磷高效利用野生大麦基因型筛选及其根际土壤无机磷组分特征

通过土培盆栽试验,研究了16份野生大麦种质资源在相同供磷水平下磷素吸收利用的基因型差异,探讨磷高效野生大麦根际土壤无机磷组分特征.结果表明：拔节期和扬花期磷素干物质生产效率（CV=11.6%、12.4%）、成熟期磷素籽粒生产效率（CV=13.7%）基因型间差异较大.不同生育时期磷高效基因型IS-22-30和IS-22-25生物量、磷积累量和磷素干物质生产效率均显著高于低效基因型IS-07-07,且高效基因型的籽粒产量分别是低效基因型的3.10和3.20倍.不施磷、施磷30 mg·kg^-1条件下,不同磷素利用效率野生大麦根际土壤有效磷和水溶性磷含量均显著低于非根际土壤,且高效基因型较低效基因型根际土壤水溶性磷亏缺量更大.根际与非根际土壤无机磷组分含量为Ca₁₀-P＞O-P＞Fe-P＞Al-P＞Ca₂-P＞Ca₈-P.在拔节期和扬花期,施磷30 mg·kg^-1条件下,磷高效基因型根际土壤Ca₈-P含量显著高于低效基因型,而Ca₂-P含量显著低于低效基因型;不施磷条件下,高效基因型根际土壤Ca₂-P和Ca₈-P含量均显著高于低效基因型,且根际土壤Ca₁₀-P均减少.施磷30 mg·kg^-1条件下,根际土壤Fe-P和O-P含量均表现为高效基因型显著高于低效基因型,Al-P含量则呈现相反的趋势;不施磷条件下,高效基因型根际土壤Al-P、Fe-P和O-P含量均显著低于低效基因型.低磷胁迫下,高效基因型活化吸收Ca₂-P、Al-P的能力强于低效基因型.     

不同磷源对磷高效利用野生大麦根际土壤磷组分的影响

在土培盆栽条件下,以野生大麦磷高效利用基因型IS-22-30、IS-22-25和低效基因型IS-07-07为材料,研究不施磷(CK)、无机磷(KH₂PO₄,Pi)、有机磷(phytate,Po)及二者混合(KH₂PO₄+phytate,Pi+Po)的方式施磷30 mg·kg^-1时,磷高效基因型野生大麦对磷素吸收利用能力及土壤磷组分特征.结果表明： Pi处理野生大麦干物质量和磷素积累量最大,Pi+Po处理其次,Po处理最小,均显著高于CK处理,且磷高效基因型物质生产和磷素吸收能力显著高于磷低效基因型.土壤有效磷在不同磷源处理间差异显著,Pi处理时含量最高,Pi+Po处理次之,且磷高效基因型野生大麦根际有效磷含量显著高于磷低效基因型.磷高效基因型野生大麦根际有效磷呈现亏缺现象,在Pi和Pi+Po处理时亏缺程度较大.根际与非根际土壤无机磷组分含量为Ca₁₀-P>O-P>Fe-P>Al-P>Ca₂-P>Ca₈-P,且其含量随着Pi的增加而增加.各磷源处理下,磷高效基因型野生大麦根际土壤Ca₂-P、Ca₈-P出现亏缺;Pi处理磷高效基因型野生大麦根际土壤Al-P、Fe-P出现富集.土壤中有机磷各组分含量为中活性有机磷>中稳性有机磷、高稳性有机磷>活性有机磷.野生大麦根际土壤活性有机磷和中活性有机磷呈现富集,其富集量在Pi处理时最大;中稳性有机磷和高稳性有机磷呈现亏缺.各磷源处理下,磷高效基因型野生大麦根际土壤活性有机磷含量显著高于磷低效基因型,中稳性有机磷和高稳性有机磷在基因型间差异不显著.Pi缺乏时,磷高效基因型野生大麦活化吸收Ca₂-P、Ca₈-P、Al-P和活性有机磷的能力较强.     

