施硒及不同形态磷肥对小麦硒吸收和磷肥利用率的影响

通过田间微区试验,研究施用硒肥及4种不同形态磷肥对小麦硒吸收和磷肥利用率的影响。硒肥设不施硒(SE0)和施硒(SE)2个处理,各硒肥处理下设置5个磷肥处理,分别为不施磷肥(CK)、施用磷酸(AP)、聚磷酸铵(APP)、磷酸一铵(MAP)和磷酸二铵(DAP)。结果表明:不施硒肥条件下,不同形态磷肥均能促进小麦硒吸收,但小麦籽粒硒含量均未达到富硒稻谷国家标准。其中,APP处理磷肥利用率最高,分别较AP、MAP和DAP处理提高2.49、4.86和7.07个百分点。施硒肥条件下,小麦籽粒硒含量显著增加。其中,MAP处理小麦籽粒硒含量和产量分别较CK处理增加68.11%和56.70%,磷肥利用率分别较AP、APP和DAP处理提高16.09、15.03和14.86个百分点。因此,硒肥配合施用磷酸一铵能够增加小麦籽粒硒含量,提高磷肥利用率和产量。     

滴灌条件下不同磷肥品种对土壤磷有效性及玉米产量的影响

通过模拟试验及田间试验研究不同磷肥施用后对土壤磷有效性的动态变化和分布特点,以及玉米磷吸收和产量响应的影响。田间和模拟试验包括4个处理,分别为对照(不施磷肥)、MAP(磷酸一铵)、UP(磷酸脲)和AAP(水溶性聚磷酸铵)。模拟试验中,不同磷肥均提高土壤中有效磷含量,APP处理10—15 cm土层有效磷含量增加最多。在均匀的养分投入和管理水平下,3种磷肥品种均有土壤酸化效果,其中UP处理最为显著。田间试验中,玉米生长后期,APP处理的土壤有效磷含量在深层土壤分布较高,UP处理土壤pH较低,均有利于改善土壤的供磷能力,提高土壤有效磷含量;APP处理对根系发育有显著的促进作用,玉米组织磷含量和磷吸收量最大,产量最高(14.40 t/hm^2)。3种磷肥中,APP处理移动性较好,土壤深层有效磷含量增加,利于根系生长和养分的吸收,提高产量。水溶性聚磷酸铵(APP)是一种适合于玉米灌溉施肥的肥料。     

