稻田土壤遺存磷的賦存形態(tài)、微生物酶學(xué)轉(zhuǎn)化及活化技術(shù)研究.pdf

1、長(zhǎng)期施用有機(jī)肥造成的土壤磷庫(kù)富集問(wèn)題，已成為目前“農(nóng)業(yè)生態(tài)穩(wěn)定與安全”領(lǐng)域關(guān)注的世界性焦點(diǎn)。稻田土壤水旱交替頻繁，微生物酶活性變化活躍，闡明稻田有機(jī)肥輸入下土壤遺存磷賦存形態(tài)和關(guān)鍵的微生物酶學(xué)特性對(duì)磷素的周轉(zhuǎn)及影響機(jī)制，對(duì)合理利用有機(jī)肥，降低磷素在循環(huán)過(guò)程中釋放進(jìn)入毗鄰水體的風(fēng)險(xiǎn)將起至關(guān)重要的作用。本研究基于太湖流域杭嘉湖平原開(kāi)展的田間定位試驗(yàn)（2005年至今），選取三個(gè)豬糞有機(jī)肥施用梯度(M26，26kgPha-1;M39，39kgP

2、ha-1;M52，52kgPha-1)和兩個(gè)對(duì)照組處理(M0，0kgPha-1;P26，過(guò)磷酸鈣26kgPha-1)，針對(duì)2個(gè)水稻生長(zhǎng)季土壤遺存磷賦存形態(tài)、微生物多樣性及磷酸單酯酶動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)對(duì)有機(jī)肥的輸入響應(yīng)進(jìn)行了研究;同時(shí)針對(duì)1個(gè)水稻季不同水平有機(jī)肥輸入下稻田田面和滲漏水磷素流失潛能進(jìn)行了分析;為了降低施磷的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)和減少磷礦資源的耗竭，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上需盡可能減少磷肥的施用，讓土壤遺存的磷盡可能釋放出來(lái)發(fā)揮其生物有效性，故本研究進(jìn)一步

3、針對(duì)浙江省典型的4類水稻土進(jìn)行了磷素活化研究，以期為水稻土磷素的高效利用提供理論和技術(shù)支撐。主要研究結(jié)果如下:
　　(1)豬糞M39和M52處理顯著提高了水稻產(chǎn)量，且水稻產(chǎn)量隨著施磷量的增加而增加，但施磷量高于39kgPha-1時(shí)，水稻產(chǎn)量增加不顯著;各磷素組分含量（除Residual-P）均在水稻幼苗期最大，土壤活性磷(H2O-P，NaHCO3-Pi和-Po)、中等活性磷（NaOH-Pi和-Po）和穩(wěn)定態(tài)磷（HCl-P和Resi

4、dual-P）組分含量之比在2011和2012年分別為1∶3.1∶3.6和1∶2.3∶3.7;在整個(gè)水稻生育期，除Residual-P，土壤各磷組分含量均呈現(xiàn)M52＞M39＞M26＞P26＞M0的變化規(guī)律;磷素組分含量的變化受施磷量的影響，而磷肥的外源添加形式對(duì)其影響不大;豬糞的施用顯著提高20cm以上土層各磷素組分含量（除Residual-P），供試土壤中NaOH-Po比無(wú)機(jī)磷形態(tài)更易向土壤深層遷移。
　　(2)較其它處理，39

5、和52kgPha-1豬糞的施用促進(jìn)了供試土壤微生物種群的多樣性，但M39和M52處理間微生物群落差異性不大;各處理酸性和堿性磷酸酶活性最大峰值均出現(xiàn)在水稻分蘗期，對(duì)供試土壤有機(jī)磷轉(zhuǎn)化起主要作用的是土壤酸性磷酸酶;在39和52kgPha-1豬糞處理下，酸性磷酸酶酶促反應(yīng)初速度V0，最大反應(yīng)速度Vmax和活化度(l)gNa值均最高，但米氏常數(shù)Km，溫度系數(shù)Q10，活化能Ea和活化焓△H值均最小，39和52kgPha-1有機(jī)肥處理更有利于供試

6、土壤酸性磷酸酶酶促反應(yīng)的發(fā)生。
　　(3)各施肥處理田面水TP和DP濃度均在施肥1d后達(dá)到峰值，深度50cm和100cm滲漏水中TP和DP濃度均在施肥7d后達(dá)到最大值;在水稻生長(zhǎng)季各處理田面水、50cm和100cm滲漏水中磷素濃度均達(dá)到了致使水體富營(yíng)養(yǎng)化的水平(0.02mg L-1);顆粒態(tài)磷是該區(qū)田面水磷素的主要形態(tài)，溶解態(tài)磷是滲漏水中磷素的主要形態(tài);田面水磷濃度隨時(shí)間的變化可用對(duì)數(shù)函數(shù)y=a+b×lnt來(lái)擬合，50cm滲漏水磷

7、素濃度隨時(shí)間的變化可用指數(shù)函數(shù)y=a×exp(b×t)來(lái)擬合;研究區(qū)M52處理顯著高于其它處理磷素流失的風(fēng)險(xiǎn)，豬糞不宜以高磷52kgPha-1處理長(zhǎng)期施用;建議研究區(qū)施用39kgPha-1的豬糞可以維持較高水稻產(chǎn)量、保持土壤有較高的遺存磷的含量、改善土壤微生物酶學(xué)性質(zhì)、降低磷素流失風(fēng)險(xiǎn)。
　　(4)分別選取0.5％、1.0％和2.0％劑量的檸檬酸、草酸、乙酸、還原型谷胱甘肽、抗壞血酸5種磷素活化劑，研究發(fā)現(xiàn)各劑量的抗壞血酸對(duì)4種供

8、試水稻土Olsen-P均有很好的活化效果，各劑量的檸檬酸對(duì)湖松田、小粉田和黃斑田的Olsen-P活化效果也較強(qiáng)，各劑量的草酸對(duì)青紫泥田的活化效果最佳;各劑量的檸檬酸和抗壞血酸對(duì)湖松田、黃斑田酸性磷酸酶活性有顯著增強(qiáng)效果，各劑量還原型谷胱甘肽對(duì)小粉田、青紫泥田酸性和堿性磷酸酶均有很顯著的活化效果;1.0％檸檬酸與1.0％抗壞血酸的添加均能顯著提高湖松田、小粉田和黃斑田NaHCO3和NaOH提取的無(wú)機(jī)磷組分的含量，卻顯著降低了NaOH提取的