基于产量和养分含量的旱地小麦施磷量和土壤有效磷优化

【目的】 探讨长期定位施磷条件下小麦产量、土壤有效磷水平及籽粒养分含量变化,为旱地小麦合理施用磷肥,提高产量、改善品质提供理论依据。【方法】 基于2004年在黄土高原开始的长期定位试验,于2014—2015、2015—2016和2016—2017连续3年取样,研究不同施磷量对小麦产量,生物量,产量构成,籽粒氮、磷、钾含量,土壤有效磷含量及磷吸收利用的影响。【结果】 与不施磷相比,长期施磷使小麦产量平均提高67%,生物量提高58%,穗数和穗粒数分别增加64%和8%,而千粒重降低7%。施磷量与小麦产量、生物量呈抛物线关系,获得最高产量6 465 kg·hm ^-2的施磷量为144 kg P₂O₅·hm ^-2。籽粒氮含量随施磷量增加而降低,磷和钾含量随施磷量增加而提高。土壤有效磷含量与施磷量呈显著正相关,小麦获得最高产量时播前和成熟期有效磷含量分别为16.9和20.4 mg·kg ^-1。磷吸收利用效率随施磷量增加而降低,施磷量提高50 kg P₂O₅·hm ^-2,需磷量增加0.4 g·kg ^-1,磷收获指数降低1.3%,生理效率降低45.1 kg·kg ^-1。【结论】 综合考虑小麦的籽粒产量和关键养分含量,研究区域旱地小麦应以95%的最高产量为实际生产目标,施磷量为94 kg P₂O₅·hm ^-2,播前土壤有效磷为12.0 mg·kg ^-1,成熟期为13.8 mg·kg ^-1。     

温室滴灌条件下施用鸡粪和磷肥对土壤磷素的影响

【目的】 针对温室土壤磷素积累的问题,定位研究滴灌条件下施用鸡粪和磷肥对土壤磷素积累的影响。【方法】 以中国华北平原日光温室为研究对象,采用滴灌方式灌溉,设置不施肥（CK）、单施磷肥（P₁）、单施鸡粪（OM）、鸡粪和减量磷肥配合施用（OM+P₁）、鸡粪和习惯量磷肥配合施用（OM+P₂）共5个处理,研究不同施肥方式对黄瓜土壤无机磷各形态的转化积累、不同生育时期在土壤垂直剖面的运移分布及其有效性的影响。【结果】 鸡粪和磷肥配施显著增加了土壤中的全磷、有效磷（Olsen-P）及无机磷的积累和残留。在0—20 cm土层中,全磷含量随着黄瓜生育时期的推进呈下降趋势,苗期最高,产瓜末期最低。不同施肥处理下,土壤全磷含量明显不同,各生育时期顺序均为OM+P₂处理>OM+P₁处理>P₁处理>OM处理>CK处理;土壤剖面各层次有效磷含量差异很大,苗期0—20 cm土层有效磷含量范围为44.43—86.08 mg·kg ^-1,20—40 cm土层含量范围为6.51—10.05 mg·kg ^-1,40 cm以下土层黄瓜各个生育时期有效磷含量差异很小。在温室滴灌条件下水分对磷的运移影响较小,土壤有效磷主要集中在0—20 cm土层,各生育时期0—20 cm土层有效磷占土壤剖面0—100 cm土层有效磷的68.76%—87.78%。与CK相比,其他施肥处理均提高了有效磷占全磷的比重,提高范围为1.23%—2.47%。0—20 cm土层中不同形态无机磷的含量为Ca₁₀-P>Ca₈-P>O-P>Ca₂-P>Al-P>Fe-P,其中,Ca-P所占比例最大,为79.55%—83.35%。随着磷肥用量增加,磷的积累量也增加,Ca₈-P、Ca₂-P、Al-P、Fe-P和Ca₁₀-P含量均比不施磷的处理显著提高,以Ca₈-P增加最多,其次是Ca₂-P、Al-P和Fe-P;磷肥施入土壤后很快会经由Ca₂-P转化为Ca₈-P,而以缓效态累积在土壤中,各形态无机磷中以Ca₈-P积累最多,Al-P和Fe-P也有一定量的积累。【结论】 传统过量施肥造成磷素以Ca₈-P、Al-P和Fe-P等形态残留于土壤中,造成了土壤磷素的积累和磷肥的浪费。在30 000 kg·hm ^-2鸡粪的基础上增施磷肥并无显著增产效应,却显著增加了土壤磷素的残留积累量。如果只施鸡粪,用量不宜超过30 000 kg·hm ^-2;如果配施无机磷肥,则鸡粪减量,且无机磷肥在300 kg·hm ^-2的基础上减量,具体施肥量及配施比例有待进一步研究探讨。     