滴施不同水溶性磷肥对石灰性土壤磷分布及玉米磷素吸收利用的影响

  【目的】  磷的形态影响着其施入土壤后的移动分布。研究滴灌施肥中不同水溶性磷肥在石灰性土壤中的分布特征及玉米对磷素的吸收和利用,为滴灌玉米生产中的磷肥选择提供理论依据。  【方法】  于2018—2020年在新疆石河子市实验站开展滴灌玉米田间试验,选用玉米品种‘郑单958’作为试验材料。试验共设磷酸脲(UP)、磷酸二氢钾(MKP)、聚磷酸铵(APP)、磷酸二铵(DAP)、磷酸一铵(MAP)、不施磷肥(CK) 6个处理,除CK不施磷肥外,其余处理灌溉量及氮磷钾投入量均相同。玉米开花期和成熟期,分别在滴头下、根系、宽行3个位点,在垂直方向0—10、10—20、20—40 cm处采集土样,测定pH、速效磷和全磷含量。采集玉米地上部植物样品,测定茎、叶、穗器官磷素含量。在完熟期测产,计算磷肥利用效率等指标。  【结果】  与DAP和CK处理相比,UP处理能显著降低0—40 cm土层土壤pH,开花期UP处理土壤pH较CK和DAP分别降低了0.20和0.32个单位,成熟期分别降低了0.24和0.31个单位,MAP、APP和MKP也不同程度地降低了滴头下0—10 cm土层土壤pH。UP处理土壤有效磷在0—40 cm土层的分布最均匀,APP处理10—20 cm土壤速效磷含量显著高于UP和MAP。玉米开花期APP、UP、MAP处理土壤速效磷含量较DAP分别增加了65.47%、44.18%和23.14%,成熟期分别增加了58.08%、40.13%和127.89%。APP处理的玉米穗、叶和总磷素积累量均最高,开花期较DAP分别显著增加了29.22%、43.97%和22.43%,成熟期较DAP分别增加了65.39%、26.63%和50.60%。APP、UP、MAP处理的玉米产量没有显著差异,较DAP分别增产了18.03%、11.64%和9.46%,磷肥利用率分别较DAP增加了29.62个百分点、13.65个百分点和9.93个百分点。APP处理的磷肥偏生产力和磷肥农学效率分别较DAP增加了18.03%和174.96%。相关分析表明,玉米产量和磷素积累量与0—20 cm土层的土壤有效磷含量正相关,与20—40 cm土层土壤速效磷含量负相关或相关性较弱。  【结论】  速效磷的分布与土壤pH的变化高度一致。酸性水溶性磷肥可不同程度地降低玉米根系周围土壤pH,磷酸脲的影响范围可达滴头周围0—40 cm土层,磷酸二氢钾、聚磷酸铵和磷酸一铵仅在滴头周围0—10 cm土层范围内有影响,而磷酸二铵对土壤pH无显著影响。滴施磷酸脲土壤中速效磷在0—40 cm土层中的分布较均匀,其在10—20 cm土层中的速效磷含量低于聚磷酸铵并高于其他磷肥处理。磷肥利用率与10—20 cm土层速效磷含量极显著相关。因此,滴施聚磷酸铵的玉米产量和磷肥利用率高于其它磷肥处理。综合3年试验结果,在新疆滴灌玉米生产中,水溶性磷肥中以聚磷酸铵最优,其次是磷酸脲和磷酸一铵等酸性磷肥,应减少磷酸二铵等碱性磷肥的施用。     

石灰性土壤施用不同磷肥对玉米苗期生长和土壤无机磷组分的影响

研究旨在探讨不同磷肥品种对玉米生长发育和土壤无机磷组分的影响,以期为磷肥高效利用提供参考。采用盆栽试验,设置6个处理:磷酸一铵(MAP)、过磷酸钙(SSP)、聚磷酸铵(APP)、氮磷复合肥硝酸磷肥(NiP)、硫酸铵+过磷酸钙混施(SA+P),试验60天后测定了玉米的生物学指标和玉米植株磷素含量,同时测定了土壤有效磷与土壤无机磷组分含量状况。结果表明:玉米生物学性状、磷素累积量和磷肥利用效率均表现出APPMAP、NiPSSP、SA+PCK的趋势。相较于对照,APP、MAP、NiP处理显著提高玉米植株的株高、叶面积、地上部和根系干重,株高增幅在23.3～35.1 cm,叶面积增加57.1～89.0 cm~2,地上部和根系干重分别增加265%～420%和171%～218%。APP处理植株磷素累积量达到49.02 mg/盆,磷肥利用效率达到36.75%,显著高于NiP和MAP的21.43%和19.42%。相较于对照,APP和MAP处理的Ca_2—P、Ca_8—P和Fe—P呈显著性增加,上述3种无机磷组分含量与玉米植株磷累积量呈极显著正相关关系(p0.001)。北方石灰性土壤聚磷酸铵(APP)是一种表现良好的磷肥类型,这对减磷增效背景下的粮食安全和磷肥高效利用有重要应用价值。     

滴施不同水溶性磷肥对玉米产量形成的影响

明确适合新疆滴灌玉米生产的磷肥品种。在2017～2020年连续进行了4年田间试验方法,设置了6个处理:磷酸脲(UP)、磷酸二氢钾(MKP)、聚磷酸铵溶液(APP)、磷酸二铵(DAP)、磷酸一铵(MAP)、不施磷肥(CK),各处理除CK以外氮、磷、钾投入量相同。试验在玉米开花期和成熟期分别采集植物样品。结果表明:APP、UP、MAP较其他处理可显著促进玉米生长,提高玉米开花期叶面积指数(LAI),其中APP的株高和LAI最高(P<0.05);滴施磷肥能促进玉米地上部生物量增长和干物质转移,玉米在开花期和成熟期地上总生物量表现为APP>UP>MAP>MKP>DAP>CK;在玉米干物质转移量、转移率和对籽粒的贡献率上,APP处理最高,显著高于其他处理(P<0.05);滴施APP、UP、MAP能显著提高玉米产量,滴施APP的玉米增产范围为19.1%～44.4%,UP增产范围为14.7%～39.6%,MAP在2020年相比CK增产率为18.7%;滴施磷肥能提高玉米经济效益,其中APP经济效益最高,较CK增加了4962元/hm²。综上所述,在新疆滴灌玉米的磷肥选择中,优先顺序应该是APP、UP、MAP、MKP、DAP。因此,在新疆滴灌玉米磷肥选择中,聚磷酸铵溶液是最优选择,其次是磷酸脲和磷酸一铵。     

