猪粪施用下稻麦轮作农田土壤磷素形态及其安全消纳量研究

发布时间：2020-07-26 20:01

【摘要】：农田畜禽粪便安全消纳量的确定是实现循环农业的基础。本文基于成都平原生猪养殖规模大,粪便中含有大量磷素的现状,采用田间试验的方法,研究施用不同数量的猪粪后,稻麦轮作周期内土壤磷素积累和磷素形态的变化特征,并结合磷素淋失风险、稻麦产量及土壤中性磷酸酶活性探索该系统下猪粪的安全消纳量,为成都平原生猪养殖废弃物的资源化利用提供科学依据,在实现农业资源的循环利用等方面有重要意义。田间试验以常规氮肥施用量作为猪粪施用量的标准,采用猪粪中的全氮含量替代化学氮肥。稻麦两季常规化肥N、P2O5、K2O用量均为180kg·hm-2、75kg·hm-2、90kg·hm-2。试验共有7个处理：(1)不施磷肥；(2)常规化肥；(3)75%化肥N+25%猪粪N；(4)50%化肥N+50%猪粪N；(5)100%猪粪N；(6)150%猪粪N；(7)200%猪粪N；分别标记为P0、P1、P2、P3、P4、P5和P6。通过对7个处理的磷素积累、无机磷形态、有机磷组分和稻麦产量研究,得到以下结果：(1)随猪粪用量的增加,0-20 cm土层TP、Olsen-P和CaCl2-P含量均有明显增加；随稻麦生育期的推进,猪粪施用后0-20cm土层TP和Olsen-P呈增加趋势；各生育期的P5、P6处理下土壤CaC12-P含量与P1处理相比显著增加,变幅为0.43-1.38mg-kg-1,磷淋失风险大。稻麦轮作后,从P3处理开始0～20cm土层TP、Olsen-P含量与P1处理相比显著增加。猪粪施用对20～40cm土层TP含量没有显著影响。稻麦轮作后,P5和P6处理下20-40 cm土层Olsen-P含量比PI处理高2.1 mg.kg-1和4.7 mg.kg-1,差异显著；P6处理下CaC12-P含量显著高于P1处理。(2)猪粪施用增加了0-20 cm土层中Ca2-P、Al-P、Fe-P和Ca8-P的含量,且随猪粪用量的增加均有明显增加,随稻麦生育期的推进逐渐增加；稻麦轮作后,P4、P5和P6处理下Ca2-P、Al-P、Fe-P和Ca8-P含量均显著高于P1处理,其中P6处理下土壤Ca2-P、Al-P、Fe-P、Ca8-P的含量分别比P1处理高69.1、60.9、91.0和964mg·kg-1;猪粪施用对土壤O-P含量影响较小,而对Ca10-P没有显著影响；随猪粪用量的增加,Ca2-P、Ca8-P、Al-P、Fe-P的相对含量明显增加；Ca10-P和O-P的相对含量逐渐减少,分别由P1处理下的76.45%和11.32%减少到P6处理的49.40%和9.25%。猪粪施用对20-40 cm土层中的Ca8-P、Ca10-P、Fe-P和O-P含量没有显著影响。稻麦轮作后,P4、P5和P6处理下20～40 cm土层中Ca2-P含量显著高于P1处理下的含量,差值分别为2.6、5.9、7.1 mg.kg-1；P6处理下A1-P含量与P0、P1处理间的差异均显著。(3)猪粪施用能增加0～20cm土层中活性有机磷、中活性有机磷、中稳定性有机磷和高稳性有机磷含量。随猪粪用量的增加,土壤中各组分有机磷含量均有所增加。稻麦轮作后, P5和P6处理下各组分有机磷含量均显著高于P1处理；其中P6处理下土壤活性有机磷、中活性有机磷、中稳定性有机磷和高稳性有机磷含量分别比P1处理高1.9、53.1、30.4、16.5 mg·kg-1。稻麦生育期内,P4、P5、P6处理下水稻分蘖期土壤活性有机磷、中活性有机磷、中稳定性有机磷明显高于成熟期,小麦季继续施用猪粪后又逐渐增加,而在P2、P3处理下则没有明显变化；随稻麦生育期的推进,施用猪粪后土壤高稳性有机磷呈逐渐增加的趋势。猪粪施用对0～20 cm土层各有机磷组分的相对含量没有明显影响,不同猪粪用量处理下各组分相对含量大小顺序为：中活性有机磷中稳性有机磷高稳性有机磷活性有机磷。猪粪施用对20-40 cm土层的各组分有机磷含量没有显著影响。稻麦轮作后,P6处理下土壤活性有机磷含量增加到3.0 mg.kg-1,比P1处理高1.1mmg·kg-1。(4)猪粪施用下稻麦轮作体系的土壤磷素淋失Olsen-P和CaCl2-P临界值为50mg·kg-I和0.7mg.kg-1。P3处理下稻麦体系产量最高,达到了13309.7kg.hm-2,比Pl处理增产10.01%；该处理下0～20 cm土层Olsen-P和CaCl2-P含量为19.4 mg.k旷1和0.32 mg·kg-1,土壤中性磷酸活性较高；20～40 cm土层磷素没有显著积累。综合生态效益和经济效益,稻麦轮作农田腐熟猪粪最大安全消纳量为23364 kg.hm-2,每hm2稻麦轮作农田对猪(出栏)的最大承载量为60头.a-1。
【学位授予单位】：四川农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S153

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本文编号：2771220