不同深蓄储水灌溉量对冬小麦磷素利用和磷素下渗流失风险的影响

[目的]汛前储水灌溉是陕西关中地区雨洪资源高效利用的重要方式。研究不同深蓄储水灌溉量对农田土壤磷素利用、累积与流失状况的影响,以实现农田的“高”磷吸收和“低”磷淋溶。[方法]在陕西宝鸡峡灌区进行小麦田间试验,供试小麦品种为‘小偃22’。设置储水灌溉量分别为0、80、120、140、160和180 cm,分别记为CK、D80、D120、D140、D160、D180,共6个处理。在小麦拔节期、开花期和成熟期,测定冬小麦植株各营养器官生物量、磷素含量及农田0—200 cm土层土壤速效磷含量,计算冬小麦吸磷量、磷肥利用效率和磷素盈亏。[结果]与CK处理相比,D80、D120、D140、D160、D180处理冬小麦产量分别提高了8.85%、24.71%、30.99%、17.91%、9.90%,成熟期籽粒磷素累积量分别提高了37.55%、46.34%、38.09%、28.23%、22.11%,小麦植株磷素吸收效率分别增加10.10%、12.47%、10.25%、7.59%、5.95%,有效磷表观盈余量分别降低了13.82%、17.05%、14.02%、10.39%、8.13%。随着储水灌溉量的增加,成熟期小麦植株磷素累积量呈先增加后降低的趋势,以D120处理磷素累积量最高,显著高于D160和D180处理,因此其磷素表观盈余量最低(78.83 kg/hm^(2)),显著低于D160、D180处理。D120处理相较D160和D180有助于小麦花前磷素转运和花后磷素累积;D80处理相较D120处理小麦花前磷素转运有所降低,但在花后磷素累积上表现出补偿作用;D140处理虽然降低了花后的磷素累积,但通过提高花前磷素转运实现了平衡。值得注意的是,D80、D120和D140处理之间的成熟期植株磷素累积量与籽粒磷素累积量差异不显著。另外,由于土壤中20-100 cm土层速效磷含量远低于该地磷素淋溶的环境阈值(39.9 mg/kg),尽管存在高水平的磷盈余,在适宜储水灌溉量下也不会引发磷淋失。然而,当储水深度大于160 cm时,对深层土壤中速效磷产生了明显的影响,导致土壤磷素发生淋失。[结论]在西北地区,适宜的储水灌溉量为80~140 cm,既可以提高小麦磷素吸收,又可以控制土壤中速效磷含量处于适宜范围,降低土壤磷素盈余,进而获得较低的土壤磷素环境风险。

溶磷菌剂对玉米幼苗生长及根际土壤细菌群落结构和磷素形态的影响

以FD11(普瑞斯特氏菌Priestia sp.)和CH07(阿氏芽孢杆菌Bacillus aryabhattai)两种溶磷菌剂为试验材料,进行菌剂灌根盆栽试验,测定溶磷菌剂施用对玉米生长、根际土壤养分、土壤微生物特性及土壤不同形态磷含量的影响。结果表明,施用溶磷菌剂可改善根际土壤养分特征和微生物学特性,增加根际土壤的活性磷源含量,对玉米幼苗表现出良好的促生作用。与不施菌剂相比,FD11处理玉米幼苗的株高、茎粗、地上部干重分别增加31.88%、36.39%、104.00%;根际土壤碱解氮、有效磷、速效钾分别增加了21.90%、107.67%、5.77%。施用溶磷菌剂的土壤H_(2)O-Pi(Pi为无机磷)、NaHCO_(3)-P和NaOH-P含量增加,但HCl-Pi和Residual-P含量显著降低。施用溶磷菌剂改变了玉米根际土壤细菌的群落结构,在细菌属分类学水平上,不动杆菌属、假单胞菌属、海洋杆菌属、鞘氨醇单胞菌属、节杆菌属等功能细菌的相对丰度显著增加。综合以上分析,施用溶磷菌剂显著提高了土壤速效养分含量,改变了根际土壤细菌的群落结构,增加了活性磷源的含量,从而改善了土壤肥力,促进玉米根系发育和幼苗生长。此项研究可为新型微生物菌肥的研发提供理论依据。