长期施肥对石灰性土壤磷素肥力的影响 Ⅱ.无机磷和有机磷

采用蒋柏藩-顾益初无机磷分级方法和灼烧法、Bowman-Cole的土壤有机磷分组方法,研究了定位试验23年的0～100cm土壤无机磷和有机磷的形态组成.结果表明,无机磷含量为厩肥>休闲>化肥>低秸>高秸>中秸>无肥.不同施肥处理土壤无机磷各组分的IP_i值呈现以下特点:Ca₂-P、Ca₈-P、Al-P的IP_i值较低,Ca₁₀-P、Fe-P、O-P的IP_i值较高.与无肥处理的无机磷各组分IP_i值相比,厩肥与休闲处理Ca₂-P、Ca₈-P、Al-P的IP_i值显著增大,Ca₁₀-P、Fe-P、O-P的IP_i值减小,其中以Ca₁₀-P的IP_i值减小较大.单施化肥处理Ca₂-P、Ca₈-P、Al-P、O-P的IP_i值也增大,Ca₁₀-P、Fe-P的IP_i值减小,显示长期单施化肥不仅可明显提高Ca₂-P、Ca₈-P、Al-P含量,而且对O-P的增长有显著作用.3种秸秆处理基本上呈现Ca₂-P、Ca₈-P、AlP的IP_i值增大,Ca₁₀-P、Fe-P、O-P的IP_i值减小趋势.从就有效磷(Ca₂-P、Ca₈-P、Al-P)含量而言,厩肥处理高于化肥处理,而单施化肥处理高于玉米秸秆处理.玉米秸秆配施化肥可显著增加土壤有机磷含量.对土壤有机磷库的贡献,玉米秸秆处理大于厩肥处理.施入有机肥,可增加土壤有机磷各组分的含量,而化肥则主要是促进土壤稳定性有机磷向活性、中活性有机磷转化.长期不施肥处理的土     

温度和施磷对石灰性潮土小麦苗期生长及磷形态的影响

以石灰性潮土为对象,通过盆栽试验研究温度和磷肥对小麦苗期生长和土壤无机磷形态转化的影响.结果表明: 温度和磷肥是影响小麦生长的重要因子,但二者交互作用影响不显著.温度对小麦生长的影响大于施用磷肥,15 ℃是小麦苗期的适宜生长温度.与不施磷肥(-P)处理相比,5 ℃下,施磷肥(＋P)处理显著促进了小麦生长,小麦地上部、根部生物量分别提高18.2%、33.3%,地上部、根部磷素积累量分别提高30.6%、13.3%,根冠比、株高、分蘖、根系活力分别提高3.5%、10.0%、10.5%、70.3%;15 ℃下,施用磷肥对小麦生物量、分蘖影响不显著,但小麦地上部、根部磷素积累量分别提高32.3%、23.8%,根冠比、株高、根系活力分别提高15.6%、2.5%、32.8%;25 ℃下施用磷肥对小麦生长没有促进作用. 3种温度下,施磷能显著增加各处理土壤有效磷(Olsen-P)、二钙磷(Ca₂-P)、八钙磷(Ca₈-P)、铝磷(Al-P)和铁磷(Fe-P)含量.-P和+P处理下,温度对Ca₂-P含量影响不显著,对Olsen-P、Ca₈-P、Fe-P、Al-P含量影响显著.Ca₈-P、Fe-P含量表现为5 ℃>15 ℃>25 ℃;Al-P含量表现为25 ℃>15 ℃>5 ℃.小麦苗期可以吸收利用根际土壤Ca₂-P、Ca₈-P、Al-P、Fe-P,而Al-P、Fe-P对小麦的有效性明显低于Ca₂-P、Ca₈-P.各处理pH、闭蓄态磷(O-P)和十钙磷(Ca₁₀-P)差异不显著.总之,温度主要通过影响小麦生长来影响磷素吸收,低温下施用磷肥能显著促进小麦生长,高温能加速石灰性土壤有效磷的固定,施磷能缓解这一过程.     

