施磷量对棉田土壤基础肥力的影响

新疆农业大学学报2019,42(6):392~399
J o u r n a l o f X i n j i a n g A g r i c u l t u r a lU n i v e r s i t y
文章编号:1007-8614(2019)06-0392-08
施磷量对棉田土壤基础肥力的影响
刘美娟1,候银莹1,汤明尧2,涂永峰3,陈波浪1
(1.新疆农业大学草业与环境科学学院,乌鲁木齐830052;2.新疆维吾尔自治区农业农村厅土壤肥料工作站,乌
鲁木齐830049;3.新疆慧尔农业集团股份有限公司,昌吉831100)
摘要:以棉花品种 新陆早57号 ㊁ 新陆早50号 和 新陆早13号 为材料,通过在玛纳斯县田间试验,研究磷
肥用量0㊁75㊁150㊁400k g/h m2对棉田土壤有机质及速效养分的影响㊂结果表明,与0k g/h m2相比,施磷75k g/h m2,在棉花各生育期表层(0~20c m土层)土壤有机质㊁碱解氮㊁速效磷分别增加了10.09%~19.62%㊁
39.77~74.72%㊁16.39%~102.82%;施磷150k g/h m2,土壤有机质㊁碱解氮㊁速效磷分别增加了18.40%~37.01%㊁
78.86%~126.43%㊁45.54%~159.41%;施磷400k g/h m2,土壤有机质㊁碱解氮㊁速效磷分别增加了27.05%~
83.30%㊁42.93%~62.95%㊁77.96%~276.02%;施磷对土壤速效钾无显著影响㊂相同供磷水平下, 新陆早57号
和 新陆早50号 的土壤速效磷含量在各生育期均显著高于 新陆早13号 ; 新陆早57号 和 新陆早13号 的土
壤有机质㊁碱解氮和速效钾含量在各生育期均显著高于 新陆早50号 ㊂在试验地种植 新陆早57号 施用磷肥150k g/h m2可活化提高土壤肥力,从而提高磷肥利用效率㊂
关键词:棉花;供磷强度;土壤肥力
中图分类号:S562文献标识码:A
E f f e c t s o fP h o s p h o r u sA p p l i c a t i o nR a t e s o n
S o i l B a s i cF e r t i l i t y i nC o t t o nF i e l d s
L I U M e i-j u a n1,H O U Y i n-y i n g1,T A N G M i n g-y a o2,
T U Y o n g-f e n g3,C H E NB o-l a n g1
(1.C o l l e g e o f P r a t a c u l t u r a l a n dE n v i r o n m e n t a l S c i e n c e s,X i n j i a n g A g r i c u l t u r a lU n i v e r s i t y,U r u m q i 830052,C h i n a;2.S o i l a n dF e r t i l i z e r W o r k s t a t i o n,A g r i c u l t u r a l a n dR u r a lD e p a r t m e n t o fX i n j i a n g U y g u rA u t o n o m o u sR e g i o n,U r u m q i830049,C h i n a;3.X i n j i a n g H u i e rA g r i c u l t u r a lG r o u p C o., L t d.,C h a n g j i831100,C h i n a)
A b s t r a c t: D i f f e r e n t c o t t o nv a r i e t i e s X i n l u z a o57 , X i n l u z a o50 a n d X i n l u z a o13 w e r eu s e da sm a t e r i-a l s t os t u d y t h ee f f e c t so f t h ea p p l i c a t i o no f0k g/h m2(P0),75k g/h m2(P75),150k g/h m2(P150)a n d 400k g/h m2o f p h o s p h o r u s f e r t i l i z e r i n t h e f i e l d s i nM a n a sC o u n t y o n s o i l o r g a n i cm a t t e r a n d a v a i l a b l e n u-t r i e n t s.T h e r e s u l t s s h o w e d t h a t:c o m p a r e dw i t h t h e c o n t r o l(0k g/h m2),t h eo r g a n i cm a t t e r,a l k a l i h y d r o-l y z e dn i t r o g e na n d a v a