生物炭对土壤磷素有效性的影响研究进展

生物炭是生物质在限制供氧条件下,经300~700℃热解炭化加工而成的结构稳定的富碳产物。生物炭也是一种优质的土壤改良剂,有助于提高土壤磷素的有效性。为探明生物炭对土壤磷素有效性的影响,现对土壤磷素的形态和有效性以及生物炭的磷素特性进行了分析,并对生物炭影响土壤磷素有效性的3个途径进行了探讨,以期为施用生物炭活化农田土壤磷素提供相关理论指导。

不同磷肥用量下红壤区早稻季产量与田面水磷素动态变化

探明红壤区早稻季产量与田面水磷素动态变化,为红壤稻区的水肥管理提供数据支撑。于2022年开展不同磷肥用量的田间试验,设置P_(2)O_(5)用量分别为0、26.6、33.8、41.1、48.3、55.6、62.8、70.1 kg/hm^(2)(分别为P0、P26.6、P33.8、P41.1、P48.3、P55.6、P62.8、P70.1处理),测定磷素吸收量与早稻产量,监测施肥后0、1、3、5、7 d田面水总磷浓度和含量的变化,并分析监测期内水稻产量、磷素吸收量及田面水总磷含量与磷肥用量的相关关系。结果表明:水稻磷素吸收量随磷肥用量的增加呈先升高后降低的趋势。以P55.6处理磷素吸收量最高,其次是P48.3、P62.8、P41.1、P33.8、P26.6和P70.1处理,但均未达到显著差异,P0处理最低,拟合计算发现,最佳磷肥用量为50.29 kg/hm^(2);早稻产量呈随磷肥用量先增加后降低的趋势,P0处理产量最低,其次是P26.6处理,二者均显著低于其他施磷处理,其他各处理间未达到显著差异,以P55.6处理产量最高,其次是P48.3处理,P41.1、P33.8处理较P48.3处理略有降低,拟合计算发现,51.88 kg/hm^(2)时产量最高;随着磷肥用量的增加,田面水总磷浓度和含量逐渐增加,各磷肥用量田面水总磷浓度、含量均在施肥后呈先升高后降低的趋势,施肥后1 d达到峰值,之后开始下降并在施肥后3 d趋于稳定;结合线性方程发现,施肥后0~7 d,田面水总磷含量与磷肥用量均存在显著的正相关关系(P<0.05),施肥后0、1、3、5、7 d磷肥用量每增加1 kg/hm^(2),田面水总磷含量分别增加0.046、0.033、0.011、0.011、0.020 kg/hm^(2)。因此,我国红壤稻田早稻季适宜磷肥(P_(2)O_(5))施用量为51.09 kg/hm^(2),施肥后3 d内是磷流失的高风险期,应减少排水。

不同调理剂施用对富磷土壤磷素吸收及其形态变化影响

针对集约化设施土壤中磷素过度累积,本文开展盆栽试验,探究不同类型土壤调理剂施用对糯玉米干物质积累、磷素吸收及土壤磷素形态变化的影响。结果表明,生物质炭70%+明矾30%处理玉米的长势最好,其盆干生物量最高为44.6 g/plant,显著高于对照处理19.57%。土壤总磷和水溶性磷含量在施用调理剂后与种植前相比均有不同程度的降低。在土壤无机磷组分变化方面,明矾100%与生物质炭100%处理均提高了缓效性磷源的含量,生物质炭70%+明矾30%处理显著提高了速效性磷源含量。生物质炭70%+明矾30%、生物质炭30%+腐植酸30%+明矾30%处理可以有效抑制土壤碱性磷酸酶的活性,同时抑制土壤有机磷素的矿化。综合来看,生物质炭70%+明矾30%处理在释放土壤潜在性磷源、提高土壤速效性磷源、促进作物磷素吸收、提高作物干物质量积累等方面的综合表现较好。

