渭北旱塬农田土壤磷素的变化特征

发布时间：2017-04-02 14:16

  本文关键词：渭北旱塬农田土壤磷素的变化特征，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：磷是植物生长发育的必不可少的大量元素之一,植物体所需要的磷主要从土壤磷库中获得。近年来,黄土区农田磷肥不断投入,土壤磷素含量不断增加,形成了一个巨大的潜在磷库,但是磷肥的增产效应却逐渐降低。不合理的超量施肥,不仅会造成巨大的浪费,而且还会带来生态环境危害。因此对磷养分资源的综合管理成为协调作物高产和环境友好的关键所在。本研究在长达30年的定位试验基础上,对施用不同肥料的不施肥、单施氮肥、单施磷肥、单施有机肥、氮磷配施、氮磷有机肥配施六个处理,对不同施磷量0、45 kgP2O5/hm2、 90 kg P2O5/hm2、135 kg P2O5/hm2、180 kg P2O5/hm2五个处理,对施肥处理的0-200 cm土壤土样进行分析,研究渭北旱塬农田土壤不同施肥对土壤生产力的影响；长期施肥条件下土壤无机磷和有机磷各形态磷素的积累量及其空间分布；不同施肥条件下土壤磷素的有效性。得出以下主要结论：1、长期不施肥的土壤养分含量降低,导致土壤生产力大幅度下降。不施肥小麦依据土壤自身肥力维持一定的产量,随着土壤养分耗竭,小麦产量保持在1450 kg/hm2左右。长期单施氮肥和磷肥,土壤养分不平衡,不能提高土壤生产力；只有施用有机肥、氮磷肥配施和氮磷有机肥配施,才能使土壤养分达到平衡,培肥土壤,提高土壤生产力,小麦的产量达到极显著增产效果。随着磷肥施用量的增大,小麦产量不增加反而减少。2、长期施用磷肥的耕层土壤,无机磷各形态含量均呈现：Ca10-PO-PCa8-P Al-PFe-PCa2-P顺序。无机磷各组分土壤剖面增量分布不同,随施磷量增大和施肥年份增加,至2011年Ca2-P、Ca8-P、Al-P剖面的增量随土层深度加深而逐渐降低,Ca1o-P与O-P的土壤增量剖面图呈“S”型分布。增施磷肥的土壤有机磷总量也有增加,以中活性有机磷为主,其次为中稳性有机磷、高稳性有机磷、活性有机磷。有机磷各组分土壤剖面增量随施磷量和施肥年份分布不同,活性有机磷在土壤剖面中总体呈下降趋势,而中稳性有机磷和高稳性有机磷土壤剖面呈“S”型分布,中活性有机磷规律性不明显。3、长期施入不同肥料的耕层土壤无机磷组分均有增加。但长期施肥对土壤无机磷的影响要大于有机磷。不同施肥处理,土壤剖面Ca2-P和Ca8-P主要累积在0-60cm土层,耕层大于底层,60-200cm基本保持不变。Al-P和Fe-P的相似,垂直移动性小,主要累积在20-60cm。O-P含量整个剖面呈减少状态,Ca10-P含量比较稳定。活性有机磷在土壤剖面中总体呈下降趋势,中稳性有机磷和高稳性有机磷在土壤剖面呈“S”型分布,中活性有机磷剖面含量规律性不太明显。4、轮作苜蓿地的土壤全磷、速效磷和土壤微生物磷的含量与苜蓿生长年限成反比,苜蓿生长年限越长,土壤全磷、速效磷和土壤微生物磷含量越低。苜蓿土壤中无机磷组分在土壤剖面中以Ca-P为主,长期施肥土壤中无机磷以O-P态累积在土层中,Calo-P比较稳定难以被作物利用。有机磷含量以中活性有机磷为主,活性有机磷和中活性有机磷含量占有机磷总量比例随种植年限的增加而减小,中稳性有机磷和高稳性有机磷变化比较稳定。5、Ca2-P、Ca8-P和活性有机磷是速效磷的主要磷源,Al-P、Fe-P、O-P可通过转化为Ca2-P、而Cag-P间接地成为速效磷被作物利用；Calo-P、中活性有机磷、中稳性有机磷及高稳性有机磷对速效磷的贡献较小；中稳性、高稳性有机磷也可转化为中活性有机磷。Ca2-P是作物最好吸收的有效磷,Calo-P被作物利用的最少。磷肥施入土壤中大量表现为Ca2-P和Ca8-P两种形态,Ca8-P主要通过转化为Caz-P间接影响速效磷含量。