小麦-玉米轮作长期肥料定位试验中土壤磷库的变化Ⅱ.土壤Olsen-P及各形态无机磷的动态变化

研究了冬小麦-夏玉米→春玉米轮作的长期肥料定位试验中,不同磷肥、有机肥用量下土壤Olsen-P及各形态无机磷的动态变化.结果表明,土壤Olsen-P及各形态无机磷含量增减决定于土壤磷素的积累与消耗量.长期不施磷肥,土壤Olsen-P含量逐渐下降并趋向于临界水平,磷肥用量与作物吸磷量基本持平时,可以维持土壤Olsen-P动态平衡.磷肥用量高于作物的吸磷量时,土壤Olsen-P及各形态无机磷均有不同程度的积累.土壤无机磷的积累以Ca₂-P,Ca₈-P为主,平均占无机磷积累总量的52.3%,其中Ca₈-P占二者积累磷总量的78.3%.其次为Al-P,Fe-P的积累,平均占无机磷积累磷总量的26.1%,O-P、Ca₁₀-P平均占20.4%.长期有机肥、化学磷肥配合施用明显地增加了磷肥的有效性.     

不同种植模式对土壤氮素转化及酶活性的影响

采用两年大田试验,研究了小麦-大豆（A₁）、小麦-甘薯（A₂）、玉米（A₃）、小麦/玉米/大豆（A₄）和小麦/玉米/甘薯（A₅）5种种植模式下,小麦/玉米/大豆套作体系的土壤酶活性变化特征及其对土壤氮素转化的影响.结果表明：与A₁、A₂、A₃和A₅相比,A₄提高了各作物在开花期（或吐丝期）和成熟期的土壤总氮含量及脲酶和蛋白酶活性,处理间表现为套作＞单作、大豆茬口＞甘薯茬口、边行＞中行;降低了小麦、玉米土壤的NO₃^--N、NH₄⁺-N含量及小麦土壤的硝酸还原酶活性.玉米土壤的硝酸还原酶活性在玉米、大豆共生前的拔节期为单作＞套作,在玉米、大豆共生后的吐丝期和成熟期为套作＞单作、大豆茬口＞甘薯茬口;大豆土壤的NO₃^--N、NH₄⁺-N含量及硝酸还原酶活性在分枝期为单作＞套作,在开花期和成熟期为套作＞单作、大豆茬口＞甘薯茬口、中行＞边行.     

套作棉根际与非根际土壤酶活性和养分的变化

在棉麦两熟双高产条件下研究了棉花根际与非根际土壤酶活性和养分含量的变化.结果表明,套作棉土壤脲酶、蔗糖酶、蛋白酶及过氧化氢酶活性随生育进程的变化趋势与单作棉表现一致,但整个生育期套作棉根际与非根际土壤各种酶活性均明显高于单作棉.套作棉根际与非根际土壤养分含量在麦棉共生期低于单作棉或差异较小,而在麦收后则显著高于单作棉.套作棉土壤养分含量随生育进程的变化趋势与单作棉大体相同,但一些养分的吸收高峰晚于单作棉.无论套作棉还是单作棉,根际土壤酶活性和养分含量高于非根际.土壤各养分含量与土壤脲酶、蔗糖酶和蛋白酶活性呈显著(P=0.0,n=32)或极显著(P=0.01,n=32)相关,与土壤过氧化氢酶活性相关不显著.     

