長期施肥條件下旱地紅壤團聚體的磷素固持與釋放潛能研究.pdf

1、紅壤是我國南方熱帶與亞熱帶地區(qū)重要的糧食與經(jīng)濟作物生產(chǎn)基地。由于鐵鋁氧化物含量豐富且具有極強的固磷能力，加之紅壤區(qū)高溫多雨，使得紅壤磷素的生物有效性及當季利用率相對較低，并嚴重地制約著紅壤區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。施肥是有效提高紅壤磷素肥力的重要途徑與措施之一，但隨著土壤磷素肥力的提高，大量累積在土壤中的磷素極易隨徑流或淋溶進入水體，造成水環(huán)境污染。土壤團聚體是紅壤水磷互作與土壤磷素運移的重要載體與媒介，長期施肥不僅調(diào)控著紅壤團聚體的粒級組成，而且

2、影響著大小粒級團聚體對磷素的固持與釋放能力。因此，本研究以長期施肥的旱地紅壤(1988～)為研究材料，選取無機肥試驗區(qū)的NPKCaS、NPKCa、NPK、NP、PK和NK等6個處理及有機無機肥配施試驗區(qū)的CK(1/2NPK)、CK+豬廄肥(PM)、CK+綠肥(FR）、CK+稻稈(RS）和CK+花生秸稈本田還田(PS)等5個處理。采用濕篩法獲得了＞2mm、2～1mm、1～0.25 mm和0.25～0.053 mm四個粒級的旱地紅壤團聚體樣

3、品，分析了各粒級團聚體的全磷(TP)、有效磷(Bray P)、土壤水溶性磷(CaCl2-P)、土壤磷素飽和度(Degree of P saturation，DPS)以及土壤磷素吸持指數(shù)(Soil P sorption index，PSI)等指標，計算了大小粒級團聚體的磷素富集系數(shù)(Er)及土壤磷素儲量(Soil phospatestorage capacity, SPSC)，探討了長期施肥對旱地紅壤大小粒級團聚體磷素的富集能力及磷素釋放

4、潛能的影響，并基于土壤磷素的測試值及其環(huán)境表征值的相關(guān)關(guān)系，推算出紅壤磷素流失的環(huán)境閾值，并提出了紅壤區(qū)磷素高效管理與環(huán)境友好利用的合理化建議。研究結(jié)果如下:
　　(1)長期施無機肥的旱地紅壤團聚體粒級組成大小比例依次為:1～0.25 mm(45.8％～64.5％)＞0.25～0.053 mm(14.0％～21.5％)＞(＞2 mm,2.2％～18.9％)＞(＜0.053 mm，7.0％～12.7％)＞2～1mm(5.7％～9.6

5、％);有機無機肥配施的紅壤團聚體粒級組成比例大小依次為:1～0.25 mm(44.1％～62.2％)＞(＞2mm，13.2％～24.9％)＞0.25～0.053 mm(9.0％～16.1％)＞2～1 mm(6.0％～10.4％)＞(＜0.053 mm，5.0％～12.0％)。長期均衡施用磷肥及配施有機肥后旱地紅壤團聚體的平均重量直徑(MWD)分別為0.66～0.79與0.86～0.92。
　　(2)長期施用磷肥可以有效保持旱地紅壤

6、的供磷水平。與NK處理相比，長期施用無機磷肥的紅壤團聚體內(nèi)TP累積增加比例大小依次為(＞2 mm)(122.6％)＞0.25～0.053 mm(103.6％)＞2～1 mm(88.7％)＞1～0.25 mm(85.5％),且NP與PK處理旱地紅壤各粒級團聚體均表現(xiàn)出富磷作用，但NPKCaS處理各粒級團聚體均為無磷素富集作用，其余處理中只有＞2mm團聚體粒級具有磷素富集作用。與CK處理相比，配施有機肥的旱地紅壤團聚體TP累積量增加比例大小

7、依次為1～0.25 mm(78.7％)＞(＞2mm)(76.6％)＞0.25～0.053 mm(61.6％)＞2～1mm(50.7％)，且只有配施豬廄肥處理可顯著提高旱地紅壤中各粒級團聚體的TP含量;各處理中的大小團聚體(除廄肥處理的0.25～0.053 mm粒級外）均具有磷素富集作用。
　　(3)與NK處理相比，均衡施磷的NPK處理可以顯著降低旱地紅壤的磷素吸持指數(shù)(PSI)，各粒級團聚體PSI降低比例大小依次為:(＞2mm)(

8、141.2％)＞1～0.25 mm(127.5％)＞2～1 mm(112％)＞0.25～0.053 mm(70.5％)。與CK處理相比，只有配施豬廄肥可以顯著降低旱地紅壤PSI，各粒級團聚體PSI的降低比例大小依次為:1～0.25 mm(48％)＞2～1mm(45.6％)＞(＞2mm)(38.9％)＞0.25～0.053 mm(35.1％)。
　　(4)與NK處理相比，均衡施磷的NPK處理可分別顯著提高大小粒級團聚體的Bray P

9、、DPS及CaCl2-P的465％～758％、281％～620％及23.9％～50％;與CK處理相比，僅廄肥處理可分別顯著提高大小粒級團聚體Bray P、DPS及CaCl2-P的856％～1283％、4270％～355％及1000％～849％。
　　(5)相關(guān)分析表明，隨著旱地紅壤中＞1mm團聚體粒級的增多，土壤TP、Bray P、CaCl2-P及DPS均顯著增加;反之，隨著旱地紅壤中＜1mm團聚體粒級的增多，土壤TP、Bray

10、P、CaCl2-P及DPS均顯著降低。旱地紅壤PSI與SPSC均隨著土壤TP、Bray P、CaCl2-P、DPS的增大而顯著降低;隨著旱地紅壤DPS增大，土壤CaCl2-P呈顯著增加趨勢(r=0.983，p＜0.01)，即土壤磷素向水體釋放的能力逐漸增強。
　　(6)由旱地紅壤磷素的測試值及其環(huán)境表征值間的相關(guān)關(guān)系，可以推斷出當旱地紅壤Bray P＜168 mg kg-1時，土壤磷素的環(huán)境風險較低，此時只需根據(jù)作物實際需求增加或

11、保持磷肥的施用量即可;當旱地紅壤168 mg kg-1＜Bray P＜260 mg kg-1或DPS＜28.6％時，土壤磷素具有潛在流失風險，此時應依據(jù)作物的產(chǎn)量水平適當調(diào)整磷肥施用量或采用其它輔助措施，以保作物高產(chǎn)的同時不增大土壤磷素的環(huán)境風險;當旱地紅壤Bray P≧260 mg kg-1或DPS≧28.6％時，土壤磷素具有極高的流失風險，此時應立即停止施用磷肥尤其是有機磷肥的施用，并重新調(diào)整與制定新的施磷方案，避免土壤磷素的流失及