不同磷肥对砂姜黑土和红壤磷库转化及冬小麦磷素吸收利用的影响

【目的】探究不同磷肥对土壤磷素形态转化及小麦磷素吸收利用效率的影响,为土壤-磷肥-作物体系磷肥精准匹配及高效利用提供理论依据。【方法】在砂姜黑土和红壤上设置不施磷(CK)、施用过磷酸钙(SSP)、钙镁磷肥(FMP)、磷酸二铵(DAP)、重过磷酸钙(TSP)和聚磷酸铵(APP)6个处理,研究小麦拔节期和开花期根际与非根际土壤中磷库转化特征及其与植株体内磷素累积利用的关系。【结果】砂姜黑土施用磷肥后土壤有效磷含量提高194%—662%,不同磷肥处理小麦根际土壤中有效磷含量为APP>TSP>DAP>FMP>SSP>CK处理。施用磷肥显著提升了小麦拔节期和开花期砂姜黑土中H_(2)O-P和NaHCO_(3)-Pi含量,降低Residual-P含量,其中H_(2)O-P和NaHCO_(3)-Pi含量与土壤有效磷含量呈显著正相关,TSP和APP处理在小麦拔节期对NaHCO_(3)-Pi含量提升幅度最大,分别较不施磷提升了41.0和36.0 mg·kg^(-1)。红壤施用磷肥后根际土壤有效磷含量提高84%—791%,其中DAP和TSP处理的土壤有效磷含量显著高于其他磷肥处理,红壤中根际土壤NaHCO_(3)-Pi和NaOH-Pi含量与土壤有效磷含量呈显著正相关,施用磷肥后红壤中NaHCO_(3)-Pi和NaOH-Pi含量分别提高275.2%—848.3%和26.9%—58.3%,其中DAP和TSP处理提升效果最为显著。砂姜黑土和红壤上小麦植株磷素累积量与土壤有效磷含量在小麦拔节期均呈现显著正相关关系,砂姜黑土和红壤小麦植株磷素累积量与土壤有效磷含量在小麦拔节期均呈现显著正相关关系,根际土壤有效磷含量每提高1 mg·kg^(-1),小麦植株磷素累积量分别提高0.87和0.37 mg/pot。砂姜黑土施用不同磷肥均可显著提高植株磷素累积量,较不施磷提高15.4%—50.9%,其中APP和TSP处理使小麦植株磷素累积量及磷素利用效率较其他磷肥处理显著提高。红壤中施用不同磷肥使磷素累积量和产量分别较不施磷提高123.7%—643.9%和75.5%—337.2%,其中TSP处理的小麦产量、植株磷素累积量和磷素吸收效率较其他磷肥处理均显著提高。【结论】砂姜黑土施用重过磷酸钙和聚磷酸铵显著提高土壤H_(2)O-P和NaHCO_(3)-Pi含量,红壤施用重过磷酸钙和磷酸二铵可显著提高土壤NaHCO_(3)-Pi和NaOH-Pi含量。因此,从提高磷肥利用效率角度考虑,两种土壤均适合施用重过磷酸钙,种植小麦时,砂姜黑土还可推荐施用聚磷酸铵,红壤可选用磷酸二铵。

不同新型磷肥对黄瓜产量、品质及磷肥利用率的影响

为了探明不同新型磷肥对黄瓜产量、品质及磷肥利用效率的影响,遴选适合黄瓜的最优新型磷肥品种,为土壤-黄瓜-新型磷肥匹配提供理论依据。选用不同新型磷肥进行田间栽培试验和室内培养试验,以黄瓜为研究对象,设置4个处理:不施磷肥(CK)、普通磷酸二铵(DAP)、控失活化磷酸二铵(LC-DAP)和聚磷酸铵(APP)。通过田间试验探究不同新型磷肥对黄瓜品质和磷肥利用率的影响;基于室内培养试验利用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和X射线光电子能谱(XPS)等手段解析新型磷肥对磷有效性的化学增效机制。结果显示:与DAP处理相比,APP处理中黄瓜产量增加18.5%,黄瓜可溶性糖和维生素C含量分别提高了33.5%和16.7%,硝酸盐含量降低了3.7%。相比DAP处理,LC-DAP与APP处理均可以显著提高土壤有效磷含量和黄瓜植株磷素累积量(P<0.05),磷肥吸收利用率分别提高了4.7%和10.9%,磷肥贡献率分别提高了13.6%和13.4%;磷肥农学利用率分别提高了170.4%和172.9%;磷肥偏生产力分别提高了18.3%和18.5%,除磷肥吸收利用率外,LC-DAP与APP处理差异不大,APP处理磷肥吸收利用率增幅最大。通过XRD、FT-IR、和XPS等技术得出APP处理残留物的H2PO4-形态磷酸盐含量占比最高,为36.54%,比DAP处理高出15.0%,这表明施用APP可减少难溶性磷酸盐产生。结果表明,与普通磷酸二铵相比,控失活化磷酸二铵和聚磷酸铵均可显著提高黄瓜产量及磷肥利用率,并可改善品质,其中以聚磷酸铵效果最佳。聚磷酸铵可更有效地减少磷肥固定,提高土壤可溶性正磷酸盐含量,从而保障磷肥持续供应。

