【摘要】：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(jì)作物生產(chǎn)基地。由于鐵鋁氧化物含量豐富且具有極強(qiáng)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(dāng)季利用率相對較低,并嚴(yán)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(jìn)入水體,造成水環(huán)境污染。土壤團(tuán)聚體是紅壤水磷互作與土壤磷素運(yùn)移的重要載體與媒介,長期施肥不僅調(diào)控著紅壤團(tuán)聚體的粒級組成,而且影響著大小粒級團(tuán)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(jī)肥試驗(yàn)區(qū)的NPKCaS、NPKCa、NPK、NP、PK和NK等6個(gè)處理及有機(jī)無機(jī)肥配施試驗(yàn)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(gè)處理。采用濕篩法獲得了 2 mm、2～1 mm、1～0.25 mm和0.25～0.053 mm四個(gè)粒級的旱地紅壤團(tuán)聚體樣品,分析了各粒級團(tuán)聚體的全磷(TP)、有效磷(BrayP)、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(biāo),計(jì)算了大小粒級團(tuán)聚體的磷素富集系數(shù)(Er)及土壤磷素儲量(Soil phospate storage capacity, SPSC),探討了長期施肥對旱地紅壤大小粒級團(tuán)聚體磷素的富集能力及磷素釋放潛能的影響,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(jī)肥的旱地紅壤團(tuán)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 ～ 1 mm (5.7% ～9.6%);有機(jī)無機(jī)肥配施的紅壤團(tuán)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(jī)肥后旱地紅壤團(tuán)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的供磷水平。與NK處理相比,長期施用無機(jī)磷肥的紅壤團(tuán)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(tuán)聚體均表現(xiàn)出富磷作用,但NPKCaS處理各粒級團(tuán)聚體均為無磷素富集作用,其余處理中只有2mm團(tuán)聚體粒級具有磷素富集作用。與CK處理相比,配施有機(jī)肥的旱地紅壤團(tuán)聚體TP累積量增加比例大小依次為 1 ～0.25 mm (78.7%) ( 2 mm) (76.6%) 0.25 ～ 0.053 mm(61.6%)2～1 mm (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(tuán)聚體的TP含量;各處理中的大小團(tuán)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(tuán)聚體PSI降低比例大小依次為:( 2 mm) (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(tuán)聚體PSI的降低比例大小依次為:1 ～ 0.25 mm (48%) 2 ～ 1 mm (45.6%) ( 2 mm) (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(tuán)聚體的 Bray P、DPS 及 CaC12-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(tuán)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(tuán)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(tuán)聚體粒級的增多,土壤TP、Bray 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,p0.01),即土壤磷素向水體釋放的能力逐漸增強(qiáng)。(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(dāng)旱地紅壤Bray P168mgkg-1時(shí),土壤磷素的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)較低,此時(shí)只需根據(jù)作物實(shí)際需求增加或保持磷肥的施用量即可;當(dāng)旱地紅壤168 mg kg-1 Bray P260 mg kg-1或DPS 28.6%時(shí),土壤磷素具有潛在流失風(fēng)險(xiǎn),此時(shí)應(yīng)依據(jù)作物的產(chǎn)量水平適當(dāng)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(shí)不增大土壤磷素的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn);當(dāng)旱地紅壤Bray P ≥ 260 mg kg-1或DPS≥28.6%時(shí),土壤磷素具有極高的流失風(fēng)險(xiǎn),此時(shí)應(yīng)立即停止施用磷肥尤其是有機(jī)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其對水體環(huán)境的污染。
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【學(xué)位授予單位】：南京信息工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S153

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2405641