磷肥用量定位6年对土壤和棉株磷素吸收及棉花产量的影响

【目的】研究磷肥不同用量定位施用6 a后对土壤速效磷积累及棉株磷素吸收、棉花产量性状的影响。【方法】设置8个磷肥用量梯度处理,采用随机区组设计,定位6 a后,测定不同处理土壤速效磷含量,棉株叶片、茎秆与籽棉磷素积累,棉花产量性状。【结果】定位6 a后,随着磷肥用量的增加,0~20 cm土层速效磷含量形成了从3.1~65.4 mg/kg的由低到高的梯度,磷肥用量90.0 kg/hm²可保持土壤速效磷含量基本平衡。随着磷肥用量的增加,叶片中磷素含量先升高后趋于稳定,磷肥用量超过90.0 kg/hm²后,叶片中磷素含量增加不再明显,秸秆中磷素含量不施磷肥对照显著低于施磷处理,但不同施用量之间差异不显著,籽棉中磷素含量随施磷量增加先升高,后趋于稳定。叶片、秸秆、籽棉P₂O₅田间携出量均随磷肥用量增加先升高,后趋于稳定,籽棉P₂O₅田间携出量在51.8~61.7 kg/hm²变动。籽棉产量不同磷肥用量较不施磷肥对照提高4.9%~8.2%,差异达显著水平,但不同磷肥用量之间差异不显著。【结论】在冀中南棉区,棉花磷肥用量范围控制在60.0~90.0 kg/hm²土壤磷素平衡与棉花产量稳定。     

有机酸添加对不同磷肥用量棉田磷素状况和产量的影响

【目的】 研究有机酸添加对不同磷肥用量棉田磷素状况和产量的影响。【方法】 采用大田试验方法,在不同磷肥P₂O₅用量处理（0、50、100和150 kg/hm²）的基础上,设置对照（CK）和有机酸添加（OA）处理,测定棉花不同生育期土壤速效磷、植株生物量和吸磷量、籽棉产量、计算棉田磷肥利用率及磷平衡。【结果】 （1）随磷肥用量增加,土壤速效磷表现出先增加后略有降低趋势;在对照处理,土壤速效磷（花铃期和吐絮期）在MAP₁₀₀处理达到最大值,而在有机酸添加处理,土壤速效磷在MAP₅₀处理最高。（2）植株累积吸磷量表现出随施磷量增加而先增加后略有降低趋势;在对照处理,植株累积吸磷量在MAP₁₀₀处理达到最高,而在有机酸添加处理时,在MAP₅₀处理即达到最高;有机酸添加也提高了磷素向生殖器官的分配比例。（3）在对照处理,籽棉产量表现出随施磷量增加而增加趋势,在MAP₁₅₀处理产量最高（5 220 kg/hm²）;而在有机酸添加处理,籽棉产量表现出随施磷量增加而先增加后降低趋势,在MAP₁₀₀处理最高（5 194 kg/hm²）。（4）在不添加有机酸时,磷肥利用率表现出随施磷量增加而先升高后降低趋势,在MAP₁₀₀处理磷肥利用率最高（32.97%）;而在添加有机酸时,磷肥利用率表现出随施磷量增加而降低趋势,在MAP₅₀处理最高（32.92%）。【结论】 有机酸添加可在较低化学磷肥P₂O₅用量时（推荐用量：45 kg 有机酸+ 100 kg/hm²）,提高土壤磷素有效性、植株吸磷量,促进磷素向生殖器官分配,提高籽棉产量和棉田磷肥利用率。     