硫肥与磷肥联用对稻田土壤Cd有效性的影响

为探究硫肥与磷肥联用对稻田土壤中镉(Cd)的钝化效果,采用土壤培养试验,研究了2种硫肥(硫磺和硫酸钠)与钙镁磷肥联用对稻田土壤中Cd有效性变化规律和Cd形态转化的影响,共设置6种处理:对照(CK)、钙镁磷肥(P)、硫磺(S1)、硫酸钠(S2)、钙镁磷肥+硫磺(PS1)及钙镁磷肥+硫酸钠(PS2),并分析了土壤Cd有效性与有效硫、有效磷、pH及Eh的关系。研究结果显示,在土壤中施用不同钝化材料后,土壤有效Cd含量均明显降低,其中PS1处理有效Cd含量最低,较CK降低了49.8%;钙镁磷肥能够提高土壤pH值,较CK升高了0.39;硫磺能显著降低土壤Eh值,较CK降低了23.2%,并促进了SO_(4)^(2-)向S^(2-)的还原;硫磺和钙镁磷肥联合施用可以显著增加土壤有效磷的含量,与CK相比较,PS1处理土壤有效磷含量提高了81.9%;硫磺和钙镁磷肥联合施用,通过对Eh、有效硫和有效磷的调控,可协同促进土壤的可交换态Cd向残渣态Cd转化。研究结果表明,在缓解稻田Cd污染方面,硫磺和钙镁磷肥的联用具有潜在应用前景。

长期不同秸秆还田措施对土壤供磷能力的影响

研究潮土区冬小麦-夏玉米轮作体系下长期不同秸秆还田措施对土壤磷素吸附解吸特性的影响,以期为提高该地区土壤供磷能力提供理论依据。依托山东禹城长期定位试验(始于2007年),研究了秸秆不还田(CK)、小麦秸秆单季还田(W)、玉米秸秆单季还田(M)和小麦玉米秸秆双季还田(D)4个处理对土壤有效磷含量和土壤磷吸附解吸特性的影响。结果发现,与CK相比,3种秸秆还田均显著提高了土壤有效磷含量,W、M和D处理有效磷含量分别增加了47.5%、15.4%和12.2%,而土壤交换性钙含量分别降低了49.1%、30.5%和31.7%。不同秸秆还田措施均对潮土磷吸附特征产生了影响:与CK相比,秸秆还田处理均能显著降低土壤对磷的吸附,W、M和D处理土壤磷平均吸附量分别下降了10.7%、7.5%和5.1%;单季秸秆还田处理W的土壤最大吸磷量(Q_(m))显著低于CK处理,但M和D处理土壤Q_(m)与CK没有显著差异;秸秆还田处理的磷吸附饱和度(DPS)均有所增加,但仅单季秸秆还田处理(W和M处理)的磷吸附饱和度显著高于CK。3种秸秆还田处理均显著提高了土壤磷解吸能力,各处理土壤磷解吸率表现为W>D≈M>CK,而秸秆还田处理均显著降低了土壤磷解吸滞后系数(HI),规律表现为CK>D≈M>W。相关性分析结果显示,土壤交换性钙含量与土壤磷吸附解吸能力显著相关。以上结果说明,在石灰性潮土中,单季和双季秸秆还田均能减少土壤对磷的吸附及增加其对磷的解吸能力,从而提升土壤供磷能力,且小麦单季秸秆还田效果优于其他两个秸秆还田处理。降低土壤中交换性钙对磷的固定可能是秸秆还田提高土壤磷有效性的重要途径。

稻虾共作模式下龙虾品种和养殖密度对CH_(4)和N_(2)O排放的影响

为探究稻虾共作体系中不同龙虾品种和养殖密度对稻田温室气体排放的影响,本研究通过设置不同龙虾品种和养殖密度试验,采取密闭静态箱-气相色谱法研究稻虾共作对温室气体排放规律、排放量及综合增温潜势(GWP)的影响。结果表明:在整个稻虾共作期间,各处理CH_(4)和N_(2)O排放规律基本一致,均在拔节期出现排放高峰;CH_(4)累积排放量表现为DZ(水稻单作)>DA(水稻澳龙共作)>DD(水稻低密度克氏原螯虾共作)>DG(水稻高密度克氏原螯虾共作),而N_(2)O累积排放量表现为DG>DD>DA>DZ;GWP表现为DZ>DA>DD>DG,与DZ处理相比,DG、DD和DA处理GWP分别降低36.9%、30.7%和18.1%。土壤氧化还原电位、水体溶解氧、铵态氮、硝态氮与CH_(4)排放呈显著负相关(P<0.05),与N_(2)O排放呈显著正相关(P<0.05)。研究表明,稻虾共作降低稻田CH_(4)排放,增加N_(2)O排放,减少GWP,其中DG处理减缓GWP效果最好。在稻虾共作体系中,为了更有效降低稻田系统中温室气体的排放,需要考虑龙虾品种和养殖密度的选择。