杉木、马尾松及其混交林根际土壤磷素特征

2007-2010年,在福建省南平市延平区太平试验林场比较分析了杉木、马尾松纯林及其混交林根际土壤的磷素特征.结果表明:在杉木、马尾松纯林中,根际土壤的有效磷含量均大于非根际土壤.与非根际土壤相比,杉木、马尾松纯林及其混交林的根际土壤pH值均出现下降趋势;根际土O-P的数量低于非根际土,而Al-P和Fe-P则高于非根际土;3种林型中,根际土壤对磷的吸附量小于非根际土壤;而根际土壤磷解吸量和解吸率均高于非根际土壤.杉木、马尾松纯林中,马尾松根际土壤的有效磷、Fe-P、Al-P、解吸量和解吸率均高于杉木,而O-P、磷吸附量则低于杉木.杉木与马尾松混交后,二者根际土壤磷的活化作用进一步加强,且杉木的增幅更大.杉木与马尾松混交有利于杉木根系磷素营养的改善.     

典型黑土区不同水土保持林表层土壤磷素形态及有效性

以典型黑土区人工营造的落叶松林、水曲柳林、樟子松林和美青杨林表层土壤(0～10 cm)为对象,研究不同类型水土保持林土壤磷素的形态和有效性.结果表明: 水曲柳林和美青杨林土壤全磷、速效磷和磷各组分含量均显著高于落叶松林和樟子松林;4种林地土壤磷主要以有机磷形式存在,并且中活性有机磷NaOH P_o含量最高,占土壤磷素总量的58.9%;对植物有效性相对较高的H₂O P_i和NaHCO₃ P含量较低,分别占土壤磷素总量的1.2%和6.6%;除NaHCO₃ P_o外,土壤中不同磷素形态之间以及磷各组分与土壤有机质、全磷和有效磷之间具有显著相关关系.表明研究区内阔叶林比针叶林能够显著地提高土壤磷的有效性.     

长期施肥对石灰性土壤磷素肥力的影响Ⅱ．无机磷和有机磷

采用蒋柏藩-顾益初无机磷分级方法和灼烧法、Bowman-Cole的土壤有机磷分组方法,研究了定位试验23年的0～100cm土壤无机磷和有机磷的形态组成．结果表明。无机磷含量为厩肥>休闲>化肥>低秸>高秸>中秸>无肥．不同施肥处理土壤无机磷各组分的IPi值呈现以下特点：Ca2-P、Ca8-P、Al-P的IP值较低,Ca10-P、Fe-P、O-P的IPi值较高．与无肥处理的无机磷各组分IPi值相比,厩肥与休闲处理Ca2-P、Ca8-P、Al-P的IPi值显著增大,Ca10-P、Fe-P、O-P的IPi值减小,其中以Ca10-P的IPi值减小较大．单施化肥处理Ca2-P、Ca8-P、Al-P、O-P的IPi值也增大,Ca10-P、Fe-P的IPi值减小,显示长期单施化肥不仅可明显提高Ca2-P、Ca8-P、Al-P含量,而且对O-P的增长有显著作用．3种秸秆处理基本上呈现Ca2-P、Ca8-P、Al-P的IPi值增大,Ca10-P、Fe—P、O-P的IPi值减小趋势．从就有效磷(Ca2-P、Ca8-P、Al-P)含量而言,厩肥处理高于化肥处理,而单施化肥处理高于玉米秸秆处理．玉米秸秆配施化肥可显著增加土壤有机磷含量．对土壤有机磷库的贡献。玉米秸秆处理大于厩肥处理．施入有机肥,可增加土壤有机磷各组分的含量,而化肥则主要是促进土壤稳定性有机磷向活性、中活性有机磷转化．长期不施肥处理的土壤活性、中活性有机磷含量较低,而稳定性有机磷含量相对较高;休闲处理土壤有机质和有机磷含量均较低,而其活性有机磷、高稳性有机磷含量相对较高．     