基于甘蔗产量与土壤磷素平衡的磷肥施用量研究

【目的】探讨南方赤红壤蔗区基于甘蔗产量与土壤磷素平衡的磷肥施用量,为该地区农田磷素高效利用与科学施磷提供参考依据。【方法】于2014—2016年在广西甘蔗主产区（南宁市武鸣区）布置田间定位试验,共设5个磷肥施用量水平,分别是0（P0）、75 kg P₂O₅·hm^-2（P1）、150 kg P₂O₅·hm^-2（P2）、300 kg P₂O₅·hm^-2（P3）和 600 kg P₂O₅·hm^-2（P4）,连续3年测定甘蔗蔗茎、蔗叶产量和土壤Olsen-P含量,采用Mitscherlich模型拟合蔗茎产量对Olsen-P的响应曲线,计算土壤Olsen-P农学阈值,并分析植株磷含量,计算甘蔗吸磷量,磷肥利用率和磷素表观平衡状况。【结果】与P1处理相比,P2处理蔗茎产量显著提高8.3%（2014年）、18.0%（2015年）和15.5%（2016年）。蔗叶和地上部产量均以P2或P3处理最高,但不同施磷量间蔗茎、蔗叶和地上部产量整体无显著差异。P2—P4处理蔗茎磷累积量、蔗叶磷累积量和地上部磷累积量也相当。土壤Olsen-P含量、磷素表观平衡量和磷素盈余率均随施磷量的增加而显著增加,而磷素表观回收率和磷素偏生产力随施磷量的增加逐渐下降,以P1处理最高,显著高于P3和P4处理。Mitscherlich方程拟合获得Olsen-P农学阈值为13.4 mg·kg^-1。相关分析表明,施磷量与磷素盈余率、磷素盈余率与土壤Olsen-P含量呈极显著的线性正相关关系（P小鱼0.01）;磷素盈余率与甘蔗蔗茎产量呈极显著二次相关（P小鱼0.01）,与磷素表观回收利用率、磷素偏生产力呈极显著指数相关（P小鱼0.01）。当施磷量为40.9 kg·hm^-2时,磷素盈余率为0,土壤Olsen-P含量为15.87 mg·kg^-1,甘蔗蔗茎产量为 94.2 t·hm^-2。线性加平台拟合下的优化施磷量,土壤磷素盈余率为216.2%—232.7%,土壤Olsen-P含量为24.7—25.4 mg·kg^-1,甘蔗蔗茎产量为99.7—100 t·hm^-2。【结论】在Olsen-P含量较高的蔗区,40.9 kgP₂O₅·hm^-2施用量能维持土壤磷素平衡,保持土壤适宜的Olsen-P含量,获得较高的产量与磷肥利用率,可以作为推荐的适宜施磷量。     

生物炭添加对不同磷肥用量条件下新疆棉田磷素状况及棉花产量的影响

本试验研究了生物炭添加对不同磷肥用量条件下新疆棉田土壤磷素有效性、植株磷吸收和分配、产量构成和棉田磷平衡的影响,旨在为新疆棉田磷素可持续管理提供科学依据。采用田间试验,在不同磷肥用量处理(0、50、100、150 kg/hm² P₂O₅)基础上,设置对照和生物炭(4 500 kg/hm²)添加处理,测定了棉花不同生育时期土壤速效磷、植株生物量和吸磷量、籽棉产量,计算棉田磷肥利用率及磷盈余。结果表明:(1) 土壤速效磷表现出随施磷量增加而先增加后平稳,或略有降低的趋势;添加生物炭处理土壤速效磷含量整体高于未添加生物炭的处理;(2)植株累积吸磷量呈现随施磷量增加而先增加后平稳,或略有降低的趋势;在蕾期,添加生物炭显著提高了植株累积吸磷量;(3)在不添加生物炭处理,籽棉产量随施磷量增加表现出增加趋势,而在添加生物炭处理,籽棉产量随施磷量增加表现出先增加后降低的趋势,在100 kg/hm² P₂O₅时最高,为5 336.55 kg/hm     

不同磷敏感棉花品种临界磷浓度稀释模型与磷营养诊断

【目的】 建立不同磷敏感性棉花品种临界磷浓度稀释模型,并基于模型确定磷营养指数,为实现棉花合理施用磷肥提供理论依据。【方法】 以磷敏感型棉花品种鲁54和磷弱敏感型品种豫早棉9110为试验材料,于2017—2018年在江苏省大丰市稻麦原种场设置施磷量（0、50、100、150、200 kg P₂O₅·hm ^-2）试验,分析施磷量对棉花干物质累积、磷浓度动态变化和籽棉产量及产量构成的影响。利用2017年棉花地上部生物量和磷浓度数据分别建立2个品种临界磷浓度稀释模型,确定磷营养指数（phosphorus nutrition index,PNI）。利用2018年数据对模型进行验证,并通过2年数据研究磷营养指数和相对地上部生物量之间的关系。 【结果】 施磷量对铃重没有显著影响,但150、200 kg P₂O₅·hm ^-2施磷量下棉花铃数和籽棉产量显著增加。随施磷量的增加,磷敏感型棉花品种鲁54铃数增加幅度为16.0%—37.9%,籽棉产量增加幅度为16.6%—44.9%,均分别高于磷弱敏感性棉花品种豫早棉9110铃数（6.3%—32.6%）和籽棉产量（6.6%—35.6%）的增加幅度。随生育进程的推进,棉花地上部磷浓度逐渐降低,地上部生物量呈升高趋势。在各取样时期,棉花地上部生物量、磷浓度均随施磷量的增加而升高,表现为0＜50＜100＜150≈200 kg P₂O₅·hm ^-2。根据2017年地上部生物量和磷浓度的关系,分别建立了2个品种的临界磷稀释曲线模型（鲁54：P_c=0.784W ^-0.221,豫早棉 9110：P_c=0.774W ^-0.198）。2个稀释曲线模型的RMSE分别为0.1296、0.1383;n-RMSE分别为17.8504%、18.5447%,说明模型有较好的稳定性,且鲁54的模型稳定性略高于豫早棉9110。与豫早棉9110的模型参数相比,鲁54的参数a、b分别提高了1.29%、11.62%。基于临界磷浓度稀释曲线的PNI随生育进程的推移先升高后下降,在同一取样时期,PNI随施磷量的增加而升高。PNI与相对地上部生物量显著正相关。 【结论】 施磷对铃重没有显著影响,但显著提高棉花铃数,进而提高了棉花籽棉产量。磷敏感棉花品种鲁54每积累单位干物质时磷浓度下降速度大于豫早棉9110。棉花临界磷浓度稀释曲线和PNI可以很好地诊断和评价棉株磷素营养状况。综合考虑棉花籽棉产量及PNI,150 kg P₂O₅·hm ^-2的施磷量为本地区棉花适宜施磷量。     

