、1530.cm和3045.cm土层的分布及移动特征。结果表明,太湖地区砂壤质渗育性水稻土中的无机磷以Ca-P为主,其中Ca10-P含量最高。无论施肥与否,各土层中不同形态无机磷的含量都是Ca10-PO-P、Fe-PAl-P、Ca2-P、Ca8-P。3年定位施磷后,随施磷量增大表层(015.cm)土壤中总磷、Olsen磷、无机磷和无机磷各组分含量显著增加,而1530.cm和3045.cm土层中各无机磷组分的增加相对较小。土壤中总磷、无机磷和Olsen磷在土壤剖面中向下移动性随着土层的加深而减弱。其移动性呈Olsen磷无机磷总磷。植物有效无机磷源(Ca2-P、Ca8-P、Al-P)的下移比植物无效或缓效无机磷源(Ca10-P、Fe-P、O-P)的下移更明显。Olsen磷与土壤各层中的Ca2-P、Ca8-P、Al-P的相关性要比Fe-P、O-P和Ca10-P更大。     

太湖流域典型农田土壤磷库演变特征及环境风险预测

水体磷污染及其产生的富营养化等生态效应已成为流域性突出问题,其主要来源之一为农田磷流失。磷流失主要受土壤磷形态及有效性等因素影响,而土壤磷库又具有很强的空间分异特征。因此,聚焦水体富营养化较为突出的太湖流域,选取典型水旱轮作农田土壤为研究对象,基于系统随机布点法采集农田土壤样本319份,植株样本83株,分析土壤磷库演变规律并预测其环境风险。研究结果表明：与全国第二次土壤普查及2009年前期调查结果相比,该区域土壤全磷与有效磷(Olsen-P)含量均显著提高。根据水稻土Olsen-P的临界意义,该区域93.1%的农田土壤有效磷含量超过10 mg·kg^–1,土壤基本不缺磷;有效磷高于20 mg·kg^–1占总土壤样本的65.2%,说明大部分农田土壤磷库处于盈余状态。进一步基于磷素生物有效性的分级方法(biologically based P,BBP)对土壤磷的生物有效性进行分析,发现氯化钙磷(CaCl₂-P)、柠檬酸磷(Citrate-P)、酶提取磷(Enzyme-P)以及盐酸磷(HCl-P)与Olsen-P均呈极显著正相关(...     

长期不同施肥紫色水稻土磷的盈亏及有效性

【目的】 研究长期施肥条件下土壤全磷、有效磷 (Olsen-P) 对磷素盈亏的响应,为西南紫色水稻土区科学施用磷肥提供依据。 【方法】 以四川遂宁34年 (1982—2015年) 长期肥料定位试验为平台,试验设8个处理,即不施肥 (CK)、氮肥 (N)、氮磷肥 (NP)、氮磷钾肥 (NPK)、有机肥 (M)、有机肥 + 氮肥 (MN)、有机肥 + 氮磷肥 (MNP) 和有机肥 + 氮磷钾肥 (MNPK),分析了土壤磷素盈亏与全磷、Olsen-P的变化特征。 【结果】 不施磷肥 (CK和N) 作物每年从土壤中带走磷约13.22 kg/hm2,且维持在较低的变化水平;单施有机磷肥处理 (M与MN) 作物携出磷量比不施磷肥提高了约1.73倍,磷素携出量呈增加趋势;施用磷肥 (NP、NPK、MNP和MNPK) 作物携出磷量在41.71～45.62 kg/hm2之间,吸磷量随时间呈下降趋势。不施磷肥土壤磷素常年处于亏缺状态,施磷土壤磷素年均盈余量为8.76～88.79 kg/hm2,有机无机磷肥配施磷盈余量大于单施有机肥和单施无机磷肥,随施肥年限的延续磷盈余量呈上升趋势。土壤中磷含量随磷盈亏而变化,施用无机磷肥或有机无机磷肥配施土壤全磷和Olsen-P增量与磷盈亏呈显著正相关,而不施磷或单施有机磷这种响应关系不明显;土壤每盈余磷100 kg/hm2,NP、NPK、MNP和MNPK处理土壤中全磷分别增加0.14、0.16、0.015和0.018 g/kg,Olsen-P分别提高15.76、17.19、1.96和1.85 mg/kg。 【结论】 土壤磷素有效性随土壤磷素盈亏而变化,与加入磷素形态密切相关,西南紫色水稻土单施无机磷肥提升土壤磷含量的速率大于施用有机肥。      

