论文部分内容阅读
大棚栽培作为我国一种重要的栽培模式,在种植蔬菜和提供反季节作物中有着举足轻重的作用,我国已成为世界上大棚栽培面积最大的国家之一。然而受高温、高湿的独特生境及高施肥量的影响,长期大棚栽培中表土养分大量累积,养分间不平衡,进而带来土壤酸化、次生盐渍化等连作障碍。磷是作物必需的大量营养元素,然而在大棚土壤中由于磷的过量累积,不但影响了磷肥的有效性,而且在夏季揭膜淋洗时,还易进入水源,引起水体富营养化等问题,严重影响生态环境。施肥是导致大棚土壤酸化和次生盐渍化的主要因素。然而受大棚栽培高效益的驱使,生产中农民施肥量一直居高不下,土壤中养分累积也日趋严重。近年来大棚蔬菜-水稻轮作制发展迅速,而且在平衡土壤养分,缓解土壤酸化和次生盐渍化方面发挥了良好的效果。但大棚蔬菜-水稻轮作制中土壤磷的转化、迁移特征及影响机制尚不明确,影响了该轮作制的合理施肥及进一步推广。本文选择浙江省长兴县雉城镇持续20余年的大棚茄子-水稻轮作,大棚茄子旱作、小麦-水稻轮作等三种耕作模式,研究了不同轮作制对土壤磷含量、无机磷形态及垂直分布,以及土壤磷吸附解吸特征的差异。研究结果表明:1、不同轮作制土壤磷含量及垂直分布有明显的差异。大棚茄子-水稻轮作和大棚蔬菜-揭膜淋洗表土受高施肥量的影响,表土全磷和有效磷均明显累积,大棚茄子-水稻轮作土壤全磷含量为1.44mg·g-1,高于大棚蔬菜-揭膜淋洗土壤。而速效磷含量为136.51mg·kg-1,低于大棚蔬菜-揭膜淋洗土壤。小麦-水稻轮作土壤全磷和速效磷含量则明显低于大棚茄子-水稻轮作土壤和大棚蔬菜-揭膜淋洗土壤,表明土壤中磷的累积主要受高施肥量的影响。土壤全磷和速效磷含量均随着土壤深度的增加而降低,大棚茄子-水稻轮作土壤2060cm土壤磷含量低于大棚蔬菜-揭膜淋洗土壤,表明大棚茄子-水稻长期轮作保留的犁底层阻隔了土壤养分的下渗。2、不同轮作制下无机磷组分差异明显,土壤无机磷含量随着土壤加深而降低。大棚蔬菜-揭膜淋洗以Al-P和Fe-P形态富集在土壤表面,含量分别为398.72mg·kg-1和380.46mg·kg-1。大棚茄子-水稻轮作中Al-P含量为275.67mg·kg-1明显低于大棚蔬菜-揭膜淋洗,而Ca-P高于大棚蔬菜-揭膜淋洗,表明轮作制中干湿交替降低土壤中Al-P含量,提高Ca-P含量。由于小麦-水稻轮作中施肥量较少,各形态磷含量都较少。3、水旱轮作对磷吸附与解吸都有不同程度的影响,土壤的磷最大吸附量(Xm)的大小关系为:小麦-水稻轮作(526.32mg·kg-1)>大棚茄子-水稻轮作(500.00mg·kg-1)>大棚蔬菜-揭膜淋洗(434.78mg·kg-1)。三种不同耕作方式的吸附平衡常数K的大小关系为:水稻-小麦轮作(0.082)>大棚茄子-水稻轮作(0.045)>大棚蔬菜-揭膜淋洗(0.022)。土壤最大缓冲量的大小关系为:水稻-小麦轮作(43.29)>大棚茄子-水稻轮作(22.68)>大棚蔬菜-揭膜淋洗(9.53)。大棚蔬菜-水稻轮作和水稻-小麦轮作土壤磷解吸量与外源磷加入量呈线性正相关,大棚栽培土壤则在低浓度外源磷加入时即表现出较大的磷解吸。表明大棚茄子-水稻轮作、水稻-小麦轮作下土壤对磷的吸持能力较高,大棚蔬菜-揭膜淋洗对磷的吸持能力降低,提高磷素对水体污染的风险,水旱轮作有助于提高土壤对磷素吸附能力。