华北地区夏玉米滴灌施肥的肥料效应

目的 通过研究华北地区中低产土壤条件下不同氮、磷、钾肥施用量在滴灌夏玉米上的肥料效应,从而优化滴灌施肥系统,为夏玉米高效滴灌施肥提供理论依据,推进水肥一体化技术。方法 通过两年田间试验,以郑单958为供试品种,滴灌带设置为一管带两行,氮磷钾分别设4个处理,其中氮肥处理为0、144、180、216 kg·hm ^-2（记为N0、N1、N2、N3）,磷肥处理为0、72、90、108 kg·hm ^-2（记为P0、P1、P2、P3）,钾肥处理为0、72、90、108 kg·hm ^-2（记为K0、K1、K2、K3）,氮磷钾肥料分4次滴施,以研究不同处理对夏玉米产量及不同生育时期干物质积累的影响,分析不同处理下肥料的利用率。结果 （1）华北地区中低产田条件下夏玉米产量随施氮磷肥的用量呈抛物线性变化,当施氮量为180 kg·hm ^-2,施磷量为90 kg·hm ^-2时,作物产量最高;当氮磷肥施用量超过最高产量施肥量时,作物产量随施氮磷用量的提高呈下降趋势,但氮肥处理的下降程度差异不显著,而磷肥施用量超过90 kg·hm ^-2时,作物产量随施磷量的提高显著下降（P＜0.05）;在本处理中,夏玉米产量随施钾量的提高,均呈增加趋势。（2）不同施肥处理对夏玉米生育前期干物质积累几乎没有影响,在灌浆期与收获期时干物质积累与施氮量、施磷量均呈抛物线性变化,变化趋势与产量基本相同。（3）不同处理的氮磷钾肥利用率不同,分别为33.39%—58.44%、14.15%—28.88%、54.70%—65.75%,当夏玉米产量最高时的氮、磷、钾肥利用率两年平均为51.21%、28.88%、65.75%;在最高产量条件下,氮、磷、钾肥的平均农学效率分别为8.08、11.41和8.83 kg·kg ^-1;偏生产力分别为59.88、119.75和100.65 kg·kg ^-1。结论 在华北地区中低产土壤滴灌施肥条件下,最适宜的氮磷施用量分别为180 kg·hm ^-2和90 kg·hm ^-2,当施氮量超过180 kg·hm ^-2、施磷量超过90 kg·hm ^-2时,夏玉米产量会出现下降,但随施钾量的提高,产量有增加的趋势。滴灌施肥可获得较高的氮磷钾肥利用率,分别为51.21%和28.88%和65.75%。     

施磷对棉花磷素积累、分配、利用及产量的影响

【目的】 研究不同磷肥用量对海岛棉和陆地棉2个栽培种各主要生育阶段磷养分吸收、积累和分配规律,分析棉花对磷素营养的利用特性和磷肥效应。【方法】 通过田间小区试验,在氮钾用量相同情况下,设置4个不同磷肥用量处理。【结果】 2个棉花栽培种全生育过程的磷积累趋势相似,磷积累量随增施磷肥用量而增加,吐絮成熟期,生殖器官的磷积累量远大于营养器官。从各生育期磷的积累量看,陆地棉对磷的吸收量要明显大于海岛棉。施磷对棉花增产,主要是增加了棉花单株铃数。海岛棉和陆地棉P₂处理分别比P₀处理增产11.16%和16%。由磷肥效应方程:海岛棉推荐施P₂O₅量为118.6 kg/hm²,陆地棉推荐施P₂O₅量为80 kg/hm²。海岛棉100 kg皮棉需要吸收P₂O₅平均为3.7 kg,陆地棉100 kg皮棉需要吸收P₂O₅平均为4.21 kg。【结论】 施磷可以增加棉花对磷的吸收和积累,合理施用磷肥可以显著增加棉花产量。陆地棉磷的农学利用率、表观利用率和偏生产力都高于海岛棉,陆地棉较海岛棉对磷肥的吸收能力更强。     

