长期施肥下黄土旱塬黑垆土磷平衡及农学阈值

为研究长期施肥条件下土壤磷平衡和土壤有效磷对磷盈亏的响应,明确土壤有效磷(Olsen-P)的农学阈值及合理磷肥施用量,依托甘肃平凉肥料长期定位试验(始于1979),分析了黄土旱塬黑垆土36 a土壤磷盈亏动态、累积磷盈亏与有效磷的响应关系以及土壤磷残余,通过Mitscherlich方程模拟作物相对产量对土壤有效磷的响应关系,计算黄土旱塬黑垆土小麦和玉米的土壤有效磷农学阈值。结果表明:不施肥(CK)和单施氮肥(N)处理土壤磷始终亏缺,N处理每亏缺磷100 kg·hm~(-2),有效磷含量下降1.05 mg·kg~(-1);施磷处理土壤磷当季盈余4.3～207.9 kg·hm~(-2),累积盈余154.9～7 483.6 kg·hm~(-2),其中有机、无机配施(MNP)处理磷盈余最大;土壤累积磷盈余与土壤有效磷增量呈线性正相关,土壤中每盈余100 kg·hm~(-2)磷,秸秆还田配施化肥(SNP,磷肥隔年施)、氮磷配施(NP)、有机肥(M)和有机、无机配施(MNP)处理土壤有效磷分别增加7.55、2.47、0.28 mg·kg~(-1)和0.46 mg·kg~(-1);黄土旱塬黑垆土农田有效磷的小麦和玉米农学阈值分别为22.05 mg·kg~(-1)和13.96 mg·kg~(-1),MNP处理土壤有效磷含量已高于作物农学阈值,NP和SNP处理土壤有效磷含量达到小麦农学阈值分别需要21 a和24 a,达到玉米农学阈值分别需要2 a和8 a,M处理土壤有效磷含量已高于玉米农学阈值,还需要3 a可达到小麦农学阈值。当磷投入量每年平均达22.9 kg·hm~(-2)时,土壤磷呈持平状态;当磷用量达33 kg·hm~(-2)时,不仅作物产量较高,而且磷肥当季利用率也较高;当磷用量增加到233 kg·hm~(-2)时,作物产量对增加磷投入无响应,土壤磷残余超过90%,大量磷素累积在土壤中,增加了土壤磷素的流失风险。黄土旱塬小麦玉米一年一熟轮作黑垆土农田土壤有效磷农学阈值为13.96 mg·kg~(-1)(玉米)和22.05 mg·kg~(-1)(小麦),秸秆还田可促进旱地农田耕层土壤有效磷含量的增加。     

磷肥种类和施用方式对新疆棉田磷素利用及棉花产量的影响

通过研究不同磷肥种类和施用方式对新疆棉田棉花磷吸收、产量和土壤磷平衡的影响,明确适合新疆棉田的磷肥种类和施用方式。采用田间试验方法,设置6个处理:不施磷肥(CK)、重过磷酸钙基施(TSP-B)、磷酸一铵基施(MAP-B)、磷酸脲基施(UP-B)、磷酸一铵滴施(MAP-D)、磷酸脲滴施(UP-D),在棉花花蕾期、花铃期、吐絮期分别采集土壤及植物样品,测定土壤有效磷含量、棉花各器官吸磷量和籽棉产量,并计算磷肥利用效率和棉田磷平衡。结果表明:磷酸一铵和磷酸脲处理的土壤有效磷含量、植物吸磷量高于重过磷酸钙处理,并且吐絮期时,滴施处理(MAP-D、UP-D)土壤有效磷含量比基施处理(MAP-B、UP-B)增加了46.34%和105.12%。与不施磷肥和重过磷酸钙处理相比,磷酸一铵和磷酸脲处理的籽棉产量显著提高,且滴施处理略高于基施处理,磷酸一铵滴施处理的籽棉产量相较于不施磷肥和重过磷酸钙处理增加了41.38%和37.82%。磷酸一铵滴施的磷肥当季利用率和农学效率最高,分别为25.44%和19.59 kg·kg~(-1),且棉田磷素盈余最少,为-39.99 kg·hm~(-2)。综上,在新疆棉花种植体系中,磷酸一铵和磷酸脲提高土壤有效磷含量、籽棉产量、磷肥利用率和植物利用土壤磷素的效果优于重过磷酸钙,且滴施略优于基施。     

