太湖流域稻麥輪作農(nóng)田磷肥減施下土壤磷素賦存形態(tài)變化規(guī)律.pdf

1、磷作為生命體必須的組成元素，維持作物產(chǎn)量需要充足的磷素供應(yīng)。由于化學(xué)磷肥已逐漸取代有機(jī)肥（人畜禽糞便、秸稈等）被大量施入農(nóng)田，加之作物磷肥利用率普遍較低，大部分磷素被土壤固持而未被有效利用，造成土壤磷素過(guò)度累積。由此也給水體環(huán)境帶來(lái)沉重負(fù)擔(dān)。
　　本論文選擇中國(guó)科學(xué)院常熟農(nóng)業(yè)生態(tài)試驗(yàn)站（CS-1）和常熟市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所(CS-2)典型稻麥輪作農(nóng)田為研究對(duì)象，開(kāi)展稻季減磷施肥措施的可行性探究。試驗(yàn)設(shè)置4個(gè)磷肥處理，每個(gè)處理3個(gè)平行，

2、分別為:PR+W（常規(guī)施肥:稻季和麥季均施磷肥）、PR（稻季施磷肥麥季不施磷肥）、PW（麥季施磷肥稻季不施磷肥）和Pzero（稻季和麥季均不施磷肥）。采用Tiessen和Moir磷素分級(jí)法和磷脂脂肪酸圖譜法分別分析不同施磷處理對(duì)土壤磷素賦存形態(tài)變化和土壤微生物群落組成變化的影響。通過(guò)農(nóng)學(xué)、化學(xué)及微生物學(xué)三個(gè)指標(biāo)驗(yàn)證磷肥減施可行性。
　　主要實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:
　　1.通過(guò)分析磷肥減施實(shí)施第四年（2013年稻季和2013/2014

3、年麥季）作物產(chǎn)量、磷肥當(dāng)季利用率和土壤速效磷濃度變化，闡明磷肥減施下農(nóng)學(xué)指標(biāo)響應(yīng)。結(jié)果表明，與常規(guī)施肥處理相比，麥季施磷肥稻季不施磷肥處理作物產(chǎn)量并無(wú)顯著性差異(p＜0.05)，磷肥利用率略有提高（中國(guó)科學(xué)院常熟農(nóng)業(yè)生態(tài)試驗(yàn)站:4.9％;中國(guó)科學(xué)院常熟農(nóng)業(yè)生態(tài)試驗(yàn)站:6.1％），同時(shí)降低磷素在土壤中的累積。相比于常規(guī)施肥處理，麥季施磷肥稻季不施磷肥處理土壤速效磷濃度（中國(guó)科學(xué)院常熟農(nóng)業(yè)生態(tài)試驗(yàn)站:5.8～10.7mg·kg-1;常熟市農(nóng)

4、業(yè)科學(xué)研究所:7.1～8.9mg·kg-1）有所降低（中國(guó)科學(xué)院常熟農(nóng)業(yè)生態(tài)試驗(yàn)站:34.7％～69.9％;常熟市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所:29.8％～36.6％），但仍可滿(mǎn)足作物生長(zhǎng)所需。
　　2.基于農(nóng)學(xué)指標(biāo)響應(yīng)情況，本章實(shí)驗(yàn)采用Tiessen和Moir法及磷脂脂肪酸圖譜法重點(diǎn)分析2013年稻季土壤磷素賦存形態(tài)及土壤微生物群落組成變化特征。結(jié)果表明，中國(guó)科學(xué)院常熟農(nóng)業(yè)生態(tài)試驗(yàn)站和常熟市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所土壤中磷素賦存形態(tài)以穩(wěn)態(tài)磷（中國(guó)科學(xué)院

5、常熟農(nóng)業(yè)生態(tài)試驗(yàn)站:84.6～86.8％;常熟市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所:65.9～70.1％）為主，活性磷分別占4.96～8.03％（中國(guó)科學(xué)院常熟農(nóng)業(yè)生態(tài)試驗(yàn)站）和16.4～22.3％（常熟市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所），中度活性磷占比分別為5.77～10.4％（中國(guó)科學(xué)院常熟農(nóng)業(yè)生態(tài)試驗(yàn)站）和10.6～16.6％（常熟市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所）。施磷不僅能夠提高土壤活性磷組分含量，而且有助于提高土壤微生物生物量。雖然減少一個(gè)稻季磷肥投入，但相對(duì)于常規(guī)施肥處理，

6、麥季施磷肥稻季不施磷肥處理中土壤不同賦存形態(tài)磷和土壤微生物群落組成均未出現(xiàn)顯著性差異(p＞0.05)。雙因素方差分析結(jié)果表明，不同土壤對(duì)土壤磷素賦存形態(tài)和土壤微生物群落均有顯著影響(p＜0.05)，但不同磷肥處理對(duì)兩者影響并不顯著。采用Pearson檢驗(yàn)對(duì)中國(guó)科學(xué)院常熟農(nóng)業(yè)生態(tài)試驗(yàn)站和常熟市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所中土壤微生物與不同提取態(tài)磷素之間進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果表明未有顯著相關(guān)性(p＞0.05)。
　　主成分分析結(jié)果表明，以不同磷肥處理

7、為分離變量，前兩個(gè)主成分(PC1和PC2)共占數(shù)據(jù)變異的84.5％，PC1和PC2組分權(quán)重的聚類(lèi)分析表明中國(guó)科學(xué)院常熟農(nóng)業(yè)生態(tài)試驗(yàn)站和常熟市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所有強(qiáng)共變。典型對(duì)應(yīng)分析結(jié)果表明，中國(guó)科學(xué)院常熟農(nóng)業(yè)生態(tài)試驗(yàn)站土壤微生物群落主要與作物產(chǎn)量、土壤速效磷濃度有相關(guān)性;而常熟市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所中土壤微生物群落組成與土壤pH、總碳、總氮、總鉀、植株全磷、活性磷、中穩(wěn)度活性磷、酸性磷酸酶活性和堿性磷酸酶活性相關(guān)性較高。
　　3.為了比較稻

8、麥輪作周年及年度稻季土壤磷素賦存形態(tài)（重點(diǎn)分析活性磷和中度活性磷）變化特征，本章節(jié)選擇常熟市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所（CS-2）典型稻麥輪作農(nóng)田作為研究對(duì)象，分析比較了磷肥減施第六年稻麥輪作周年（2015年稻季和2015/2016年麥季）以及年度稻季（2015年稻季和2013年稻季）土壤磷素賦存形態(tài)變化規(guī)律。結(jié)果表明，施磷主要提高土壤無(wú)機(jī)磷組分含量，對(duì)土壤有機(jī)磷影響較小。比較稻麥輪作周年磷素變化，麥季土壤速效磷高于稻季土壤;相較于常規(guī)施肥處理，麥