干旱绿洲灌区春玉米施磷效应与磷肥投入阈值研究

为明确干旱绿洲灌区春玉米磷肥投入阈值,于2011 — 2013年在甘肃省农业科学院张掖节水农业试验站进行了不同施磷量定位试验,研究施磷量对春玉米的产量、磷肥利用率以及养分平衡的影响。结果表明:在一定的施磷(P2O5 0～170.04 kg/hm2)范围内,春玉米产量随施磷量的增加而增加,在P2O5 170.04 kg/hm2时产量(14 337.33 kg/hm2)达到最高,较其他施磷处理分别增产56.87%、29.38%、20.61%、21.50%,较不施肥处理增产率达112.84%,此时磷肥利用率为23.80%,超过此值则籽粒产量略有降低。磷肥的产量效应与土壤有效磷含量高低有显著关系,施磷显著增加土壤耕层有效磷(Olsen-P)含量,较不施磷处理增加9.28%～925.27%。磷肥的投入量大于作物需磷量时,会加剧土壤磷残留量的增加,并对土壤水环境造成污染,适量施磷量(P2O5 85.02 kg/hm2)有利于土壤有效磷的平衡。当磷素投入阈值为每年施磷(P2O5)170.04 kg/hm2时,既保证土壤养分平衡,又减小对环境的影响。综合春玉米产量、磷肥利用率以及磷素平衡并结合试验区的肥力分析认为,在保证春玉米高产并减少环境污染的前提下,干旱绿洲灌区春玉米区磷肥投入阈值应为P2O5 85.02～170.04 kg/hm2。     

Research on Optimum Phosphorus Fertilizer Rate Based on Maize Yield and Phosphorus Balance in Soil Under Film Mulched Drip Irrigation Conditions

【Objective】 In order to improve phosphorus efficiency and reduce environmental risk due to a large number of phosphorus application under mulched drip irrigation in northeast semi-arid region for maize production, a 3-year field experiment was conducted to investigate the effects of different phosphorus application rates on maize yield, phosphorus utilization efficiency and soil phosphorus supply ability, so as to provide scientific references for rational phosphorus fertilizer application in this region. 【Method】 The field experiment was conducted in semi-arid maize production region of Jilin province (Qian'an county) from 2015 to 2017. Six treatments of phosphorus application rate (P₂O) were designed in the field experiments, including 0 (P₀), 40 kg·hm ^-2 (P₄₀), 70 kg·hm ^-2 (P₇₀), 100 kg·hm ^-2 (P₁₀₀), 130 kg·hm ^-2 (P₁₃₀) and 160 kg·hm ^-2 (P₁₆₀), which were used for the calculation of phosphorus uptake, phosphorus utilization efficiencies and apparent phosphorus balance in the soil-crop system. The measurement indexes contained maize yield and its components, phosphorus content of plant at mature stage and soil available phosphorus concentration. 【Result】 The result showed that the maize yield with phosphorus application were significantly increased by 6.2%-21.2% (2015), 9.0%-20.6% (2016) and 12.9%-30.3% (2017) respectively, and increment by 9.2%-23.9% in average three years. The yield was enhanced by increasing grains per ear, 100-kernel weight and harvest index by applying phosphorus fertilizer. Maize yield increased at first and decreased later with increasing of phosphorus application rate, and the highest yield value was found under P₁₀₀ treatment. Phosphorus recovery efficiency and partial productivity declined, however, phosphorus agronomic efficiency increased at first and decreased later with increasing of phosphorus application rate. Available phosphorus content in soil layer (0-40 cm) was improved with the increasing of phosphorus application rate and period compared with P₀ treatment, and the content under P₁₀₀ treatment was very close to its initialization value. The apparent phosphorus balance in soil was negative in the P₀, P₄₀ and P₇₀ treatments after a three-year continuous maize-cropping, and the phosphorus deficient amount was decreased with the increment of phosphorus application rate. While the apparent phosphorus balance in soil was positive under the P₁₀₀, P₁₃₀ and P₁₆₀ treatments, and phosphorus surplus amount was increasing with the increment of phosphorus application rate. When surplus rate was 0, phosphorus application rate, maize yield, available phosphorus content in 0-20 cm and 20-40 cm soil, phosphorus recovery efficiency, agronomic efficiency and partial productivity were 92.4 kg·hm ^-2, 12 497 kg·hm ^-2, 34.6 mg·kg ^-1, 28.4 mg·kg ^-1, 24.1%, 21.9 kg·kg ^-1 and 146.1 kg·kg ^-1, respectively, by simulating between phosphorus application rate (y₁), soil available phosphorus content (y₂), phosphorus utilization efficiency (y₃) and surplus rate (x), respectively. These results were similar to maize yield, soil available phosphorus content and phosphorus utilization efficiency under the maximum yield under the P₁₀₀ treatment. The optimum phosphorus application rate was at the range of 88-97 kg·hm ^-2 under 95% confidence levels, when theoretical surplus rate was 0. 【Conclusion】 The results suggested that the recommended phosphorus application rate was at the range of 88-97 kg·hm ^-2, which could not only ensure higher maize yield, but also keep soil phosphorus balance under this experimental conditions. The research provided phosphorus fertilizer management for both high-yielding maize production and friendly environment under mulched drip irrigation conditions in northeast semi-arid region of Jilin province.     

