潮土磷库组成及累积磷的消耗转化特征

文献类型： 中文期刊

第一作者： 郭斗斗

作者： 郭斗斗;张珂珂;黄绍敏;宋晓;张水清;岳克;郭腾飞

作者机构：

关键词： 潮土;累积磷有效性;磷转化;缓效磷库;生物耗竭;磷地力

期刊名称： 植物营养与肥料学报

ISSN： 1008-505X

年卷期： 2024 年 30 卷 001 期

页码： 87-98

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： [目的]长期施用磷肥致使潮土中累积了大量的磷,为精确管控和合理利用累积磷素,我们研究了小麦-玉米连续种植下,停止使用磷肥后磷库的组成和消耗转化特征.[方法]本研究依托位于河南新乡的"国家潮土肥力与肥料效益长期定位试验基地"进行,连续 26 年施用不同量磷肥,处理间土壤磷积累量差异很大.利用单个处理或两个处理耕层土壤混合的方法,制备Olsen-P含量分别为 6.7、14.3、27.6、55.4、72.3 mg/kg的土壤(分别记为L1、L2、L3、L4、L5),用于进行微区耗竭试验,种植制度为冬小麦-夏玉米轮作.在耗竭试验的5 年间,测定了土壤全磷、Olsen-P和各磷库组分含量.[结果]潮土磷库中无机磷占比超过 90%,L5 处理土壤中的有效磷库组分Resin-P、NaHCO3-Pt、NaOH-Pt含量分别为L1 的 5.0、3.5、2.8 倍.L1 处理(缺磷土壤)的有效磷组分在全磷中的比例仅为 10.4%,而难利用磷组分(C.HCl-Pt,Residual-P)的比例高达 24.0%;L5 处理(高磷土壤)有效磷组分比例高达 20.6%,难利用组分比例低至 14.3%.缓效磷组分(D.HCl-Pi)在全磷中的比例基本维持在 66%.有效磷水平高于农学阈值(L2 处理)之后,Resin-P组分才开始增加,增加量占有效磷库增加量的17.3%~22.6%.磷库耗竭过程中,有效磷库是作物吸收的第一磷库,且以Resin-P、NaHCO3-Pi、NaOH-Pi的先后顺序被利用.Resin-P、NaHCO3-Pi、NaOH-Pi每消耗 1 mg/kg,Olsen-P分别减少 1.3、0.7 和 1.0 mg/kg.有效磷库组分与缓效磷库、难利用磷库组分可以互相转化.5 年耗竭过程中,L1 处理有 18.0 mg/kg难利用磷转化为D.HCl-Pi,L2、L3 处理分别有 22.3 和 7.2 mg/kg D.HCl-Pi转化为有效态磷,提升了土壤累积磷素的生物有效性;而L4、L5 处理分别有 29.9 和 43.1 mg/kg有效态磷组分转化为D.HCl-Pi,降低了土壤累积磷的生物有效性.[结论]随着土壤Olsen-P水平的提高,有效磷库组分Resin-P、NaHCO3-Pt、NaOH-Pt占比增加,难利用磷库占比减少,而缓效磷库占比高且稳定.有效态Resin-P在Olsen-P超过农学阈值后才开始累积.作物吸收可促进缺磷土壤难利用磷库组分转化为缓效磷库组分,中磷土壤缓效磷库组分转化为有效磷库组分,最终土壤累积磷素均被活化利用;而高磷土壤中 30%以上的有效磷库组分被转化为缓效磷库组分,作物奢侈吸磷量显著增加,造成一定的磷肥养分浪费.中磷土壤是维持磷资源高效利用和作物高产的最佳磷库组成状态.

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