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长期施肥模式下潮土土壤无机磷演变及其贡献分析

王柏寒  
【摘要】:磷肥施入潮土后易被固定为难利用态磷,不利于作物吸收利用。且当磷投入量高于作物吸磷量时,土壤磷素会处于盈余状态,造成磷资源的浪费和土壤环境的污染。本文以黄淮海平原最主要的土壤类型潮土为材料,通过28年田间长期定位试验的方法,研究长期不同施肥模式对潮土土壤无机磷的影响及贡献,为农田生产调整施肥方式提出理论依据。得出的主要结果如下:1.长期不同施肥模式对土壤主要无机磷的影响长期不施磷肥,土壤无机磷总量减少13.7%,其中Ca2-P、Ca8-P、Al-P、Fe-P分别减少68.1%、30.2%、48.9%、40.9%,Ca10-P和O-P无明显变化。长期施用磷肥,土壤无机磷总量增加35.3%~121.1%。由于施P量减少,各施肥模式土壤Ca2-P呈前13年快速增加,后15年不同变化的特点,试验前13年土壤Ca2-P增加123.4%~541.5%;后15年单施化肥、秸秆还田和有机无机配施土壤Ca2-P稳定维持在25.8~28.6 mg·kg-1、48.2~57.8 mg·kg-1,高量有机无机配施由于2012年不再施用有机肥,土壤Ca2-P显著降低,年降低2.1 mg.kg-1。连续28年施磷肥土壤Ca8-P增加 177.6%~679.6%;A1-P 增加 172.5%~392.9%;Fe-P 增加 127.4%~236.6%,Ca10-P 和 O-P 无明显变化。长期不施磷肥土壤每累积亏缺 P 100 kg·hm-2,土壤 Ca2-P、Ca8-P、Al-P、Fe-P、Ca10-P、O-P分别减少1.7、4.5、2.7、2.5、0.9、6.5 mg.kg-1。长期施用磷肥模式,土壤每累积盈余P 100kg.hm-2,土壤中 Ca2-P、Ca8-P、Al-P、Fe-P、Ca10-P、O-P 分别增加 1.2~4.5、14.1~45.8、3.1~11.5、2.3~10.8、-0.6~14.8、0.6~7.2mg.kg-1。2.长期不同施肥模式对土壤全磷、有效磷、磷活化系数的影响连续28年不施磷肥土壤全磷减少13.9%;施用磷肥全磷增加49.8%~132.8%。从施肥28年土壤有效磷和PAC平均值看,不施磷肥有效磷和PAC分别降低0.84、0.63倍。四种长期施磷肥模式土壤有效磷比初始值提高1.06~5.70倍,土壤PAC 比初始值提高0.60~2.95倍。连续28年不施磷肥土壤磷累积亏缺468.3 kg·hm-2,土壤每累积亏缺P 100 kg·hm-2,土壤有效磷减少1.6 mg.kg-1,土壤磷活化系数减小0.26%。连续28年单施化肥、秸秆还田、有机无机配施分别累积盈余290.7、369.4、1946.1~2627.1 kg·hm-2,土壤每累积盈余P 100 kg·hm-2,土壤有效磷增加1.85~4.33 mg.kg-1,土壤磷活化系数增加0.06%~0.48%。3.不同施肥模式对土壤无机磷的贡献土壤Ca2-P、Ca8-P、Al-P、Fe-P对磷投入量敏感,对磷投入量的变化不敏感,磷投入量越多其含量越高,土壤Ca10-P和O-P对磷投入量与投入量的变化均不敏感。秸秆磷与有机肥磷可以增加土壤中易利用态磷含量,减少难以利用态磷含量,并以有机肥磷效果最优,对土壤Ca10-P和O-P的影响基本一致。4.基于潮土土壤磷水平合理施磷技术根据不同施肥模式下,土壤有效磷与磷盈余率的关系,预测各施肥模式达到土壤有效磷适宜含量(25 mg·kg-1)所需年限。土壤有效磷由6 mg·kg-1达到目标含量25 mg·kg-1,单施化肥(P年投入77 kg·hm-2)需要11~12年,秸秆还田(P年投入90 kg·hm-2)需要12年,有机无机配施(P年投入140 kg·hm-2)需要5年,高量有机无机配施(P年投入210kg·hm-2)需要3.5年。由50 mg·kg-1降到目标含量25 mg·kg-1,单施化肥和秸秆还田(减施P 30%)需要17~18年;有机无机配施(减施P 30%)需要9~10年;高量有机无机配施(减施P 70%)需要5~6年。


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