有機無機肥磷配施的協(xié)同效應(yīng)與機理研究.pdf

1、磷素是植物生長必需的大量營養(yǎng)元素之一，但我國磷肥生產(chǎn)和應(yīng)用面臨以下三個問題:(1)磷礦資源不足;(2)化學(xué)磷肥的利用效率低，制約了農(nóng)業(yè)的發(fā)展;(3)過量的磷肥投入導(dǎo)致環(huán)境污染。因此，提高磷肥利用率對農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和保護生態(tài)環(huán)境具有重要意義。有機無機肥配施是提高養(yǎng)分效率的重要途徑，有關(guān)其協(xié)同效應(yīng)前人多以氮素為研究對象，獲得了有機無機肥氮配施的最佳比例和協(xié)同增效的機理，而在有機無機肥配施對磷的影響方面關(guān)注較少，尤其是保證作物穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的有機無

2、機肥磷的最佳配比、有機無機肥配施提高磷肥利用率的機理方面研究更少。本文旨在探求不同有機無機肥磷配施的協(xié)同效應(yīng)及機理，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上磷肥高效利用提供理論依據(jù)。
　　 采用盆栽模擬生物試驗，分別以過磷酸鈣和豬糞為無機和有機肥磷源，設(shè)置不施磷肥(0∶0)、化肥磷(100∶0)、90％化肥磷+10％有機肥磷(90∶10)、85％化肥磷+15％有機肥磷(85∶15)、80％化肥磷+20％有機肥磷(80∶20)、70％化肥磷+30％有機肥磷(

3、70∶30)、有機肥磷(0∶100)等7個處理;在上述有機無機肥配施的基礎(chǔ)上，另設(shè)5個解磷菌（熒光假單胞桿菌）處理:90∶10K3(90∶10+K3解磷菌)、85∶15K3、80∶20K3、70∶30K3和0∶100K3。通過連續(xù)種植小麥、水稻、小麥和大豆四茬作物，研究了有機無機肥磷配施對作物產(chǎn)量、土壤磷素形態(tài)、土壤微生物量碳磷、土壤磷素的吸附解吸和遷移的影響及有機無機磷配施并接種解磷菌后作物產(chǎn)量和土壤微生物群落的變化。主要結(jié)果如下:<

4、br>　　 分析麥-稻-麥-豆四茬作物的產(chǎn)量發(fā)現(xiàn)，第一茬小麥籽粒產(chǎn)量以100∶0處理最高，但與80∶20的處理差異不顯著，其他有機無機肥磷配施處理顯著低于80∶20處理;第二茬水稻籽粒產(chǎn)量以100∶0處理最高，且顯著高于各有機無機肥磷配施處理;第三茬小麥產(chǎn)量以80∶20的處理最高，顯著高于100∶0處理，80∶20處理與70∶30處理之間無顯著差異;第四茬大豆產(chǎn)量也以80∶20處理的最高，顯著高于100∶0處理，但與其他有機無機肥磷配

5、施處理間無顯著差異。該結(jié)果表明，有機無機肥磷的協(xié)同效應(yīng)隨著處理茬數(shù)增多而愈發(fā)明顯。
　　 經(jīng)過四茬有機無機肥磷配施后，酸性水稻土上90∶10、85∶15、80∶20和70∶30處理的活性有機磷分別比100∶0處理增加40.0％、53.3％、60.0％和64.4％，中等活性有機磷分別比100∶0處理增加29.6％、39.8％、51.7％和53.4％。有機無機肥配施也影響土壤無機磷的形態(tài)，形態(tài)分級測定發(fā)現(xiàn)，酸性水稻土中80∶20處理

6、的鐵磷和閉蓄態(tài)磷含量較100∶0處理顯著降低，其他形態(tài)的無機磷含量變化很小;石灰性中土壤經(jīng)過三季有機無機配施后，80∶20處理的Ca2-P、Ca8-P、Al-P和Fe-P的相對含量比100∶0處理顯著提高，Ca10-P和O-P的相對含量顯著降低，施入土壤的無機磷主要轉(zhuǎn)化為Ca2-P和Ca8-P，分別占無機磷積累總量的28.5％和27.8％。
　　 土壤植酸酶活性經(jīng)過四茬施肥后發(fā)生了改變，隨著有機肥磷配施比例的提高，植酸酶活性顯著