矾浆在水稻土上的固磷效果及对水稻生长和产量的影响

为研发一种安全有效的农田土壤固磷技术,利用纯土培和盆栽试验方法研究了不同粒径(5、2、0.25和0.15 mm)以及不同施用量(0、0.01%、0.1%、1%、5%和10%)下矾浆对富磷(P)水稻土OlsenP、可溶性铝(Al)、有效硅(Si)、速效钾(K)含量,土壤酶活,水稻地上部K、Si含量及产量的影响。结果表明,矾浆颗粒直径0.5~10μm,比表面积8.73 m~2·g~(-1),富含Al、Si、K等元素。0.25 mm、p H值6.8的矾浆对土壤P素固定能力最优。施入矾浆使土壤Olsen-P含量下降,速效K、有效Si和交换态Al含量增加,且随着矾浆施入量的增加,变幅加大。与对照相比,0.1%的矾浆处理显著提高了水稻地上部Si和K含量,促进了水稻的生长及产量。但5%和10%矾浆处理对土壤酶活、水稻生长及产量均产生不良影响,其原因可能与高量施用使土壤交换态Al含量急剧上升,造成Al毒有关。综上所述,施用0.01%~0.1%矾浆兼具土壤固P和土壤改良效应。本研究为有效控制农田土壤P素流失提供了技术支持。     

太湖地区两种典型水稻土中氮、磷迁移转化的研究

研究了饱和状态下,铵态氮(NH4+-N)和速效磷(AP)在太湖地区两种主要水稻土-宜兴白土和常熟王庄黄泥土的原状土和扰动土中的迁移转化情况。结果表明,土壤的饱和导水率、粘粒含量对于铵态氮和速效磷的出流影响很大。在原状土土柱的出流中,白土滤液中NH4+-N、硝态氮(NO3--N)和速效磷浓度峰值出现的时间比黄泥土早,峰面比黄泥土窄,拖尾的时间比黄泥土短。速效磷在土壤中迁移及淋移都比NH4+-N弱,且黄泥土对磷的固定作用强于白土。在本试验NH4+-N的加入情况下,原状土土柱出流的NH4+-N如果进入地下水会造成地下水污染;NO3--N在黄泥土中的积累作用比白土强,出流的NO3--N含量较高;出流的NO2--N含量很低,不会造成地下水的NO2--N污染。土壤中的NH4+-N和速效磷可以通过大孔隙向下运移,并且随着深度的变化呈现降低的趋势。NO3--N在白土中的分布比较平缓。在扰动土的试验中,粘粒含量越低,饱和导水率越高,NO3--N的穿透曲线的峰值越高,峰面越窄。黄泥土的粘粒含量远高于白土,滞留作用较强,对NO3--N的穿透影响较大。本文结果可以为太湖地区地下水环境污染防治、农田水肥管理和防止水体富营养化提供依据。     

娄土区作物和土壤淋溶磷临界值研究及推荐施磷建议

确定临界土壤磷最佳水平及合理的施肥量可为实现作物高产和减少磷素损失提供理论依据。本研究以“国家黄土肥力与肥料效益监测基地”24年长期肥料定位试验为基础,利用长期试验积累数据并结合相关土壤分析,通过米切里西指数模型和两段式线性模型确定了土区冬小麦和夏玉米高产土壤有效磷临界值以及土磷素淋溶阈值并提出了施磷建议。结果表明,该地区冬小麦高产时土壤有效磷临界值为26.2 mg/kg,夏玉米为13.9 mg/kg。土壤有效磷随全磷的增加存在明显的临界点,当全磷含量为1.15 g/kg时,有效磷含量为34.8 mg/kg,高于此值后有效磷随全磷快速增加。土壤有效磷含量大于39.3 mg/kg时,磷素淋溶风险增大。无轮作情况下,当土壤有效磷含量分别为＜25、25～40和＞40 mg/kg时,冬小麦施磷量分别为P2O5 80～95、60～80和10～15 kg/hm2;当土壤有效磷＜15、15～40和＞40 mg/kg时,夏玉米施磷量分别为P2O5 70～85、55～70和10～15 kg/hm2。冬小麦-夏玉米轮作体系下,当土壤有效磷含量分别为＜15、15～25、25～40和＞40 mg/kg时,冬小麦施磷量分别为P2O5 100～120、90～100、80～90和15～20 kg/hm2,夏玉米施磷量分别为P2O5 50～60、45～50、25～40和5～10 kg/hm2。     

施磷对水稻土硅素吸附与解吸特性的影响

研究了水稻土中施磷 (P)对硅 (Si)吸附与解吸特性的影响。结果表明 ,由于土壤中Si、P元素化学性质和结构相似 ,存在着竞争性吸附 ,施P降低了土壤中Si的吸附量 ,同时增加了土壤Si的解吸量 ,提高土壤Si的解吸率。表明P在降低土壤Si吸附量的同时 ,也由于降低了土壤对Si的吸附结合能 ,从而增加了Si的解吸量。P的存在对Si的吸咐具有一种外推作用。连续解吸试验进一步证实了上述的观点。     

