磷肥输入对稻田土壤剖面胶体磷含量的影响

磷肥管理与土壤磷素赋存息息相关,选取杭嘉湖地区典型稻田定位实验,研究磷肥输入下稻田土壤剖面胶体磷含量的变化,分析不同施肥管理下胶体磷在土壤中的分布规律。结果表明,(1)胶体磷是磷素在土壤中赋存的重要形式,能够占到土壤胶体溶液(1μm)总磷的85%以上,土壤全磷的0.1%—2%;(2)磷肥施用增加了土壤胶体磷含量,特别是在有机肥处理下0—5 cm土壤胶体磷含量达到了8.0 mg/kg;(3)随着土壤深度的增加,胶体磷含量减少,有机肥输入下对深层土壤胶体磷含量的影响较无机肥明显;(4)水稻收割后表层土壤胶体磷含量与油菜收割后相比减少明显,0—5 cm土壤胶体磷含量减少了90%左右,但有机肥施用下胶体磷含量减少较小;(5)水稻收割后30—60 cm土壤胶体磷含量有所增加,可能与胶体磷发生的纵向迁移有关。了解磷肥输入对稻田土壤剖面胶体磷含量的影响,为研究土壤磷素赋存形态及迁移变化提供科学依据,对有效评估胶体磷的环境风险起到指导作用。     

农田土壤中磷素有效性及影响因素

土壤中磷的有效性直接决定着农田生产力. 基于分布于我国不同气候区长期定位施肥试验,总结了不同农田土壤的磷素含量、有效性及转化的影响因素.结果表明： 目前我国不同类型的土壤中全磷含量在0.31～1.72 g·kg^-1,速效磷含量在0.1～228.8 mg·kg^-1.土壤母质、理化性质和施肥方式是影响农田土壤磷素有效性的主要因素,未来应注重有机肥和化肥的混合施用以提高农田土壤磷素有效性,并关注可能导致的环境影响.     

林下养鸡年限对杨树人工林土壤磷素形态和生物有效性的影响

林下养殖是一种经济有效的林地空间利用方式, 但长期高负载的林下养殖对林地土壤性状究竟产生何种影响, 目前尚无定论。以不同林下养鸡年限(0年、1年、3年和5年)的美洲黑杨(Populus deltoides)人工林为对象, 采用Hedley磷素分级法, 分析其林地土壤的磷素组成和形态变化, 探讨林下养鸡年限对土壤磷库特征及其生物有效性的影响。结果表明, 0-5 cm土层土壤的全磷、碳酸氢钠提取态无机磷和有机磷(NaHCO3-Pi和NaHCO3-Po)以及氢氧化钠提取态无机磷和有机磷(NaOH-Pi和NaOH-Po)含量均随养鸡年限延长显著上升, 放养5年后达对照林分的1.4-2.4倍, 而5-10 cm土层4种磷素形态含量没有显著变化。0-10 cm土层土壤的稀盐酸提取态无机磷(D.HCl-Pi)和浓盐酸提取态无机磷(conc.HCl-Pi)含量在养鸡1年时显著下降, 之后随养鸡年限延长逐渐回升; 浓盐酸提取态有机磷(conc.HCl-Po)和残留态磷(Residual-P)两种磷素形态含量在各养鸡年限间差异不显著。0-10 cm土层土壤的总无机磷含量在养鸡1年后显著下降, 之后开始上升; 而总有机磷含量随养鸡年限延长显著上升, 受养鸡年限的影响较大。表层土壤的有效磷和活性磷含量随养鸡年限延长均有所上升, 且均与NaOH-Pi和NaOH-Po的含量呈极显著正相关, 表明NaOH-P, 尤其NaOH-Po是林地土壤中可供转化为有效养分的最主要潜在磷源。总体而言, 土壤中较易被分解利用的磷素形态含量随养鸡年限延长明显积累, 难分解的磷素形态含量则变化不显著, 同时林地表层土壤有效磷或活性磷的供应水平随养鸡年限延长得到明显改善, 土壤磷的生物有效性不断提高。     