灌溉方式与磷素对紫花苜蓿生产性能和营养品质的影响

为探究灌溉方式与磷素的互作模式对紫花苜蓿(Medicago sativa)生产性能及营养品质的影响,本研究采用双因素裂区设计,设置漫灌(F)、喷灌(S)、地下10 cm滴灌(D10)、地下20 cm滴灌(D20)和地下30 cm滴灌(D30)5种灌溉方式和0 kg·hm^(-2)(P0),60 kg·hm^(-2)(P1),120 kg·hm^(-2)(P2)和180 kg·hm^(-2)(P3)4个施磷(P 2O 5)梯度。研究水磷耦合条件下苜蓿生产性能、饲草品质和水磷利用效率。结果表明:3种地下滴灌处理的土壤含水量、生产指标、营养指标、水分利用效率和磷肥偏生产力均显著高于漫灌和喷灌处理;灌溉方式和施磷水平对苜蓿株高、分枝数、干草产量、粗蛋白含量、酸性洗涤纤维和相对饲喂价值均有显著影响。通过主成分分析得出,在地下30 cm滴灌方式下,施P 2O 5120 kg·hm^(-2)时的水磷组合模式最好,产量和营养品质综合排名第一,在生产上应用可得到优质牧草。

多样化培肥模式调控丛枝菌根真菌促进玉米磷素吸收

利用丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)从农田生态系统获取养分,是红壤作物吸收土壤磷(P)素的有效途径。针对我国南方红壤生物功能退化、P生物有效性低、作物产量低等问题,如何调控作物根际AMF群落,优化其与宿主的互惠共生关系,是突破红壤区作物P摄取瓶颈的关键。结合红壤旱地生态间作与有机(秸秆、猪粪、生物肥)无机肥料配施的4种多样化培肥措施,基于作物产量和红壤磷素活化水平,筛选最优培肥模式,并进一步利用扩增子高通量测序和显微观察等技术,解析红壤旱地最优培肥措施调控AMF群落组成,揭示优化的AMF群落激发宿主玉米磷素摄取机理。结果表明:相较于玉米单作配合常规化肥(Mo+NPK),花生/玉米间作结合秸秆/生物肥的有机无机配施(In+NPKSB)使红壤旱地全磷(TP)提高29.07%、有效磷(AP)提升1.35倍,且增强了玉米根内AMF群落科水平间的联系。该措施AMF定殖率是传统化肥措施的2.24倍,玉米根际酸/碱性磷酸酶(ACP/ALP)活性提高32.18%和41.66%,玉米生物量提高34.98%,产量提高67.27%。研究证实红壤旱地花生/玉米生态间作结合秸秆/生物肥有机无机配施的培肥措施可通过优化玉米根内AMF群落组成,促进土壤P活化,为在红壤旱地因地制宜推广可持续农业发展的集成应用提供理论依据。