i l a b l e p h o s p h o r u s i n c r e a s e db y10.09%-19.62%,39.77%-74.72%a n d16.39%-102.82%r e s p e c t i v e l y i n t h e s u r f a c e l a y e r(0-20c ms o i l l a y e r)o f c o t t o n i n e a c h g r o w t h p e r i o du n d e r l o w Pa p p l i c a t i o n(75k g/h m2);T h eo r g a n i cm a t t e r,a l k a l i h y d r o l y z e dn i t r o g e na n da v a i l a b l e p h o s p h o r u s i n-c r e a s e db y18.40%-37.01%,78.86%-126.43%a n d45.54%-159.41%u n d e r p r o p e rPa p p l i c a t i o n (150k g/h m2);U n d e r e x c e s s i v ePa p p l i c a t i o n(400k g/h m2),s o i l o r g a n i cm a t t e r,a l k a l i h y d r o l y z e dNa n d a v a i l a b l eP i n c r e a s e db y27.05%-83.30%,42.93%-62.95%a n d77.96%-276.02%r e s p e c t i v e l y,a n dP a p p l i c a t i o nh a d n o s i g n i f i c a n t e f f e c t o n s o i l a v a i l a b l eK.T h e c o m p a r i s o n o f d i f f e r e n t c o t t o n v a r i e t i e s s h o w e d t h a t t h e c o n t e n t s o f s o i l a v a i l a b l ePo f X i n l u z a o57 a n d X i n l u z a o50 w e r e s i g n i f i c a n t l y h i g h e r t h a n t h a t
收稿日期:2019-10-28
基金项目:国家自然科学基金项目(31960629);新疆慧尔农业集团股份有限公司博士后课题资助
通讯作者:陈波浪,E-m a i l:c h e n w a n g200910@s i n a.c o m
第6期刘美娟,等:施磷量对棉田土壤基础肥力的影响
o f X i n l u z a o13 i n e a c h g r o w t h p e r i o d u n d e r t h e s a m e P s u p p l y l e v e l;T h e c o n t e n t s o f s o i l o r g a n i cm a t t e r, a l k a l i h y d r o l y z e dNa n d a v a i l a b l eKo f X i n l u z a o57 a n d X i n l u z a o13 w e r e s i g n i f i c a n t l y h i g h e r t h a n t h a t o f X i n l u z a o50 i n e a c h g r o w t h p e r i o d.A p p l y i n g P f e r t i l i z e r150k g/h m2t o p l a n t i n g X i n l u z a o57 i n t h e e x-p e r i m e n t a l s i t e c a n a c t i v a t e a n d i m p r o v e s o i l f e r t i l i t y,t h u s i m p r o v i n g t h e u t i l i z a t i o n e f f i c i e n c y o f P f e r t i l i z e r. K e y w o r d s:c o t t o n;p h o s p h o r u s s u p p l y i n t e n s i t y;s o i l f e r t i l i t y
