玉米-大豆套作模式下根际土壤磷有效性研究

摘要

探讨玉米-大豆套作模式下土壤磷素形态转化及其有效性，为玉米-大豆套作系统磷素高效利用管理提供理论依据。本论文以田间定位试验为研究平台，并结合根箱试验，分析了不同栽培模式及不同施磷水平下玉米和大豆秸秆和籽粒产量、磷积累量、根际与非根际土壤磷素组分及酸性磷酸酶活性。研究结果如下:
　　(1)玉米-大豆带状套作(M/S)和玉米单作(MM)处理的玉米籽粒和秸秆产量均无显著差异。单作大豆(SS)的秸秆产量显著高于套作大豆。根箱试验结果表明，套作模式下玉米秸秆和籽粒产量不隔根(N-RS)处理显著高于隔根(RS)处理，且套作模式显著高于单作玉米。大豆成熟期，套作大豆N-RS处理的秸秆产量显著高于套作RS处理，也显著高于单作处理。
　　(2)玉米成熟期，M/S处理的玉米地上部磷含量显著高于MM，且提高3.1％。大豆成熟期，M/S处理的大豆的地上部吸磷量均显著低于SS处理。根箱试验玉米灌浆期，套作玉米地上部吸磷量N-RS处理显著高于套作RS处理和单作玉米。成熟期，套作N-RS处理玉米地上部吸磷量比单作N-RS和RS处理分别提高11.1％和8.9％。套作大豆分枝期，N-RS处理地上部磷含量显著低于其它处理，而成熟期却显著高于其它处理。
　　(3)玉米成熟期，M/S处理玉米根际土壤全磷含量显著高于MM处理根际土壤。大豆成熟期，M/S处理大豆根际与非根际土壤全磷含量显著高于SS处理。根箱试验结果表明，M/S处理玉米成熟期根际土壤全磷含量均高于MM处理。大豆分枝期，套作大豆N-RS根际土壤全磷含量显著高于RS处理，也高于单作处理。
　　MM处理玉米根际土壤速效磷含量显著高于M/S处理。根箱试验套作N-RS处理玉米灌浆期和成熟期的根际土壤速效磷低于单作N-RS处理。套作大豆成熟期N-RS处理根际土壤速效磷含量显著单作。
　　(4)与MM处理相比，M/S处理玉米根际土壤中H2O-Pi、NaHCO3-Pi、NaOH-Pi和NaOH-Po均有下降趋势。与SS处理相比，M/S处理大豆根际土壤中NaHCO3-Po、NaOH-Pi和HCl-Pi含量有所降低。根箱试验结果表明，与RS相比，套作玉米成熟期N-RS处理根际土壤中NaHCO3-Pi、NaOH-Pi和NaOH-Po含量有所降低。与单作相比，套作玉米N-RS处理的根际土壤H2O-Pi、NaHCO3-Pi、NaOH-Pi和NaOH-Po含量有所降低。套作大豆N-RS处理与RS相比，根际土壤NaHCO3-Pi和NaOH-Po含量有所降低，与单作大豆相比，套作大豆N-RS处理根际土壤H2O-Pi、NaHCO3-Pi和NaOH-Po含量有所降低。
　　(5)M/S处理根际与非根际土壤酸性土壤磷酸酶活性分别是MM处理的1.25和1.09倍。根箱试验玉米灌浆期及成熟期，套作N-RS处理根际酸性磷酸酶活性分别是单作N-RS和RS处理的1.19、1.15和1.23、1.29倍。分枝期和成熟期，套作大豆N-RS处理的酸性磷酸酶活性是单作大豆N-RS和RS根际土壤的1.06、1.19和1.07、1.23倍。
　　(6)套作模式在玉米大豆均施磷肥(M/S-P2)处理下的玉米秸秆产量显著高于不施磷(M/S-P0)处理。而套作处理在仅玉米施磷肥(M/S-P1)和玉米大豆均施磷肥(M/S-P2)处理下的大豆秸秆产量显著高于不施磷(M/S-P0)处理。根箱玉米成熟期，磷肥施用量的增加能显著提高玉米的秸秆产量。仅玉米施磷(P1)和玉米大豆都施磷(P2)的籽粒产量显著高于不施磷(P0)处理。大豆成熟期，P2处理的籽粒产量显著高于P0和P1处理。表明施磷能够提高套作玉米和大豆的秸秆和籽粒产量。
　　大田玉米地上部总体吸磷量表现为M/S-P2处理显著高于M/S-P0处理。大豆M/S-P1和M/S-P2处理的地上部吸磷量显著高于M/S-P0处理。根箱试验表明，玉米灌浆期和成熟期，P1和P2处理地上部磷含量显著高于P0处理。大豆成熟期，各个处理的地上部磷含量差异不显著。
　　(7)随磷肥施用量的增加，M/S-P0、M/S-P1和M/S-P2处理玉米和大豆根际土壤全磷含量也显著增加。根箱试验也表明，施磷提高了玉米和大豆成熟期P1和P2处理根际全磷含量。
　　套作玉米和大豆M/S-P1和M/S-P2处理的根际与非根际土壤速效磷含量高于M/S-P0处理。M/S-P1处理的玉米根际土壤速效磷含量显著高于M/S-P0和M/S-P2。
　　(8)套作玉米根际土壤酸性磷酸酶活性随施磷量的增加显著提高。套作大豆M/S-P2处理根际土壤酸性磷酸酶活性显著高于M/S-P0和M/S-P1处理。根箱研究发现P0、P1和P2处理间玉米和大豆的根际土壤酸性磷酸酶活性随施磷量的增加而显著提高。

目录

声明

摘要

前言

1 文献综述

1．1 间套作模式对作物产量的影响

1．2 土壤中的磷素形态及有效t陛研究

1．3 间套作模式下作物土壤磷的吸收利用研究

1．3．1 间套作模式下土壤磷素利用率

1．3．2 间套作模式下根际土壤磷酸酶活性研究现状

1．4 磷素营养对间套作作物磷素利用率的影响

1．5 研究方案

1．5．1 研究目标

1．5．2 研究内容

1．5．3 技术路线

2．材料与方法

2．1 试验地概况

2．2 供试材料

2．3 试验设计

2．3．1 大田试验

2．3．2 根箱试验

2．4 样品采集

2．4．1 植株样品采集

2．4．2 土壤样品采集

2．5 测定项目与方法

2．5．1 植物样品

2．5．2 土壤样品

2．6 数据处理

3 结果与分析

3．1 不同栽培模式对土壤磷素利用的影响

3．1．1 不同栽培模式下作物秸秆和籽粒产量

3．1．2 不同栽培模式的作物地上部磷积累量

3．1．3 不同栽培模式的土壤全磷、速效磷含量

3．1．4 不同栽培模式对土壤磷素组分的影响

3．1．5 不同栽培模式的土壤酸性磷酸酶活性

3．2 不同施磷量对土壤磷素利用的影响

3．2．1 不同施磷量下作物籽粒和秸秆产量

3．2．2 不同施磷量下作物地上部吸磷量

3．2．3 不同施磷量下作物根际与非根际土壤全磷、速效磷含量

3．2．4 不同施磷量下作物根际与非根际土壤酸性磷酸酶活性

4 讨论

4．1 不同栽培模式下作物的产量和磷素利用

4．2 不同栽培模式下作物根际与非根际土壤磷素组分

4．3 不同施磷量对套作系统磷素利用的影响

5 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文