炭基磷肥对黑土和红壤磷素有效性及形态变化的影响

为探究炭基磷肥作为磷源对土壤磷素有效性及形态变化的影响,采用土壤培养试验,将牛粪生物质炭(BC)、重过磷酸钙(TSP)、不同方式制备的炭基磷肥(TSP-1和TSP-2)添加到黑土(高磷)和红壤(低磷)中培养70 d,并作空白对照(CK)。研究结果表明,BC处理对黑土和红壤磷素有效性影响很小,但呈现上升的趋势;TSP、TSP-1和TSP-2处理显著增加了黑土和红壤的全磷和有效磷含量。黑土培养前期(0~28 d),TSP、TSP-1和TSP-2处理的土壤有效磷含量分别下降了42.21%、16.81%和29.93%,培养中后期(28~70d),TSP-1和TSP-2处理的土壤有效磷含量平均分别比TSP处理高9.47%和9.81%;红壤培养前期(0~28 d),TSP、TSP-1和TSP-2处理的土壤有效磷含量分别下降了78.31%、24.64%和57.53%,培养中后期(28~70 d),TSP-1和TSP-2处理的土壤有效磷含量平均分别比TSP处理高129.23%和53.10%。BC处理增加了黑土HCl-P的含量及红壤NaOH-P、HCl-P的含量;TSP、TSP-1和TSP-2处理显著增加了黑土和红壤Water-P和NaHCO3-P的含量,对其他磷组分(NaOH-P、HCl-P、Residual-P)也有影响。BC、TSP-1和TSP-2处理显著提高了黑土和红壤的pH值,TSP处理降低了黑土的pH值,对红壤的pH值影响较小。综上所述,相比无机磷肥,以炭基磷肥作为磷源可以减缓磷素在黑土和红壤中的释放速率,避免磷素被土壤大量固定,并影响土壤磷素形态的分布,提高磷肥在土壤中的有效利用率,尤其在红壤中作用效果更为明显。

秸秆覆盖还田保护性耕作对黄土旱塬土壤磷素组分的影响

为探究秸秆覆盖保护性耕作对黄土旱塬土壤磷素组分及碱性磷酸酶pho D基因的影响,本研究以陕西省咸阳市长武县境内的中国科学院长武黄土高原农业生态试验站为研究平台,设置无秸秆覆盖(CK)、每年7、8、9月高量秸秆覆盖(St_(90))、全生育期低量秸秆覆盖(S_(45))、全生育期高量秸秆覆盖(S_(90))4个处理,探讨不同秸秆覆盖模式下0~20 cm表层土壤基本理化性质、土壤磷素、有机磷组分、无机磷组分、碱性磷酸酶pho D基因拷贝数量特征及其影响机理。结果表明:相同覆盖时间下,全磷(TP)、速效磷(AP)、无机磷、Ca_(2)-P、中等活性有机磷(MLOP)含量均随着秸秆覆盖量的增加而显著增加;Ca_(10)-P是主要的无机磷组分,占比66.03%~72.34%,MLOP是主要的有机磷组分,占比70.70%~78.23%;秸秆覆盖使无机磷中的有效磷源Ca_(2)-P在无机磷中所占的比例显著增加,其他组分占比以及有机磷各组分占比并无显著变化。播种前后的短期覆盖相比于全年长期覆盖更有利于微生物的代谢,从而加快土壤有机磷的合成。不同秸秆覆盖处理土壤无机磷含量为985.33~1043.33 mg·kg^(-1),显著大于有机磷。冗余分析表明,土壤pH、全碳(TC)、有机碳(SOC)、含水率(SWC)与MLOP含量呈负相关关系,与高稳性有机磷(HSOP)呈正相关关系,Ca_(2)-P与SWC、SOC、pH、TP呈正相关关系,Ca_(10)-P与pH、NH_(4)^(+)-N呈正相关关系。秸秆覆盖可以提高碱性磷酸酶pho D基因拷贝数,但全生育期覆盖与高量秸秆覆盖的叠加作用,对碱性磷酸酶pho D基因有抑制作用。研究表明,秸秆覆盖可显著改变有机磷各组分含量,全生育期高量秸秆覆盖显著增加无机磷有效组分Ca_(2)-P含量,土壤有机磷与无机磷组分含量变化受土壤TC和pH的影响最大。