秸秆覆盖与施磷对四川丘陵旱地土壤磷形态及有效性的影响

为揭示秸秆覆盖配施磷肥下土壤无机磷形态变化规律及磷的有效性,本研究采用二因素裂区设计,主区为秸秆覆盖和不覆盖,副区为3个施磷量(0、75和120 kg·hm^-2),分析秸秆覆盖与施磷条件下四川丘陵旱地紫色土磷吸附-解吸特征、无机磷组分含量及其与有效磷的关系。结果表明: 2018—2020年两个试验年度秸秆覆盖处理比不覆盖处理土壤磷最大吸附量分别显著降低7.7%和7.4%,磷吸附饱和度分别显著增加35.4%和18.6%,土壤易解吸磷分别显著提高21.6%和35.2%,磷最大缓冲容量无显著差异;施磷与不施磷相比,磷最大吸附量和最大缓冲容量显著降低,吸附饱和度显著增加,易解吸磷则随施磷量的增加而增加。两个试验年度秸秆覆盖处理比不覆盖处理磷酸二钙(Ca₂-P)、磷酸八钙(Ca₈-P)和铁磷(Fe-P)含量显著增加,铝磷(Al-P)含量显著降低,闭蓄态磷(O-P)和磷灰石(Ca₁₀-P)含量有降低的趋势;与不施磷相比,施磷则提高了不同无机磷组分含量。与不覆盖处理相比,两个试验年度秸秆覆盖处理土壤有效磷含量分别显著增加23.2%和9.6%,磷活化系数分别显著提高21.3%和8.9%,且土壤有效磷含量和磷活化系数均随施磷量的增加而提高。回归分析表明,无机磷各组分对紫色土有效磷有效性的贡献为Ca₂-P>Fe-P>Al-P>Ca₈-P>Ca₁₀-P>O-P。因此,秸秆覆盖配施磷肥促进了土壤难溶性磷向中等活性或易于作物吸收的磷形态分解和转化,降低土壤对磷素的吸附,促进土壤磷素的解吸,最终提高土壤磷素有效性。综合考虑经济效益,推荐四川丘陵旱地秸秆覆盖配施75 kg·hm^-2磷肥更有利于提高土壤磷素有效性。     

养分和水添加对弃耕草地土壤无机磷组分的影响

合理的养分和水分管理措施是提高退化草地生产力和生物多样性的有效途径,但养分和水添加对弃耕草地土壤无机磷组分的影响研究较少.本文依托内蒙古多伦县2005年建立的养分(N∶ 10 g·m-2·a-1、P∶ 10g·m-2·a-1)和水分(植物生长季增水180 mm)添加田间试验,研究了表土(0～10 cm)无机磷组分及有效...     

岩溶石漠化区不同植被恢复模式土壤无机磷形态特征及影响因素

为分析岩溶石漠化区不同植被恢复模式土壤无机磷的形态特征,评价植被恢复的土壤供磷潜力,阐明有机碳及钙素在无机磷形态转化中的作用,选取研究区内8种有代表性的样地,采用蒋柏藩无机磷分级方法对土壤无机磷形态特征及影响因素进行研究。结果表明:研究区土壤全磷与速效磷含量分别在0.25—1.35 g/kg、1.05—53.01 mg/kg范围,无机磷总量在123.94—934.61 mg/kg,耕地与退耕地以及各退耕地之间全磷、速效磷、各形态无机磷含量水平差异明显,各退耕地磷素含量水平介于耕地与次生马尾松林地之间,退耕地中桃林地、花椒林地磷素含量水平较高、樟树林地、柳杉林地、撂荒草地次之、撂荒灌丛地较低。各样地土壤无机磷占全磷比例在51.2%—72.4%,不同形态的无机磷含量表现为O-PFe-PCa-PAl-P,其中Ca2-P、Al-P对速效磷的贡献率大,Fe-P、Ca8-P贡献较小,O-P、Ca10-P献率最小。不同活性土壤有机碳与不同形态钙素对各形态无机磷在总无机磷中比例的影响较大,p H、容重、粘粒含量、含水量等其它理化性质影响较小。     

