武汉市两种菜地土壤施磷的增产与环境效应

摘要

本文在总结国内外土壤磷素积累与淋失研究进展的基础上，以野外大型原状土柱为试验场地，以武汉市郊区两种具有代表性的土壤狮子山黄棕壤和新洲潮土为供试土壤，以武汉市常见蔬菜小白菜、辣椒、苋菜、萝卜为供试蔬菜，通过研究施磷对土壤磷素积累，蔬菜产量效应和磷素吸收，淋失液中各形态磷素淋失特征及土壤磷素平衡状况的影响，并对磷素淋失风险进行评价来探讨施磷的增产与环境效应，从而科学指导武汉市蔬菜地磷肥施用，并为当地蔬菜可持续生产和地下水环境保护提供科学依据。获得主要结果如下：
　　 1．施磷提高了两种土壤耕层土壤全磷和Olsen-P含量，潮土全磷和Olsen-P含量均明显高于黄棕壤。在施磷量250 kg P2O5/（ha·a）上配施秸秆提高了土壤全磷和Olsen-P含量。
　　 2．在一定范围内施磷提高了两种土壤上各季蔬菜的产量，且在黄棕壤上效果更为明显。两种土壤上蔬菜产量y（kg/ha）与磷肥施用量x（kg PzO5/ha）之间的产量效应方程为：
　　 小白菜：y=-0.5692x2+195.45x+1098.5（黄棕壤，R2=0.9516）
　　 v=-1.3049x2+289.28x+8870.3（潮土，R2=0.9750）
　　 辣椒：y=-0.0764x2+31.613x+10686（黄棕壤，R2=0.9498）
　　 y=-0.8337x2+133.76x+59927（潮土，R2=0.8513）
　　 苋菜：y=-1.5184X2+320.3x+834.34（黄棕壤，R2=0.9937）
　　 y=-2.7203x2+303.04x+2735（潮土，R2=0.9984）
　　 萝卜：y=-0.9949x2+265.72x+53179（黄棕壤，R2=0.9232）
　　 y=-5.497x2+815.05x+74751（潮土，R2=0.9684）
　　 在施磷量250 kg P2O5/（ha·a）上配施秸秆能促进蔬菜增产，且在黄棕壤上效果更为明显。随着施磷量的增加，各季蔬菜含磷量和磷累积量增加。两种土壤上各施磷处理和CK间四季蔬菜磷累积量总量差异显著，且在最高施磷量375 kg P2O5/（ha·a）时达到最大。
　　 3．两种土壤上各处理淋失液中总磷和总可溶性磷的浓度、单次淋失量、累积淋失量随季节变化和淋失时间的推移变化趋势大体一致。各处理总磷和总可溶性磷的年平均淋失浓度、年累积淋失量均为黄棕壤>潮土。在施磷量250kgP2O5/（ha·a）上配施秸秆提高了淋失液中总磷年平均淋失浓度、年累积淋失总量，但对总可溶性磷影响不大。两种土壤上总可溶性磷为磷素淋失的主要形态，比例分别为48.49-62.99％和60.64-84.52％。随着施磷量的增加，各形态磷素的比例变化没有明显的规律。
　　 4．在一定的施磷范围内两种土壤磷素均表现出盈余状态，且各处理磷素表观盈余量均为黄棕壤>潮土。在施磷量为250 kg P2O5/（ha·a）时，黄棕壤上蔬菜对土壤磷素的表观利用率达到最高，潮土上则为125 kg P2O5/（ha·a）。在施磷量250kg P2O5/（ha·a）上配施秸秆提高了蔬菜对磷素的表观利用率。
　　 5．黄棕壤上发生淋失风险的临界值为Olsen-P含量25.29 mg/kg，潮土上则为61.68 mg/kg。
　　 6．综上，在本试验处理设置范围内，黄棕壤上磷肥最佳施用量可推荐为250kg P2O5/（ha·a），潮土上推荐为125 kg P2O5/（ha·a）。在适宜的施磷范围内，可适当减少磷肥的用量，增加有机肥用量，促进蔬菜增产，同时磷肥施用时尽量避开大暴雨天气，农作管理中避免大水灌溉。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：缩略语表

声明

1 前言

1.1 研究背景

1.1.1 菜地土壤磷素积累状况

1.1.2 菜地土壤磷素积累与水体富营养化

1.2 国内外研究进展

1.2.1 土壤磷素淋失的影响因素

1.2.2 土壤磷素淋失的形态

1.2.3 土壤磷素淋失风险评价研究

1.3 研究目标

1.4 研究内容

1.5 技术路线

2 施磷对两种菜地土壤磷素积累的影响

2.1 引言

2.2 材料与方法

2.2.1 试验地概况

2.2.2 原状土柱建设

2.2.3 供试材料

2.2.4 试验方法

2.3 结果与分析

2.3.1 蔬菜地耕层土壤全磷含量状况

2.3.2 蔬菜地耕层土壤Olsen-P含量状况

2.4 讨论

2.4.1 施磷对土壤全磷含量的影响

2.4.2 施磷对土壤Olsen-P含量的影响

3 施磷对两种菜地土壤蔬菜产量及磷素吸收的影响

3.1 引言

3.2 材料与方法

3.2.1 供试材料

3.2.2 试验方法

3.3 结果与分析

3.3.1 施磷对蔬菜产量的影响

3.3.2 施磷对蔬菜磷素吸收的影响

3.4 讨论

3.4.1 施磷对蔬菜产量的影响

3.4.2 施磷对蔬菜磷素吸收的影响

4 施磷对两种菜地土壤磷素淋失的影响

4.1 引言

4.2 材料与方法

4.2.1 供试材料

4.2.2 试验方法

4.3 结果与分析

4.3.1 降雨量、淋失量变化特征

4.3.2 不同施磷条件下磷素浓度的变化特征

4.3.3 不同施磷条件下磷素单次淋失量的变化特征

4.3.4 不同施磷条件下磷素累积淋失量的变化特征

4.3.5 不同施磷条件下磷素淋失形态比例

4.4 讨论

4.4.1 施磷对磷素淋失浓度的影响

4.4.2 施磷对磷素淋失量的影响

4.4.3 施磷对磷素淋失形态的影响

5 磷素输入输出平衡状况及环境风险评价

5.1 引言

5.2 材料与方法

5.2.1 供试材料

5.2.2 试验方法

5.3 结果与分析

5.3.1 磷素输入输出平衡状况

5.3.2 磷素淋失风险评价

5.4 讨论

5.4.1 土壤磷素平衡状况

5.4.2 土壤磷素淋失风险评价

6 全文总结

参考文献

致谢