低磷对不同基因型谷子生长、磷素积累及根际微生物的影响

为探究不同基因型谷子适应低磷条件的能力,采用盆栽试验,选取长农35、济谷13、济谷11、晋谷21、豫谷18、豫谷35共6个谷子品种为材料,设置正常施磷(P_(N),100 mg/kg P_(2)O_(5))与不施磷(P0)两个处理,比较两种磷水平对各基因型谷子拔节期植株生物量、磷积累、磷转运、根系形态及根际微生物等的影响。结果表明:不施磷处理下,济谷11植株鲜重和地上部干重显著高于其他品种及正常施磷处理下的所有品种,其总根长、总根表面积、总根体积均高于P_(N)处理,且前2个指标值差异显著;长农35、济谷13、晋谷21、豫谷18及豫谷35的生物量及根系形态指标值基本低于各自P_(N)处理;长农35、晋谷21、豫谷18植株磷积累总量较各自P_(N)处理分别显著降低12.99%、28.13%、50.27%,济谷13、济谷11、豫谷35植株磷积累总量两种磷水平处理下差异不显著;济谷13地上部磷素分配比例P_(0)较P_(N)处理显著降低4.04%、根部显著增加18.97%,其他品种地上部及根部磷素分配比例较各自P_(N)处理差异不显著;济谷11和豫谷35在P_(0)处理下对叶的分配比例显著增大,而对茎的分配比例显著减少。不同基因型谷子在两种磷水平处理下根际可培养微生物数目存在较大差异,不施磷处理下长农35、晋谷21根际土壤的细菌及真菌数量较高且显著高于各自P_(N)处理,而济谷11的细菌及放线菌数量两种磷水平下均较低。综合而言,济谷11和济谷13对低磷环境的适应性较好。

生物炭对节水灌溉稻田土壤磷素分布及吸附解吸的影响

为了探究不同生物炭添加量对节水灌溉稻田土壤磷素迁移转化的影响,该研究采用田间试验和室内化验分析相结合的方法,研究了生物炭施用对节水灌溉稻田0~60 cm土壤AP、TP含量的迁移转化规律,分析了生物炭对稻田土壤磷素吸附解吸的影响。结果表明:土壤AP、TP含量随土层的加深呈先增后减或一直减小的趋势,生物炭施用使节水灌溉稻田土壤AP含量和PAC值(0~10 cm)提高了28.27%~73.63%和24.64%~61.98%,使土壤TP含量低了3.51%~5.23%。施用的生物炭主要作用于浅层土壤,提高了浅层土壤AP含量,减小了土壤TP含量,说明生物炭促进了浅层土壤磷素的活化,将矿物态磷和有机磷转化为易被作物吸收的磷形态。另外,生物炭添加降低了土壤磷吸附量,增大了磷解吸量,且生物添加量越高效果越明显。Langmuir方程和Freundlich方程均能成功拟合土壤磷等温吸附曲线,拟合结果表明,生物炭添加从吸附强度和吸附容量2方面降低了土壤吸附磷的能力,但8%生物炭添加可能会增大土壤磷吸附容量。生物炭添加通过促进浅层土壤吸附态磷的释放,影响了土壤磷活化系数,进而影响浅层土壤的吸附解吸。研究结果可为稻田磷资源的可持续利用提供科技支撑。

外源磷添加会增加不同年限稻田磷素生物有效性

为明确不同数量外源磷添加对稻田磷生物有效性组分的影响,以江西鹰潭孙家小流域内新稻田(NP,2~3 a)、中期稻田(MP,20~30 a)和老稻田(OP,400~500 a)为研究对象,基于不同浓度外源磷[0(CK)、125(P1)、250(P2)、500(P3)、625(P4)、750(P5)mg·kg^(-1)(以P计)]添加的淹水培养实验(0~80 d),采用模拟生物活化的磷素分级方法(BBP法),分析了淹水条件下外源磷添加后稻田BBP组分磷的增量(Δ)动态变化,探讨了各组分磷增量的相关关系及影响因素。结果表明:淹水条件下,稻田有效磷(Bray-P)及BBP组分磷增量随磷添加量的增加而显著增加。BBP组分磷增量由小到大依次为:氯化钙磷增量(ΔCa-P)、酶提取磷增量(ΔEn-P)、柠檬酸磷增量(ΔCi-P)、盐酸磷(ΔHC-P)。培养15天时,新稻田ΔCa-P与ΔCi-P达到最大值;培养60天时,中期稻田ΔCa-P、ΔEn-P、ΔHC-P及ΔBray-P达到最大值;而老稻田中各组分磷随时间变化不明显。通径分析表明:外源添加磷对新稻田和老稻田ΔBray-P有显著直接正效应。外源磷添加虽能显著增加稻田磷素生物组分有效性,但其增量最大值的出现时段不同,新稻田与中期稻田中生物有效磷增量最大值分别出现在磷添加后的第15天与60天,因此,适时适量地施用磷肥对稻田磷素肥力提升与稻田磷素流失风险管控具有重要意义。

