土壤磷淋溶状况及其Olsen磷“突变点”研究

对英国Broadbalk长期土壤肥料试验地和Woburn农场三块试验地地下排水中磷形态及其含量等研究表明:(1)由于连续150多a的施肥,Broadbalk试验地地下排水中总磷(TP)浓度很高,最高达4.83mg·L-1;其中,以颗粒附着态磷(PP)为主,其次是可溶态反应性无机磷(MRP),可溶态有机磷(DOP)含量最低;(2)随着降雨量和排水量的增大,Broadbalk试验地地下排水中TP浓度和PP所占的比例明显增大;(3)Woburn农场三块试验地地下排水中磷浓度较低,且以MRP为主要成分;(4)用“突变点”法可以较好的预测土壤磷淋溶的趋势;Broadbalk和Woburn农场发生磷淋溶的土壤Olsen-P含量“突变点”分别是60mg·kg-1和17mg·kg-1。

Olsen法有效磷对提取温度的响应及量化关系

Olsen法有效磷受到提取温度的显著影响,在严格标准温度25℃下用0.5 mol/L NaHCO_(3)(pH=8.5)提取测定的有效磷不能良好反映田间实际温度下的土壤磷有效性。探明不同提取温度下的Olsen法有效磷对提取温度的响应并建立其与Olsen-P的量化关系,为评价田间不同温度下土壤磷的有效性提供依据。选择具有广泛Olsen-P含量(4~280 mg/kg)的24个黑土样品,采用Olsen法分别于10、15、20、25、30和35℃下测定其有效磷含量;统计分析其与Olsen-P的比值、线性响应关系系数等,随机选取16个黑土数据采用系数直接代入法、系数间接代入法、提取率拟合法、最小二乘法拟合法和两种二阶拟合法共6个换算方程,拟合和建立不同温度下Olsen法有效磷与Olsen-P的量化关系,通过剩余的8个黑土数据对换算方程验证对比,获得将Olsen-P换算成任意温度下土壤Olsen法有效磷含量的方程。结果表明,Olsen法有效磷均随提取温度的升高而显著增加,温度每升高1℃,Olsen法提取的土壤有效磷增加量为0.2~5.4 mg/kg;土壤Olsen-P含量越高,Olsen法提取有效磷的增量越大。不同温度下Olsen法提取有效磷的相对提取率也随温度升高而增加,10、15、20、30和35℃下的平均提取率分别为69.8%、76.1%、87.5%、113.7%和138.7%;并受Olsen-P含量的影响。构建的Olsen法提取有效磷量与提取温度和Olsen-P含量的双因素换算方程,通过方程预测值与实测值的决定系数(R^(2))、残差均方根(RMSE)和相对误差(RE)3个主要指标判断,并考虑简单易行,对比明确了系数直接代入法的换算方程[PT=(0.019×P_(25)+0.170)×T+0.545×P_(25)-3.247]最优,其R^(2)、RMSE和RE分别为0.996、6.18和1.28(n=48)。该方程可用于土壤Olsen-P在4~280 mg/kg范围内,10~35℃不同温度下,进行土壤Olsen-P与Olsen法有效磷含量间的换算。

长期施肥对塿土磷素状况的影响

利用塿土12年长期定位肥料试验,研究了不同施肥方式对耕层土壤全磷(TP)、有机磷(OP)与有效磷(Olsen-P)的影响。结果表明,施用化学磷肥提高了耕层土壤TP、Olsen-P含量,但并未提高OP含量;对照与磷钾处理的OP含量有降低趋势。当基于含氮量施有机肥时,土壤TP和Olsen-P含量大幅度提高,也提高了OP含量,但OP/TP比率在降低到一定程度后维持在一个较为稳定的水平;即使施用有机肥的处理,磷素也主要以无机形态累积。土壤Olsen-P与TP或两者的增加量都呈显著线性相关,塿土TP每提高100 mg/kg,Olsen-P增加量约为20.8 mg/kg,且单位土壤全磷增加带来的Olsen-P增加有随施肥时间降低的趋势。在土壤Olsen-P含量达到一定水平时应考虑减少磷肥用量。基于有机肥中磷素含量来推荐有机肥施用或延长其施用的时间间隔,将有助于减少由于有机肥施用带来的磷素大量快速累积。