不同施肥方式对塿土土壤磷素各组分含量的影响

为阐明不同施肥方式对土壤磷素各组分的影响,采用蒋柏藩-顾益初无机磷分级体系,观测分析了陕西省杨陵区陈小寨村塿土不同施肥方式及用量对土壤中无机磷、有机磷、全磷含量变化的影响。结果表明,该土壤中无机磷占全磷的77%~90%。施用磷肥,对土壤中的无机磷和有机磷都有增加的作用(P0.05),对无机磷的影响大于有机磷。各不同处理土壤无机磷组分均以Ca-P为主,其中又以Ca10-P占绝对优势(28.77%~63.96%);不同施肥处理中,对作物无效态的无机磷Ca10-P、O-P比例减少,有效态的Ca2-P、Ca8-P、Al-P、Fe-P比例增加;且施用有机肥对土壤中有效态磷素的增加效果好(P0.05);在有机肥的作用下,土壤中的磷素会向无机磷的方向发生反应,尤其是活性的Ca2-P、Ca8-P的增加幅度较大。施用低量有机肥(75 t·hm-2·a-1)或无机有机肥配合施用是一个比较好的施肥方式。     

不同外源添加物质对土壤磷素淋溶和迁移特征的影响

采用室内模拟淋溶土柱的方法,研究四种外源添加物质(土壤调理剂、砒砂岩、秸秆、生物炭)对土壤磷素淋溶和迁移特征的影响。结果表明:(1)不同外源添加物质均增加了淋溶液中总磷(TP)的累积量,淋溶浓度介于0.05~2.86 mg·L~(-1),其中生物炭和秸秆的效果显著;(2)添加生物炭的土柱淋溶液中总可溶性磷(TDP)的变化趋势与TP相似,整体上先升高后降低;添加秸秆减少了土柱淋溶液中可溶性反应磷(DRP)在TDP中所占的比例。(3)添加秸秆减少了土柱中速效磷(Olsen-P)含量,而添加生物炭的处理,随着添加比例的增大,分别比对照增加141%、290%、382%;(4)添加秸秆的各土层中土壤可溶性磷(CaCl_2-P)含量无明显差异,在其它处理中,呈现先减小后增大的趋势。添加生物炭的各土层中CaCl_2-P含量变化幅度大。综上,生物炭显著地增大了土壤中磷素的淋溶和迁移能力,秸秆可减少淋溶液中DRP的含量,阻止土壤中CaCl_2-P向下层迁移。     

土壤速效磷浓度对立架甜瓜生物量和磷素累积特征的影响

以喀什地区立架伽师瓜为研究材料,试验设置6个水平(0、150、225、300、375和450 kg·hm-2)施磷量的田间试验,研究土壤速效磷(Olsen_P)浓度对立架甜瓜生物量和磷素累积特征的影响。结果表明,施磷条件下立架甜瓜田间土壤Olsen_P浓度的动态变化可用三次函数方程模拟,立架甜瓜生物量、磷素累积动态遵循Logistic曲线;土壤Olsen_P浓度快速下降期的平均速率、持续时间分别与立架甜瓜生物量、磷素快速累积期的最大相对累积速率、持续时间存在显著或极显著的相关性;在150~225 kg·hm~(-2)施磷量条件下,土壤Olsen_P浓度快速下降期的平均速率(0.078~0.108 mg·d~(-1))和持续时间(36.1~52.0 d)最佳,立架甜瓜生物量和磷素快速累积期的累积特征值,生物量、磷素累积特征值、产量以及品质均最优,其中生物量和磷素累积理论最大值以及产量分别达515.8~529.2 g·株~(-1),1 791.4~1 895.2 mg·株~(-1)和68 972.0~71 037.6 kg·hm~(-2)。高施磷量(450 kg·hm~(-2))和不施磷(0 kg·hm~(-2))均不利于立架甜瓜生物量和磷素的累积。土壤Olsen_P浓度的动态变化能响应立架甜瓜生物量和磷素的累积状况,尤其是合理施用磷肥(150~225 kg·hm~(-2))可调节立架甜瓜田间土壤Olsen_P浓度的动态变化,优化立架甜瓜生物量和磷素的累积以及提高其产量和品质。     

羧甲基纤维素钠与土壤复合后对吸附磷素的影响

用不同浓度的羧甲基纤维素钠处理土壤(土),研究土被处理前后对磷素的吸附特性特征。结果表明:土壤经0.1%、0.2%CMC处理后,与对照相比,在低加入磷浓度(小于50μg/ml)时,增加了磷的吸附量,在高加入磷浓度(大于50μg/ml)时,减小了磷的吸附量;0.4%CMC处理土样,总体增加了磷的吸附量。吸附热力学参数显示,CMC处理土壤后(0.4%CMC处理除外),土壤对磷的最大吸附量(Xm)降低,但吸附强度和最大缓冲容量(MBC)呈增大趋势。     