水磷一体化对膜下滴灌棉花磷素有效性和磷肥利用率的影响

探究水肥一体化下磷肥种类和施用方式对棉花产量、磷素积累量、土壤磷素有效性和磷肥利用率的影响,以期为棉田优化磷肥施用方式提供理论依据和技术参考。田间试验于2021年在新疆昌吉州棉花主产区进行。试验设不施磷肥对照(CK)、基施重过磷酸钙(TSP)、基施磷酸一铵(MAP-B)、基施+滴施磷酸一铵(50%基施,25%+25%分别在蕾期和花铃前期)(MAP-D)、基施+滴施磷酸一铵(50%基施,25%+25%分别在蕾期和花铃前期)和聚谷氨酸(MAP-P)5个不同施肥处理,测定指标包括土壤有效磷、植株生物量、植株磷积累量和籽棉产量,并计算磷肥利用率。在棉花盛花期和盛铃期,磷肥滴施显著提高0～20 cm土层有效磷含量,0～5 cm土层尤为显著,MAP-P处理有效磷含量比CK处理分别提高136.27%和113.99%。TSP、MAP-B、MAP-D和MAP-P处理产量比CK处理分别提高17.65%、16.25%、19.37%和31.88%。棉花生育期内,磷肥滴施植株累积吸磷量高于基施,各处理植株累积吸磷量在盛铃期达最大,MAP-P处理植株累积吸磷量整体高于其余处理,在苗期、蕾期、盛花期和盛铃期比CK处理分别提高50.92%、55.38%、81.33%和84.69%。在等量施磷条件下,磷肥滴灌追施的磷肥利用率高于基施。MAP-P处理磷肥利用率、磷肥累积利用率、磷肥农学效率和磷肥偏生产力均高于其余处理,磷素表观平衡低于其余处理,磷肥利用率达33.94%,比TSP、MAP-B和MAP-D处理分别提高20.23%、25.28%和16.71%。水磷一体下,磷肥结合活化剂(聚谷氨酸)滴施显著提高土壤磷素有效性和棉花产量。MAP-P处理提高了棉花产量和磷肥利用率,减少了土壤磷素的盈余。     

