长期施磷石灰性土壤无机磷形态特征及其有效性研究

摘要

针对长期大量施用磷肥的石灰性土壤中全磷含量大幅度升高的具体情况，鉴于石灰性土壤特定的理化性状及磷酸盐在土壤中的化学行为，致使作物对磷肥的当季利用率过低，从而使大部分磷肥成为难溶态累积在土壤中，已成为丰富的潜在磷素资源。本研究采用化学分析和模拟连作的盆栽试验等方法，探讨了长期施磷的石灰性土壤中磷的不同形态组成、无机磷形态分级方法、各形态磷素的富集与变异特征、磷形态与微量元素形态的关系、耗竭条件下的磷素变异以及石灰性土壤中磷肥的有效性等问题，对阐明这种土壤中磷素的形态组成及其潜在有效性，提高磷肥利用率和开发土壤磷库资源具有重要的现实意义，也为进一步利用土壤难溶态磷和磷肥的施用技术提供理论依据。本论文主要研究结果与结论如下： 1、长期施磷石灰性菜园土壤耕层全磷、有效磷、无机磷与有机磷均比粮田富集强烈，有效磷源的无机磷形态含量与植菜年限呈明显的正相关，各形态无机磷含量的垂直分布菜园土壤与粮田土壤存在显著差异，其中溶度较高的Ca2-P、Ca8-P、Fe-P含量菜园土壤表现为表层强烈富集，向下骤减的垂直分布特征，且各层次均显著高于粮田土壤。而粮田土壤虽表层高于下层，垂直分布表现为向下逐渐降低。溶度较高Ca2-P、Ca8-P等与有机质等养分呈极显著的正相关，而与CaCO3含量和pH值的降低呈显著的负相关，随植菜年限的延长，有机质及其它养分含量的提高以及CaCO3含量和pH值的降低也促进了难溶态磷的有效化。 2、采用蒋柏藩法对石灰性土壤剖面中无机磷分级形态的分布特征研究发现，剖面中无机磷形态总的变化趋势是二钙磷表层最高，向下逐层降低；在所有层次中均以十钙磷含量最高，其次为八钙磷，其他形态的磷随层次的变化各有差异。石灰性土壤中不同形态的铜、锌、铁、锰各有其分布特性；其分布特性在不同熟化程度的土壤中具有相似性，赋存的主要形态较为一致，但在不同的熟化程度与不同有效磷含量的土壤中其含量比例存在一定的差异。 3、在耗竭条件下，土壤中的全磷和有效磷含量均随着连续种植茬数的增多而下降，相对于对照处理，施肥处理耗竭程度大，鸣鸡店土壤施肥比对照处理相对于原土壤全磷量下降了0.074％，哨马营为0.073％；第四茬土壤有效磷与原始土壤有效磷含量相比，对照处理中哨马营土壤下降幅度最大达45.30％；施肥处理中鸣鸡店土壤下降最大达48.22％。对照处理相对于施肥处理土壤全磷比有效磷下降幅度小，施用氮钾肥有效促进了土壤中磷素的转化和有效性。各施肥处理比对照提高吸磷量达到1.33gkg-1、1.14gkg-1，提高了土壤磷素利用率，且不同耗竭时期不同处理中土壤无机磷不同分级形态变异显著。 4、植物吸磷量与土壤全磷和土壤有效磷以及其他养分密切相关，植物吸氮量和植物吸钾量显著影响植物对磷素的吸收；在连续种植苜蓿进行耗竭条件下，土壤中无机磷的不同形态作为土壤磷素供应的主要形态在随着种植茬数的增多而不断发生明显变化。普通磷肥在经过连续种植后，土壤中有效性低的难溶态磷如闭蓄态磷和十钙磷相对增加；在石灰性土壤中施用控释磷肥，不仅提高了石灰性土壤的供磷性能，而且其无机磷形态主要是溶度较高的形态如二钙磷和八钙磷等相对增加。 5、包膜控释磷肥具有控制养分释放的作用；连续种植生菜导致了土壤全磷量的降低，施用包膜控释磷肥能够稳定的维持和缓冲土壤全磷含量和有效磷含量降低的速度，在对磷素的持续供应方面优于普通磷肥，并保障了后茬作物对磷素的需求。在石灰性土壤中施用包膜控释磷肥相对于普通磷肥的施用，在控释磷肥用量为普通磷肥一半的情况下，利用率提高1.3-1.7倍，增产率相比高出14.23％-20.64％，对作物生物量和增产率的影响差异显著，具有明显增产效果，在保障增产的情况下，可以降低磷肥1/2的施用量。

目录

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英文缩略表

第一章文献综述

第二章石灰性土壤各形态磷素的富集与变异特征

第三章石灰性土壤磷形态及其微量元素形态研究

第四章长期施磷石灰性土壤磷素耗竭试验研究

第五章长期施肥石灰性土壤中磷肥的有效性研究

第六章讨论与结论

参考文献

致谢

攻读博士学位期间发表论文情况