磷肥减量结合硫酸铵配施提高西北地区旱地春玉米磷素利用效率

【目的】西北旱地春玉米种植区磷肥过量施用,磷肥利用效率偏低。本研究旨在探究春玉米磷肥减施的可行性以及实现磷素高效利用的优化施肥方式,以期为该地区春玉米磷肥高效利用提供参考。【方法】在西北典型雨养农业区设置3年的定位田间试验,共设5个处理:对照(CK,不施磷肥)、农户模式(FP,磷用量P2O5120 kg/hm2,撒施)、减磷撒施(RP,磷用量P2O570 kg/hm2,撒施)、减磷条施(BF,磷用量P2O570 kg/hm2,条施)、硫酸铵模式(SA,采用硫酸铵氮肥替代尿素氮肥,其他同减磷撒施处理)。在玉米四叶期、五叶期以及成熟期采集植物和土壤样品(根际土和非根际土),测定玉米根系、地上部生物量及其磷含量,土壤碱性磷酸酶活性、pH、有效磷、丛枝菌根侵染率,并采用WinRHIZO根系扫描系统测定根长、根表面积、根体积等指标。【结果】三年试验结果表明,RP、BF、SA处理玉米籽粒产量、生物量与FP处理无显著差异(P>0.05),但磷肥偏生产力显著提高,平均增幅68.0%。RP、BF、SA处理成熟期玉米籽粒磷含量较FP处理降低7.1%~12.9%,磷累积量降低了8.8%~17.0%,其中RP和BF处理降低幅度达到显著水平,但SA处理籽粒磷含量和磷累积量与FP处理相当。与FP处理相比,RP和SA的磷肥回收利用率均有提高,其中SA处理显著提高7.2个百分点;RP、BF、SA处理均有促进春玉米苗期根系生长的趋势,其中SA处理根长、根表面积以及细根长(直径小于0.50 mm)分别提高13.9%~37.9%、8.6%~46.1%、12.2%~43.0%。此外,与FP处理相比,RP和SA处理提高了玉米苗期根系丛枝菌根侵染率,增幅在16.2%~21.7%;SA处理非根际土碱性酶活性有增加趋势,五叶期差异达显著水平,BF处理非根际土有效磷含量提高了18.8%~56.3%。【结论】在西北旱地春玉米种植区,磷肥施用量由现在的P2O5120 kg/hm2减少至70~75 kg/hm2仍可保证玉米稳产。在此基础上,用生理酸性肥料硫酸铵代替尿素可促进玉米根系生长以及丛枝菌根侵染,促进玉米对磷素的吸收利用。