定位施肥对紫色菜园土磷素状况的影响

基于紫色菜园土壤莴笋-白菜轮作3a的12季连续定位施肥试验,研究施肥对土壤磷素状况的影响。结果表明,在紫色土上以化肥为基础增施有机肥(泥炭或菜籽粕)既提高土壤磷含量,又增加无机磷组分中有效磷源和缓效磷源的比例,且不会增加磷素淋失的风险,是所有处理中最优者;增磷、增钾处理虽然提高了土壤磷含量,但未能提高速效磷源与缓效磷源的比例;增氮、增硼及常规施肥降低土壤磷含量和提高无效磷源的比例;无肥处理磷含量最低,无效磷源比例最高。紫色菜园土无机磷约为有机磷的4—6倍,无机磷各组分以钙磷为主,占I-P总量的60.89%—67.92%,显示紫色土风化程度较低。各形态磷素呈Ca10-P>Ca8-P>Fe-P≈Al-P≈OC-P>Ca2-P序列变化,其中Ca2-P和Al-P总共仅占无机磷总量的11.47%—19.43%,表明紫色土中对植物最有效的磷源不足;而Ca10-P和OC-P共占无机磷总量的42.48%—59.55%,意味着紫色土无机磷有一半左右是以作物不可利用的形态存在的。紫色土全磷与无机磷、有机磷、Ca2-P、Ca8-P、Al-P、Fe-P、OC-P及Ca10-P呈显著正相关;无机磷与多种形态磷呈显著正相关(除有机磷、Ca2-P、有效磷外);有机磷与全磷、Ca2-P显著正相关;有效磷与全磷、Ca2-P、Al-P、Fe-P显著正相关;无机磷组分间也都存在显著正相关关系(OC-P与Ca10-P间有极显著正相关,但它们与其它无机磷组分无相关性)。表明在土壤磷的整个循环系统中,不同组分无机磷与有机磷之间处于一个动态平衡中,它们之间存在着相互影响和制约。土壤pH与各形态磷关系密切。对土壤有效磷与无机磷组分间的关系进行系统分析,简单相关分析结果土壤有效磷与Ca2-P、Fe-P呈极显著正相关,与Al-P呈显著正相关,与Ca8-P、OC-P、Ca10-P正相关但不显著;通径分析结果对土壤有效磷直接影响较大的无机磷组分是Al-P、Ca8-P与Ca2-P,其中Ca8-P的直接影响为负效应;逐步回归分析结果与通径分析一致。综合分析得出,Ca2-P、Al-P是最有效的磷源,Fe-P、Ca8-P次之,Ca10-P与OC-P是非有效磷源。莴笋和白菜产量与紫色土壤Ca2-P、Ca8-P、Al-P、Fe-P呈显著正相关,与OC-P、Ca10-P无相关性。紫色土各形态无机磷与两种蔬菜产量的相关系数r大小依次为Ca2-P>Fe-P>AL-P>Ca8-P>Ca10-P>OC-P,这与各形态无机磷与有效磷简单相关分析的结果一致。     

紫色丘陵区玉米/大豆套作系统土壤磷吸附-解吸动力学

利用田间小区试验研究了玉米/大豆套作(M/S)、玉米单作(M)、大豆单作(S)3种栽培模式下施磷对土壤磷吸附解吸特征的影响.结果表明： 在不施磷处理下,M/S系统产量较M、S分别提高9.8%、79.1%,土地当量比为1.58;在施磷处理下,M/S系统产量较M、S分别提高10.4%、80.3%,土地当量比为1.62.与不施磷处理相比,施磷使M/S、M、S 3种栽培模式下的系统总产量分别提高12.7%、12.2%、17.6%.无论施磷与否,3种栽培模式下土壤最大缓冲容量(SBC)值均表现为M/S>M>S;但与施磷处理相比,不施磷处理下M/S、M、S栽培模式下土壤SBC值分别降低19.6%、30.3%、12.0%.各栽培模式在施磷处理下土壤单位吸附量的解吸量b值大小为M/S>M>S;与不施磷处理相比,施磷使M/S、M、S模式下b值分别增加10.9%、39.1%、-9.6%.土壤最大吸磷量(Q_m)及土壤磷解吸率也表现出相同的趋势.