聚磷酸磷肥不同基追比对石灰性土壤上滴灌盆栽棉花生长的影响

  【目的】  研究了3种聚磷酸磷肥不同施用技术对石灰性土壤滴灌棉花生长和磷肥利用率的影响,为石灰性土壤上聚磷酸磷肥在滴灌棉花的合理施用提供理论支撑。  【方法】  以棉花为供试材料进行了滴灌盆栽试验。用聚合度为2.3、1.8的聚磷酸铵和聚合度为3.0的聚磷酸钾分别与常规磷酸二铵混合,得到3种含聚磷酸的掺混磷肥,依次表示为APP1、APP2和KTPP,掺混磷肥中3%的P₂O₅来自聚磷酸磷肥。在施磷量均为P₂O₅ 0.2 g/kg土壤前提下,每个掺混磷肥设基追比7∶3 (F_7∶3),1∶1 (F_1∶1)和3∶7 (F_3∶7) 3个处理,同时设置不施磷肥对照(CK),共10个处理。棉花出苗后110 天收获,测定植株地上部与地下部生物量和含磷量,同时分别测定0—8和8—16 cm土层土壤有效磷含量。  【结果】  3种供试聚磷酸磷肥在0—8 cm土层土壤有效磷含量均以F_7∶3处理显著低于F_1∶1和F_3∶7处理,8—16 cm土层土壤有效磷含量3个施用比例处理间无显著性差异。在F_7∶3处理下,0—8 cm土层土壤有效磷含量以KTPP处理显著高于APP1和APP2。在F_1∶1和F_3∶7处理下,0—8和8—16 cm土层土壤有效磷含量均为KTPP和APP1显著高于APP2。F_1∶1处理棉花地上部、地下部生物量均高于F_7∶3和F_3∶7处理。F_1∶1处理棉花结铃数最高,F_3∶7处理最低。F_1∶1处理下,KTPP和APP1棉花结铃数无显著差异,但均显著高于APP2。F_7∶3和F_1∶1处理棉花地上部吸磷量和磷肥利用效率均显著高于F_3∶7处理。在F_1∶1和F_3∶7基追比处理下,棉花地上部吸磷量和磷肥利用效率均表现为KTPP显著高于APP2,而APP1处于两者间。  【结论】  3种不同聚磷酸磷肥在石灰性土壤上对棉花的肥效表现为聚磷酸钾最优,其次为聚合度为2.3的聚磷酸铵,聚合度为1.8的聚磷酸铵效果略差。3种聚磷酸磷肥均以基追比1∶1施用棉花生物量积累和棉花磷肥利用率的效果最好。     

聚磷酸盐与水溶性磷酸二铵不同比例掺混施用对滴灌棉花产量形成和经济效应的影响

探究聚磷酸盐与常规水溶磷肥在滴灌棉田中最佳的掺混方式,以期达到磷肥施用兼顾经济和高效利用的 目的。在等磷施用量下(P2O5 120 kg/hm²),将聚磷酸铵 1(APP1)、聚磷酸铵 2(APP2)和三聚磷酸钾(KTPP) 按照含 P2O5 占总磷用量的 10%、30% 和 50% 与水溶性磷酸二铵掺混,形成 9 种不同种类的聚磷酸掺混磷肥,依 次表示为 APP1-10、APP2-10、KTPP-10、APP1-30、APP2-30、KTPP-30、APP1-50、APP2-50 和 KTPP-50。同 时设置不掺混聚磷酸盐的常规水溶磷肥(DAP)和不施磷肥(P0)为对照。于滴灌棉花盛花期和盛铃期分别测定 土壤深度 0 ～ 20 和 20 ～ 40 cm 土壤有效磷含量、棉花植株生物量和磷吸收量。同时监测棉花结铃动态,成熟期 测定产量及产量构成。0 ～ 20 cm 土壤有效磷含量、棉花地上部生物量、磷吸收量、棉花单株结铃数、籽棉产量、 伏前桃数、磷肥农学利用率和产投比均随聚磷酸盐掺混比例的增加表现出增加趋势。3 种不同聚磷酸盐在增加土 壤有效磷含量、棉花地上部生物量、磷吸收量、棉花单株结铃数、籽棉产量、伏前桃数、磷肥农学利用率和产投 比上总体表现为 APP2 最优,其次是 KTPP,最后为 APP1。在棉花盛花期和盛铃期,APP2-50 处理 0 ～ 20 cm 土 壤有效磷含量和棉花磷吸收量均显著高于 DAP 和其他施磷处理,20 ～ 40 cm 土壤有效磷在所有施肥处理间无显 著性差异。盛花期 APP2-50 处理棉花生物量与 DAP 无显著差异,但在盛铃期 APP2-50 棉花生物量显著高于 DAP 和其他施磷处理。所有聚磷酸掺混磷肥处理棉花结铃数均显著高于 DAP,但棉花单铃重在各施磷处理间无差异。 APP2-50 处理籽棉产量、磷肥农学利用率和产投比最高。与 DAP 相比,APP2-50 处理籽棉产量、磷肥农学利用率 和产投比分别增加了 10.7%、88.3% 和 7.6%。以上结果表明,将 APP2 按照含 P2O5 占总磷用量的 50% 与水溶性磷 酸二铵掺混施用,可以提高滴灌棉田土壤有效磷含量,且对棉花产量和产投比增加有积极作用,是一种兼顾磷肥 高效和经济施用的施肥选择。     