连续秸秆还田对油菜水稻轮作土壤磷素有效性及作物磷素利用效率的影响

【目的】探究长江流域水旱轮作制度下,化学磷肥和秸秆还田配施磷肥对作物生产力的贡献,以及对土壤磷有效性和磷素效率的影响,为农田土壤磷素管理提供科学依据。【方法】试验于2014—2018年在湖北省武汉市华中农业大学进行,选取定位试验中的3个处理,分别为:(1)不施磷(NK);(2)施磷(NPK);(3)施磷配合秸秆还田(NPK+S)。通过测定作物产量、磷含量及土壤有效磷,分析作物磷素利用效率,探讨土壤有效磷变化与磷累积盈亏的响应关系。【结果】与NK处理相比,NPK处理的油菜和水稻平均产量分别提高530.3%和35.9%,磷积累量分别提高495.3%和98.5%;与NPK处理相比,NPK+S处理的油菜和水稻平均产量分别提高19.1%和11.0%,磷积累量分别提高20.6%和11.7%;油菜产量和磷积累量对磷肥和秸秆的响应优于水稻。秸秆还田条件下,油菜和水稻的平均磷素农学效率分别提高6.8%和33.9%,油菜、水稻和周年的磷素累积利用率分别提高8.6%、17.0%和19.8%。秸秆还田对水稻磷素利用率和农学效率的影响更为显著。4年油菜水稻轮作后,不施磷处理土壤磷素累积亏缺110.2 kg P<...     

Effect of Applying Chicken Manure and Phosphate Fertilizer on Soil Phosphorus Under Drip Irrigation in Greenhouse

【Objective】 Aiming at the problem of phosphorous accumulation in greenhouse soil, the effects of applying chicken manure and phosphorus fertilizer on phosphorus accumulation in soil under drip irrigation were studied.【Method】 The solar greenhouse in North China Plain using drip irrigation was taken as research object. Five treatments were designed, including no fertilizer (CK), single phosphate (P₁), single chicken manure (OM), chicken manure and reduced phosphate fertilization (OM+P₁), chicken manure and habitual phosphate fertilization (OM+P₂), to reveal the enrichment and transformation, migration and distribution in vertical section of soil at different growth stages and availability of inorganic phosphate form in soil.【Result】 The results showed that the combination of chicken manure and phosphate fertilizer significantly increased the accumulation and residue of total phosphorus, available phosphorus (Olsen-P) and inorganic phosphorus in soil. In the soil layer of 0-20 cm, total phosphorus content decreased with the development of cucumber growth period, highest in seeding stage and lowest in late fruiting stage period. Under different fertilization treatments, total phosphorus contents were significantly different, and the sequence of each growth period was OM+P₂ treatment>OM+P₁ treatment>P₁ treatment>OM treatment>CK treatment. The Olsen-P contents at different levels in the soil profile varied greatly. In seedling stage, the range was 44.43-86.08 mg·kg ^-1 at soil of 0-20 cm, 6.51-10.05 mg·kg ^-1 at soil of 20-40 cm, and there was very little variability in soil layer lower than 40 cm. The effect of water on the movement of phosphorus was slight under the condition of drip irrigation in greenhouse. So Olsen-P mainly concentrated in the soil layer of 0-20 cm, which accounted for 68.76-87.78% of the available phosphorus in soil profile of 0-100 cm in each growth period. Compared with CK, the other treatments increased the proportion of Olsen-P in total phosphorus by 1.23%-2.47%. The sequence of inorganic phosphorus content of different forms in soil layer of 0-20 cm was Ca₁₀-P>Ca₈-P>O-P>Ca₂-P>Al-P>Fe-P, among which, the proportion of Ca-P was the highest (79.55%-83.35%). As the amount of phosphorus fertilizer increased, so did the accumulation of phosphorus. The contents of Ca₈-P, Ca₂-P, Al-P, Fe-P and Ca₁₀-P under fertilization treatments were all significantly higher than that under CK, with Ca₈-P increased the most, followed sequentially by Ca₂-P, Al-P and Fe-P. Phosphate fertilizer would be converted into Ca₈-P through Ca₂-P soon after it was applied into the soil, which accumulated in the soil in a slow manner. Among all forms of inorganic phosphorus, Ca₈-P accumulated the most, Al-P and Fe-P also accumulated to a certain extent.【Conclusion】 Traditional excessive fertilization caused phosphorus remaining in the soil in the forms of Ca₈-P, Al-P and Fe-P, resulting in the accumulation of soil phosphorus and waste of phosphorus fertilizer. On the basis of 30,000 kg·hm ^-2 chicken manure, adding phosphate fertilizer had no significant effect on increasing yield but obviously increased the residual accumulation of phosphorus. If only chicken manure was applied, the dosage should not exceed 30 000 kg·hm ^-2. If inorganic phosphate fertilizer was combined, the amount of chicken manure should be reduced, while the inorganic phosphate fertilizer rate should be less than 300 kg·hm ^-2. The specific amount and proportion of fertilizer application need further study and discussion.     