疏勒河上游土壤磷和钾的分布及其影响因素

土壤中磷和钾是植物不可缺少的营养元素,研究它们的含量及其分布规律对高寒草地的可持续发展和区域土壤碳氮循环的认识均具有重要意义。以疏勒河上游13处生态观测样地(7种土壤类型)为研究对象,结合土壤有机碳、全氮、粒径和pH等理化性质和气象因子,分析了不同土壤类型表层和剖面中土壤磷、钾分布特征及其影响因素。结果表明:0—20 cm表层土壤全磷、有效磷、全钾和有效钾平均含量分别为(0.50±0.14)g/kg、(2.69±1.61)mg/kg、(14.84±0.59)g/kg和(151.03±117.57)mg/kg。表层土壤全磷含量与年均气温和土壤粉粒含量呈显著正相关,而与年均降水量呈显著负相关;表层土壤有效磷含量与有机质、全氮呈显著正相关;表层土壤有效钾含量与土壤粉粒含量和年均气温呈显著正相关。全磷、有效磷、全钾和有效钾密度主要集中在0—40 cm的土壤层,它们均随着土壤深度的增加而逐渐降低。不同深度土壤全磷的总密度与年均气温均呈显著的正相关,其相关系数随着土层深度逐渐增加。温度和降水是影响表层全磷含量和分布的主要环境因子;土壤全钾含量受成土母质影响,变异性不大。该区域土壤中有效磷和有效钾相对缺乏,草地管理措施是影响它们变化的重要因素之一。气温是该区域土壤全磷和全钾密度分布的主控因子。     

不同间伐强度下华北落叶松人工林土壤磷组分特征及其影响因素

间伐是人工林经营的重要措施,磷是森林生态系统的限制性养分元素之一,但间伐对土壤磷素的影响尚不明确.本研究采用Tissen改良的Hedley磷分级体系对土壤样品进行连续浸提,研究不同间伐强度[对照,未间伐;轻度间伐,15%;中度间伐,35%;重度间伐,50%]下山西太岳山好地方林场华北落叶松人工林表层土壤(0～10 cm)磷组分特征及其影响因素.结果表明: 与对照相比,中度间伐显著增强了土壤总无机磷含量;轻度和中度间伐显著增强了Resin-Pi、NaHCO₃-Pi、NaHCO₃-Po、NaOH-Pi、微生物生物量磷和土壤酸性磷酸酶活性,显著降低了NaOH-Po含量;间伐对土壤全磷、总有机磷、稳定态磷(HCl-Pi、浓HCl-Pi和浓HCl-Po)和闭蓄态磷(Residual-P)的影响不显著.土壤有机碳含量、含水率、土壤微生物和酸性磷酸酶活性是影响土壤磷素有效性的重要因子.中度间伐能提高华北落叶松人工林土壤磷素的有效性.     

施磷量与施磷深度对玉米-大豆套作系统磷素利用率及磷流失风险的影响

为充分发挥间套作种植体系磷素高效利用优势、降低土壤磷素流失,采用田间试验分析了3种施磷(P_2O_5)水平(CP:168 kg·hm^-2;RP_1:135 kg·hm^-2;RP_2:101 kg·hm^-2)与3个施磷深度(D_1:集中施在距离地面5 cm处;D_2:集中施在距离地面15 cm处;D_3:于距离地面5、15 cm处各施一半)处理下玉米-大豆套作系统作物地上部生物量、籽粒产量、植株吸磷量、土壤全磷与速效磷含量、磷吸附-解吸特征,以期为优化西南玉米-大豆套作系统磷素管理提供理论依据.结果表明:与对照不施磷处理(P_0)相比,各施磷处理显著增加了作物地上部生物量、籽粒产量、植株吸磷量、土壤全磷和速效磷含量.相同施肥深度下,处理RP_1与CP相比,作物籽粒产量差异不显著,但显著提高了植株地上部吸磷量,因此RP_1处理的磷素表观利用率显著高于CP处理.相同施磷量下,不同施磷深度间比较,作物地上部生物量、籽粒产量、植株吸磷量、土壤全磷和速效磷含量均以D_2处理最高.依据土壤磷的吸附-解吸特征参数可知,当施磷深度为D_2、施磷量为RP_1时,土壤对磷的固持能力最强,在降低磷素流失上表现出较强优势.因此,玉米-大豆套作系统中适当减少磷肥施用量和加大磷肥施用深度在保证作物产量的同时,有利于提高磷素利用率,减少土壤磷流失.     

基于植物-土壤反馈的不同绿肥驯化微生物对玉米生长的影响

【背景】在农田生态系统中,土壤微生物与植物互作的机制仍不清楚。【目的】进一步加强对植物-微生物互作的认识,筛选出引起不同反馈作用的关键微生物或微生物类群。【方法】采集豆科绿肥救荒野豌豆(Vicia sativa, V)、十字花科绿肥油菜(Brassica napus, N)和荒坡土壤(remnant prairie, R)驯化的田块土壤0-20 cm作为菌剂在温室进行植物-土壤反馈(plant-soil feedback,PSF)试验。土壤菌剂的接种量为10%,即有90%理化性质一致的灭菌土壤作为背景土,同时设置灭菌土壤菌剂作为对照(CK),种植玉米。每组土壤菌剂处理均分为50 mg/kg高磷(high phosphorus,HP)和5 mg/kg低磷(low phosphorus, LP)两个磷浓度处理。玉米收获后,测定产量和植株地上部磷含量,并取土壤样品进行高通量测序,解析不同养分供给情况下微生物对作物生长的反馈效应。【结果】高磷和土壤反馈效应均促进了玉米的生长。在低磷水平下,V、N和R处理的玉米地上部生物量均高于CK处理,但N处理的玉米地上部生物量增加最多(38%),且增幅显著高...     

