长期施肥对我国三种典型土壤磷素化学特征的影响

【摘要】： 磷是作物生长发育必需的营养元素,土壤中可被植物利用的磷很少,不能满足作物生长发育所需,生产上采用施磷来解决这一问题。由于磷在土壤中主要是被固定,长期大量的施用磷肥导致了农田土壤中磷素的大量积累,造成了磷肥资源的浪费,也带来了极为严重的环境污染问题。为了明确施磷后,磷肥在土壤中的形态转化的化学特征及其再利用的潜力,选择我国三种典型农田土壤(黑土、红壤、潮褐土),系统的研究了磷肥施用后在土壤中化学特征,进而为农业生产中进一步制定不同区域土壤和磷肥的优化管理措施提供科学依据。 以采自东北地区的黑土(中国科学院海伦农业生态实验站长期定位试验地)、南方地区的红壤(中国科学院鹰潭农业生态实验站长期定位试验地)、黄淮海平原地区的潮褐土(中国科学院栾城实验站长期定位试验地)为试验材料,研究了长期施肥条件下不同土壤的磷素形态特征,结果表明: (1)长期施肥能显著增加三种典型土壤中的全磷和速效磷含量,与长期不施肥相比,长期施用化肥黑土、红壤、潮褐土全磷含量分别增加了19.1%、58.1%、30.3%,速效磷含量分别增加了2.5倍、3.5倍、2.4倍;长期施用化肥与有机肥黑土、红壤全磷含量分别增加了54.2%、161.0%,速效磷分别增加了8.4倍、11.4倍。 (2)长期施用化肥、化肥与有机肥增加了黑土、红壤、潮褐土中无机磷各组分的含量,但在不同类型的土壤上无机磷各组分增加幅度不同,并且长期化肥与有机肥配合施用可减少植物难以利用的O-P的积累;长期施肥改变了黑土和红壤中各形态无机磷的组成,而长期施用化肥潮褐土中各形态无机磷的组成是相对稳定的;在黑土和红壤的无机磷组分中Fe-P和O-P均占有较大的比例,而在潮褐土的无机磷组分中Ca_(10)-P和Ca_8-P占有较大的比例。 (3)长期施用化肥、化肥与有机肥增加了黑土、红壤、潮褐土中有机磷及其各组分的含量,在增加的有机磷组分中以中等活性有机磷和中稳性有机磷的增幅最大。在红壤和潮褐土中,土壤磷素主要以无机磷为主,无机磷所占比例分别在67.4%～75.7%和79.1%～83.5%之间;而在黑土中,土壤磷素则主要以有机磷为主,有机磷所占比例在50.1%～59.2%之间。在三种土壤中,有机磷主要以中等活性有机磷的形式存在;长期施肥红壤和潮褐土中有机磷各组分的组成相对稳定,但长期施肥改变了黑土中有机磷各组分的组成。 (4)黑土、红壤、潮褐土的不同施肥处理在一定浓度范围内,磷的吸附量和解吸量均随平衡液中磷浓度的增加而增加,但在同一磷溶液浓度下,磷的吸附量以红壤最大,解吸作用以黑土最强。长期施用化肥、化肥与有机肥均可降低土壤对磷的吸附,促进磷的解吸。三种土壤不同施肥处理磷的吸附曲线与Langmuir方程均拟合良好,相关系数均达到显著水平。长期不施肥,土壤的Qm值、K值、MBC值均较大,土壤的吸磷能力强,供磷能力弱;长期施用化肥,化肥与有机肥,降低了土壤的Qm值、K值和MBC值,从而减少了土壤对磷的吸附,提高了土壤的供磷能力;在三种土壤中,以红壤的吸磷量最大,吸附能力最强。黑土、红壤、潮褐土不同施肥处理磷的解吸量与吸附量均拟合良好,相关系数均达到显著水平。