磷素对含沙水流流体变异特性影响

[目的]为探明磷素对含沙水流流体变异特性的影响。[方法]采用自制双竖管流变仪,研究了磷素对不同浓度含沙水流流体类型、流变参数及流体发生变异的临界阈值的影响。[结果](1)磷素浓度、泥沙浓度及泥沙理化性质是影响含沙水流发生流体变异的主要因素。在25℃下,过磷酸钙浓度每增加0.1 g/cm^(3),黏滞系数和宾汉极限剪切力分别增加0.48~1.47 mPa·s和3.49~6.84 N/m^(2)。(2)随着磷素和泥沙含量的增大,含磷素的含沙水流由牛顿流体变异为宾汉流体。构建并验证了磷-泥沙水流黏滞系数和宾汉极限剪切力等流变参数的计算模型。(3)给出了磷-泥沙水流流体变异的临界浓度阈值。当磷素浓度从0增加至0.45 g/cm^(3)时,含沙水流的流体变异临界浓度阈值降低49%,说明磷素的存在加速了含沙水流的流体变异。[结论]磷素的增加使得侵蚀水流更容易由牛顿流体变异为宾汉流体,从而影响侵蚀流内部的能量耗散过程,研究结果为深入认识侵蚀污染水流的输移机制提供了新的科学基础。

不同水肥处理对水稻磷素吸收利用、产量和根干重的影响

为探明不同水肥处理对水稻磷素吸收利用、产量和根干重的影响,于2020年5-9月在湖北省漳河灌区开展水稻测坑种植试验,以水稻品种“Y两优957”为试验材料,设置淹水灌溉(W1)和间歇灌溉(W2)2种灌溉模式,常规肥(N1)和缓释肥(N2)2种施肥类型。采集泡田前和黄熟期收割后土样进行土壤全磷(TP)分析,于黄熟期测产,取植株样进行干物质称重,并化验地上部分植株各器官含磷量。结果表明,W2N2处理下水稻产量、磷素收获指数(PHI)、磷肥偏生产力(PFPP)和植株根干重均达最高,分别为8566.10 kg/hm^(2)、58.25%、214.35 kg/kg、255.47 g/m^(2);W2模式下水稻产量显著高于W1(P<0.05),分别高出10.85%(N1)和11.03%(N2);不同水肥处理下水稻各器官含磷量占比均为:穗>叶、茎,磷素会逐渐在穗部积累;施肥类型相同时,W2模式下植株茎、叶含磷量占比均高于W1,而穗含磷量占比均低于W1;灌溉模式相同时,N2条件下植株籽粒含磷量占比较N1高出4.50%(W1)和1.54%(W2);黄熟期收割后土壤TP含量均高于泡田前,收割后N2条件下稻田土壤TP含量较N1高出3.70%(W1)和6.25%(W2),收割后W2模式下稻田TP含量较W1高出13.33%(N1)和15.63%(N2)。间歇灌溉配施缓释肥可以有效促进水稻磷素吸收,进而实现增产。

