不同灌溉和施肥模式对稻田磷形态转化和有效性的影响

摘要

为阐明不同灌溉和施肥模式对水稻磷吸收和利用效率、稻田土壤磷形态转化特征的影响及其对土壤磷素有效性的贡献,该研究以杂交籼稻中浙优1号为供试材料,设常规淹灌(Conventional Flooding,CF)、干湿交替(Alternate Wet and Dry irrigation,AWD)2种灌溉模式,以及不施肥(CK)、常规尿素(Ureal,100%PU)、常规尿素减氮20%(80%of Urea,80%PU)、缓控释复合肥减氮20%+生物炭(80%of Control-Released Fertilizer+Biochar,80%CRF+BC)和稳定性复合肥减氮20%+生物碳(80%of Stable Fertilizer+Biochar,80%SF+BC)5种施肥模式,对比分析了不同灌溉和施肥模式下水稻产量、磷吸收效率、稻田土壤磷有效性及土壤磷形态变化特征。结果表明:1)与CF相比,AWD灌溉模式下80%CRF+BC和80%SF+BC处理水稻产量显著高于100%PU和80%PU处理(P<0.05);2)AWD灌溉显著增加了成熟期80%SF+BC处理水稻穗部磷累积量,且80%CRF+BC与80%SF+BC处理水稻各器官磷累积量、磷吸收效率与磷肥偏生产力均显著高于80%PU处理;3)AWD灌溉显著提高80%CRF+BC和80%SF+BC处理土壤有效磷、无机磷、有机磷含量与磷活化系数,以及土壤各形态无机磷和0~15 cm土壤中活性有机磷(Moderately Labile Organic Phosphorus,MLOP)、活性有机磷(Labile Organic Phosphorus,LOP)含量,且其含量均显著高于两组尿素处理;4)相关分析表明,土壤中稳态有机磷(Moderately Resistant Organic Phosphorus,MROP)、LOP、MLOP和Al-P是土壤有效磷的主要决策因子,O-P(闭蓄态磷)和Ca-P是有效磷的主要限制因子。通过适宜的水肥管理提高MROP、LOP、MLOP含量可能是提高土壤有效磷的潜在有效途径。AWD灌溉模式下,生物炭配施稳定性复合肥/缓控释肥能通过调控土壤磷形态转化和磷素活化提高稻田磷有效性,进而提高水稻磷吸收累积和磷素利用效率。研究结果可为通过不同水肥管理模式提高水稻磷利用效率提供理论依据。