不同分子量碳源对砂姜黑土磷素有效性和玉米磷吸收的影响

为探究不同分子量碳源对土壤磷有效性的影响,以安徽省典型砂姜黑土为供试土壤,通过盆栽种植玉米试验,开展了不同碳源(果糖、蔗糖、纤维素)对土壤中磷形态转化和玉米磷吸收影响的研究。结果表明:土壤Olsen-P含量随时间先增加后降低。在玉米间苗7 d后果糖处理Olsen-P含量最高,15 d后纤维素处理Olsen-P含量达最大值,90 d后,相比于对照、果糖和蔗糖处理,纤维素处理土壤Olsen-P含量显著增加了79.74%、54.03%和30.03%(P<0.05)。②玉米间苗90 d后,相较于对照处理,纤维素处理显著降低了Fe-P和Ca_(10)-P含量,增加了Ca_(8)-P含量,而对照、果糖和蔗糖处理的Ca_(2)-P含量无显著差异。与对照处理相比较,纤维素处理显著提高了活性有机磷(LOP)和中等活性有机磷(MLOP)含量,减少了中稳定性有机磷(MROP)含量。③纤维素处理增加了土壤可溶性有机碳(DOC)含量和磷酸酶活性,降低了土壤pH和交换性钙含量,这是土壤磷有效性增加的重要原因;④与对照、果糖和蔗糖处理相比,纤维素处理下玉米磷吸收量显著增加了46.20%、19.05%和19.28%。可见,与低分子量碳源(果糖和蔗糖)相比较,高分子量碳源(纤维素)提高土壤磷有效性和玉米磷吸收效果长效性更好。研究结果为指导农田生态系统中利用碳源调控土壤磷的转化和有效性提供了重要信息。

高磷小麦秸秆提高砂姜黑土磷有效性并促进土壤磷素的转化

【目的】研究不同含磷量的小麦秸秆还田对土壤磷素有效性的影响及其机理,为秸秆还田促进砂姜黑土磷素高效利用提供理论支撑。【方法】采用室内模拟培养试验方法,供试土壤为砂姜黑土。高磷和低磷小麦秸秆取自长期定位试验的施磷和空白对照小区,小麦秸秆含磷量分别为2.17、0.51 mg/kg。培养试验设不添加秸秆对照(CK)、添加低磷小麦秸秆(LS)、添加高磷小麦秸秆(HS)3个处理,保持70%田间持水量,25℃下恒温培养90天。在培养0、3、7、15、30、60、90天时,测定土壤Olsen-P、无机磷组分、有机磷组分、磷酸酶活性、解磷菌数量、土壤微生物量磷(MBP),计算土壤MBP的周转量和周转率。【结果】土壤Olsen-P含量随培养时间增加,在培养第15天达到稳定。培养90天时,HS处理Olsen-P含量比CK提高了59.4%,而LS处理土壤Olsen-P含量比CK降低了23.9%(P<0.05)。培养90天时,HS和LS处理土壤Ca_(10)-P和Fe-P含量均显著低于CK处理,而Ca_(8)-P含量显著高于CK处理,HS处理的Ca_(2)-P含量显著高于LS和CK处理,而LS和CK处理Ca_(2)-P含量无显著差异。与CK处理相比较,LS和HS处理土壤活性有机磷(LOP)和中等活性有机磷(MLOP)含量显著提高,而中等稳定性有机磷(MSOP)含量显著降低,3个处理间高稳定性有机磷(HSOP)含量无显著差异。HS处理的LOP含量比LS和CK处理分别提高了37%和158%。HS和LS处理均促进了MSOP向LOP和MLOP形态转化。秸秆还田增加了土壤中解有机和无机磷细菌数量以及土壤磷酸酶活性。添加秸秆后增加了土壤MBP的累积同化量、累积矿化量、周转量和周转强度,HS处理的提升效果高于LS处理。HS处理下MBP的周转期较LS处理短。【结论】高磷小麦秸秆施用更有利于土壤中Ca_(10)-P和Fe-P向Ca_(2)-P和Ca_(8)-P的有效转化,更有效提升了微生物量磷的矿化和周转,提高砂姜黑土潜在的供磷能力。因此,高磷小麦秸秆还田可增加砂姜黑土磷的有效性,而低磷小麦秸秆还田可能会降低砂姜黑土磷的有效性。