河北省農(nóng)田土壤磷素轉(zhuǎn)化、平衡與產(chǎn)量效應(yīng).pdf

1、針對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中過量施用磷肥導(dǎo)致農(nóng)田土壤磷素不斷積累、磷肥增產(chǎn)效應(yīng)不斷降低、農(nóng)田磷環(huán)境風(fēng)險逐漸增大等系列問題,安全管理農(nóng)田磷養(yǎng)分資源已成為目前關(guān)注的熱點(diǎn)問題。本文宏觀上采用大面積調(diào)查磷肥施用與產(chǎn)量效應(yīng)、土壤磷水平和變化相結(jié)合的方法研究了河北省30年來肥料-植物-土壤系統(tǒng)中磷素輸入輸出與平衡狀況及土壤磷的時空變化;在微觀上采用長期肥料定位試驗(yàn)、長期土壤磷行為與含量變化的定位監(jiān)測相結(jié)合的方法,系統(tǒng)研究了土壤磷行為、形態(tài)轉(zhuǎn)化特點(diǎn)與影響因素。通過

2、宏觀與微觀研究的結(jié)合,系統(tǒng)揭示了河北省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中磷肥用量動態(tài)變化、不同種植方式下土壤磷素平衡狀況的演化,磷養(yǎng)分形態(tài)、施用量對作物產(chǎn)量和土壤磷形態(tài)轉(zhuǎn)化的影響、積累磷在土壤中縱向運(yùn)移等規(guī)律。主要研究結(jié)果如下:
　　 1、河北省從1980年至今磷肥用量快速增長高峰期分別出現(xiàn)在1980~(-1)985年和1990~(-1)995年間,年均增加14.0％,而且復(fù)合肥用量不斷增加,1980-2009年復(fù)合肥中磷占總磷比重從10%增加到48.

3、5%。
　　 2、目前糧田、菜地、果園土壤磷素收支平衡均表現(xiàn)為盈余。其中冬小麥-夏玉米輪作土壤磷素經(jīng)歷了虧缺(1949~(-1)972)、盈余(1972~(-1)995)和大量盈余階段(1996-今)的變化過程,其中1996年至今磷素盈余量為109.4~(-1)34.9 kg·hm-2;蔬菜生產(chǎn)中盈余量隨時間推進(jìn)而不斷增加,1980~(-1)997年間和1998年至今磷素盈余量分別為314.9和367.2 kg·hm-2,日光溫

4、室的盈余量高達(dá)626.1 kg·hm-2;在水果生產(chǎn)中(以蘋果為例),在1980-2000和2000至今期間,磷素的盈余率分別為339.6%和435.7%。
　　 3、與第二次土壤普查結(jié)果相比,河北省糧田土壤磷素逐漸積累,土壤有效磷5 mg·kg~(-1)糧田面積顯著減低,10-20 mg·kg~(-1)糧田面積大幅增加。不同區(qū)域土壤有效磷含量的增幅有所不同,石家莊、唐山、廊坊3個地區(qū)的有效磷的增幅較大,年均增幅為15.0~(-

5、1)9.7%,有效磷年均增加0.7 mg·kg~(-1);而滄州、邢臺和邯鄲地區(qū)有效磷的增幅較小,年均增幅為7.7-9.1%,年均增加0.3-0.4 mg·kg~(-1)。
　　 4、不同種植方式下磷素累積狀況有明顯差異:冬小麥-夏玉米輪作中糧田耕層土壤有效磷平均為24.5 mg·kg~(-1),年均增加0.6mg·kg~(-1);菜地土壤有效磷為74.9-582.6 mg·kg~(-1)，平均為271.9 mg·kg~(-1)

6、,年均增加23.1-33.7 mg·kg~(-1);果園土壤0～20 cm土壤有效磷含量為159.1-211.3 mg·kg~(-1)。
　　 5、8年施用不同用量磷肥和有機(jī)肥的田間定位試驗(yàn)結(jié)果表明,施用化學(xué)磷肥或有機(jī)肥均可顯著增加蔬菜產(chǎn)量,P2O5用量為180~360 kg·hm-2 (P1~P2)時,4種蔬菜的產(chǎn)量增加了21.5 %-71.6 %,但施用有機(jī)肥基礎(chǔ)上增施化學(xué)磷肥,蔬菜產(chǎn)量無顯著變化。通過分析8年后土壤有效磷的

7、積累量和各處理的磷素表觀盈余量的數(shù)量關(guān)系,計算出土壤磷素盈余每增加100 kg·hm-2可導(dǎo)致土壤有效磷上升1.06 mg·kg~(-1)。
　　 6、通過長期田間定位試驗(yàn)研究不同用量磷肥和有機(jī)肥對土壤磷素形態(tài)轉(zhuǎn)化的影響,結(jié)果表明土壤全磷、有效磷、無機(jī)磷含量均顯著增加。磷肥用量180-720 kg/hm-2條件下每年有效磷的增幅為2.7~(-1)0.5 mg·kg~(-1),有機(jī)肥用量150、300t/hm-2時土壤有效磷年均增

8、加2.1和5.9 mg·kg~(-1)。施用化學(xué)磷肥土壤全磷含量的增加主要以無機(jī)磷為主,而施用有機(jī)肥還可增加土壤有機(jī)磷含量,而且無論增施磷肥或有機(jī)肥,有效磷占全磷的比重都有所增加。
　　 7、連續(xù)8年定位施用不同用量的磷肥和有機(jī)肥增加了土壤磷素的積累量,土壤Ca2- P、Ca8-P、Al-P、Fe-P含量均顯著增加,而O-P、Ca10-P含量變化不顯著。隨著磷肥和有機(jī)肥用量的增加,Ca2-P、Ca8-P無機(jī)磷的比重在逐漸增加,而

9、Fe-P、O-P、Ca10-P在逐漸降低。積累磷的有效性比重逐漸增加,增施磷肥Ca2-P、Ca8-P、Al-P、Fe-P含量每年分別增加0.3-6.6、10.5-42.7、3.0~(-1)3.1和1.6-4.7 mg·kg~(-1)。
　　 8、長期的有機(jī)-無機(jī)肥配施試驗(yàn)表明,連續(xù)3年過量施用磷肥或有機(jī)肥,土壤0-60cm土壤有效磷顯著增加,施肥5年后,60～80cm土壤有效磷顯著增加,而且高量施用磷肥和有機(jī)肥80~(-1)00