太湖流域稻麦轮作农田氮肥施用状况、问题和对策

分别于2006年和2011年在苏南常熟市和宜兴市开展了稻麦农田的氮肥施用状况调查。结果显示,常熟2006年稻季平均施氮量为N 329 kg/hm2,2011年则降低为N 264 kg/hm2;麦季变化不大,相应分别为N 216 kg/hm2和N 230 kg/hm2。2011年宜兴市稻麦季平均施氮量分别为N 326 kg/hm2和N 300 kg/hm2,高于常熟。通过农户种田面积调查分析,近5年来规模化种植大户的出现和不断扩大是驱动常熟市施氮量下降的主要原因,而宜兴市较高的施氮水平与该市仍以散户分散经营种植有关。氮肥品种结构调查表明,该区氮肥施用呈现"以尿素为主导、高浓度复混肥施用比例增加、碳酸氢铵逐步减少、有机肥基本弃用"的格局。基于目前氮肥施用量和结构的变化,从科学和政策两个层面提出了逐步改变当前太湖流域稻麦农田传统粗放种植模式和施氮习惯的对策。     

太湖地区黄泥土表层氮库变化与水稻产量间的关系研究

24年田间定位试验研究表明,长期不施肥处理和化肥PK配施处理土壤表层N呈下降趋势,而施入化肥N处理(包括化肥N、化肥NP配施、化肥NK配施、化肥NPK配施处理)N增加较缓慢,有机与无机肥结合处理土壤表层N增加迅速。以长期不施肥为对照,长期有机肥 NPK处理水稻增产最多,达35.94%。随着N肥的逐年施入,土壤表层全N含量与产量间由显著正相关关系变为相关性不显著。     

太湖地区典型水稻土大时间尺度下的肥力质量演变

2004年通过调查与第2次土壤普查(1982年)相对应地块的土壤性状,对太湖流域江苏省武进地区典型水稻土土壤肥力变化趋势及原因进行分析.结果表明:从1982年到2004年,该研究区主要的6类水稻土共198个取样点的有机质、全氮、速效磷、速效钾显著上升,而pH和CEC显著下降.各亚类水稻土,除小粉土和沙土肥力质量指数有较大幅度提高外,其他类型水稻土肥力质量指数增加不大.各亚类水稻土土壤肥力单因子质量指数变化趋向一致,即1982年各亚类土壤速效钾的单因子质量为最低,其中速效钾单质量指数最小的小粉土为1.48;2004年pH值的质量指数则为最小值,其中pH质量指数最小的白土仅为1.73;同时,各水稻土CEC单质量指数由第2次土壤普查时的2.91～3.0显著下降为2004年的2.14～2.93.因此土壤酸化并伴随盐基离子的淋失是限制研究区水稻土土壤肥力质量的关键因素.     

长期不同施肥对太湖地区典型土壤酸化的影响

以太湖地区典型土壤黄泥土上26年的长期肥料定位试验为例,研究不同施肥处理对研究区耕作层土壤(0～15 cm)酸化特征及酸化速率的影响。试验采用裂区设计,主区为不施有机肥处理(C)和施有机肥处理(M),副区为不同无机肥及秸秆施用处理。研究结果显示,不同施肥处理对土壤pH和土壤酸碱缓冲容量有显著影响,增施有机肥的主区处理pH显著低于不施有机肥处理,但对应的土壤酸碱缓冲容量略有上升;副区单施尿素处理和尿素增施水稻秸秆处理pH较不施尿素对照分别下降了0.45、0.66个单位,酸碱缓冲容量分别下降1.52、0.95 mmol kg-1;各试验处理的酸化速率为H+0.61～1.74 kmol hm-2a-1,单施尿素处理高于不施尿素处理,而尿素增施有机肥或水稻秸秆的大于单施尿素处理,以尿素配施有机肥和水稻秸秆处理最高。相关分析表明,各处理土壤pH与外源氮输入量、土壤全氮及速效氮存在显著的依变关系。尿素对土壤的酸化影响与有机肥及水稻秸秆存在差异,前者在降低土壤pH的同时还导致土壤酸碱缓冲容量的降低,而增施有机肥及水稻秸秆处理土壤缓冲容量保持稳定甚至提升,但其各自对土壤酸化的具体贡献率等还需进一步研究。     