长期施肥条件下潮土土壤磷素对磷盈亏的响应

【目的】土壤磷素状况是评价土壤养分的重要指标之一。探讨长期施肥条件下土壤有效磷、全磷对土壤磷素盈亏(平衡)的响应,为潮土区施肥管理和土壤培肥提供科学依据。【方法】分析了天津潮土33年(1979—2012)肥料长期定位试验中,不同施肥处理下土壤磷素盈亏与Olsen磷、全磷的变化特征。【结果】长期不施肥(CK)、单施氮肥(N)、氮钾配施(NK)及秸秆与氮肥配施(NS)处理,土壤中磷素常年处于亏缺状态。施磷处理(PK,NP,NPK)和有机肥与氮肥配施(NM),土壤中磷素均有盈余,PK处理盈余最多,但随试验年限延长(约20年后),NP,NPK和NM处理土壤中磷素盈余量呈下降趋势。土壤有效磷增加量随磷盈亏而变化,二者呈显著正相关(P<0.05)。施用无机磷肥或有机肥,均可使土壤中的磷素盈余,土壤中每盈余100 kg·hm-2磷,PK、NP、NPK、NM处理土壤中的Olsen磷分别增加3.59、1.19、1.75和2.40 mg·kg-1。长期不同施肥,土壤磷平衡与土壤全磷增量间呈正相关,但不同处理下差异较大。单施氮肥(N)和秸秆还田(NS)处理,可认为累积磷平衡对土壤全磷增量无影响。施用无机磷肥或有机肥,土壤中每盈余100 kg P·hm-2,PK、NP、NPK、NM处理土壤中全磷分别增加0.06、0.07、0.07和0.10 g·kg-1。【结论】土壤磷素盈亏状况与肥料配施类型密切相关,长期施用化学磷肥或有机肥,土壤有效磷、全磷增加量与土壤磷素盈亏呈显著直线正相关。有机肥与氮肥配施提升土壤全磷的速率大于施用化肥。

土壤有机质对有效磷及水提取磷含量的影响

为了解土壤有机质对有效磷与总磷、水提取磷与有效磷关系的影响,采用田间调查的方法,对洛阳市郊主要农田4种土壤耕作层土壤进行取样调查,并采用常规土壤测试方法,分别测定土样有机质、全磷、有效磷和水提取磷含量。根据有机质含量(高于或低于16.0 g·kg-1)把土样分成两组,对两组土样的总磷与有效磷、有效磷与水提取磷分别做相关关系分析。结果表明:与低有机质土样组相比,高有机质土样组有效磷与总磷相关方程的斜率较大,水提取磷与有效磷相关方程的斜率较小,这一趋势在以Olsen法和Mehlich-3法测定有效磷时均相同。表明在缺磷环境中,有机质增加条件下,虽然磷的生物有效性降低,但有助于在土壤溶液中维持相对较高的磷酸根浓度,这可能是由于磷的周转加快;随着土壤磷含量增加,有机质增加有助于更快提高磷的生物有效性,但土壤溶液中维持相对较低的磷酸根浓度,这可能有助于减轻农田磷的渗漏流失。

苜蓿不同生长天数根系分泌物对土壤难溶性磷的活化

选取6个苜蓿品种:中苜1号、标靶、TG3、骑士2、骑士T和阿迪娜,采用水培法在缺磷条件下生长60、90和120 d收集根系分泌物,研究对土壤中难溶性磷的活化效果。结果表明:和对照相比,经苜蓿根系分泌物培养后的土壤,有效磷含量提高,且120 d>90 d>60 d;磷酸二钙(Ca2-P)含量极显著降低(P<0.01),120 d<90 d<60 d,在120 d时Ca2-P含量急剧下降;磷酸铝盐(Al-P)、磷酸铁盐(FeP)和磷酸八钙(Ca8-P)的含量降低,120 d<90 d<60 d;闭蓄态磷(O-P)和磷酸十钙(Ca10-P)含量变化不大。缺磷胁迫下,苜蓿根系分泌物对Al-P、Fe-P、Ca2-P和Ca8-P均具有一定活化作用,在120 d的活化效果高于60和90 d。由此说明,随着生长天数的增加,根系分泌物对其活化作用越来越显著,且对Ca2-P的活化作用最明显。

东北黑土区小流域“林-旱-水”格局土壤磷空间分布特征研究

磷(P)是作物生长需要的主要营养元素之一,过量施用会导致环境污染,研究土壤P空间分布特征和驱动机制可为区域施肥和农业面源污染防控等提供参考。本文结合经典统计学和地统计学,研究了东北黑土区边缘"林地-旱地-水田"格局下不同土地利用、地形、水文、种植方式等对土壤全磷(TP)和速效磷(AP,通常用OlsenP衡量)空间分布的影响。研究表明,该地区土壤TP和AP的空间自相关程度和空间变异程度均处于中等水平,但AP空间变异程度远大于TP。TP和AP空间分布特征存在明显差异,TP在旱地与林地之间的过渡地带相对匮乏,AP在水-旱交错带区域相对富集,TP和AP含量均在流域出口处达到峰值,分别为0.8 g/kg和60 mg/kg,TP的空间分布特征指示了"旱改水"后早期侵蚀沉积效应依然存在。受土壤理化性质和侵蚀的影响,旱田土壤TP和AP含量均在平地和坡顶达到最高,坡背和坡底最低。林地TP和AP含量最低,水田TP含量高于旱地平地,但水田AP含量显著低于旱地平地。施肥(N、P)、种植方式、土地利用、侵蚀和沉积过程是影响流域尺度土壤P空间分布的主要因素,而水系、村镇空间位置关系影响不显著。当AP>25 mg/kg时,流域中下游,特别是土壤P相对富集的水旱交错区、河流交汇区和流域出口区存在潜在的流失风险。