长期定位施肥下潮土磷素盈亏及对无机磷的影响

目的 探讨长期定位施肥下潮土磷素盈亏、各形态无机磷的变化及土壤磷素盈亏对无机磷的影响,为潮土合理施用磷肥提供理论依据。方法 在“国家潮土肥力与肥料效益长期定位试验基地”,以NK（不施磷肥）处理为对照,研究华北地区常见的4种施肥模式（NPK（单施化肥）、SNPK（秸秆还田）、MNPK（有机无机配施）、1.5MNPK（高量有机无机配施））下,土壤表观磷盈亏、累积磷盈亏、各形态无机磷含量变化,以及土壤磷素盈亏对各形态无机磷的影响。结果 25年不施磷肥土壤磷始终处于亏缺状态,土壤磷累积亏缺431.8 kg·hm ^-2,4种施磷肥模式（NPK、SNPK、MNPK、1.5MNPK）25年土壤磷分别累积盈余291.2、398.4、1742.4、2 676.9 kg·hm ^-2。长期不施磷肥,土壤无机磷以Ca₂-P减少最多,减少49.0%。试验前13年上述4种施肥模式土壤Ca₂-P增加1.2—5.4倍,平均增加1.26—5.73 mg·kg ^-1·a ^-1,后12年单施化肥、秸秆还田和有机无机配施Ca₂-P增长速率降低99.2%—112.6%,高量有机无机配施土壤Ca₂-P年降低2.0 mg·kg ^-1,以上4种施肥模式土壤Ca₂-P相对含量25年增加1.0%—3.5%;连续25年施用磷肥,土壤Ca₈-P、Al-P、Fe-P分别增加1.4—6.5、1.8—3.3、1.1—2.2倍,平均增加4.69—19.81、1.67—3.10、1.23—2.37 mg·kg ^-1·a ^-1,其相对含量分别增加8.4%—30.0%、3.3%—4.0%、1.8%—3.3%;Ca₁₀-P和O-P含量长期维持在350—410、100—160 mg·kg ^-1,但其相对含量分别减少11.4%—29.7%、3.1%—8.9%。25年不施磷肥,土壤每亏缺100 kg P·hm ^-2,Ca₂-P、Ca₈-P、Al-P、Fe-P、Ca₁₀-P、O-P分别减少1.2、2.7、1.1、1.5、0.8、7.5 mg·kg ^-1。单施化肥和秸秆还田模式土壤每累积盈余100 kg P·hm ^-2,Ca₂-P、Ca₈-P、Al-P、Fe-P、Ca₁₀-P、O-P分别增加3.9—5.0、21.5—21.6、6.5—7.4、4.8—5.6、4.0—7.5、2.4—7.2 mg·kg ^-1。有机无机配施模式（MNPK、1.5MNPK）土壤每累积盈余100 kg P·hm ^-2,Ca₂-P、Ca₈-P、Al-P、Fe-P、Ca₁₀-P、O-P分别增加1.8—2.8、14.2—16.4、2.5—3.2、1.9—2.6、-0.2—1.2、0.3—1.9 mg·kg ^-1。 结论 长期施用磷肥能够提高潮土磷盈余量,提高土壤Ca₂-P、Ca₈-P、Al-P、Fe-P含量及其占总无机磷的相对含量,其中有机无机配施模式提高程度高于单施化肥和秸秆还田;潮土盈余相同磷量时,土壤无机磷以Ca₈-P增量最多,其次是Al-P、Fe-P;单施化肥土壤Ca₂-P、Ca₈-P、Al-P、Fe-P增加量高于秸秆还田和有机无机配施模式。     