水磷一体化对磷素有效性与磷肥利用率的影响

水肥一体化是发挥水肥耦合效应提高养分效率的重要途径,然水磷一体化研究较少。本文在模拟滴灌条件下研究了液体磷肥和固体颗粒磷肥(TSP)及其不同施用方法对土壤磷移动性、各形态无机磷含量动态变化的影响,比较了玉米磷素营养与磷肥利用率对不同磷源及其施用方式的响应,旨在提出滴灌条件下磷肥高效利用的最优策略。研究结果表明:1)与TSP肥料分次施用相比,液体磷肥分次施用更能提高土壤磷素有效性,在各土层Ca2-P与树脂磷(resin-P)平均含量分别提高12.4%与21.6%,且可显著提高磷在土壤中的移动性(P0.05),resin-P含量的垂直下降幅度降低56.5%;2)与TSP分次施用相比,液体磷肥分次施用的土壤中高活性无机磷含量(Ca2-P、resin-P及Na HCO3-P之和)占无机磷总量的比例提高21.0%,而低活性无机磷含量(Ca10-P与residue-P之和)占无机磷总量的比例则下降10.1%,说明液体磷肥分次施用可减小磷肥在土壤中的固定转化;3)玉米地上部干物质、叶片吸磷量和植株磷素累积吸收量均对不同磷源与施用方式有明显响应(P0.05),液体磷肥分次处理的玉米生物量、吸磷量及肥料利用率分别比TSP肥料分次处理提高27.1%、34.6%及61.4%。水磷一体化施用可提高磷在土壤中的移动性和有效性,减少磷的固定转化,显著改善玉米磷素营养,并明显提高磷肥利用率。     

基于输入-输出平衡的施磷方法可实现作物高产和磷肥高效——以新疆水肥一体化棉花体系为例

探讨了通过目标产量需磷量确定磷肥用量并在棉花生长早期集中施用的磷肥管理方法以维持适宜的土壤供磷强度、实现作物高产和磷肥高效利用目标的可行性,为磷肥减施增效提供依据。在新疆石河子选择中等供磷强度的农田(有效磷23.6 mg·kg^-1),以覆膜水肥一体化棉花(Gossypium hirsutum)种植体系为对象,根据该区域2.7 t·hm^-2皮棉产量的需磷量确定试验的磷肥用量(52.4 kg·hm^-2,以P计),开展了两年田间试验。试验选用三种不同性质的水溶性磷肥,设置不施磷肥(CK)、滴施磷酸一铵(MAP)、滴施磷酸脲(UP)和滴施聚磷酸铵(APP)4个处理。通过测定不同处理棉花的产量与磷吸收量,计算磷肥偏生产力(PFP)、磷肥农学效率(AEP)、磷肥当季利用率(PUE)与当季磷肥回收率(即作物吸磷量与磷肥施用量的比值);通过棉花不同生育期分层取样,分析了不同磷肥品种处理引起的土壤有效磷供应强度和无机磷形态组成的变化,以期阐明不同磷肥的空间有效性与棉花生长需求的匹配程度。研究结果表明：(1)施磷处理两年的皮棉产量平均为2....     