7、增加，80∶20處理植酸酶活性在小麥、水稻、小麥和大豆季比100∶0處理分別提高14.9％、12.7％、49.6％和28.1％。80∶20和70∶30處理的土壤微生物量碳均顯著高于100∶0處理。大豆幼苗期、開花期、鼓粒期和成熟期80∶20處理的土壤微生物量碳含量分別比100∶0處理增加29.2％、31.9％、85.7％和130％，處理80∶20土壤微生物量磷含量分別是處理100∶0的2.11、1.84、2.16和1.49倍;處理80∶

8、20的作物磷素累積量分別比100∶0處理增加43.1％、42.7％、64.7％和24.1％。土壤速效磷含量大豆幼苗期80∶20處理顯著低于100∶0處理，開花期處理80∶20是100∶0處理的1.36倍，鼓粒期的土壤速效磷含量為70∶30＞80∶20＞85∶15＞90∶10＞100∶0處理，成熟期處理80∶20的土壤速效磷含量是處理100∶0的2.10倍。
　　 有機無機肥磷配施影響磷在土壤中吸附解吸和遷移。經(jīng)過四茬不同施肥后，

9、酸性水稻土上80∶20處理的磷吸附親和力常數(shù)和最大吸附量顯著低于100∶0處理，磷累積解吸量高于100∶0處理;石灰性土壤上經(jīng)過連續(xù)3茬有機無機肥磷配施后，80∶20處理的磷吸附親和力常數(shù)在4和8h時顯著低于100∶0處理。32P示蹤薄層層析試驗表明，酸性水稻土中80∶20處理的32P隨展開劑遷移的距離明顯高于100∶0處理，80∶20處理的比移值在4、8和12h內(nèi)分別比100∶0處理高11.7％、16.6％和34.8％。土柱淋洗試驗中

10、80∶20處理的32P在淋洗液達到13.1 mL時即出現(xiàn)，而100∶0處理則延后至淋洗液達19.0 mL時始出現(xiàn);處理0∶0、100∶0和80∶20在50 mL總淋洗液中淋出的32P量分別占32P總加入量的1.6％、8.4％和9.8％。石灰性土壤中80∶20的處理在淋洗液達到48.1 mL時出現(xiàn)32P，而100∶0的處理在淋洗液達到70.3 mL時方檢測到32P。
　　 在有機無機肥磷配施的基礎(chǔ)上接種解磷菌顯著影響作物產(chǎn)量。第一

11、茬小麥產(chǎn)量以80∶20K3的處理最高，分別比處理80∶20和100∶0增加8.3％和5.2％;第二茬水稻籽粒產(chǎn)量80∶20K3處理比80∶20處理增加20.7％;第三茬小麥產(chǎn)量處理80∶20K3比100∶0處理增加54.95％;第四茬大豆產(chǎn)量以70∶30K3最高，80∶20K3處理比100∶0處理高16.82％。有機無機肥磷配施四茬并接種解磷菌，改變了土壤微生物群落，平板計數(shù)結(jié)果顯示，處理80∶20K3的細菌數(shù)量比處理80∶20增加一個

12、數(shù)量級，真菌數(shù)量則比后者少一個數(shù)量級。變性梯度凝膠電泳研究結(jié)果表明，80∶20K3處理的細菌群落與100∶0處理明顯不同，處理80∶20K3的真菌群落與處理100∶0僅有0.1的相似性。BIOLOG磷源分析發(fā)現(xiàn)，處理80∶20K3的土壤平均顏色變化值顯著高于處理100∶0，處理80∶20K3的Shannon指數(shù)、Simpson指數(shù)和McIntosh指數(shù)均高于100∶0處理，這些可能是接種解磷菌較有機無機配施提高作物產(chǎn)量的機理之一。

13、>　　 綜合四茬的結(jié)果，80％無機肥磷與20％有機肥磷配合施用能夠提高作物產(chǎn)量，是本試驗條件下有機無機肥磷配施的最佳比例。有機無機肥磷協(xié)同增效的主要機理是減少酸性水稻土上鐵磷和閉蓄態(tài)磷的固定，顯著降低石灰性土壤上Ca10-P和O-P含量，增加Ca2-P和Ca8-P含量;提高植酸酶活性，增加活性和中等活性有機磷含量;減少土壤對磷的吸附，增加磷在土壤中的移動性;土壤微生物通過其生物量磷的變化調(diào)節(jié)土壤磷素供給進而與作物需磷規(guī)律相吻合，提高磷