等有机质 土有效磷和无机磷形态的关系

目的 在有机质含量相同的土壤上探讨土壤无机磷组分对有效磷的贡献,为合理的磷肥管理提供决策依据。方法 采集并筛选陕西关中平原冬小麦-夏玉米种植区 土有机质含量相近（10.03-10.68 g·kg ^-1）,有效磷含量梯度（平均分别为10.73、18.06、20.61、24.01、30.73、43.69和58.58 mg·kg ^-1）的土壤样品,采用蒋柏藩-顾益初改进的Chang和Jackson无机磷分级方法进行磷组分测定。 结果 西北冬小麦-夏玉米种植区耕层土壤的无机磷以钙磷为主,约占无机磷总量的66.67%,其中磷酸二钙（Ca₂-P）,磷酸八钙（Ca₈-P）和磷灰石（Ca₁₀-P）分别占2.80%、16.80%和47.09%;铝结合的磷酸盐（Al-P）,铁结合的磷酸盐（Fe-P）和闭蓄态磷酸盐（O-P）分别占16.28%、5.23%和11.81%。随着Ca₂-P、Ca₈-P、Ca₁₀-P、Al-P、Fe-P和O-P含量的增加,Olsen P呈显著线性增加;磷活化系数（土壤有效磷与全磷之比,PAC）与Ca₂-P、Ca₈-P、Al-P、Fe-P和O-P呈显著线性正相关关系。通径分析结果表明,该区域土壤无机磷对土壤有效磷（Olsen P）的贡献依次为Ca₂-P（0.974）＞Al-P（0.186）＞Ca₈-P（0.182）＞Fe-P（0.150）＞Ca₁₀-P（0.007）＞O-P（-0.074）,各形态无机磷对磷活化系数（PAC）的贡献为：Ca₂-P（0.768）＞Al-P（0.082）＞Ca₈-P（0.071）＞Fe-P（-0.018）＞Ca₁₀-P（-0.055）＞O-P（-0.388）,与土壤磷组分对有效磷的贡献大体一致。逐步回归分析结果表明,Ca₂-P和Ca₈-P对Olsen P贡献最大,但仅Ca₂-P对PAC的贡献最大。结论 在有机质相同或相近条件下,Ca₂-P是陕西关中平原小麦-玉米种植区 土最有效的磷源。土壤磷有效性的提高主要通过增加高有效性的磷形态比（例如Ca₂-P）和缓效磷形态（如Ca₈-P、Al-P）,降低土壤中有效性极低的Ca₁₀-P的比例来实现的。由此看来,关中平原长期施用磷肥土壤磷仍主要以有效性相对较高的磷素形态存在。     

水氮耦合及种植密度对绿洲灌区玉米光合作用和 干物质积累特征的调控效应

目的 针对土壤水分、氮肥供应不足以及玉米早衰、种植密度不合理等严重制约绿洲灌区玉米的生产问题,通过研究不同水氮配比及种植密度对玉米光合作用、干物质积累特征和产量的影响,以期为该区玉米高产、稳产提供技术支撑。方法 2016—2017年,于河西绿洲灌区进行大田试验,以先玉335为参试品种,采用裂裂区设计,灌水水平（W₁：4 050 m ³·hm ^-2,W₂：3 720 m ³·hm ^-2）做主区,施氮水平（不施氮N₀：0,低施氮N₁：300 kg·hm ^-2,高施氮N₂：450 kg·hm ^-2）为裂区,种植密度（低密度D₁：75 000株/hm ²,中密度D₂：97 500株/hm ²,高密度D₃：120 000 株/hm ²）为裂裂区,测定光合速率、干物质积累量和产量等指标。 结果 施氮量、种植密度对玉米全生育期净光合速率、干物质最大增长速率及其出现天数、干物质积累量、产量、WUE和氮肥利用率有显著影响。水肥耦合可增强玉米密植条件下的光合作用,提高干物质最大增长速率,提前干物质最大增长速率出现的天数,增大干物质积累量和产量。在减量20%灌水和高施氮水平下,中密度处理的全生育期净光合速率较低密度和高密度分别提高17.31%和11.43%;高密度和中密度处理的干物质最大增长速率及最大增长速率出现天数较低密度处理分别提高21.07%、7.52%和提前6.7 d、4.1 d;高密度处理的干物质积累量较中密度、低密度分别提高4.27%和10.59%,中密度处理的产量、水分利用效率和氮肥利用率较低密度、高密度处理分别提高24.2%、11.4%、29.9%和29.2%、18.4%、13.8%。在减量20%灌水条件下,中密度高施氮处理的全生育期净光合速率、干物质积累量和产量分别较中施氮、不施氮分别提高7.34%、11.63%、14.63%和49.54%、44.53%、69.03%;高密度高施氮处理的干物质最大增长速率及最大增长速率出现天数较中施氮、不施氮分别提高19.07%、54.35%和提前3.9 d、6.8 d;同等密度高施氮处理的氮肥利用率较低施氮处理提高24.5%。综上,减量20%灌水与高施氮耦合主要通过提高密植玉米的光合作用和干物质积累速率,延长干物质积累的持续时间,提高WUE和氮肥利用率,从而对干物质积累量和产量产生调控作用。结论 在绿洲灌区,采用水肥耦合（生育期减量20%灌水（3 720 m ³·hm ^-2）、施氮量450 kg·hm ^-2、中密度97 500株/hm ²）的最优栽培模式,可为进一步发掘密植条件下玉米高产、高效栽培提供技术指导。