土壤是作物生存的基础,土壤肥力是决定土地生产力的基本条件[1,2]㊂长期实际生产证明,合理施肥是提高土壤肥力㊁增加粮食单产和实现农业可持续发展的重要举措㊂谭金芳[3]的研究表明,施用有机肥㊁有机肥和尿素配施均能增加土壤中有机质和碱解氮的含量,提高土壤肥力,进而提高作物产量;施加适量氮肥,可以增加土壤有机质及微生物的丰富度[4],且玉米(Z e a m a y s L.)籽粒和小麦(T r i t i c u ma e s t i v u m)成穗数随施氮量的增加而增加[5];施用钾肥可以有效补偿中后期土壤速效钾的不足[6],提高棉花(G o s s y p i u m s p p.)产量和纤维品质[7];余小兰[8]研究表明,施用磷肥能增加土壤p H 值㊁碱解氮㊁有效磷含量㊂施肥尤其是合理施肥能够显著提高土壤肥力㊂在相同肥力的土壤种植不同作物或不同基因型的同种作物,土壤肥力都会发生变化㊂梁银丽[9]研究发现,在肥力相同的土壤种植玉米和蔬菜,蔬菜地酶活性显著高于玉米地;梁坤伦[10]研究表明,种植青稞(H o r d e u m v u l g a r e v a r. n u d u m)㊁马铃薯(S o l a n u mt u b e r o s u m)㊁紫花苜蓿(M e d i c a g os a t i v a)㊁黄花苜蓿(M e d i c a g o f a l c a t a L.)㊁油菜(B r a s s i c an a p u s L.)+豌豆(P i s u ms a t i-v u m L i n n.)后,土壤有机质含量表现为:马铃薯地>黄花苜蓿地>青稞地>油菜+豌豆混播地>紫花苜蓿地,且黄花苜蓿地硝态氮含量高于紫花苜蓿;平亚琴[11]研究发现,不同基因型油菜的土壤养分有明显的差异;也有研究表明[12],不同基因型棉田的土壤肥力与棉花基因型有明显的相关性㊂
研究发现,棉花根系总根长㊁根表面积和根体积随着施磷量的增加整体趋于先增加后减小的趋势, 150k g/h m2供磷水平下达到最大值[13],低磷㊁过量施磷都会降低作物的根系参数;根系作为联系作物与土壤的介质,是作物与土壤交换养分㊁水分的重要器官,根系参数达到最优,说明土壤养分充足㊂胡国智[14]㊁吴梅菊[15]发现施磷量为0~75k g/h m2㊁45~ 135k g/h m2时,棉花平均增产9.55%~17.66%㊁18.17%,说明适量施磷能够提高土壤肥力,增加棉花产量;有机质和速效养分作为土壤肥力重要的组成部分,可以被作物高效吸收利用,供作物生长发育,当土壤肥力较低,无法满足作物需求时,需要通
过施肥增加土壤肥力;但近年来磷肥不合理或过量施用致使棉田土壤累积磷极剧增加[6],棉田的肥力自然供给力却下降[16],有关棉田土壤基础肥力受施肥方法的影响研究已有报道[7,17-19],但针对膜下滴灌棉田不同磷肥用量和不同棉花品种下新开垦棉田土壤基础速效肥力特征变化的研究还未见报道㊂基于前人对棉田土壤肥力的研究[20-22],本试验设计4个不同供磷水平和3个棉花品种的双因素田间试验,研究不同供磷水平对膜下滴灌新开垦棉田土壤基础速效肥力的影响,以期为新疆棉田土壤基础肥力和磷肥利用率的提高提供参考㊂
1材料与方法
1.1试验设计
试验于2016年4月至10月在新疆玛纳斯县进行㊂试验设置不同供磷(P2O5)水平0k g/h m2 (P0)㊁75k g/h m2(P75)㊁150k g/h m2(P150)㊁400k g/h m2(P400)4个水平与 新陆早57号 (X L Z57)㊁ 新陆早50号 (X L Z50)㊁ 新陆早13号 (X L Z13)3个棉花品种组合(棉种均由新疆农业科学院经济作物研究所提供)的双因素试验,供磷水平和棉花品种依据前期试验和棉花生产中主栽品种设计[23-26],每水平3个重复,随机区组设计,共36个小区,每个小区面积为45m2㊂
新开垦棉田(2013年开垦㊁土壤类型为灰漠土)耕层(0~30c m)土壤有机质含量12.50g/k g㊁碱解氮11.9m g/k g㊁速效磷9.2m g/k g㊁速效钾676m g/k g㊁p H值8.35㊁电导率3.32m s/c m;不同水平重过磷酸钙(P2O546%)和150k g/h m2硫酸钾(K2O50%)全部用作基肥,在播种前一次全部施入,尿素20%作为基肥在播前施入土壤,随水追施280k g/h m2(总量350k g/h m2);棉花采用一膜四行种植模式,一膜铺设一条滴灌带,每小区24行棉花,膜宽1.4m,膜间宽0.5m,株距10c m,理论种植密度为22.2万株/h m2;在播种前筛选种子,于2016年4月10日播种,定苗后20d开始滴灌,灌水量为4000m3/h m2,分10次滴灌㊂水肥管理及农艺措施与新疆棉田普遍采用的生产管理模式保持一致㊂
393
新 疆 农 业 大 学 学 报2019年
1.2 样品采集与测定
根据棉花生育期,分别于棉花苗期㊁花蕾期㊁花铃期㊁吐絮期,依据0~5c m ㊁5~10c m ㊁10~20c m ㊁
20~40c m 土层进行土壤样品的采集,
每小区采样5个点(
每个采样点均在每膜中间2行棉花间),晾干,磨细,过1mm 筛和0.25mm 筛备用㊂土样前
处理好后,用重铬酸钾容量法测定土壤有机质含量;N H 4O A c 浸提-火焰光度计法测定土壤速效钾含
量;扩散法测定土壤碱解氮含量;碳酸氢钠浸提-钼
蓝比色法测定速效磷含量[27]
,对同一样点各土层测
定值取平均值进行分析㊂
1.3 数据处理
数据处理与分析采用S P S S 20.0s o f t w a r e ㊁M i -
