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黑土磷素供应特征及玉米覆膜施磷效果

文献类型： 学位论文

年份： 2015

导师姓名： 汪洪

作者： 刘云霞

出版单位： 中国农业科学院

关键词： 黑土;磷素形态;磷肥;覆膜;玉米

研究方向： 植物营养学

摘要： 黑土是我国重要的土壤资源。现代集约化种植条件下,磷肥持续投入,但磷肥利用率低,土壤累积固定磷量增加。为阐明黑土磷素养分形态与供应特征,探讨覆膜对苗期玉米磷素供应的调控潜力,本研究选择吉林省公主岭长期定位试验2008年玉米收获期的NK(不施磷肥)、NPK(施用无机磷肥)、NPKM(施用无机磷肥+有机粪肥)、NPKS(施用无机磷肥+秸秆还田)4个处理,利用化学连续浸提Guppy磷分级法和液体31P-核磁共振波谱仪(31P-NMR)技术分析黑土不同形态磷素含量;利用吸附解吸试验研究不同温度条件下(10℃、15℃和25℃)黑龙江省哈尔滨黑土中磷的吸附解吸特性;于2013和2014年在黑龙江省哈尔滨市民主乡进行田间试验,研究苗期覆膜和不同用量磷肥施用对玉米生长、养分吸收及土壤磷供应的影响,利用液体31P-NMR技术分析覆膜条件下土壤磷素形态变化。主要结果和结论如下:(1)长期不施磷肥,黑土全磷和有效磷含量显著低于其它施磷肥处理;4个处理中,Guppy磷分级法测定出树脂、NaHCO3、NaOH和HCl浸提土壤无机磷含量以NK最低,其次是NPK和NPKS;氮磷钾无机肥和有机粪肥长期配合施用,土壤全磷含量及各组分无机磷与有机磷含量最高。利用液体31P-NMR技术可检测出土壤正磷酸盐、磷酸单酯和焦磷酸盐化合物。发现NK处理下黑土正磷酸盐含量显著低于其它处理,磷酸单酯在土壤可浸提总磷量中所占比例较高;NPK或NPKS处理,正磷酸盐含量高于NK,土壤可浸提总磷量中磷酸单酯所占比例降低;NPKM处理下土壤正磷酸盐和磷酸单酯含量显著增加,但土壤可浸提总磷量中中无机磷所占比例较高,有机磷磷酸单酯所占比例较低。(2)低温条件下Langmuir方程模拟参数黑土磷最大吸附量、最大缓冲容量显著降低;Freundlich方程模拟参数吸附程度低温下显著降低。磷解吸量随着土壤吸附磷量的增加而升高,解吸率随之减小,低温下土壤磷解吸量和解吸率较小。低温影响土壤对磷吸附保持和磷解吸释放。(3)2年的田间试验表明:在供试土壤上,将磷肥P2O5用量从75 kg/hm2减至60 kg/hm2,玉米根际土壤中有效磷含量尚未出现明显下降,两季玉米籽粒产量尚未受到明显影响。(4)苗期覆膜处理,土壤温湿度增加,玉米苗期植株生物量、根系生物量、磷累积量和植株磷含量显著增加,但到玉米收获期促进作用不再显现,苗期覆膜和不覆膜处理的两年玉米产量无显著差异。(5)覆膜处理的苗期玉米根际土壤有效磷含量增加。利用液体31P-NMR技术检测出根际土壤中可浸提总磷量及正磷酸盐含量均高于非根际土壤。苗期覆膜处理后非根际土壤和根际土壤中可浸提总磷量、正磷酸盐和磷酸单酯含量高于不覆膜处理。研究表明长期不施磷肥,黑土全磷和有效磷含量明显低于施磷处理;无机肥与有机粪肥长期配合施用显著增加黑土各组分磷素含量,低温下黑土磷素吸附解吸行为受到抑制,苗期覆膜不仅能够促进玉米植株生长,对土壤磷素供应起到一定的促进作用。

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