沙地樟子松人工林土壤磷库及其有效性初步研究

对樟子松人工林土壤不同层次中的全磷、速效磷 ,各级无机磷、有机磷的含量及其相关性进行了初步分析。结果表明 ,樟子松人工林土壤中全磷和速效磷含量都很低 (全磷约为0 0 5～ 0 18mg·g-1,表层土壤速效磷为 1 5 0～ 2 2 4mg·kg-1) ,处于我国土壤磷含量的最低水平 ,且速效磷不到全磷的 0 5 % ,有机磷占全磷的 4 0 %～ 80 % ,非蓄闭态无机磷以Ca P为主 ,在各土层中均为Ca P >Fe P >Al P。表层土壤中各种形态磷含量都显著高于下面三层 ,是各种生物、物理、化学过程最活跃的区域 ,并且存在磷酸盐沿着土壤剖面的淋溶。速效磷含量与有机磷、Fe P、Al P显著相关。不同密度和林龄的磷素状况无显著差异。可见 ,影响樟子松人工林土壤磷素有效性的因素很复杂 ,在较短的时间尺度上不同形态无机磷的相互转化及其影响因素对整个系统的磷素循环起主要作用 ,Fe P、Al P可能是沙地樟子松人工林土壤速效磷的主要来源 ,而有机磷则是重要的潜在有效磷源。     

长期施磷对玉米-小麦轮作系统作物产量和磷素吸收及土壤磷积累的影响

本研究利用位于河北省保定市的7年田间定位试验,探讨了4个磷水平(不施磷、70%优化施磷、优化施磷、130%优化施磷)对玉米-小麦轮作系统作物产量的影响,分析了作物磷素吸收和磷肥利用效率以及土壤磷盈亏的变化。结果表明: 长期(7年)施磷能够显著提高玉米和小麦产量及磷素吸收量,且玉米和小麦产量与磷素吸收量随着施磷量的增加均呈现先上升后下降的抛物线变化趋势。各施磷水平下玉米季磷肥利用率高于小麦季,小麦季磷肥累积利用率呈现下降趋势,下降速率表现为优化施磷>70%优化施磷>130%优化施磷;玉米季磷肥累积利用率均呈现上升趋势,上升速率表现为优化施磷>70%优化施磷>130%优化施磷。长期不施磷条件下土壤表观磷盈亏量和累积磷盈亏量都表现为亏缺状态,施磷条件下土壤磷表现为盈余,且施磷量越高,累积年限越长,土壤磷盈余量越高。河北潮土在秸秆还田条件下小麦施磷量在105～150 kg·hm^-2,玉米施磷量在63～90 kg·hm^-2时,既能保证作物高产,又能使磷肥利用率保持在较高水平,减少磷素在土壤中的累积,降低环境风险。     

湿地农田土壤磷素的分布、形态与有效性及磷素循环

对江汉平原四湖地区湿地农田土壤磷素的含量分布、形态、有效性、磷素循环及施肥效应进行了研究.结果表明农田土壤全磷和有效磷含量随着地势的降低呈明显降低趋势,潜育性土壤全磷和有效磷含量均极显著低于非潜育性土壤.水田土壤Ca-P、Al-P、Fe-P和O-P分别占无机磷总量的58.1%、3.7%、10.6%和27.5%,其中Ca-P和Al-P与有效磷呈高度正相关(r分别为0.9286**和0.9038**),说明Ca P和Al-P是该地区水田土壤有效磷的主要来源之一.潜育性土壤Ca-P、Al-P和Fe-P的平均含量分别比非潜育性土壤低84.0、10.2和21.1mg/kg,其差异达显著或极显著水平,证明潜育性土壤磷素降低的主要原因是Ca-P、Al-P和Fe-P的损失.五种耕作制度下潜育性稻田土壤磷素输入输出平衡值为盈余2.3～27.9kg/hm2·a,其输入输出比(1/0)为1.06～1.88.对于土壤速效磷小于5mg/kg的潜育性稻田,早、中、晚稻的最高产量施磷量分别为4.83,4.93和1.78 P2O5kg/666.7m2.     