c r o s o f tE x c e l
㊂2 结果与分析
2.1 施磷水平对棉田土壤有机质的影响
由表1知,施用磷肥可增加棉花各生育期土壤
有机质含量,P 400水平土壤有机质含量达到最高;在苗期,与P 0水平相比,P 75水平X L Z 57㊁X L Z 50㊁
X L Z 13的土壤有机质分别增加了5.51%(P >0.05)㊁14.84%(P <0.05)㊁17.54%(P >0.05),P 150㊁P 400水平土壤有机质平均增加了7.42%~
32.93%(P <0.05)㊁14.34%~40.35%(P <0.05);在花蕾期,与P 0水平相比,P 150水平
X L Z 57㊁X L Z 50㊁X L Z 13的土壤有机质分别增加了
28.25%(P <0.05)㊁22.99%(P <0.05)㊁20.27%(P >0.05),P 75㊁P 400水平时分别增加了
6.46%~15.89%(P >0.05)㊁48.20%~76.10%(P <0.05);在花铃期,与P 0水平相比,P 75水平
X L Z 57㊁X L Z 50㊁X L Z 13的土壤有机质分别增加了
9.58%(P >0.05)㊁21.85%(P <0.05)
㊁11.81%(P >0.05),P 150水平X L Z 57㊁X L Z 50㊁
X L Z 13的土壤有机质分别增加了15.89%(P >0.05)㊁35.52%(P <0.05)㊁24.37%(P <0.05),P 400水平土壤有机质平均增加了34.78%~70.09%(P <0.05);在吐絮期,与P 0水平相比,P 150水平X L Z 57㊁X L Z 50㊁X L Z 13的土壤有机质分别增加了20.40%(P >0.05)㊁35.80%(P <0.05)
㊁46.74%(P <0.05),P 75㊁P 400水平土壤有机质平均增加了13.19%~23.39%(P >0.05)㊁66.39%~102.19%(P <0.05)㊂相同供磷水平下,苗期X L Z 57和X L Z 50的土
壤有机质含量较X L Z 13增加了44.58%~77.45%(P <0.05)㊁49.91%~57.47%(P <
0.05);花蕾期P 75水平X L Z 13的土壤有机质含量较X L Z 57和X L Z 50增加了12.11%(P <0.05)
㊁23.67%(P <0.05),P 0㊁P 150㊁P 400水平X L Z 13的
土壤有机质含量较X L Z 57和X L Z 50增加了7.38%~16.13%(P >0.05);花铃期X L Z 57的土壤有机
表1 棉花品种和施磷水平对土壤有机质含量的影响
T a b l e 1 E f f e c t s o f c o t t o nv a r i e t i e s a n d p h o s p h o r u s a p p l i c a t i o n l e v e l s o n s o i l o r g
a n i cm a t t e r c o n t e n t 生育期
施磷水平X L Z 57
X L Z 50
X L Z 13
苗
期
P 0
12.06ʃ0.37B a 10.43ʃ0.54C b 6.79ʃ0.84B c
P 7512.72ʃ0.61B a 11.97ʃ0.61B a 7.99ʃ0.80A B b P 15012.95ʃ0.61A B a 13.86ʃ0.78A a 8.80ʃ0.69A b P 40013.79ʃ0.37A a
14.32ʃ0.36A a 9.54ʃ0.61A b
花
蕾期
P 0
10.11ʃ0.65C a 9.98ʃ0.95C a
11.59ʃ0.90B a P 7511.72ʃ0.30B C b 10.62ʃ0.61B C c 13.14ʃ0.32B a P 15012.97ʃ1.15B a 12.27ʃ1.09B a 13.94ʃ0.80B a P 40017.81ʃ1.83A a 15.93ʃ1.51A a 17.18ʃ2.44A a
花
铃期
P 0
13.07ʃ0.70B a 9.49ʃ0.80C c 11.52ʃ0.65C b
P 7514.32ʃ1.26B a
11.57ʃ0.36B b 12.88ʃ0.30B C a b P 15015.15ʃ0.93A B a 12.86ʃ0.58B b 14.32ʃ1.04B a b P 40017.62ʃ1.73A a 16.15ʃ1.08A b 17.59ʃ2.20A a b 吐
絮期
P 0
9.47ʃ0.84B a
7.66ʃ0.60C a b
8.32ʃ0.85C b P 7510.72ʃ0.32B a 9.03ʃ0.45B C b
10.27ʃ1.05B C a b P 15011.40ʃ0.75B a b 10.40ʃ0.53B b
12.22ʃ1.13B a P 400
15.76ʃ1.98A a
15.48ʃ1.44A a
15.36ʃ1.35A a
注:同列数据后不同大写字母表示不同磷水平间差异显著(P <0.
05),同行数据后不同小写字母表示不同品种间差异显著(P <0.
