长期施肥下黄土旱塬黑垆土磷平衡及农学阈值

摘要

为研究长期施肥条件下土壤磷平衡和土壤有效磷对磷盈亏的响应,明确土壤有效磷(Olsen-P)的农学阈值及合理磷肥施用量,依托甘肃平凉肥料长期定位试验(始于1979),分析了黄土旱塬黑垆土36 a土壤磷盈亏动态、累积磷盈亏与有效磷的响应关系以及土壤磷残余,通过Mitscherlich方程模拟作物相对产量对土壤有效磷的响应关系,计算黄土旱塬黑垆土小麦和玉米的土壤有效磷农学阈值.结果表明:不施肥(CK)和单施氮肥(N)处理土壤磷始终亏缺,N处理每亏缺磷100 kg·hm-2,有效磷含量下降1.05 mg·kg-1;施磷处理土壤磷当季盈余4.3～207.9 kg·hm-2,累积盈余154.9～7483.6 kg·hm-2,其中有机、无机配施(MNP)处理磷盈余最大;土壤累积磷盈余与土壤有效磷增量呈线性正相关,土壤中每盈余100 kg·hm-2磷,秸秆还田配施化肥(SNP,磷肥隔年施)、氮磷配施(NP)、有机肥(M)和有机、无机配施(MNP)处理土壤有效磷分别增加7.55、2.47、0.28 mg·kg-1和0.46 mg·kg-1;黄土旱塬黑垆土农田有效磷的小麦和玉米农学阈值分别为22.05 mg·kg-1和13.96 mg·kg-1,MNP处理土壤有效磷含量已高于作物农学阈值,NP和SNP处理土壤有效磷含量达到小麦农学阈值分别需要21 a和24 a,达到玉米农学阈值分别需要2 a和8 a,M处理土壤有效磷含量已高于玉米农学阈值,还需要3 a可达到小麦农学阈值.当磷投入量每年平均达22.9 kg·hm-2时,土壤磷呈持平状态;当磷用量达33 kg·hm-2时,不仅作物产量较高,而且磷肥当季利用率也较高;当磷用量增加到233 kg·hm-2时,作物产量对增加磷投入无响应,土壤磷残余超过90％,大量磷素累积在土壤中,增加了土壤磷素的流失风险.黄土旱塬小麦玉米一年一熟轮作黑垆土农田土壤有效磷农学阈值为13.96 mg·kg-1(玉米)和22.05 mg·kg-1(小麦),秸秆还田可促进旱地农田耕层土壤有效磷含量的增加.