施磷对玉米吸磷量、产量和土壤磷含量的影响及其相关性

为了给玉米磷高效利用提供理论依据, 在低磷土壤(Olsen-P 4.9 mg·kg^-1)上, 通过田间试验, 研究了施磷0(T₀)、50 kg(P₂O₅)·hm^-2(T₁)、100 kg(P₂O₅)·hm^-2(T₂)、200 kg(P₂O₅)·hm^-2(T₃)、1 000 kg(P₂O₅)·hm^-2(T₄)对两个玉米品种"鲁单9002" (LD9002)、"先玉335"(XY335)的产量、磷素吸收利用及根际磷动态变化的影响。结果表明: 两玉米品种根际土、非根际土速效磷含量在不同生育时期都表现为T12O₅)·hm^-2的T₃处理非根际土转化为根际土土壤磷的量最大, 同时玉米生物量、产量、磷转移量也达到最高, 而施磷1 000 kg(P₂O₅)·hm^-2处理玉米生物量、产量与中磷水平相比没有显著增加, 但植株吸磷量较高。XY335的花后磷转移量小于LD9002。相关分析表明, LD9002根际土、非根际土速效磷含量与茎、叶吸磷量之间显著相关, 以播种后79 d与茎、叶磷浓度、吸磷量、生物量、产量之间的相关系数最高; 而XY335根际土、非根际土速效磷含量与茎、叶磷浓度之间显著相关, 在播种后47 d期间与茎、叶磷浓度、吸磷量、生物量、产量之间的相关性最好。因此, 在低磷土壤上, LD9002和XY335分别在播种后79 d和47 d时是植株对磷的敏感期, 可以通过测试根际土、非根际土速效磷含量来反映土壤的供磷状况; LD9002在79 d时最大吸磷量需要的根际土、非根际土速效磷含量分别为54.95 mg·kg^-1、32.99 mg·kg^-1, XY335品种在47 d时最大吸磷量需要的根际土、非根际土速效磷含量分别为51.24 mg·kg^-1、35.35 mg·kg^-1; 施磷量1 000 kg(P₂O₅)·hm^-2处理两品种玉米产量、生物量、磷积累量与施磷量100~200 kg(P₂O₅)·hm^-2处理没有显著差异。     

滴灌施磷对甜菜磷养分吸收及磷肥利用率的影响

采用随机区组设计,以塔额盆地主栽甜菜品种 (Beta796)为试验材料开展大田试验。在氮、钾施用量相同的情况下,设置滴灌施磷(P2O5)0 kg·hm-2(P0)、120 kg·hm-2(P1)、180 kg hm-2(P2)和240 kg·hm-2(P4)4个处理,研究甜菜主要生育时期磷养分吸收、积累和分配规律,分析甜菜磷养分利用效率,以期为甜菜高产、优质、高效生产中磷肥管理提供理论依据。结果表明,滴灌施磷能增加甜菜干物质积累量,P1、P2和P3处理干物质积累量较P0处理分别增加16.6%、24.7%和27.9%,其中P2、P3处理间差异不显著。甜菜干物质积累Logistic方程显示施磷能显著提高甜菜干物质最大累积速率和平均积累速率,最高分别可达443.7和185.7 kg·hm-2·d-1。甜菜磷积累总量随施磷增加而增加,有利于提高生育后期甜菜磷积累量,尤其是甜菜地下部的磷积累量;收获期P3处理地下部磷积累量为74.25 kg·hm-2,较P0、P1和P2处理分别显著增加76.7%、24.8%和12.1%。施磷对收获期甜菜磷素在地上部、地下部分配无显著影响。试验结果表明滴灌施磷显著提高了甜菜产量,增加了甜菜块根的含糖量及产糖量。 P1、P2和P3处理块根产量比P0处理分别增加11.57%、18.58%和20.89%,甜菜蔗糖含量比P0处理分别增加1.18%、2.90%和3.37%。施磷对甜菜品质影响不大。施磷增加了磷肥的当季利用率,不同处理磷肥利用率可达31.54%～39.66%。P2处理能增加磷素农学效率,磷肥偏生产力则随着施磷量增加而减少。综合甜菜相对产糖量、经济效益及磷肥利用效率,滴灌施磷(P2O5)85.1～187.4 kg·hm-2,可以实现甜菜高产和磷肥高效利用的目的。     