冬麦不同施磷水平下土壤磷素淋溶试验

盆栽冬小麦条件下设置常规施磷,2倍施磷,4倍施磷三个施磷水平,观测不同磷肥施用量及施用方式对土壤磷素淋溶的影响,结果表明:①随着磷肥施用量的增加,淋出液中总磷(TP)浓度也随之提高,可溶性无机磷(MRP)占TP的比例也明显增加,而可溶性有机磷(DOP)占TP的比例却明显降低.②施肥方式不同,磷素淋失的特征也不同,集中施肥(磷肥施在表层3 cm内或与一半土壤混合)能明显地减少磷素淋溶出土体,而与土壤混合均匀施用磷肥会增加磷素的淋溶量,且与土壤混合施用磷肥也会增加可溶态磷的淋溶量.③淋溶发生的时间对磷素的淋溶也有影响,最先淋溶出土壤的磷是附着在细小土壤颗粒上的(PP),它们随着土壤中的优先流流出;其次是有机磷(DOP),与土壤的吸附较弱.随着水分的增加以及淋溶的延续,更多的可溶性磷被溶解而随水流出土壤(MRP).④土壤磷素含量较低时,主要是可溶性有机磷(DOP)淋溶出来,当土壤含磷水平高或施磷(无机磷肥)量大时,可溶性无机磷(MRP)就成为淋溶的主要形态.     

施磷对不同生育期棉田土壤磷素吸持特性的影响

以两种质地棉田土壤为材料,研究不同施磷处理对不同生育期棉田土壤磷吸附与解吸的影响.结果表明:各生育期磷素等温吸附曲线与Langmuir,Temkin和Freundlich方程拟合度均达极显著水平,尤以Freundlich方程拟合度最高,相关系数均在0.96以上;磷的吸附饱和度(DPS)、零净吸附浓度磷(EPC_0)、吸附量、解吸量和解吸率随施磷量的增加均呈增长趋势,而标准需磷量(SPR)呈下降趋势;以Freundlich方程估算原状棉田土壤各个生育期的需磷量,壤质棉田苗期、花铃期和吐絮期的需磷量(按含P_2O_5 46%的磷肥折算)分别为143.7,137.4 kg/hm~2和160.2 kg/hm~2,砂壤质棉田苗期、花铃期和吐絮期的需磷量分别为106.6,251.1 kg/hm~2和173.0 kg/hm~2.     

柠檬酸对石灰性土壤磷的释放效应

在盆栽条件下,以不施磷肥和不施柠檬酸为对照(CK1),研究了在不施磷和施磷情况下施用柠檬酸对土壤有效磷、小麦地上部和根部吸磷状况以及生物学产量的影响。结果表明,施用柠檬酸明显降低了土壤pH,增加了土壤中的有效磷的含量;在施用磷肥条件下,随着柠檬酸施用量的增加,土壤pH值逐步降低,土壤有效磷逐步提高,小麦地上部,尤其根部吸磷量增加,生物学产量显著增加。     

不同氮肥用量对春油菜产量及养分吸收分配的影响

在青海省春油菜主产区开展田间小区试验,采用随机区组设计,每公顷分别施用纯氮0、75、150、225 kg,研究氮肥水平对甘蓝型春油菜新品种青杂12号的产量、养分吸收量、不同部位分配比例和氮素利用效率的影响。结果表明,在施用磷肥、钾肥和硼肥的基础上,增施氮肥75～225 kg·hm~(-2)可显著增加春油菜地上各部位产量,其中籽粒平均增产量为1 274 kg·hm~(-2),平均增产率为77%,地上部分生物量平均增加3 116 kg·hm~(-2),平均增产率为79%。增施氮肥可显著提高地上部氮素累积量(P0.05),平均增加69%;在施氮水平为150～225 kg·hm~(-2)时,施氮可以显著促进春油菜磷、钾素的累积,累积量平均增加69%和239%。青杂12号成熟期氮素、磷素和钾素吸收分配均表现为:籽粒茎秆角壳,分配比例平均为74.7%、19.5%和5.8%。随着施氮量的增加青杂12号的氮肥偏生产力显著降低,从28.2 kg·kg~(-1)下降到15.3 kg·kg~(-1),增施氮肥后氮肥农学效率、表观利用率、生理利用率、地力贡献率平均值分别为8.2 kg·kg~(-1) N、32.8%、25.6 kg·kg~(-1) N和59.1%。根据产投比结果分析,本试验条件下青海省春油菜推荐氮肥用量为150 kg·hm~(-2)。