基于生物有效性的土壤磷素组分特征及其影响因素分析

发布时间：2020-03-29 11:24

【摘要】：我国耕地土壤普遍缺磷,施用磷肥成为维持农业生产的必要措施。但由于磷在土壤中易被固定而失去对作物的有效性,磷肥的当季作物利用率普遍较低。适宜的磷素分级方法是研究土壤中磷素组分特征和评价其有效性的关键。自1956年张守敬和Jackson磷素分级方法提出以来,土壤磷素分级方法经历了一个由难到易,由繁到简的过程。但是,现阶段在国际上广为采用的磷素分级方法中没有达成一个统一的标准,每一种磷分级方法都有不同程度的缺陷和不足之处。因此,针对目前大量施用磷肥导致各类环境问题日益严重的现状,采用适宜的磷素分级方法,对于研究土壤磷素状况和有效性,以及揭示环境保护和农业生产力的提高具有重要意义。研究中采用大尺度采样,分别采自全国23个省份共392份土壤,根据土壤类型不同划分为旱地土壤、水田土壤、森林土壤、草地土壤,广泛分布于我国各气候区域的主要土壤类型,其风化程度不一,对土壤磷素的固定能力及土壤磷素的有效性也各不相同。运用改进后的生物有效性的磷素分级方法(BBP法),通过对不同土壤类型磷素组分含量的测定,分析其与有效磷(Olsen-P)之间的关系,以及环境因子对各磷素组分的影响,主要得到以下结论:(1)磷素分级方法(BBP法)将磷素分为4个组分:(1)自由扩散或根际截留的磷(CaCl_2-P);(2)有机酸活化和无机酸弱结合的无机磷(Citrate-P);(3)系列酶矿化的有机磷(Enzyme-P);(4)潜在活化的无机磷库(HCl-P)。试验过程中,Deluca提出的磷分级方法中Enzyme-P含量被高估,因此采用纯水代替原方法中使用的50 mmol·L~(-1)醋酸钠溶液。同时在原基础上再添加碱性磷酸酶(微生物来源),使活化的有机磷组分更全面和更具代表性。(2)在农田生态系统中,旱地土壤及水田土壤四种磷素组分含量均表现为:HCl-PCitrate-PEnzyme-PCaCl_2-P,且旱地土壤各磷素组分均显著高于水田土壤。Olsen-P与各磷素组分均呈显著正相关,表明各磷素组分对有效磷都有贡献。具体表现为:在旱地土壤中,Olsen-P与CaCl_2-P和Enzyme-P相关性较高(R~2=0.336;R~2=0.358);在水田土壤中,Olsen-P与Citrate-P和HCl-P相关性较高(R~2=0.428;R~2=0.427),说明旱地土中有效磷主要来自土壤自由扩散的无机磷和易矿化的有机磷部分,而水田土中有效磷主要来自弱酸活化的无机磷和潜在活化的无机磷。(3)在自然生态系统中,森林土壤和草地土壤四种磷素组分含量同样表现为:HCl-PCitrate-PEnzyme-PCaCl_2-P,且草地土壤各磷素组分含量均显著高于森林土壤。同样,Olsen-P与各磷素组分均呈显著正相关,且各磷素组分对有效磷都有贡献。具体表现为:在森林土壤中,Olsen-P与Citrate-P和HCl-P相关性较高(R~2=0.312;R~2=0.367);在草地土壤中,Olsen-P与Enzyme-P相关性较高(R~2=0.540),说明森林土壤中有效磷主要来自土壤自弱酸活化的无机磷和潜在活化的无机磷,而草地土壤中有效磷主要来自易矿化的有机磷部分。(4)冗余分析结果表明,不同土壤类型的旱地土壤、水田土壤、森林土壤、草地土壤磷素组分均主要受土壤pH的影响,该结果表明在农业生产过程中,可尝试通过物理和化学调节土壤pH值,改善土壤磷供应,提高作物产量。
【图文】：

信息分布,样点,旱地土壤

第二章材料与方法样品采集基于景观尺度上，研究区域样品采集分别来自全国范围内 23 个省份共 392 份哈尔滨、吉林、湖南、广西、江苏等地区。其中农田生态系统中旱地土壤与共 204 份，分别在作物生长季（6 月）采集水田土壤、旱地土壤（种植玉米）~20 cm），可以细分为红壤、潮土、潮褐土和黑土。自然生态系统中森林土壤壤（0~20cm）共 188 份，分别再全年最高温（7 月）采集，分为热带雨林、林、针叶林、常绿阔叶林等不同植被类型。（图 2）。

提取液,旱地土壤,变异幅度,醋酸钠

加酶试剂；分别比较三种试剂检测出的相对应的旱地土壤磷含量之间的差所示。不同提取液检测出来的旱地土壤酶含量反应各不相同：（1）在不添加酶试，，仅用醋酸钠提取液。可以检测到较高的磷含量从 9~43mg kg-1，平均值为，变异幅度较大，（变异系数为 54.77%，n=24）。（2）以醋酸钠为缓冲液，个单位的酶试剂，以此来检测旱地土壤中酶提取的磷含量（Enzyme-P）。地土壤磷含量为 96~437 mg kg-1，平均值为 182.00 mg kg-1，变异幅度较大为 52.57%，n=24）（3）以纯水代替醋酸钠缓冲液，且添加 0.02 个单位的酶试的旱地土壤磷含量为 6~29 mg kg-1，平均值为 17.33 mg kg-1，变异幅度较大为 50.77%，n=24）。
【学位授予单位】：湖南农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S153.6

【参考文献】