北方两种作物体系下土壤磷库特征及磷素淋失风险评价.pdf

摘要 摘要 磷作为肥料三要素之一，能够参与植物的核酸、磷脂和腺苷三磷酸等物质的合成， 是生命体不可缺少的元素。目前，磷肥资源的供需与利用仍存在失衡状况。一方面，按 照现今的开采规模，全球有限的磷资源储备量最多仅能支撑农业生产50~100 年，磷肥 自然资源短缺将是制约未来农业发展的重要因素；另一方面，为满足人口增加对粮食 需求量日益增长的需求，从1961 年开始，土壤中磷肥的施用量逐年增大。磷素在土壤 中不易发生移动，极易与土壤中其他物质相互作用并发生固定，导致其当季利用率较 低。这不仅造成磷资源浪费，而且对生态环境安全造成极大威胁。为了提升土壤磷肥利 用率，同步解决资源消耗和环境污染问题，实现磷肥资源供需与利用的再平衡，开展土 壤磷库特征分析及土壤磷素淋失风险评估相关研究十分必要。据此，本研究以马铃薯 和冬小麦-夏玉米两种作物体系下的4 种土壤类型（内蒙古栗钙土、河北潮土、河南褐 土及陕西塿土）为研究对象，利用 Meta-analysis 与试验研究相结合的方式，较全面地 探究了北方代表区域典型土壤的磷库 （全磷、Olsen-P 、CaCl -P ）特征，并对其磷素淋 2 失风险进行了合理评估。全文主要研究结果如下： （1）定量获取了内蒙古栗钙土、河北潮土、河南褐土及陕西塿土的全磷、Olsen-P 和CaCl -P 的含量，明确了北方典型土壤磷库变化特征及其与土壤化学性质的关系。两 2 种作物体系下四类典型土壤全磷含量平均值为0.82 g∙kg-1，Olsen-P 含量平均值为26.13 mg∙kg-1，磷活化系数平均值为3.2%，CaCl -P 含量平均值为0.46 mg∙kg-1 。与第二次土 2 壤普查相比，全磷含量平均值增加了17%，Olsen-P 含量平均值提高了2.9 倍。例如， 马铃薯种植区的栗钙土全磷含量平均值为 0.56 g∙kg-1 ，Olsen-P 含量平均值为 19.87 mg∙kg-1，磷活化系数平均值为3.4%，CaCl -P 含量平均值为0.37 mg∙kg-1 。与第二次土 2 壤普查相比，全磷含量平均值增加了47% ，Olsen-P 含量平均值提高了5.17 倍。冬小麦 -夏玉米作物体系下的潮土全磷含量平均值为 0.78 g∙kg-1，Olsen-P 含量平均值为 29.86 mg∙kg-1，磷活化系数平均值为3.7%，CaCl -P 含量平均值为0.63 mg∙kg-1 。与第二次土 2 壤普查相比，全磷和Olsen-P 含量平均值分别增加了28%和444% 。类似的，褐土、塿 土全磷及Olsen-P 含量平均值分别增加了14%和140% ，46%和342% 。说明随着时间的 推移，土壤全磷和Olsen-P 含量不断增加，其中Olsen-P 含量的增幅更大。磷活化系数 是反映土壤磷有效性的重要指标，研究发现，土壤pH 与磷活化系数存在显著负相关， 与CaCl -P 呈极显著负相关。相反地，有机质与土壤全磷、Olsen-P 和CaCl -P 含量均 2 2 达到极显著正相关。 （2 ）利用Meta-analysis 验证了土壤磷库变化特征，探明了不同施肥模式对磷库特 I 西北农林科技大学硕士学位论文 征的影响。运用Meta-analysis 对施肥措施及肥料类型影响下的土壤磷库特征进行分析， 发现与不施肥相比，施肥显著提高了土壤全磷和Olsen-P 含量，提高幅度分别为50%和 308% 。该结果与（1）得到的结果一致，证实施肥对土壤磷库容量存在积极影响。进一 步研究发现，施化肥和有机肥（单施或有机无机配施）对土壤全磷含量的提升幅度分别 为32.5%和63.5% 。施有机肥可使土壤Olse