黑河中游荒漠绿洲区土地利用的土壤养分效应

土地利用影响地表覆被状况和生态过程,关系到土壤肥力与土壤碳库功能"源-汇"关系的改变。黑河中游甘州区和临泽县是我国西北干旱区典型的荒漠绿洲区,以土壤表层(0-20 cm)养分变化为对象,利用2011-2012年甘州区和临泽县的土壤野外调查数据和该区全国第二次土壤普查数据,对两时期土壤表层养分(土壤有机质、全氮、全磷、全钾及pH值)的变化特征进行比较研究。结果表明:研究区土壤有机质、全磷含量分别降低了3.54%和12.5%;而全氮、全钾和pH值分别增加了74.4%、98.2%和4.9%。全国第二次土壤普查时期,荒漠、耕地与草地三者在各土壤养分上没有显著差异,但林地在土壤有机质、全氮、全钾上显著高于前三者。2011-2012年,耕地土壤的全磷、全氮与其它土地利用存在显著差异。土地利用的保持和改变对土壤养分变化有着重要影响,耕地的长期耕作使得土壤有机质含量降低4.94%,全氮增加86.93%,全磷减少5.02%,土壤碱性增强;荒漠植被的自然演替使土壤有机质含量增加66.21%,全氮增加71.70%,全磷含量减少37.33%,土壤碱性变弱。所以,耕地扩张及其长期耕作活动将导致地力退化并有盐碱化风险,而荒漠等自然生态系统保护有利于土壤肥力的改善和土壤固碳功能的发挥。     

豫南黏板土壤分层酸化和耕层速效磷分布特征

黄淮海平原南部以黄褐土和砂姜黑土等为代表的耕地土壤酸化趋势明显。为深入认识该类型黏板土壤垂直剖面上pH值和耕层养分的空间变异情况,以豫南西平县为例,对县域范围内63个耕地样点进行pH值和速效磷测定,运用地统计学方法和ArcGIS技术分析不同深度土壤pH值和耕层土壤(0～20 cm)速效磷的空间分布状况,并分析了pH值与速效磷(AP)含量的相关性。结果表明: 典型黄褐土和典型潮土0～10、10～20和20～30 cm的pH均值依次分别为4.98、4.93、5.31和5.46、5.81、6.26,随着土壤深度的增加逐渐升高,土层间差异不显著;典型砂姜黑土3个土层的pH均值分别为5.23、5.43、6.03,20～30 cm土层pH值比0～10、10～20 cm土层显著增加,其中比0～10 cm土层增加0.8～1个pH单位;石灰性砂姜黑土和湿潮土20～30 cm土层pH值也显著高于0～10、10～20 cm土层。0～20 cm土层典型黄褐土、典型砂姜黑土、湿潮土、典型潮土和石灰性砂姜黑土的AP含量范围分别为8.85～54.75、4.27～37.49、8.22～51.80、6.07～34.82和13.22～22.85 mg·kg^-1,AP含量低值区呈块状分布在研究区域中部,高值区呈点、片状分布在研究区域四周。在0～20 cm耕层中典型黄褐土、典型砂姜黑土和湿潮土的pH值与AP含量均呈正相关关系。综上,豫南黏板土壤表现明显的分层酸化现象,随土壤深度的增加酸化减缓,而耕层AP含量分布不均匀,受土壤类型和pH值变化的影响。研究结果可为黄淮海平原南部黏板土壤酸化改良提供数据支撑。     

施磷对川西北高寒草地土壤磷形态及有效性的影响

以川西北高寒草地为研究对象,采用随机区组设计,设置0、10、20、30、40、50、60 g/m²的过磷酸钙(P₂O₅,16%)施肥试验,分析土壤不同形态磷含量和有效磷(Olsen-P)含量变化特征,探究施磷对川西北高寒草地土壤磷形态及有效磷的影响。结果表明：(1)随施磷量增加,土壤总磷(TP)含量先增加后趋于平稳而Olsen-P含量减少。高水平(50、60 g/m²)施磷下氢氧化钠有机磷(NaOH-Po)及残留磷(Residual-P)是高寒草地主要的磷素累积形态,其含量显著高于不施磷处理;(2)树脂交换态磷(Resin-Pi)、碳酸氢钠无机磷(NaHCO₃-Pi)、碳酸氢钠有机磷(NaHCO₃-Po)和氢氧化钠无机磷(NaOH-Pi)含量随施磷量增加整体呈先增加后降低趋势,表层土壤30 g/m²磷肥用量下其值均为最高,分别为21.54、22.94、65.86、64.48 mg/kg。酸溶性无机磷(HCl-Pi)随施磷量增加整体呈下...     