闭蓄态O-P最后分解被作物利用。土壤中有机磷必须通过矿化作用转化为无机磷才能被吸收利用。6、在长期不施磷肥的情况下土壤磷储量逐渐减少,导致土壤中磷素耗竭。磷肥可以提高耕层土壤磷素的有效性,增加有效磷含量,使有效磷在土壤耕层大量累积。但是土壤中有效磷的存储量并不随磷肥施入量的增加而增加,而是保持一个特定的水平,土壤中磷在供需方面要达到平衡。渭北旱塬农田储存在土壤中有效磷的范围4.8到5.24kg/(hm2y),过量施肥只能增加土壤无机磷和有机磷含量,并不能增加土壤有效磷库。
【关键词】：渭北旱塬农田 施肥长期定位试验 肥料长期定位试验 轮作苜蓿 无机磷分级 有机磷分级 空间变化
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S153.6
【目录】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-15
• 第一章 绪论15-28
• 1.1 研究的目的和意义15-16
• 1.2 国内外研究现状16-26
• 1.2.1 旱地农业研究进展16-19
• 1.2.2 长期定位施肥的研究进展19-24
• 1.2.3 土壤磷的形态及分级24-26
• 1.3 研究内容及技术路线26-28
• 1.3.1 研究内容26-27
• 1.3.2 技术路线27-28
• 第二章 材料与方法28-32
• 2.1 试验区概况28
• 2.2 试验设计28-29
• 2.2.1 施肥长期定位试验28-29
• 2.2.2 肥料长期定位试验29
• 2.2.3 轮作苜蓿长期定位试验29
• 2.3 项目的测定与计算方法29-32
• 2.3.1 样品采集及分析29
• 2.3.2 测定项目及分析方法29-30
• 2.3.3 计算公式30-31
• 2.3.4 数据处理31-32
• 第三章 区域磷肥施用状况分析32-42
• 3.1 化肥应用状况32-37
• 3.1.1 不同时期无机肥料的施用量32-35
• 3.1.2 不同时期产量和养分的变化35-37
• 3.2 磷肥应用状况37-40
• 3.2.1 农户施磷量37-39
• 3.2.2 土壤磷素变化39-40
• 3.3 存在问题及建议40-42
• 3.3.1 问题40
• 3.3.2 建议40-42
• 第四章 施肥对土壤生产力及磷素的影响42-58
• 4.1 小麦产量的变化42-45
• 4.1.1 不同肥料种类对小麦产量和肥效的影响42-44
• 4.1.2 不同磷肥用量对小麦产量和肥效的影响44-45
• 4.2 小麦吸磷量的变化45-46
• 4.2.1 不同肥料种类对小麦吸磷量的影响45-46
• 4.2.2 不同磷肥用量对小麦吸磷量的影响46
• 4.3 磷素的产量效应46-50
• 4.3.1 不同肥料种类对土壤磷肥的利用率46-47
• 4.3.2 不同磷肥用量对土壤磷肥的利用率47-50
• 4.4 土壤磷养分的变化50-56
• 4.4.1 不同肥料种类对土壤磷养分的影响50-53
• 4.4.2 不同磷肥用量对土壤磷养分的影响53-56
• 4.5 结论56-58
• 第五章 磷肥施用量对土壤磷素变化特征的影响58-79
• 5.1 不同磷肥用量土壤无机磷的变化特征58-62
• 5.1.1 不施磷肥土壤无机磷的变化特征58-60
• 5.1.2 施磷肥土壤无机磷的变化特征60-62
• 5.2 不同磷肥用量土壤无机磷的空间变化特征62-67
• 5.2.1 Ca_2-P的空间变化特征62-63
• 5.2.2 Ca_8-P的空间变化特征63-64
• 5.2.3 Al-P的空间变化特征64-65
• 5.2.4 Fe-P的空间变化特征65-66
• 5.2.5 O-P的空间变化特征66
