施肥对土壤养分转化及利用规律的影响

论文摘要

近年来,粮食生产采用粗放式耕作,施肥缺乏科学性和合理性。本文采用室内盆栽培养和田间试验相结合的研究方法,以玉米、小麦为供试作物,研究了不同施肥处理对土壤氮磷养分转化的影响及其高产土壤的供肥潜力、合理施肥量、作物养分利用规律等,这对揭示土壤养分转化机理、探索提高肥料利用率和作物产量的施肥技术提供重要理论支撑。得到的主要结论如下:1、磷对不同玉米幼苗生长及根际磷转化的影响结果表明,与高磷相比,低磷降低玉米的株高、总绿叶面积、地上部干重和磷含量、根干重和磷含量,增加了根冠比,降低土壤pH值,促进土壤磷酸酶活性,减少细菌数量和速效磷含量。与非根际土比,根际土的pH和速效磷含量均降低,细菌和放线菌数量均增加,与供磷水平无关。玉米的生物量和磷含量均与根长、根表面积、根际土的pH、细菌数量间呈显著正相关,而与根干重无关,说明根系形态、土壤pH、细菌数量是影响土壤磷素转化和植株高效吸收的重要因素。与冀单28比,蠡玉16具有优势株高、总绿叶面积、植株干重和磷含量,较大的根长、根表面积、根冠比和较多的细菌数量。2、氮素形态对玉米根际氮磷转化的影响结果表明,与缺氮比,尿素和铵氮处理增加玉米绿叶面积、植株干重,降低根干重、根冠比、根长、根表面积,提高玉米氮磷钾吸收量。同一氮素形态,与非根际比,根际土的pH降低、磷酸酶和脲酶活性提高,土壤速效磷减少,铵氮和硝氮含量增加;细菌和放线菌数量增加。不同氮素形态中,铵氮处理的玉米总绿叶面积、植株和根干重、根长、根表面积较大,氮磷钾吸收较高,根际pH较低,磷酸酶和脲酶活性较强,土壤速效磷、铵氮和硝氮含量较大。田间试验结果也表明,铵氮处理的玉米产量较其它处理显著增加,尿素次之,硝氮略有降低。说明铵氮有利于玉米生长、促进根系氮磷养分的活化、吸收和利用。3、在土壤有机质19.2 g/kg,碱解氮40.4 mg/kg,速效磷37.3 mg/kg,速效钾141.7 mg/kg条件下,土壤中的磷可以满足玉米—小麦一个轮作周期的需要,土壤氮、钾则要按作物需要每季合理施用。玉米—小麦—玉米3茬作物总产量表现出CK、PK、NK、NP处理较NPK处理产量分别降低29.8%、16.4%、11.0%、18.5%。NPK（1）对玉米产量及其构成因素的优化效应明显大于NPK（2）和NPK（3）处理,产量达10783.2 kg/hm2。三茬作物总产量表现为NPK（1）处理较NPK（2）、NPK（3）处理分别提高9.0%、23.2%。4、随着玉米生长,不同施肥处理的各土层土壤NH4+-N、NO3--N、速效磷和钾含量呈“波浪型”变化。随着土壤深度的加深,060cm土层的NH4+-N和NO3--N含量逐渐下降,由于氮的淋失,在90cm处有回升趋势;土壤速效磷钾养分随着土壤深度的增加逐渐减少。综上所述,从土壤养分供应种类和形态、作物遗传特性、合理施肥技术等方面进行调控均可以增加作物产量,提高作物的养分利用效率,这对实现资源持续利用有重要指导意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究进展
• 1.2.1 氮肥利用现状
• 1.2.2 磷肥利用现状
• 1.2.3 钾肥利用现状
• 1.2.4 根际与植株生长
• 1.2.5 合理施肥与作物生长
• 1.3 研究内容和方法
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 技术路线
• 2 材料和方法
• 2.1 磷对不同玉米幼苗生长及根际磷养分转化的影响
• 2.1.1 供试材料
• 2.1.2 试验处理及方法
• 2.1.3 测定项目及方法
• 2.2 盆栽条件下氮素形态对玉米根际氮磷养分转化的影响
• 2.2.1 供试材料
• 2.2.2 试验处理及方法
• 2.2.3 测定项目及方法
• 2.3 田间条件下氮素形态对玉米根际氮磷养分转化的影响
• 2.3.1 供试材料
• 2.3.2 试验处理及方法
• 2.3.3 测定项目及方法
• 2.4 土壤供肥能力
• 2.4.1 供试材料
• 2.4.2 试验处理及方法
• 2.4.3 测定项目及方法
• 2.5 合理施肥量
• 2.5.1 供试材料
• 2.5.2 试验处理及方法
• 2.5.3 测定项目及方法
• 2.5.4 数据处理和分析
• 3 结果与分析
• 3.1 磷对不同玉米幼苗生长及根际磷养分转化的影响
• 3.1.1 磷对不同玉米幼苗生长的影响
• 3.1.2 玉米各器官的磷含量
• 3.1.3 玉米根系形态特征
• 3.1.4 土壤pH、磷酸酶活性和速效磷含量
• 3.1.5 土壤细菌和放线菌数量
• 3.1.6 玉米生物量、吸磷量与各生理指标间的相关性分析
• 3.1.7 小结
• 3.2 盆栽条件下氮素形态对玉米根际氮磷养分转化的影响
• 3.2.1 不同形态氮素对玉米生长的影响
• 3.2.2 不同形态氮素对土壤pH、磷酸酶活性和速效磷含量的影响
• 3.2.2 不同形态氮素对土壤脲酶、氮含量的影响
• 3.2.3 不同形态氮素对土壤微生物数量的影响
• 3.2.4 小结
• 3.3 田间条件下氮素形态对玉米根际氮磷养分转化的影响
• 3.3.1 玉米产量及其生物量
• 3.3.2 玉米各生育时期根条数、根干重与产量之间的相关性分析
• 3.3.3 玉米各生育时期根际和非根际土的磷酸酶活性和速效磷含量
• 3.3.4 玉米各生育时期根际和非根际土的脲酶活性和氮含量
• 3.3.5 土壤中氮和磷的空间分布
• 3.3.6 小结
• 3.4 土壤供肥能力
• 3.4.1 玉米产量及其构成因素
• 3.4.2 玉米各生育时期的干物质动态积累规律
• 3.4.3 玉米植株养分的动态积累规律
• 3.4.4 土壤养分的时间动态变化规律
• 3.4.5 土壤养分的空间分布规律
• 3.4.6 后茬作物产量
• 3.4.7 小结
• 3.5 合理施肥量
• 3.5.1 玉米产量及其构成因素
• 3.5.2 玉米各生育时期的干物质和植株养分动态积累规律
• 3.5.3 土壤养分的时间动态变化规律
• 3.5.4 土壤养分的空间分布规律
• 3.5.5 后茬作物产量
• 3.5.6 小结
• 4 讨论
• 4.1 磷对不同玉米幼苗生长及根际磷养分转化的影响
• 4.2 不同氮素形态对玉米根际氮磷养分转化的影响
• 4.3 合理施肥技术对土壤-植物系统养分利用的影响
• 5 结论
• 参考文献
• 作者简介
• 在读期间发表的论文
• 致谢