磷和外源生长素对澳洲坚果幼苗排根发生及其磷素利用的影响

通过水培试验,探讨磷素和外源生长素对澳洲坚果幼苗排根产生量与生理特性及其磷素利用的影响。结果表明,与正常供磷处理(PN)相比,低磷处理(PL)下澳洲坚果幼苗排根数量显著增加73.94%,也显著促进排根和非排根有机酸的分泌以及增强酸性磷酸酶活性,并且有机酸分泌量增加主要以柠檬酸和苹果酸为主。外源生长素萘乙酸(NAA)的施用也显著增加了低磷和正常供磷处理下澳洲坚果幼苗排根数量,显著促进根系(排根和非排根)有机酸的分泌,同样以柠檬酸和苹果酸分泌增加为主;而生长素极性运输抑制剂萘基邻氨甲酰苯甲酸(NPA)施用后则抑制了排根的产生及根系有机酸的分泌。此外,低磷处理下,施用NAA后澳洲坚果幼苗排根和非排根酸性磷酸酶活性也分别显著增强了13.70%和30.50%,而NPA施用后排根和非排根酸性磷酸酶活性则分别显著降低20.67%和25.98%。本试验条件下,低磷和施用生长素通过促进澳洲坚果幼苗排根形成及其生理特性改变,增加澳洲坚果幼苗的磷素吸收。

腐殖酸浓度对土壤中磷素转化的影响

为探索腐殖酸浓度对土壤中磷素转化的影响,以磷酸一铵为唯一磷源,开展了25℃人工气候箱中恒温连续培养的试验。试验共设9个处理,以不施肥为对照(CK)处理,T1~T8处理依次添加质量分数为0、0.1%、0.5%、1%、2%、5%、7%、10%的腐殖酸,分别在培养后的第5、15、30、55、80、105、130、155、180天取土样测定pH、速效磷及各形态无机磷(Ca_(2)-P、Ca_(8)-P、Al-P、Fe-P、O-P、Ca_(10)-P)含量。结果表明:磷酸一铵+腐殖酸的处理可以有效提高各形态无机磷的含量;腐殖酸添加量为7%时,对磷的转化和活化影响最大,Ca_(2)-P、Ca_(8)-P的含量最高,较单一磷酸一铵处理的分别提高79.30%、61.41%。

磷素优化与菌剂结合对设施番茄产量、磷素吸收及品质的影响

通过磷素优化与菌剂结合对设施番茄产量、磷素吸收及品质的影响进行研究,以期为设施菜田磷素合理管理提供理论依据。本试验按照主副区进行设计,主区为施菌剂与不施菌剂,副区为不同梯度减磷优化。共计7个处理,即T1(减磷0%)、T2(减磷25%)、T3(减磷25%+菌剂)、T4(减磷50%)、T5(减磷50%+菌剂)、T6(减磷100%)、T7(减磷100%+菌剂)。结果表明:在施菌剂条件下T3处理对番茄产量、各部位干物质量、吸磷量及磷素利用率均有较好的提升效果,在果实品质方面,含糖量、糖酸比及维生素C含量均有所提高,硝酸盐含量有所降低,显著提高了番茄果实品质,且减少了土壤磷素向深层运移;不施菌剂下T2处理产量最高,植株干物质量、番茄果实及总吸磷量最高,磷素利用率较高,果实品质较好,在减少磷素运移方面效果较好。综合各项指标发现,施菌剂下T3处理对提高设施番茄产量、品质、磷素吸收及减少土壤磷素运移效果最好,不施菌剂下T2处理效果较好。