05),下同㊂4
93
第6期
刘美娟,等:施磷量对棉田土壤基础肥力的影响
质含量较X L Z 50分别增加了9.12%~37.70%(P
<0.05),X L Z 13的土壤有机质含量较X L Z 50在P 0水平增加了21.33%(P <0.05),在P 75㊁P 150㊁P 400
水平增加了8.96%~17.76%(P >0.05)
;吐絮期X L Z 57的土壤有机质含量较X L Z 50在P 75水平增
加了16.67%(P <0.05),在P 0㊁P 150㊁P 400水平增加了1.79%~23.69%(P >0.05),X L Z 13土壤有机质含量较X L Z 50在P 150水平增加了17.47%(P
<0.05),在P 0㊁P 75㊁P 400水平增加了8.71%~13.69%(P >0.05)㊂2.2 施磷量对棉田土壤碱解氮的影响
由表2知,施用磷肥可显著增加棉花各生育期的土壤碱解氮含量,P 150水平碱解氮含量达到最高;与P 0水平比,在苗期,P 75㊁P 150㊁P 400水平土壤碱解氮分别增加了21.16%~54.76%(P <0.05)㊁65.14%~103.08%(P <0.05)㊁44.23%~68.35%(P <0.05);在花蕾期,P 75㊁P 150㊁P 400水平土壤碱解氮分别增加了22.50%~72.13%(P <0.05)㊁56.87%~93.24%(P <0.05)㊁40.59%~
65.47%(P <0.05);在花铃期,P 75㊁P 150㊁P 400水平土壤碱解氮分别增加了38.07%~62.49%(P <
0.05)㊁80.08%~116.82%(P <0.05)㊁45.84%~71.14%(P <0.05);在吐絮期,P 75㊁P 150㊁P 400水平土壤碱解氮分别增加了67.61%~83.20%(P <
0.05)㊁116.82%~133.69%(P <0.05)㊁25.26%~65.98%(P <0.05)㊂相同供磷水平下,苗期X L Z 57的土壤碱解氮含量较X L Z 50在P 0㊁P 400水平增加了4.53%(P >0.05)㊁20.43%(P >0.05),在P 75㊁P 150水平增加了33.51%(P <0.05)㊁28.55%(P <0.05),X L Z 13土壤碱解氮含量较X L Z 50增加了0.85%~24.63%(P >0.05);花蕾期X L Z 57的土壤碱解氮含量较X L Z 50在P 75㊁P 150水平增加了27.71%(P
<0.05)㊁10.62%(P <0.05),在P 0㊁P 400水平增加了17.97%㊁11.86%,X L Z 13土壤碱解氮含量较
X L Z 50增加了-9.26%~17.78%(P >0.05)
;花铃期X L Z 57和X L Z 50的土壤碱解氮含量较X L Z 13
增加了-4.93%~14.02%(P >0.05)㊁-0.99%~
1.82%(P >0.05);吐絮期X L Z 57土壤碱解氮含量较X L Z 50在P 75㊁P 150水平增加了39.10%(P <
0.05)㊁41.09%(P <0.05),在P 0㊁P 400水平增加了30.90%(P >0.05)㊁18.82%(P >0.05),X L Z 13土壤碱解氮含量较X L Z 50在P 75水平增加了18.79%(P >0.05),在P 0㊁P 150㊁P 400水平增加了22.19%
~46.97%(P <0.05)
㊂花铃期与吐絮期土壤碱解氮存在显著磷水平ˑ基因型交互作用(P <0.05
)㊂表2 棉花品种和施磷水平对土壤碱解氮含量的影响
T a b l e 2 E f f e c t s o f c o t t o nv a r i e t i e s a n d p h o s p h o r u s a p p l i c a t i o n l e v e l s o n s o i l a l k a l i n e h y d r o l y t i c n i t r o g e n c o n t e n t 生育期
施磷水平X L Z 57
X L Z 50
X L Z 13
苗
期
P 0
10.32ʃ1.00C a 9.87ʃ0.67D a
10.09ʃ1.62C a
P 7515.97ʃ2.48B a 11.96ʃ0.76C b 14.91ʃ1.52B a b P 15020.96ʃ2.43A a 16.30ʃ0.63A b 18.68ʃ1.52A a b
P 40017.37ʃ2.31A B a 14.43ʃ0.69B a
14.55ʃ0.95B a 花
蕾期
P 0
11.39ʃ1.34C a
10.64ʃ1.34B a
9.65ʃ0.99B a
P 7519.61ʃ1.50A B a 13.03ʃ1.33A B b 15.35ʃ2.72A b P 15020.64ʃ1.29A a 16.69ʃ0.27A b 18.66ʃ1.53A a b P 40017.87ʃ0.88B a
14.96ʃ3.46A a
15.98ʃ2.38A a 花
铃期
P 0
10.58ʃ0.56D a 11.18ʃ1.70C a 10.96ʃ1.29C a
