玉米秸秆还田配施磷肥对土壤磷组分及产量的影响

来源 :东北农业大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:hai_john
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土壤中磷素的丰缺及供给状况直接影响着作物的生长发育,为提高玉米产量,生产中大量施用磷肥,但磷肥的当季利用率却只有10%~25%,长期施用化学磷肥导致土壤中磷素大量积累,造成磷素资源极大的浪费。松嫩平原作为我国玉米的主产区,连作玉米面积较大,秸秆大量剩余,秸秆还田不仅解决了秸秆焚烧对环境造成的污染,而且可以将秸秆中的磷素返还到土壤中,降低土壤对磷素的吸附固定,活化土壤中难溶态磷,从而替代部分化学磷肥,秸秆还田与磷肥配施对协调和推进秸秆的高效利用和磷肥的合理施用都具有重要意义。本试验于2016~2019年在松嫩平原中部玉米连作条件下,采用框栽连续定位方法,设置二因素裂区试验,主因素为秸秆还田方式,分别为秸秆不还田(S0)、秸秆翻埋还田(S1)和秸秆焚烧还田(S2),副因素为施磷水平,分别为0(P0)、34.50(P1)、69.00(P2)、103.50(P3)kg·hm-2(P2O5),较系统地研究了秸秆还田方式与施磷量对土壤磷素形态、土壤磷酸酶活性、土壤磷吸附与解吸特性、玉米磷素吸收与利用以及玉米产量的影响。试验结果表明:秸秆还田方式与施磷量对土壤速效磷含量均有极显著影响。在相同施磷水平下,与S0处理相比,S1和S2处理均可增加土壤速效磷含量,且在不施磷肥(P0)处理下,对速效磷含量增加效果最明显,随施磷量的增加,其增加效应逐渐减弱。S1与S2处理在各施磷水平下差异均不显著。在相同秸秆还田方式下,随施磷量的增加土壤速效磷含量均逐渐增加。秸秆还田方式对土壤磷酸酶活性的影响大于施磷水平。在相同施磷水平下,S1处理下的土壤碱性、酸性和中性磷酸酶活性均显著高于S0和S2处理,而S0与S2处理间差异不显著,其中在连续3年无磷肥施入时(P0),S1处理对土壤磷酸酶活性的提升幅度最大。在相同秸秆还田方式下,随施磷量的增加,土壤各磷酸酶活性均呈先增加后降低的趋势,在P2水平下有最大值,高磷(P3)水平抑制了土壤磷酸酶活性。秸秆还田方式与施磷量对土壤各形态磷素含量均有极显著影响。与S0处理相比,S1处理显著提高了除Na OH-Pi外的其他各形态磷素含量,其中以有机磷形态Na HCO3-Po(23.80%)和Na OH-Po(9.09%)增幅最大,Residual-P(3.62%)增幅最小。与S0处理相比,S2处理显著增加了土壤中各形态磷素含量,其中以H2O-P(15.08%)和Na HCO3-Po(13.76%)增幅最大,HCl-P(3.50%)和Residual-P(3.50%)增幅最小。随施磷量的增加土壤各形态磷素含量均逐渐增加,其中以H2O-P(35.96%)、Na HCO3-Po(26.07%)和Na OH-Pi(14.29%)增幅最大,HCl-P(4.29%)和Residual-P(2.87%)增幅最小。增施磷肥和秸秆还田(S1、S2)均有利于降低土壤稳定态磷(HCl-P和Residual-P)占总磷的比例,提高活性磷(H2O-P、Na HCO3-Pi和Na HCO3-Po)占总磷的比例。增施磷肥有利于提高中活性无机磷(Na OH-Pi)占总磷的比例,秸秆翻埋还田(S1)有利于提高中活性有机磷(Na OH-Po)占总磷的比例。秸秆还田(S1、S2)对土壤各形态磷素含量的增加作用受施磷水平影响。在无磷肥(P0)施入时,S1、S2处理较S0处理的增加幅度较大,而在高磷(P3)水平下,S1、S2处理较S0处理的增加幅度明显降低。在无磷肥(P0)施入时,S1、S2处理下的土壤稳定态磷占总磷比例显著降低,活性态磷占总磷比例显著升高,而在高磷水平(P3)下,变化幅度明显变小,差异不显著。秸秆还田方式与施磷量对土壤磷吸附与解吸特性均有显著影响。在相同施磷水平下,与S0处理相比,S1、S2处理均能降低土壤对磷的吸附能力,增加土壤中磷的解吸量和解吸率,其中以不施磷肥(P0)处理下差异最大,而在施高磷(P3)处理下差异不显著。S1与S2处理在各施磷水平下差异均不显著。在相同秸秆还田方式下,随施磷量的增加,土壤对磷的吸附能力均逐渐降低,而土壤中磷的解吸量和解吸率均逐渐增加。不同施磷处理下的标准需磷量(SPR)为71.02~91.67 kg·hm-2,其中以S1P2处理的SPR(73.58 kg·hm-2)与P2施磷水平(69.00 kg·hm-2)最相近,是松嫩平原黑土区较为科学的施磷方式。秸秆还田方式与施磷量对玉米磷素含量均有明显影响。S1处理显著提高了玉米三叶期和拔节期地上部磷素含量;S1与S2处理均显著提高了玉米收获期地上部和穗轴磷素含量,S1与S2处理间差异不显著。随施磷量的增加,玉米磷素含量均逐渐增加,在拔节期和收获期当达到P2水平后,继续增施磷肥(P3)玉米地上部磷素含量无显著增加。秸秆还田方式与施磷量对玉米产量的影响两年未表现出一致规律。2018年、2019年相同施磷水平下,不同秸秆还田方式间的玉米产量差异均不显著。2018年随施磷量的增加玉米产量逐渐增加,但各施磷处理间差异不显著;2019年随施磷量的增加玉米产量逐渐增加,施磷肥与不施磷肥间差异显著。
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