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。     

植物内部磷循环利用提高磷效率的研究进展

  【目的】  磷素作为植物生长发育过程中必需的大量营养元素之一,因其在土壤中的难移动性使得根系对磷的获取有限。植物为满足其生长对磷素的需求,已经进化出一系列相应的机制提高对内部磷的再利用,以减少磷肥投入,保证产量的同时实现环境友好。本文以植物内部磷的高效利用为核心,重点剖析植物有机磷库与无机磷库中磷素的活化再利用的途径,综述释放出的无机磷在不同组织和器官中的转运过程,并对今后深入研究磷再利用的有关方向作出展望。  主要进展  植物体内磷的存在形式主要包括无机磷和有机磷两种。植物吸收的多余无机磷会被暂时储存在液泡中,并在植物缺磷时外流到胞质以满足植物对磷的需求,位于液泡膜的磷酸盐转运蛋白负责无机磷在液泡和胞质之间的分配。存在于核酸和磷脂中的有机磷在磷缺乏时由酶类(核酸酶、磷脂酶和紫色酸性磷酸酶等)水解并释放无机磷以供植物生长需要。植物遭受低磷胁迫,营养器官(老叶等)中活化的无机磷由多种磷酸盐转运蛋白转运到幼叶等新的生长中心被利用,从而显著提高磷的再利用效率。磷转运蛋白(PHTs)通过调控磷向籽粒的运输降低了磷在禾谷类作物籽粒中的积累,提高了磷利用效率,同时降低环境风险。  展望  现阶段的研究较为详细地阐述了植物体内磷素再活化的生理分子机制,但对磷转运功能蛋白参与特定磷转运过程的相关研究仍不够全面,比如液泡磷能调控细胞磷稳态,目前已鉴定得到的与其外排有关的转运蛋白极少,其调控机制也有待深入探索。国内外关于PHT1、PHT2、PHT3和PHT4蛋白如何将磷素从源器官转运到库器官缺乏系统的研究。无机磷库和有机磷库中磷的利用对植物应对缺磷的贡献也鲜有报道。因此,植物体内与磷再活化后转运利用相关的分子生物学调控机理还需进一步研究。     

Rapid microbial phosphorus immobilization dominates gross phosphorus fluxes in a grassland soil with low inorganic phosphorus availability

Gross phosphorus (P) fluxes measured in isotopic dilution studies with ³³P labeled soils include the biological processes of microbial P immobilization, remineralization of immobilized P and mineralization of non-microbial soil organic P. In this approach, isotopic dilution due to physicochemical processes is taken into account. Our objectives were to assess the effect of inorganic P availability on gross P mineralization and immobilization in soil under permanent grassland, and to relate these fluxes to soil respiration, phosphatase activity and substrate availability as assessed by an enzyme addition method. We used soils from an 18-year-old grassland fertilization experiment near Zurich, Switzerland, that were collected in two treatments which differed only in the amount of mineral P applied (0 and 17 kg P ha⁻¹ yr⁻¹ in NK and NPK, respectively). Water-extractable phosphate was low (0.1 and 0.4 mg P kg⁻¹ soil in NK and NPK, while hexanol-labile (microbial) P was high (36 and 54 mg P kg⁻¹ soil in NK and NPK). Extremely fast microbial P uptake under P-limited conditions in NK necessitated the use of a microbial inhibitor when determining isotopic dilution due to physicochemical processes. At the higher inorganic P availability in NPK, however, isotopic exchange parameters were similar in the presence and absence of a microbial inhibitor. Phosphatase activity was higher in NK than in NPK, while soil respiration, water-extractable organic P and its enzyme-labile fraction were not affected by P status. Together, the results showed that inorganic P availability primarily affected microbial P immobilization which was the main component of gross P fluxes in both treatments. Gross P mineralization rates (8.2 and 3.1 mg P kg⁻¹ d⁻¹ for NK and NPK) during the first week were higher than reported in other studies on arable and forest soils and at least equal to isotopically exchangeable P due to physicochemical processes, confirming the importance of microbial processes in grassland soils.     

Predicting environmental soil phosphorus limits for dissolved reactive phosphorus loss

The dependence of runoff dissolved reactive phosphorus (DRP) loss on soil test P or rapid estimations of degree of P saturation (DPS) often varies with soil types. It is not clear whether the soil‐specific nature of runoff DRP versus DPS is due to the different sorption characteristics of individual soils or the inability of these rapid DPS estimates to accurately reflect the actual soil P saturation status. This study aimed to assess environmental measures of soil P that could serve as reliable predictors of runoff DRP concentration by using soils collected from Ontario, Canada, that cover a range of chemical and physical properties. A P sorption study was conducted using the Langmuir equation  to describe amount of P sorbed or desorbed by the soil (Q_s, mg/kg) versus equilibrium P concentration (C, mg/L) in solution, where Q_max is P sorption maximum (mg/kg), k represents P sorption strength (L/mg), and Q₀ (mg/kg) is the P sorbed to soil prior to analysis. Runoff DRP concentration increased linearly with increasing DPS_sorp (i.e. the ratio of (Q₀ + Q_D)/Q_max) following a common slope value amongst soil types, while the P buffering capacity (PBC₀) at C = C₀ yielded a common change point, below which runoff DRP concentration decreased greatly with increasing PBC₀ compared to that above the change point, where C₀ and Q_D represent the equilibrium P concentration and amount of P desorbed, respectively. Both DPS_sorp and PBC₀ showed great promises as indicators of runoff DRP concentration.     

