苹果主产区土壤磷素状况、淋失阈值及阻遏技术研究

摘要

磷是苹果生长发育和产量形成过程中不可缺少的元素，适宜的土壤磷含量是苹果优质丰产的基础，但是磷极易在土壤中固定，易造成磷素盈余，进而带来环境风险。为此于2012与2016年对我国渤海湾与黄土高原苹果产区12个典型地区115个苹果园的土壤及农户调查数据进行研究分析，以了解当前我国两大苹果主产区果园的肥料投入与土壤肥力状况；选择我国两大苹果主产区山东和陕西苹果园土壤为供试材料，采用室内土柱模拟试验，研究模拟年均降雨条件下不同施磷水平下土壤磷素有效性及磷素在土体中的淋溶风险，为苹果园土壤磷素的合理管理与降低农田土壤磷素淋失风险提供依据；以盆栽T337砧木为试材对黄腐酸和生物炭阻遏磷素损失效果进行了研究，主要结果如下： 1、苹果主产区土壤磷素养分近5年变化趋势及与施肥的关系：我国渤海湾产区与黄土高原产区5年间（2012~2016）苹果园磷肥投入均处于较高水平。渤海湾产区2012年苹果园磷（P2O5）投入量平均为936.48 kg·hm-2，5年后增加到1094.99 kg·hm-2，增加了16.93%；黄土高原产区2012年苹果园磷（P2O5）投入量平均为986.43 kg·hm-2，5年后增加到1032.73 kg·hm-2，增加了4.69%。两大产区苹果园土壤速效磷含量均较高，都存在磷素盈余状况。渤海湾产区2012年磷素盈余量平均为733.20 kg·hm-2，到2016年增加到867.78 kg·hm-2；黄土高原产区2012年磷素盈余量平均为844.77 kg·hm-2，2016年增加到892.92 kg·hm-2。两大产区苹果园土壤速效磷与外源磷肥总投入量均呈显著的直线正相关性，土壤速效磷变化量与磷素盈亏变化量呈极显著的直线正相关性。磷素每投入100 kg·hm-2 ，渤海湾产区和黄土高原产区土壤速效磷含量分别增加0.38和0.21 mg·kg-1。 2、山东和陕西苹果园磷素淋溶阈值及淋失风险评估：以山东省与陕西省苹果园土壤为试材，采用室内土柱淋溶模拟方法，结果表明：山东与陕西0~10 cm、10~20 cm、20~30 cm、30~40 cm土层土壤Olsen-P含量与施磷量之间均呈极显著正相关。山东0~10 cm、10~20 cm、20~30 cm与30~40 cm土层磷素淋失临界值分别为41.38、45.59、53.14和61.44 mg·kg-1；陕西0~10 cm、10~20 cm、20~30 cm与30~40 cm土层磷素淋失临界值分别为39.94、37.62、45.48和39.03 mg·kg-1；40~50 cm和50~60 cm土层无磷素淋失临界值存在。两大产区土壤0~10 cm与10~20 cm土层土壤磷素淋失的风险均高于20~30 cm与30~40 cm土层。陕西省土壤临界值比山东省土壤临界值低，淋失风险更大。 3、黄腐酸对T337幼苗磷素利用及磷素阻遏效果的影响：以T337幼苗为试材，研究了不同黄腐酸处理对T337幼苗生长、磷素吸收和损失的影响，结果表明：黄腐酸可促进T337幼苗的生长，T337的根、茎、叶的生物量与总生物量随黄腐酸浓度的提高均呈先升高后降低的趋势，其中以H2处理（100 kg·hm-2）最高。H2处理的T337磷素积累量比CK提高了32.33%，HH2处理的T337磷素积累量比CK提高了18.42%。黄腐酸可活化及保持土壤中的磷，H2处理根际土壤速效磷含量比CK提高了36.04%，HH2处理根际土壤速效磷含量比HCK提高了32.90%。H2处理的磷肥残留率为53.44%，比CK提高了36.05%，损失率为40.24%，比CK降低了28.07%，磷肥利用率比CK提高了32.22%；HH2处理的磷肥残留率比H2降低了39.11%、损失率增加了60.71%。适量黄腐酸可以显著促进苹果砧木T337幼苗的生长，活化并保持土壤中的磷，减少磷素损失，以100 kg·hm-2为最佳。 4、生物炭对T337幼苗磷素利用及磷素阻遏效果的影响：以T337幼苗为试材，研究了不同生物炭处理对T337幼苗生长、磷素吸收和损失的影响，结果表明：T337的根、茎、叶的生物量与总生物量随生物炭施用量的提高均呈先升高后降低的趋势，其中以T2处理（600 kg·hm-2）最高。生物炭对T337的磷素积累量比CK提高了24.61%，HT2处理的砧木磷素积累量比HCK提高了21.79%。生物炭可活化及保持土壤中的磷，T2处理根际土壤速效磷含量比CK提高了38.37%，HT2处理根际土壤速效磷含量比HCK提高了35.11%。T2处理的磷肥残留率达54.36%，比CK提高了38.39%，损失率为39.69%，比CK降低了29.05%，磷肥利用率比CK提高了24.69%；HT2处理的磷肥残留率比T2降低了39.15%、损失率增加了61.38%。适量生物炭（600 kg·hm-2）可以显著促进苹果砧木T337幼苗的生长，活化并保持土壤中的磷，减少磷素损失。

目录

声明

前言

1.1 土壤磷素状况

1.2 土壤磷素损失的途径

1.3 磷素淋溶损失影响因素

1.4 磷在土壤中的存在形式及其淋溶机理

1.5 阻遏磷素损失的途径

1.6 磷素淋失风险评估方法

1.7 本试验的研究目的及意义

2 材料与方法

2.1 试材与处理

2.2 测定方法

3 结果与分析

3.1 苹果主产区土壤磷素养分近5年变化趋势及与施肥的关系

3.2 山东和陕西苹果园磷素淋溶阈值及淋失风险评估

3.3 黄腐酸对T337幼苗磷素利用及磷素阻遏效果的影响

3.4 生物炭对T337幼苗磷素利用及磷素阻遏效果的影响

4 讨论

4.1 苹果主产区土壤磷素养分近5年变化趋势及与施肥的关系

4.2 山东和陕西苹果园磷素淋溶阈值及淋失风险评估

4.3 黄腐酸与生物炭对T337幼苗磷素利用及磷素阻遏效果的影响

5 结论

参考文献

致谢

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