P 7514.61ʃ0.70C b 18.17ʃ0.81A B a 15.37ʃ2.83B a b P 15022.95ʃ2.73A a 20.14ʃ1.33A a 20.12ʃ1.66A a P 40018.11ʃ1.35B a 16.31ʃ1.53B a 18.11ʃ0.97A B a 吐
絮期
P 0
9.69ʃ0.42D a 7.40ʃ0.53C a
9.04ʃ0.73C b P 7517.75ʃ1.69B a 12.76ʃ2.27B b 15.16ʃ2.09B a b P 15022.64ʃ0.43A a
16.05ʃ1.64A b
20.15ʃ2.50A a P 400
12.13ʃ0.87C a b
10.21ʃ0.69B C b
15.01ʃ2.63B a
2.3 施磷水平对棉田土壤速效磷的影响
由表3知,施用磷肥可显著增加棉花生育期土壤速效磷含量;在苗期,与P 0水平比,P 75水平
X L Z 57㊁X L Z 50㊁X L Z 13的土壤速效磷分别增加了
5
93
新 疆 农 业 大 学 学 报2019年
51.57%(P >0.05)㊁142.90%(P <0.05)
㊁176.02%(P <0.05),P 150㊁P 400水平土壤速效磷分别增加了99.25%~230.12%(P <0.05)
㊁176.25%~408.31%(P <0.05);在花蕾期,与P 0水平比,P 75水平X L Z 57㊁X L Z 50㊁X L Z 13的土壤速
效磷分别增加了15.51%(P >0.05)㊁14.53%(P >
0.05)㊁18.88%(P <0.05),P 150㊁P 400水平土壤速效磷分别增加了36.58%~55.81%(P <0.05)
㊁85.42%~111.48%(P <0.05);在花铃期期,与P 0
水平比,P 75水平X L Z 57㊁X L Z 50㊁X L Z 13的土壤速效磷分别增加了23.33%(P >0.05)㊁23.77%(P <
0.05)㊁25.12%(P <0.05),P 150㊁P 400水平土壤速效磷分别增加了48.15%~61.01%(P <0.05)
㊁42.96%~50.13%(P <0.05);吐絮期P 75㊁P 150㊁
P 400时土壤速效磷水平分别增加了25.75%~33.06%㊁51.82%~62.27%㊁51.21%~57.84%㊂表3 棉花品种和施磷水平对土壤速效磷含量的影响
T a b l e 3 E f f e c t s o f c o t t o nv a r i e t i e s a n d p h o s p h o r u s a p p l i c a t i o n l e v e l s o n t h e c o n t e n t o f a v a i l a b l e p h o s p h o r u s i n s o i l 生育期
施磷水平X L Z 57
X L Z 50
X L Z 13
苗
期
P 0
8.05ʃ1.08C a
2.59ʃ0.21B b
4.03ʃ0.61C b
P 7512.20ʃ0.75B C a 6.29ʃ0.70A b 11.11ʃ0.90B a
P 15016.04ʃ1.49B a 8.28ʃ2.52A c
13.28ʃ1.41B b
P 40022.24ʃ5.13A a
13.15ʃ1.17A b 17.46ʃ2.71A a b 花
蕾期
P 0
15.28ʃ0.99C a 13.81ʃ1.85C a 10.84ʃ1.18D b P 75
17.65ʃ1.65C a 15.82ʃ1.52C a 12.89ʃ0.65C b P 15020.87ʃ1.09B a 21.52ʃ2.01B a 16.10ʃ0.28B b
P 40028.33ʃ1.85A a 26.11ʃ1.99A a b
22.93ʃ1.00A b 花
铃期
P 0
12.85ʃ1.02B a 12.00ʃ1.34D a 10.89ʃ0.69C a P 7515.84ʃ0.91B a
14.85ʃ1.00C a b 13.63ʃ0.53B b
P 15020.69ʃ2.44A a 17.77ʃ1.26B a 17.35ʃ1.59A a P 40023.79ʃ2.21A a 21.23ʃ1.05A a b 19.69ʃ1.32A b
吐
絮期
P 0
9.31ʃ0.67D a
8.44ʃ0.81D a
6.67ʃ1.00C b P 7511.70ʃ1.02C a 10.84ʃ0.70C a 8.88ʃ1.10B b
P 15014.80ʃ0.88B a 13.70ʃ0.29B a
10.13ʃ0.79B b
P 400
18.19ʃ1.43A a 17.11ʃ0.63A a
13.43ʃ1.00A b
相同供磷水平下,苗期X L Z 57的土壤速效磷含
量较X L Z 50增加了69.13%~211.21%(P <
0.05),X L Z 13土壤速效磷含量较X L Z 50在P 0㊁P 400水平增加了5.56%(P >0.05)㊁3.28%(P >0.05),在P 75㊁P 150水平增加了7.68%(P <0.05)㊁6.05%(P <0.05);花蕾期X L Z 57的土壤速效磷含量较X L Z 13增加了23.53%~40.89%(P <