Use of phosphorus vectors to monitor changes in soil phosphorus

Abstract

A study was conducted to evaluate the use of P vectors to predict the amount of P required on a yearly basis to maintain a constant solution‐solid phase P relationship in an irrigated calcareous and a dryland acid soil. Irrigated potato‐spring barley and dryland spring pea spring‐barley crop rotations established at the two locations. Mono‐calcium phosphate (0–45–0) was applied annually at five levels, ranging from 0–4 times estimated crop removal. Phosphorus vectors were determined on soil samples by equilibration with standard P solutions. Yields tended to increase with added P on the calcareous soil; however, significant responses were not recorded at either location. Consequently, critical P vectors were not established. A constant solution‐solid phase P relationship was maintained by addition of P equal to that removed by the crop on the calcareous soil. A constant solution‐solid phase P relationship was not maintained on the acid soil.     

Prediction of phosphorus requirements of Desmodium intortum cv. greenleaf using a phosphorus sorption index and extractable phosphorus

Abstract

The rates of applied phosphorus required for 90% maximum yield of Desmodiim intortum cv. Greenleaf were calculated from pot experiments using 24 fertilized and unfertilized soils from the Atherton Tableland, Queensland, Australia.

Phosphorus required was highly correlated (r² = 0.94) with the phosphorus sorbed (P sorbed) by the soils at a supernatant solution P concentration of 0.08 ppm. P sorbed was found to be a function of phosphorus buffer capacity at 0.08 ppm ("PBC") and phosphorus extractable by acid (0.005 M H₂S0₄) or bicarbonate (0.5 M NaHCO₃). PBC was highly correlated (r² = O.84) with a phosphorus sorption index ("PSI") derived from one addition of 500 μg P g^‐1 soil.

Combining PSI with acid or bicarbonate extractable P in a multiple regression equation allowed the estimation of phosphorus required with multiple correlation coefficients of R² = 0.80 and R² = 0.83 respectively.     

The effect of soil phosphorus on particulate phosphorus in land runoff

Accumulation of surplus phosphorus (P) in the soil and the resulting increased transport of P in land runoff contribute to freshwater eutrophication. The effects of increasing soil P (19–194 mg Olsen‐P (OP) kg⁻¹) on the concentrations of particulate P (PP), and sorption properties (Q_max, k and EPCo) of suspended solids (SS) in overland flow from 15 unreplicated field plots established on a dispersive arable soil were measured over three monitoring periods under natural rainfall. Concentrations of PP in plot runoff increased linearly at a rate of 2.6 μg litre⁻¹ per mg OP kg⁻¹ of soil, but this rate was approximately 50% of the rate of increase in dissolved P (< 0.45 μm). Concentrations of SS in runoff were similar across all plots and contained a greater P sorption capacity (mean + 57%) than the soil because of enrichment with fine silt and clay (0.45–20 μm). As soil P increased, the P enrichment ratio of the SS declined exponentially, and the values of P saturation (P_sat; 15–42%) and equilibrium P concentration (EPCo; 0.7–5.5 mg litre⁻¹) in the SS fell within narrower ranges compared with the soils (6–74% and 0.1–10 mg litre⁻¹, respectively). When OP was < 100 mg kg⁻¹, P_sat and EPCo values in the SS were smaller than those in the soil and vice‐versa, suggesting that eroding particles from soils with both average and high P fertility would release P on entering the local (Rosemaund) stream. Increasing soil OP from average to high P fertility increased the P content of the SS by approximately 10%, but had no significant (P > 0.05) effect on the P_sat, or EPCo, of the SS. Management options to reduce soil P status as a means of reducing P losses in land runoff and minimizing eutrophication risk may therefore have more limited effect than is currently assumed in catchment management.