土壤解磷微生物促进植物磷素吸收策略研究进展

随着全球磷肥需求增加和磷矿资源储量短缺矛盾逐渐加重,土壤解磷微生物在促进磷循环方面的重要性日益突显,因此有必要对其种类和促进植物磷素吸收策略进行全面梳理总结。荟萃分析了土壤解磷微生物种类并构建了系统进化树,重点论述了土壤解磷微生物促进植物磷素吸收主要策略。土壤解磷微生物主要通过矿化和溶解作用直接活化难溶性磷,但其也能与植物根系互作间接活化磷素。其间接途径主要包括解磷微生物与根系分泌物和丛枝菌根真菌互作,它们通过碳磷交换间接活化磷素;其次包括一些解磷微生物可以通过固氮作用使植物生长受到磷的限制,从而调节植物磷酸盐转运系统间接活化土壤磷;解磷微生物也能通过分泌植物激素和生物防治剂促进植物根系生长间接促进植物磷素吸收。解磷微生物还能通过磷素固定减少磷流失,也可以通过加速自身磷素周转促进植物磷素吸收。对完善和发展解磷微生物主导的土壤磷循环和植物磷素吸收利用理论体系具有重要意义。

基于高光谱的琯溪蜜柚叶片磷素含量估算模型研究

蜜柚叶片磷素(phosphorus,P)含量是准确诊断和定量评价生长状况的重要指标,为快速、无损、精确地估测磷素含量,需要建立蜜柚叶片磷素含量高光谱估算模型。基于蜜柚叶片高光谱数据和磷素含量实测数据,提取原始光谱及一阶微分光谱特征波段和光谱特征变量,构建单变量估算模型、偏最小二乘回归模型和BP神经网络回归模型,并确定蜜柚叶片磷素含量最佳估算模型。在350~1 050 nm波段,原始光谱和一阶微分光谱与叶片磷素含量在可见光范围内有多波段相关性显著,并出现多个极值。原始光谱敏感波长为549和718 nm,一阶微分的敏感波长为528、703和591 nm。在建立的回归模型中,选择决定系数较高的模型进行精度检验,其中BP神经网络模型的拟合R^(2)(0.775 9)最大,偏最小二乘估算模型的拟合R^(2)(0.749 9)次之。综合建模精度和模型检验精度,确定BP神经网络模型为蜜柚叶片磷含量的最佳估算模型,建模和验证的R^(2)分别为0.71和0.775 9;其次为偏最小二乘估算模型,建模和验证的R2分别为0.64和0.749 9。上述结果可为大面积的蜜柚叶片营养遥感监测诊断和合理施肥提供理论依据。

乙酸对土壤累积态磷活化及棉花磷素吸收的影响

为探究乙酸对土壤累积态磷活化及棉花磷素吸收的影响,以新农大棉4号为材料,通过施用乙酸的盆栽试验方法,设置土壤中不施磷肥和乙酸溶液(对照)、仅施用磷肥、分次施入150 L/hm^(2)乙酸溶液、分次施入300 L/hm^(2)乙酸溶液、一次性施入150 L/hm^(2)乙酸溶液和一次性施入300 L/hm^(2)乙酸溶液6个处理。结果表明,4种乙酸施用方式均可提高土壤中有效磷含量和棉花磷素吸收,施用乙酸处理的棉花磷素吸收量均显著高于对照(P<0.05),与对照比棉花磷素吸收提高了37.3%~101.7%,且一次性施入300 L/hm^(2)乙酸溶液处理的磷素吸收量最高。在0~5 cm、5~10 cm和10~20 cm土层中,乙酸溶液用量为150 L/hm^(2)时,土壤有效磷含量较仅施用磷肥处理分别增加了16.3%~35.4%、1.1%~10.4%和0.9%~8.8%,乙酸溶液用量为300 L/hm^(2)时,0~5 cm、5~10 cm和10~20 cm土层中有效磷含量分别增加了18.3%~38.8%、2.4%~20.1%和2.0%~11.6%。乙酸施用可提高土壤中磷素的有效性,促进棉株磷的积累,从而提高棉花的生物量和产量,并以一次性施入300 L/hm^(2)乙酸溶液处理对棉花的磷素吸收效果最好,土壤中有效磷的含量随乙酸的用量增加而增加。