0.05),X L Z 50土壤速效磷含量较X L Z 13在P 0㊁
P 75㊁P 150水平增加了22.73%~33.65%(P <0.05),在P 400水平增加了13.85%(P >0.05);花铃期X L Z 57和X L Z 50的土壤速效磷含量较X L Z 13
增加了16.23%~20.84%(P >0.05)㊁2.45%~
10.12%(P >0.05);吐絮期X L Z 57和X L Z 50的土
壤速效磷含量较X L Z 13增加了31.77%~
46.04%(P <0.05)㊁22.06%~35.22%(P <0.05
)㊂2.4 施磷量对棉田土壤速效钾的影响
由表4知,除苗期X L Z 13在P 75水平下较P 0
水平土壤速效钾增加了10.09%(P <0.05)
,其他时期土壤速效钾在不同磷水平间均无显著差异(P >0.05
)㊂相同供磷水平下,苗期X L Z 57和X L Z 13的土
壤速效钾含量较X L Z 50增加了10.74%~
16.08%(P <0.05)㊁6.65%~18.82%(P <0.05);花蕾期X L Z 57土壤速效钾含量较X L Z 50增加了
12.12%~15.84%(P <0.05),X L Z 13土壤速效钾含量在P 0㊁P 75㊁P 150水平较X L Z 50增加了10.86%~
11.61%(P <0.05),在P 400水平增加了3.77%(P
>0.05);花铃期X L Z 57和X L Z 13的土壤速效钾含量较X L Z 50增加了8.57%~13.31%(P <0.05)
㊁5.25%~9.89%(P <0.05);吐絮期X L Z 57的土壤速效钾含量较X L Z 50增加了6.64%~7.03%(P <0.05),X L Z 13的土壤速效钾含量在P 75水平较
X L Z 50增加了1.89%(P >0.05),在P 0㊁P 150㊁
P 400水平增加了3.76%~6.38%(P <0.05
)㊂6
93
第6期
刘美娟,等:施磷量对棉田土壤基础肥力的影响表4 棉花品种和施磷水平对土壤速效钾含量的影响
T a b l e 4 E f f e c t s o f c o t t o nv a r i e t i e s a n d p h o s p h o r u s a p p
l i c a t i o n l e v e l s o n s o i l a v a i l a b l e p o t a s s i u mc o n t e n t 生育期
施磷水平X L Z 57
X L Z 50
X L Z 13
苗
期
P 0
736.61ʃ13.45A a 634.59ʃ10.03A c 698.14ʃ10.27B b P 75716.33ʃ4.15B b 646.84ʃ20.24A c 768.59ʃ8.12A a P 150728.54ʃ13.02A a 646.73ʃ17.33A b 699.46ʃ20.66B a P 400727.28ʃ1.82A B a
653.46ʃ13.42A b 696.91ʃ23.96B a
花
蕾期
P 0
703.05ʃ3.29A a 606.94ʃ11.04A c 677.43ʃ16.83A b P 75
692.72ʃ4.60B a 613.22ʃ10.16A b 679.82ʃ19.26A a P 150695.10ʃ6.57A a 606.72ʃ8.70A c 672.80ʃ14.04A b P 400701.53ʃ1.89A a
625.67ʃ17.88A b
649.25ʃ32.00A b 花
铃期
P 0
681.30ʃ10.07A a 613.10ʃ4.47A B b 669.37ʃ9.26A B a P 75674.97ʃ8.22A a 621.70ʃ7.07A b 682.20ʃ4.69A a P 150685.78ʃ4.25A a 605.24ʃ2.89B c 665.12ʃ13.95A B b P 400681.14ʃ5.71A a 617.74ʃ6.03A c
650.16ʃ15.51B b 吐
絮期
P 0
664.71ʃ9.32A a 623.30ʃ6.88A B c 646.75ʃ10.38A B b P 75672.36ʃ11.15A a 628.18ʃ8.78A B b
640.03ʃ12.82B b P 150675.51ʃ11.68A a 631.91ʃ9.42A b 672.20ʃ8.40A a P 400
656.22ʃ7.37A a
613.19ʃ3.69B b
644.83ʃ16.73A B a
3 讨论
3.1 施磷量对土壤有机质的影响
土壤肥力的高低在很大程度上取决于土壤有机质,有机质具有胶体特性,能吸附土壤中的阳离子,
使土壤具有保水保肥的能力和缓冲性能[
28
]㊂本研究表明,施用磷肥可增加各土层土壤有机质含量,施磷400k g /h m 2水平有机质含量达到最高,施磷75㊁150k g /h m 2次之,但均高于0k g
/h m 2水平,柳欣茹[29]
