长期施肥对褐土磷素组分及有效性的影响

发布时间：2020-03-31 11:59

【摘要】：土壤磷素是作物必需的营养元素之一,也是表征土壤质量的一个关键指标。磷素容易被土壤固定,当季利用率低,后效性较强,磷肥存在当季利用和后季利用问题,长期试验磷素有效性研究更具科学意义。褐土是山西省最主要土壤类型,研究长期施肥对褐土区磷素组分时空变化特征及有效性的影响,可以为褐土区合理施用磷肥提供理论依据和技术支撑。本研究以山西省寿阳县的国家旱作农业长期定位试验为基础,从1992年春开始到2016年秋历时25年。试验共选9个处理,即不施肥对照(N_0P_0M_0);4个氮、磷化肥配施处理(N_1P_1M_0、N_2P_2M_0、N_3P_3M_0、N_4P_4M_0);3个有机肥和氮、磷化肥配施处理(N_2P_1M_1、N_3P_2M_3、N_4P_2M_2);单施高量有机肥处理(N_0P_0M_6)。运用改进的Hedley磷素分级方法对试验区1992基础土样、1996年、2001年、2006年、2011年、2016年的0~20 cm土样进行磷组分分析测定,分析长期施肥条件下磷素组分年际变化特征;采集2016年秋季9个处理的0~20 cm、20~40 cm土样,分析测定不同磷素组分含量,分析磷素组分空间变化特征;将1992-2016年0~20 cm不同磷素组分分为活性磷、中活性磷、稳定性磷三组,分析不同活性磷素的年际变化特征;对不同组分磷素与总磷、有效磷、磷素盈余量及春玉米产量进行相关性分析。研究结果表明:(1)不同磷素组分时空变化特征从1992年春到2016年秋25年间,0~20 cm土层中H_2O-Pi、NaHCO_3-Pi、NaHCO_3-Po、NaOH-Pi、NaOH-Po含量在不施肥处理下变化幅度较小,在不同施肥处理中均表现为施肥前期提升幅度较小,后期显著提升,且有机肥和氮、磷化肥配施及单施高量有机肥处理提升幅度普遍大于氮、磷化肥配施处理。从1992年到2016年0~20 cm土层H_2O-Po含量单施高量有机肥处理呈上升趋势,其它处理均呈下降趋势。HCl-Pi、Residual-P含量较稳定,年际变化幅度较小,不同施肥处理间差异也较小。2016年0~40 cm空间分布上,无机磷组分含量及其在不同施肥处理间的差异性均在0~20 cm土层较大;有机磷组分NaHCO_3-Po、NaOH-Po含量在0~20 cm远大于20~40 cm,H_2O-Po、Residual-P含量在0~20 cm与20~40 cm土层间差异性较小;与1992年基础值相比,2016年20~40 cm土层中H_2O-Pi、NaHCO_3-Pi、NaHCO_3-Po、NaOH-Po含量在施入氮、磷化肥量达到N_2P_2M_0水平时就出现较大幅度提升,有机肥和氮、磷化肥配施和单施高量有机肥处理的施入对其提升幅度更大。(2)活性磷、中活性磷、稳定性磷组分的年际变化特征从1992年到2016年0~20 cm土层中,活性磷、中活性磷、稳定性磷在总磷中所占比例的变化特征表现为:不施肥及氮、磷化肥配施处理不同活性磷在总磷中所占比例变化幅度较小,稳定性磷所占比例较大,约占到总磷的80%;与1992年基础值相比,2016年有机肥和氮、磷化肥配施及单施高量有机肥处理稳定性磷所占比例有所下降,下降幅度达6%~30%;中活性磷有所提升,提升幅度达3%~6%;活性磷提升幅度较大,其中单施高量有机肥提升幅度最大达24%。从1992年到2016年,在活性磷、中活性磷中有机磷和无机磷所占比例的变化特征表现为:活性磷中无机磷组分所占比例较大,中活性磷中有机磷组分占到绝大部分。长期施肥可大量增加活性磷中无机磷所占比例,2016年与1992年相比,氮、磷化肥配施处理活性磷中无机磷所占比例增加幅度达14%~52%,有机肥和氮、磷化肥配施及单施高量有机肥处理活性磷中无机磷所占比例增加幅度达28%~45%,而长期施肥对中活性磷中有机磷和无机磷所占比例影响较小。(3)长期施肥条件下0~20 cm土层中总磷、有效磷、磷素盈余量及春玉米产量与不同活性磷素组分之间的相关关系通过对不同施肥处理1992年到2016年在0~20 cm土层中总磷、有效磷、磷素盈余量及春玉米产量与不同活性磷素组分含量之间进行相关性分析发现:活性磷、中活性磷与总磷、有效磷、磷素盈余量及春玉米产量均呈极显著正相关,其中活性磷、中活性磷与有效磷的相关性较大,相关系数分别为0.915、0.883;稳定性磷与春玉米产量不相关,与总磷、有效磷、磷素盈余量呈极显著正相关,其中稳定性磷与磷素盈余量的相关性最大,相关系数达0.742。与1992年基础值相比,2016年0~20 cm土层N_0P_0M_0、N_1P_1M_0处理总磷含量有所下降,其它施肥处理均有所提高。从1992年到2016年春玉米产量来看,不施肥处理春玉米产量较低,有机肥和氮、磷化肥配施处理春玉米产量整体要大于氮、磷化肥配施处理,而在不同氮、磷化肥配施处理之间及不同有机肥和氮、磷化肥配施处理之间春玉米产量差异性较小。在保证春玉米产量情况下,N_2P_1M_1的磷素盈余量最小,是一种较好的施肥方式。
【图文】：

方法,含磷量,磷素,秸秆

图 2.1 Hedly 磷素分级方法2.4 统计分析2.4.1 计算公式作物吸磷量（kg/hm2）＝籽粒产量×籽粒含磷量＋秸秆产量×秸秆含磷量当季磷素表观盈亏（kg/hm2）＝施入土壤磷素总量－作物吸收磷素总量2.4.2 数据分析文中所有数据采用 Office 2007 进行统计、分析与整理，，并利用 SPSS 1LSD 法进行方差分析，Bivariate Correlation 进行相关性分析。
【学位授予单位】：山西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S153.6

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