【摘要】：磷素是生命所必須的宏量營養(yǎng)元素之一,也是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中作物產(chǎn)量的限制因素之一。但由于磷在土壤中移動(dòng)性差,容易發(fā)生吸附、沉淀反應(yīng),其在土壤中的分布極不均勻,在農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中利用率低。如何挖掘土壤本身對(duì)作物磷營養(yǎng)的貢獻(xiàn)潛能,在全球磷礦資源日益緊缺、環(huán)境和糧食壓力驟增的背景下,成為價(jià)值顯而易見的探索研究方向。土壤微生物作為生態(tài)循環(huán)中分解者的角色推動(dòng)著物質(zhì)的循環(huán),而碳又作為生命體最基本的元素,因此本研究以碳作為切入點(diǎn),通過調(diào)節(jié)碳磷以影響土壤微生物活動(dòng),加速土壤中不同形態(tài)磷素間的相互轉(zhuǎn)化,以期提高土壤磷素有效性。本研究利用低磷和高磷紫色土以及高磷潮土為供試土壤,設(shè)置了添加葡萄糖的單純培養(yǎng)試驗(yàn)以對(duì)比了不同土壤類型及磷水平下添加葡萄糖對(duì)土壤微生物量及有效性磷的影響,并在此基礎(chǔ)上選擇了玉米和油菜作物供試植物進(jìn)行盆栽試驗(yàn)探究了添加葡萄糖和啟動(dòng)磷肥對(duì)植物磷營養(yǎng)的影響和土壤—植物體系下土壤微生物量和有效性磷庫的變化;又進(jìn)行了盆栽試驗(yàn)研究了不同綠肥根際沉積碳對(duì)土壤磷素有效性和玉米生長的影響。主要研究結(jié)果如下:(1)在模擬培養(yǎng)下,添加葡萄糖提高了土壤微生物活性,土壤累積釋放CO_2量明顯增加,磷酸酶活性增加,微生物量磷含量增加。對(duì)低磷紫色土而言含量極低但高活性的CaCl_2-P無顯著變化,但添加葡萄糖降低了低磷紫色土Olsen-P、Enzyme-P和HCl-P含量,增加了有機(jī)磷和Citrate-P;添加葡萄糖對(duì)高磷紫色土Olsen-P含量沒有顯著影響,添加葡萄糖降低了土壤CaCl_2-P、Citrate-P、HCl-P和有機(jī)磷含量,增加了Enzyme-P含量;添加葡萄降低了高磷潮土Olsen-P、Enzyme-P,而CaCl_2-P、Citrate-P、HCl-P有所增加,有機(jī)磷含量大幅提高。(2)添加葡萄糖在低磷和高磷土壤中對(duì)植物生長的影響不同。在低磷紫色土中,啟動(dòng)磷肥能夠?qū)τ衩缀陀筒松L的影響更大,施用啟動(dòng)磷肥油菜和玉米的生物量及地上部吸磷量更高。高磷紫色土中添加葡萄糖或施用啟動(dòng)磷肥均能促進(jìn)玉米或油菜對(duì)磷的吸收。低磷紫色土土壤微生物同時(shí)受到碳和磷的限制,添加葡萄糖或施用啟動(dòng)磷肥處理土壤微生物量磷含量較高。高磷紫色土土壤微生物收到碳的限制,添加葡萄糖處理土壤微生物量磷含量較高。低磷紫色土中添加葡萄糖或施用啟動(dòng)磷肥顯著提高了土壤磷酸酶活性和Enzyme-P含量,Citrate-P、HCl-P含量也有增加的趨勢(shì)。高磷紫色土在種植油菜和玉米后種植油菜和玉米后土壤中CaCl_2-P有減少的趨勢(shì),Citrate-P在油菜生長土壤中顯著增加,在玉米生長土壤中也有大幅增加,添加葡萄糖有提高種植油菜和玉米土壤中Enzyme-P和HCl-P含量的趨勢(shì)。(3)不同綠肥-玉米輪作下前茬綠肥根際沉積碳對(duì)玉米的生長的影響時(shí)顯著的,不論是否施磷,綠肥根根系沉積碳均提高了后茬玉米的地上部生物量和吸磷量。在4中綠肥中,對(duì)玉米生長的促進(jìn)作用從大至小依次為黑麥草、蠶豆、小麥和毛葉苕子。4種綠肥對(duì)Enzyme-P的影響很小。不施磷時(shí)綠肥根系碳沉積主要減小了土壤Olsen-P、有機(jī)磷和Citrate-P含量;施磷時(shí)綠肥根系碳沉積則主要減少了Olsen-P、有機(jī)磷、微生物量磷含量,除小麥外還主要減少了Citrate-P和HCl-P�？傊�,不同綠肥根系碳輸入或添加葡萄糖能夠促進(jìn)玉米或油菜的生長,啟動(dòng)磷肥對(duì)低磷土壤又更重要的作用。
【學(xué)位授予單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：S154.3
【圖文】：