• 5.2.6 Ca_(10)-P的空间变化特征66-67
• 5.3 不同磷肥用量土壤有机磷的变化特征67-71
• 5.3.1 不施磷肥土壤有机磷的变化特征67-69
• 5.3.2 施磷肥土壤有机磷的变化特征69-71
• 5.4 不同磷肥用量土壤有机磷的空间变化特征71-74
• 5.4.1 活性有机磷(LOP)的空间变化特征71-72
• 5.4.2 中活性有机磷(MLOP)的空间变化特征72-73
• 5.4.3 中稳性有机磷(MROP)的空间变化特征73
• 5.4.4 高稳性有机磷(HROP)的空间变化特征73-74
• 5.5 试验区土壤磷素平衡状况74-75
• 5.5.1 磷的有效性74-75
• 5.5.2 不同磷肥用量土壤磷素平衡状况75
• 5.6 讨论75-77
• 5.6.1 土壤中无机磷组分的转化75-76
• 5.6.2 不同磷肥用量对土壤磷储量的影响76
• 5.6.3 长期施肥对土壤无机磷组分的影响76
• 5.6.4 长期施肥对土壤有机磷组分的影响76-77
• 5.6.5 积累磷素在土壤剖面中的移动性77
• 5.7 结论77-79
• 第六章 不同肥料种类对土壤磷素变化特征的影响79-92
• 6.1 不同肥料种类土壤无机磷的变化特征79-80
• 6.2 不同肥料种类土壤有机磷的变化特征80-82
• 6.3 不同肥料种类土壤无机磷的空间变化特征82-86
• 6.3.1 Ca_2-P的空间变化特征82
• 6.3.2 Ca_8-P的空间变化特征82-83
• 6.3.3 Al-P的空间变化特征83-84
• 6.3.4 Fe-P的空间变化特征84-85
• 6.3.5 O-P的空间变化特征85-86
• 6.3.6 Ca_(10)-P的空间变化特征86
• 6.4 不同肥料种类土壤有机磷的空间变化特征86-90
• 6.4.1 活性有机磷(LOP)的空间变化特征87
• 6.4.2 中活性有机磷(MLOP)的空间变化特征87-88
• 6.4.3 中稳性有机磷(MROP)的空间变化特征88-89
• 6.4.4 高稳性有机磷(HROP)的空间变化特征89-90
• 6.5 讨论90
• 6.5.1 不同施肥对土壤磷无机磷分级的影响90
• 6.5.2 不同施肥对土壤磷有机磷分级的影响90
• 6.6 结论90-92
• 第七章 轮作系统苜蓿土壤磷素变化特征92-100
• 7.1 轮作系统苜蓿土壤全磷和速效磷的变化特征92-93
• 7.2 轮作系统苜蓿土壤无机磷组分的变化特征93-95
• 7.2.1 轮作苜蓿土壤无机磷各形态含量及组成93-94
• 7.2.2 轮作苜蓿土壤无机磷的转化率94-95
• 7.3 轮作系统苜蓿土壤有机磷组分的变化特征95-96
• 7.4 轮作系统首蓿土壤微生物磷的变化特征96
• 7.5 轮作系统苜蓿土壤微生物磷与有机无机各磷组分及速效磷通径分析96-97
• 7.6 讨论97-98
• 7.6.1 苜蓿种植对土壤磷的影响97
• 7.6.2 不同的轮作制度对土壤无机磷的影响97-98
• 7.6.3 不同的轮作制度对土壤有机磷的影响98
• 7.6.4 土壤各磷的有效性98
• 7.7 结论98-100
• 第八章 长期施肥土壤磷素的转化及其有效性分析100-105
• 8.1 速效磷与各形态无机有机磷、全磷的相关性100
• 8.2 速效磷与各形态无机有机磷的通径分析100-105
• 第九章 总结与展望105-107
• 9.1 总结105-106
• 9.2 展望106-107
• 参考文献107-117
• 致谢117-118
• 作者简介118-119

【参考文献】

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本文编号：282638