不同施肥处理对太湖地区水稻土团聚体粒组细菌和真菌组成和多样性的影响

选择太湖地区水稻-油菜轮作的长期肥料试验的水稻田,采集原状土进行团聚体颗粒分离,提取土壤微生物DNA进行PCR-DGGE分析,通过对DGGE结果进行主成分分析和多样性指数的计算,比较秸秆还田和化肥配施与单施化肥两施肥处理对土壤团聚体中微生物群落组成和多样性的影响。结果表明：与单施化肥相比,秸秆还田显著改变了2 000 ~ 200 μm和200 ~ 20 μm两粒组中细菌和真菌的群落组成,说明较大颗粒组中微生物群落组成灵敏响应施肥措施的变化。不同团聚体粒组微生物群落多样性存在差异,细菌的多样性在2 000 ~ 200 μm与＜2 μm粒组中较高,真菌则在大粒组中表现出较高的多样性,而且由团聚体粒组本身带来的微生物多样性的变异大于施肥措施引起的变异。     

中国太湖流域水稻土中的反硝化细菌

This study attempted to determine the characteristics of the communities, the ecological factors, and the denitrifying enzyme activity for denitrifying bacteria found in the paddy soils of the Taihu Lake Basin, China. Samples of the six main soil types of the basin were taken from paddy fields with different fertilities. The total numbers of bacteria and denitrifying bacteria in the high fertility soils were much more than those in low fertility soils, and the number of denitrifying bacteria accounted for 49% to 80% of the total number of bacteria. The O2 content was an important ecological factor that affected denitrification. Of test the strains isolated from the paddy soils in the Taihu Lake Basin, some (e.g., Pseudomonas spp.) grew well under low oxygen partial pressure, while others (e.g., Bacillus spp.) had no strict predilection with O2 content. Another critical ecological factor was the nitrogen concentration. Three selected denitrifying bacteria grew better in aculture medium with 135 instead of 276mg L^-1 nitrogen. At the same time 67% of the test strains were able to reduce NO3^- to NO2^- and 56% had N2O reductase.     

太湖地区水稻土中的β-葡糖苷酶活性

The electrical conductivity （EC） of 1：5 soil-water extract （EC1：5） was studied utilizing path coefficient analysis. The study focused on revealing the main chemical factors contributing to EC of soil extracts and their relative importance. Results showed that the most important factors influencing the EC1：5 of coastal salt-affected soils were the concentration of salt in 1：5 soil-water extract （So）, Cl^-, and the sodium adsorption ratio （SAR）, while effects of pH, CO3^2-, HCO3^, soluble sodium percentage （SSP）, and sodium dianion ratio （SDR） were very weak. Though the direct path coefficients between EC1：5 and SO4^2- , Ca^2＋, Mg^2＋, K^＋, or Na^＋ were not high, influence of other chemical factors caused the coefficients to increase, making the summation of their direct and indirect path coefficients relatively high. Evidences showed that multiple regression relations between EC1：5 and most of the primary factors （So, Cl^-, and SAR） had sound reliability and very good accuracy.     

太湖流域典型水稻土对镉吸持特征的初步研究

研究了太湖流域两种典型水稻土黄泥土和板浆白土对镉的吸附和解吸及其pH的影响.发现黄泥土吸附百分数较板浆白土大,而解吸百分数较小,镉吸附前后两个土壤的pH值均有明显差异.     

Phosphorus and carbon status of a paddy soil under different fertilization regimes

Purpose

Phosphorus (P) in soil particulate fraction (PF; >53 μm) is suggested to have a significant importance in soil P cycling. However, the effects of continuous fertilization on P-PF and its association with soil organic carbon (SOC) in paddy soils have not been well studied.

Materials and methods

We sampled paddy soils at 0–20 cm from a long-term field experiment (initiated in 1981) conducted under humid subtropical conditions in China, which has five fertilization treatments with equivalent P input (135 kg P₂O₅?ha^?1 year^?1) except the control treatment (CK). Changes in total P (Pt), inorganic P (Pi), organic P (Po), and SOC under different fertilization managements were evaluated in the whole soil, in the PF, and in the mineral-associated fraction (MAF; <53 μm).

Results and discussion

Continuous fertilization increased the contents of SOC and P in all soil fractions. Both Po and organic carbon in PF were the most sensitive variables to fertilization, indicating that they constitute a useful tool to detect the effects of management practices. Among the fertilization treatments, organic amendments significantly increased Po-PF contents more than chemical fertilizer applied only (p?<?0.05), although they had equivalent P input. The paddy soil without fertilization showed a more significant decrease in Pi compared with Po. The SOC/Po ratios were significantly lower in fertilization treatments (especially those with manure or straw incorporation) than in CK and decreased from PF to MAF. A significant relationship was found between Po-PF contents and rice P uptake during the growing season.

Conclusions

These results demonstrate that Po-PF may also play a significant role in P cycling of paddy soil, and thus, it would be better to consider Po-PF in soil diagnosis to promote P management of paddy soil, especially for that under long-term organic amendments.