氮磷配施对黄土高原旱作农业区典型农田土壤无机磷形态的影响

摘要

[目的]探讨不同氮磷配施条件下土壤无机磷组分转化特征和无机磷组分转化的影响因素,为陇中黄土高原旱作农业区农田磷素的高效利用及农田养分平衡提供参考.[方法]基于2017年布设在陇中黄土高原定西市李家堡镇麻子川村的不同氮磷配施春小麦长期定位试验,氮(N)、磷(P2O5)各设4个水平,分别为0、75.0、115.0、190.0 kg/hm2,两两正交共16个处理.使用顾益初-蒋柏藩法测定收获后耕层(0―20 cm)土壤中各形态无机磷组分含量以及环境因子(土壤有机碳、全氮、全磷、有效磷、pH、籽粒产量、地上部生物量、磷肥回收利用率、微生物量碳、氮、磷和碱性磷酸酶).[结果]土壤无机磷组分变化顺序为Ca10-P>Ca8-P>O-P>Fe-P≈Al-P>Ca2-P,无机磷含量主要以Ca-P为主,Al-P、Fe-P、O-P 3种形态占无机磷总量的20％ 左右.施磷显著增加土壤各无机磷组分含量,施氮显著降低除O-P、Ca8-P外其它无机磷组分含量,使O-P显著增加.施氮对各无机磷组分比例变化影响较小,Ca2-P、Ca8-P占无机磷总量的比例随着施磷量的增加而增加,Ca10-P、O-P所占的比例随着施磷量的增加呈下降趋势.Fe-P占无机磷的比例随着施磷量的增加基本无变化.本研究土壤有效磷与Ca2-P、Ca8-P、Fe-P、O-P之间呈极显著正相关(P0.05).通径分析结果显示,各形态无机磷对有效磷的直接贡献顺序为Ca2-P>O-P>Al-P>Ca10-P>Fe-P>Ca8-P,在本区Ca2-P是土壤有效磷的主要磷源,Ca8-P、Fe-P是潜在磷源.施氮显著提高了土壤有机碳、全氮、籽粒产量、地上部生物量及微生物量碳、氮、磷及碱性磷酸酶活性和磷肥回收利用率,降低了全磷、有效磷、pH.施磷显著提高了全氮、全磷、有效磷、籽粒产量、地上部生物量及微生物量碳、氮、磷及碱性磷酸酶活性,降低了有机碳.冗余分析结果显示,土壤有机碳是影响陇中黄土高原旱作春小麦农田耕层土壤无机磷组分变化的关键因子;Ca8-P与全氮、Al-P与磷肥回收利用率、O-P与籽粒产量、Fe-P与地上部生物量和碱性磷酸酶活性以及微生物量氮呈极显著正相关,土壤有机碳与各无机磷组分均呈负相关.[结论]氮磷配施能够促进土壤磷素的活化,提高可供植物直接利用的Ca2-P和具有缓效作用Ca8-P、Al-P的比例,降低了土壤中难溶性Ca10-P、O-P的比例,提升了土壤潜在供磷能力.土壤有机碳是调控该区耕层土壤磷组分转化的关键因子.