The variability in total and extractable soil phosphorus under a grazed pasture

A comparison of the total soil phosphorus (P) and extractable soil P between 224 samples of topsoil from an area of ~27 m² within a grazed, established grass/clover sward has been made. The values of total soil P displayed an approximately normal distribution around a mean concentration of 1264 mg P kg-1 and were positively correlated to acetic-acid-extractable P which accounted for <2% of the total soil P. The amount of total water-extractable P was much smaller (~0.4% of total soil P) and was not significantly correlated with either the concentration of total soil P or acetic-acid-extractable P. A variable proportion (from less than 5 to 60%) of the total water-extractable P was present in a non-molybdate-reactive form, and there was no apparent relationship between these molybdate-reactive and molybdate-unreactive forms. All variograms showed a positive intercept on the ordinate. For acetic-acid-extractable P, the greatest proportion of variance was attributable to the molybdate-reactive P fraction, while it was equally proportioned between molybdate-reactive and -unreactive P forms in water extracts. The greatest variance usually occurred at the maximum sampling distance (18 m). However, even at the smallest distance (11 cm) the variability in total acetic-extractable P was 2.35 mg P kg-1 and water-extractable P was 0.45 mg P kg-1. Therefore the roots of individual plants within the studied pasture may encounter considerable variability in the concentration of available phosphorus. The potential variability of phosphorus found between rooting zones of different individual plants was greater than that likely to be encountered within the area exploited by any one individual root system.     

长期施肥下三类典型农田土壤小麦磷肥利用效率的差异

对我国北方长期施肥下三类典型农田土壤（塿土、潮土和褐潮土）的小麦产量、小麦磷肥农学利用效率、小麦磷肥利用率进行了研究.结果表明：长期施用磷肥处理（氮磷化肥配合施用、氮磷钾化肥配合施用、氮磷钾化肥和秸秆配合施用、氮磷钾化肥和有机肥配合施用）的小麦产量为2914～6219 kg·hm^-2,较不施磷肥处理（不施肥对照、单施化肥氮、氮钾化肥配合施用）提高了2～4倍,各施磷肥处理之间无显著差异.试验起始年施用氮磷钾化肥处理的塿土、潮土和褐潮土上的小麦磷肥农学利用效率分别为17.0、20.3和13.3 kg·kg^-1,小麦磷肥利用率分别为15.3%、31.2%和23.8%;施肥15年后,小麦磷肥农学利用效率每年分别增加3.9、2.5和2.8 kg·kg^-1,小麦磷肥利用率每年分别增加1.3%、0.9%和1.0%.同一类型土壤不同施磷处理间的磷肥农学利用效率和利用率差异不显著.在我国北方地区,长期施用磷肥可以显著提高小麦产量和磷肥利用效率;氮磷钾化肥和有机肥配施处理下,塿土平均每年增长的小麦磷肥农学利用效率和磷肥利用率较潮土和褐潮土高.     

Restoration of a Cirsio-Molinietum Fen Meadow on an Agriculturally Improved Pasture

The objective of this study was to identify soil nutrient availability conditions that would allow the establishment of key species of the Molinia caerulea‐Cirsium dissectum fen meadow. The restoration site was a species‐poor agriculturally improved pasture that had received no inorganic fertilizer for greater than 13 years. Treatments designed to reduce site fertility included: cutting and removal of herbage, cultivation, fallowing and topsoil removal. Straw and/or lignitic‐clay were incorporated as soil amendment treatments. Cirsio‐Molinietum species were either sown or planted as seedlings on treated plots. Neither soil nitrogen nor potassium availability, per se, appeared to limit the establishment of Cirsio‐Molinietum species, whereas enhanced phosphorus availability did. Removal of the top 15–20 cm of soil reduced the total soil phosphorus amount by about 85 percent and depleted plant P availability. Nutrient‐poor and relatively calcium‐enriched soil exposed by topsoil removal allowed the development of a community with affinities to the Cirsio‐Molinietum typical fen meadow. Redundancy analysis indicated the existence of marked vegetational gradients within the topsoil removal treatments that were influenced by the straw and the lignitic‐clay amendments. The way in which these two amendments influenced edaphic conditions were unclear. Where the topsoil was not removed the vegetation became dominated by a few competitive species and although many of the planted Cirsio‐Molinietum species were still present after four years, they were found only in trace amounts. Removal of most of the soil organic matter was a practical success in that it created suitable edaphic conditions for all the planted Cirsio‐Molinietum species to remain well established.