潮土累积磷的供磷能力及其有效磷消耗特征

【目的】长期过量施肥极大地提升了土壤中磷的累积量。研究土壤累积磷的有效性及其消耗特征,可为发掘土壤中的磷资源,保持土壤磷肥力的可持续性提供理论基础。【方法】依托“国家潮土肥力与肥料效益长期监测站”26年的长期定位试验,从中选取5个磷地力水平地块,其土壤基础Olsen-P含量分别为1.2、14.3、27.6、55.4、72.3 mg/kg,依次记为L1、L2、L3、L4、L5,设置微区试验。从2016年6月开始,只施用氮、钾肥,不施磷肥,连续进行了3年6季玉米小麦轮作种植。调查6季作物产量、土壤供磷能力,分析Olsen-P的消耗量及变化规律。【结果】潮土磷地力水平从L1提高到L2和L3时玉米和小麦产量快速增加,超过相应磷地力水平后,继续提升磷地力水平对增产贡献不大,L1、L2、L4、L5地块6季总产量分别是L3地块的37.4%、82.8%、104.7%和102.3%。相比玉米,小麦对土壤磷的需求更高。保障小麦-玉米高产所需的年供磷(P)量为203.2 kg/hm^(2);供磷能力低的L1、L2、L3地块总供磷量分别是高产所需供磷量的19.2%、65.4%和94.9%。基础磷地力超过L3地块水平,基本可保障小麦-玉米连续6季获得较高产量的供磷能力。每生产100 kg小麦籽粒和玉米籽粒作物吸磷(P)量分别为0.48和0.34 kg。在小麦玉米轮作体系下,Olsen-P的季消耗速率与土壤Olsen-P含量呈极显著线性关系(y=0.1219x−0.1557,R^(2)=0.9894**),L5、L4、L3、L2磷地力水平地块每季Olsen-P的消耗量分别为8.37、7.06、3.03、1.59 mg/kg,消耗速率符合指数下降模型Y=69.642e^(-0.169x),每季消耗基础Olsen-P的15.5%。【结论】长期大量施用磷肥可以快速提升潮土有效磷含量至很高水平,但是土壤的磷地力产量达到一定水平后,作物产量不再提高。停止施磷肥后,土壤的有效磷水平呈指数下降,下降至农学阈值仅需约9.1季。停施磷肥后,土壤的供磷能力下降也很快,小麦产量在第二年(第三季)即显著降低。因此,持续合理的磷肥施用量是维持潮土适宜的磷地力水平,提高磷肥利用率的有效手段。

中国近海营养盐结构失衡与磷消耗问题及其生态环境效应的研究进展

近海的生态环境问题态势严峻。在机制上,普遍认为富营养化是导致近海环境恶化的主导因子,但实际上,营养盐的结构失衡对近海生态环境问题的产生可能起到了更重要的作用。目前关于营养盐结构失衡的主导因素和机制尚缺乏全面系统的研究。本文基于对已有数据和文献资料的整合分析发现,由于存在强烈的人类活动影响,中国近海营养盐结构失衡问题较过去更为突出,且可能引发潜在“磷消耗”问题,其影响在某种程度上较传统意义上的磷限制要强,并进而产生深远的生态环境效应。据此提出,今后相关的研究应该特别关注河流流域-近海环境变化和它们之间的内在关联,阐明控制近海营养盐浓度、形态、分布和结构的关键生物地球化学过程,量化近海氮与磷的滞留机制与效率,揭示浮游植物群落结构变化与营养盐结构失衡和磷消耗的耦合关系及其生态效应等,最终制定中国入海河流与近海氮磷协同控制的适应性管理措施。