太湖稻麦轮作农田土壤磷素生物有效性研究

发布时间：2020-07-28 10:22

【摘要】：以往关于土壤磷素研究主要通过化学连续提取展开,难以准确解析原位土壤磷的赋存形态、库容大小及转化过程,不能充分反映土壤根际过程。因此,合理的磷素分级方法能否科学地反映不同形态磷在土壤中的真实分布情况及不同磷组分的生物有效性至关重要。本文基于磷素的根际过程特点,采用一种磷素生物有效性的分级方法(the biologically-based phosphorus,BBP),研究太湖稻-麦轮作区磷肥减施长期定位试验田(中国科学院常熟农业生态实验站宜兴基地以及常熟农科所)实施第七年稻麦轮作周年,包括稻季不同生育期(苗期、孕穗期和收获期)以及麦季收获期土壤磷素生物有效性变化特征及其关键影响因子。结果表明:宜兴试验田,与稻麦均施磷肥(PR+W)处理相比,稻季施磷麦季不施磷(PR)、麦季施磷稻季不施磷(PW)处理中土壤无机磷库(CaCl_2-P、Citrate-P、HCl-P)与有机磷库(Enzyme-P)在不同生育期总体无显著性差异;不施磷肥处理(Pzero)则显著降低了苗期收获期Citrate-P、HCl-P的含量。基于磷素生物有效性的分级方法所提取的四种磷素组分浓度与速效磷浓度间均存在显著正相关关系,表明各提取形态磷素对土壤速效磷含量均有一定贡献作用,宜兴有效磷主要来自HCl-P(R~2=0.823,P0.01)、Enzyme-P(R~2=0.712,P0.01)和Citrate-P(R~2=0.591,P0.01),部分源于CaCl_2-P(R~2=0.133,P0.05)。常熟试验田,与PR+W处理相比,PR、PW处理中土壤无机磷库(CaCl_2-P、Citrate-P、HCl-P)与有机磷库(Enzyme-P)总体无显著性差异。不施磷肥处理(Pzero)则显著降低了收获期Enzyme-P、HCl-P的含量。基于生物有效性分级的无机磷磷素组分含量与速效磷间均存在显著相关关系,而与有机磷关系不显著,常熟有效磷主要来自Citrate-P(R~2=0.196,P0.01)、CaCl_2-P(R~2=0.153,P0.05)和HCl-P(R~2=0.133,P0.05)。小麦生长季,宜兴试验田PW对比于PR+W处理土壤CaCl_2-P含量无显著差异,Citrate-P、HCl-P和Enzyme-P含量则显著降低(P0.05),表明该试验田稻季不施磷麦季施磷处理下磷素转化较为迅速,作物生长所需磷源尚充足。对常熟试验田,不同磷肥减施方式对各磷素组分含量总体无显著影响,仅Pzero处理HCl-P含量与PR+W处理相比明显降低,表明该试验田七年不施磷肥土壤磷库正在被耗竭。两块试验田用BBP法提取的四种土壤磷素组分含量与有效磷含量之间的决定系数不同:宜兴有效磷主要来自Citrate-P(R~2=0.587,P0.01)、HCl-P(R~2=0.587,P0.01)和Enzyme-P(R~2=0.531,P0.01),常熟有效磷主要来自HCl-P(R~2=0.386,P0.05)和Citrate-P(R~2=0.280,P0.05)。稻麦周年土壤磷素生物分级组分含量由大到小依次为HCl-P、Citrate-P、Enzyme-P和CaCl_2-P,化学磷肥的施入主要提升土壤无机磷库,对HCl-P贡献尤为突出,对有机磷组分影响不显著。冗余分析结果表明,土壤碱性磷酸酶(S-ALP)是影响磷素组分变化的重要因素。综上所述,本文研究结果以期合理评估磷肥减施下土壤磷素生物有效性,为太湖稻麦轮作区磷肥的合理施用和农业的可持续发展提供科学依据。
【学位授予单位】：东北农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S158

【参考文献】