磷是地球生命所需的宏量元素之一，參與構(gòu)成了生命遺傳物質(zhì)和生命活動(dòng)種的能量代謝。生態(tài)系統(tǒng)中土壤中的無機(jī)磷借由植物根系及土壤微生物的作用，同化為有機(jī)磷后進(jìn)入整個(gè)食物鏈，隨后生命體的死亡與降解釋放出的無機(jī)磷和有機(jī)磷再次進(jìn)入土壤，繼續(xù)如此往復(fù)循環(huán)。人類文明的基石——農(nóng)業(yè)——離不開肥料，尤其是化肥。世界糧農(nóng)組織(FAO)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示(圖 1-1)，2002 年~2016 年世界總?cè)丝谝韵鄬?duì)穩(wěn)定的速率從約 63 億增長至約 75 億，12 億人口增長的背后是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中增長約 5400 萬噸化學(xué)肥料的投入�；瘜W(xué)磷肥的生產(chǎn)多來源于磷礦石，而磷礦石是一種不可再生資源，我國高品位磷礦資源占比僅為 6.18%[12]。預(yù)計(jì)世界磷資源可使用約三百年[11]。一方面是磷肥資源有限，另一方面是糧食作物磷肥利用率低，張福鎖指出水稻、小麥和玉米 3 種主要糧食作物磷肥利用率在 7.3%~20.1%，而氮肥的利用率則分別在 10.8%~40.5%，鉀肥的利用率在 21.2%~35.9%[1]。造成磷肥利用率低的原因主要是土壤中磷發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)被固定和因隨著土壤溶液或土壤顆粒而流失，而磷在土壤中的這兩個(gè)過程不可避免。因此目前提高磷效率的手段主要是改善種植施肥管理制度[88,89,90]、具有磷高效基因品種的篩選[86，87]以及改善土壤基礎(chǔ)理化性質(zhì)[91]。

的生物有效性最差。研究中對(duì)無機(jī)磷的分級(jí)始于 20 世紀(jì) 30 年代。1957 年，根據(jù)正磷酸鹽結(jié)合的陽離子的不同，張守敬和 Jackson[20]將土壤中無機(jī)磷分成 4 種形態(tài)，即在高度風(fēng)化的酸性土壤中為主的磷酸鐵鹽(Fe-P)、磷酸鋁鹽(Al-P)，在石灰性土壤中為主的磷酸鈣鹽(Ca-P)，以及被氧化鐵膜包裹的閉蓄態(tài)磷酸鹽(O-P)。之后的1989 年，蔣博藩和顧益初[21]對(duì)張守敬和 Jackson 的方法進(jìn)行了改進(jìn)，提出了一種適宜中性及石灰性土壤的無機(jī)磷分級(jí)方法，即將磷酸鈣鹽又分成了 3 種——磷酸二鈣型(Ca2-P)、磷酸八鈣型(Ca8-P)和磷灰石型(Ca10-P)，從而更好地反應(yīng)了土壤無機(jī)磷狀況。山東潮土 Ca8-P 和 Ca10-P 約占無機(jī)磷總量的 72%，Ca2-P 不到 2%，Al-P 、Fe-P 約占 11%，O-P 約占 15%[50]有研究顯示凍融條件下東北黑土中 O-P 占土壤無機(jī)磷絕大多數(shù)，為 41.9%~56.0%，其次是 Fe-P 占 24.2%~38.8%，再其次是 Al-P 占 11.5%~15.1%，最后是 Ca-P 占 4.8%~8.0%[55]�；陂L期定位試驗(yàn)的土壤分析結(jié)果顯示，紫色土中 Ca10-P 占土壤無機(jī)磷總量最高，為 40.48%~64.91%，O-P 占22.58%~27.59%，F(xiàn)e-P 占 2.20%~17.69%，Al-P 占 4.11%~10.97%，Ca8-P 占3.97%~5.25%，Ca2-P 占 0.76%~3.49%[92]。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李維;高輝;羅英杰;高駿;;國內(nèi)外磷礦資源利用現(xiàn)狀、趨勢(shì)分析及對(duì)策建議[J];中國礦業(yè);2015年06期

2 郇恒福;黃嘉璞;線琳;黃冬芬;洪繼旺;劉國道;;施用豆科綠肥對(duì)酸性土壤有機(jī)磷組分的動(dòng)態(tài)影響[J];草地學(xué)報(bào);2014年06期

3 谷思玉;王寧娟;陳淵;胡洋;聶艷龍;劉曉冰;;不同開墾年限農(nóng)田黑土磷素形態(tài)及數(shù)量變化[J];土壤;2014年04期

4 李振東;陳秀蓉;楊成德;李鵬;;乳白香青內(nèi)生解磷菌的篩選鑒定及解磷特性研究[J];草業(yè)學(xué)報(bào);2013年06期

5 蘇倩;侯振安;;生物碳對(duì)新疆灰漠土壤無機(jī)磷形態(tài)的影響[J];新疆農(nóng)業(yè)科學(xué);2012年11期

6 韓曉日;溫秋香;李娜;楊勁峰;戰(zhàn)秀梅;吳正超;;棕壤有機(jī)無機(jī)磷分級(jí)方法的比較研究[J];沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2011年06期

7 潘福霞;魯劍巍;劉威;耿明建;李小坤;曹衛(wèi)東;;不同種類綠肥翻壓對(duì)土壤肥力的影響[J];植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào);2011年06期

8 蘭宇;韓曉日;楊勁峰;王月;房大偉;李娜;;長期不同施肥棕壤玉米地酶活性的時(shí)空變化[J];植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào);2011年05期

9 孫桂芳;金繼運(yùn);石元亮;;土壤磷素形態(tài)及其生物有效性研究進(jìn)展[J];中國土壤與肥料;2011年02期

10 張海偉;黃宇;葉祥盛;徐芳森;;低磷脅迫下甘藍(lán)型油菜酸性磷酸酶對(duì)磷效率的貢獻(xiàn)分析[J];中國科學(xué):生命科學(xué);2010年05期

本文編號(hào)：2716756