不同品种磷肥在潮土和黄褐土中的形态转化及作物吸收利用特征研究

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磷是植物生长发育必需营养元素之一,在粮食生产上起关键作用。我国作为磷肥生产和消费大国,施磷对保障粮食安全发挥重要作用。然而,磷肥在不同土壤中的形态转化及有效性存在较大差异。目前,关于单一磷肥品种的施用量和施肥方式对不同作物产量及磷肥利用率的影响有较多研究,但对比分析不同磷肥在不同土壤中磷素形态转化及作物对磷肥匹配的研究尚缺乏系统报道。本文基于小麦-水稻轮作种植体系,在潮土和黄褐土中设置不施磷(CK)、施用过磷酸钙(SSP)、钙镁磷肥(FMP)、磷酸二铵(DAP)、重过磷酸钙(TSP)和聚磷酸铵(APP)6个处理,研究不同磷肥在潮土和黄褐土中的形态转化及有效性特征,分析小麦、水稻磷素吸收利用规律,以期为磷肥—土壤—作物体系相匹配的磷素高效利用提供理论依据。主要研究结果如下:(1)在小麦季,潮土中施磷显著提高了土壤H2O-P和Na HCO3-Pi比例,TSP和DAP处理在小麦开花期对H2O-P、Na HCO3-Pi、Na OH-Pi的含量增幅较大,分别较不施磷显著提升43.1%和38.6%、107.4%和104.1%、43.5%和37.6%。不同磷肥处理间,小麦根际土壤有效磷含量大小表现为TSP>DAP>APP>SSP>FMP的规律,其中H2O-P、Na HCO3-Pi和Na OH-Pi含量与有效磷含量呈极显著正相关关系(P<0.05)。施用SSP和DAP分别对土壤酸性磷酸酶活性和碱性磷酸酶活性提升效果较好,且较其他磷肥处理分别提高37.2%-39.6%和1.3%-3.1%、0.7%-7.1%和5.9%-12.7%。黄褐土中SSP、DAP和TSP处理对小麦开花期根际土壤Na HCO3-Pi和Na OH-Pi含量提升效果最为显著。不同磷肥处理间,小麦根际土壤有效磷含量大小无显著差异,其中Na HCO3-Pi与Na OH-Pi含量与土壤有效磷含量显著正相关(P<0.05)。TSP和FMP处理较不施磷分别显著提高开花期根际土壤酸性磷酸酶活性10.1%和13.2%,且与SSP处理差异显著(P<0.05)。FMP处理的土壤碱性磷酸酶活性较SSP、DAP和APP处理间显著提高16.8%、21.3%和16.6%,但与TSP处理无显著差异。在潮土中,施用不同磷肥使小麦拔节、开花和成熟期植株磷素累积量分别较不施磷提高1.3%-42.9%、23.1%-63.0%和69.0%-94.8%,小麦植株磷素累积量与土壤有效磷含量呈显著正相关关系。TSP处理的小麦籽粒产量和磷肥利用效率较DAP和FMP处理显著提高19.9%和73.7%、28.1%和94.3%,但与APP处理无显著性差异。黄褐土中,施用不同磷肥较不施磷分别显著提高小麦拔节期和成熟期植株磷素累积量102.1%-207.4%和97.0%-158.7%。DAP和TSP处理的小麦籽粒产量较SSP和APP处理显著提高43.6%和48.3%、26.7%和30.9%,磷肥利用效率显著提高58.5%和37.3%、63.5%和34.9%。(2)在水稻季,潮土中施磷显著提高开花期根际土H2O-P和Na HCO3-Pi比例,TSP和SSP处理对H2O-P和Na HCO3-Pi含量增幅最大,分别较不施磷处理显著提升137.4%和119.3%、204.5%和176.3%。不同磷肥处理间,水稻根际土壤有效磷含量大小表现为TSP>APP>FMP>SSP>DAP,其中H2O-P、Na HCO3-Pi、Na OH-Pi及HCl-P含量与有效磷含量均呈显著正相关关系(P<0.05)。施用DAP、TSP和APP对水稻开花期根际土壤碱性磷酸酶活性提升效果较好,分别比不施磷处理显著提高40.5%、33.1%和34.4%。黄褐土中SSP和DAP处理对水稻开花期根际土Na HCO3-Pi和Na OH-Pi含量提升效果较好。不同磷肥处理间,水稻根际土壤有效磷含量大小表现为FMP>DAP>APP>SSP>TSP,其中Na HCO3-Pi与Na OH-Pi含量与土壤有效磷含量极显著正相关,且该两种磷素形态对有效磷的直接通径系数也均达显著水平(P<0.05)。APP处理较SSP、DAP和TSP处理的土壤酸性磷酸酶活性和碱性磷酸酶活性分别显著提高24.2%和62.2%、43.1%和34.2%、25.7%和28.5%。在潮土中,施用不同磷肥较不施磷可显著提高水稻开花和成熟期植株磷素累积量47.1%-84.2%和44.1%-73.7%,水稻植株磷素累积量与土壤有效磷含量间呈显著正相关关系(P<0.05)。SSP处理的水稻籽粒产量和磷肥利用效率分别比TSP和APP处理显著提升23.3%和44.2%、26.3%和74.4%。黄褐土中施用不同品种磷肥分别较不施磷处理显著提高水稻开花和成熟期植株磷素累积量36.0%-117.5%和51.4%-91.8%,水稻植株磷素累积量与土壤有效磷含量同样呈显著正相关关系(P<0.05)。TSP处理的水稻籽粒产量和磷肥利用效率较DAP处理显著提升92.5%和78.7%,但与APP处理相比无显著差异。综上,结合土壤有效磷库特征和作物磷吸收高效利用,小麦种植体系下,潮土和黄褐土上施用重过磷酸钙或磷酸二铵效果较好;水稻种植体系下,潮土上施用重过磷酸钙和过磷酸钙效果较好,黄褐土上施用聚磷酸铵和磷酸二铵效果较好。
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