研究表明,施磷量80k g /h m 2和40k g /h m 2的土壤有机质高于不施磷7.5%和10.9%;施磷过高或过低均抑制根系的生长代谢,导致了根系对养分的吸收量减少,降低了养分的利用效率㊁抑制根系
分泌[30],与本研究结果趋势一致㊂而程艳丽[28]
㊁张玉兰[31]
等的研究发现,施肥土壤的有机质含量低于
不施肥处理,出现这种现象的原因,可能是由于施肥能够影响土壤微生物的数量和活性,进而加快有机质的消耗㊂在相同低磷水平下,不同棉花品种,通过
改变其根系形态特征[13
],影响作物与土壤养分的交
换而满足其生长发育的需求,表现出品种差异㊂本研究发现,相同供磷水平下, 新陆早57号 和 新陆早13号 的土壤有机质含量均高于 新陆早50号
,说明土壤有机质提升受作物基因型调节,平亚琴[
11]
的研究结果也证明了这一点,即种植不同基因型的油菜,有机质含量出现了芥菜型高于白菜型㊁甘蓝型的趋势㊂
3.2 施磷量对土壤碱解氮的影响
增加土壤中的氮素含量是提高土壤肥力的重要举措㊂有研究发现,低磷肥胁迫会降低作物对氮的
吸收量[32
],当施磷量为150k g
/h m 2时,棉花总吸氮量达到了最大值,而施磷量超过150k g
/h m 2时,氮的吸收量下降7.28%[3
3]
;随施磷量的增加,玉米植株氮含量也呈现先增加后降低的趋势,施磷量为
90k g /h m 2时达到峰值,玉米籽粒中54.5%~60.6%氮通过根系吸收㊁营养器官养分的再转移积累[
34]
,其基础均来源于土壤中氮的含量㊂本试验结果表
明,施用磷肥可显著增加各生育期土壤碱解氮含量,
150k g
/h m 2时碱解氮含量达到最高,75㊁400k g
/h m 2水平次之,施磷肥处理土壤中的碱解氮约增加了39.77%~126.43%,
王改兰[35]
研究发现,与对照相比,施加磷肥土壤中碱解氮增加了38.7%,随着施磷量的增加,促使更多的土壤氮参与了棉花植株氮含量的转运与合成量,这与本试验施加磷肥可增加土壤碱解氮的趋势基本一致,但增加量不同,可能是由土壤酸碱性不同而引起的㊂研究发现,作
物根系活性与作物吸氮能力呈负相关[36
],作物根系对养分的吸收特性因基因型不同而有差异[
37]
㊂本研究结果表明,在相同供磷水平下, 新陆早57号 的土壤碱解氮含量均高于 新陆早50号
和 新陆早13号
㊂前人研究发现,在高肥力土壤种植花生,花生氮积累量有显著的基因型差异[38
];小麦与玉米的
氮肥利用率及产量在基因型间存在显著差异[39]
,本
7
93
新疆农业大学学报2019年
试验结果与此一致㊂
3.3施磷量对土壤速效磷的影响
磷参与植物的生长发育㊁开花结实,是植物生长所必需的元素[40]㊂缺磷情况下,作物一般通过根系活动达到对土壤中磷的高利用率[13]㊂低磷㊁过量施磷,会引起土壤中各种营养元素比例失调,反而不利于根系生长,也影响了植株的生长[41]㊂本试验结果表明,棉花各生育期土壤速效磷含量随着施磷量的增加而增加,其中,施磷400k g/h m2时速效磷含量达到最高,150k g/h m2次之,施磷75k g/h m2对土壤中速效磷含量的影响相对较弱,施磷使土壤中的速效磷增加了16.39%~276.02%㊂陈修斌[42]研究发现,施磷肥可以显著增加耕层土壤有效磷的含量,在灌漠土施磷800k g/h m2,土壤有效磷含量高于不施磷87.1%,与本试验结果趋势基本一致㊂研究还发现,不同品种的作物对不同施磷量响应不同,在低磷胁迫下,不同基因型作物的根系参数,如根长㊁根表面积㊁根体积的增加有不同表现,有较优根系参数的作物,通过扩大根系与土壤接触面积㊁促进土壤酸性磷酸酶活性的增加以降低土壤酸碱度等方面来活化汲取土壤中的磷[43,44]㊂本研究发现,在相同供磷水平下, 新陆早57号 和 新陆早50号 的土壤速效磷含量均高于 新陆早13号 ㊂罗佳[13]研究发现, 新陆早50号 基因型棉花整层根系总参数在各施磷水平下均大于 新陆早13号 ,与本研究结果一致㊂吴凡[45]研究表明,在大豆生育期内,土壤速效磷的含量存在显著基因型差异,不同基因型的烟草㊁小麦对土壤速效磷的活化量㊁吸磷能力均有显著差异[46],与本试验结果一致㊂
3.4施磷量对土壤速效钾的影响
詹其厚[47]研究表明,单施化肥对增加土壤速效钾含量作用最小,与本试验结论相同㊂其原因可能是土壤受母质的影响,土壤中速效钾含量富足,施肥对土壤速效钾的影响很小㊂在相同供磷水平下, 新陆早57号 和 新陆早13号 的土壤速效钾含量均高于 新陆早50号 ㊂不同基因型棉花对土壤中钾的活化能力不同[48],贾彦博[49]在相同施肥量条件下,不同基因型的水稻表现出对土壤速效钾不同的亏缺程度,说明不同基因型作物对土壤养分的吸收量及敏感程度有差异㊂
4结论
膜下滴灌条件下施磷量对棉田土壤基础肥力的影响表明,施磷可显著提高棉花各生育期土壤速效磷㊁有机质和碱解氮的含量,而对土壤速效钾无明显影响㊂其中施磷量400k g/h m2水平土壤速效磷㊁有机质的含量高于施磷量75㊁150k g/h m2水平;而施磷量为150k g/h m2土壤碱解氮含量高于75㊁400k g/h m2水平;适当提高施磷量有利于提高土壤基础肥力㊂
相同供磷水平下, 新陆早57号 和 新陆早50号 的土壤速效磷含量在各生育期均显著高于 新陆早13号 , 新陆早57号 和 新陆早13号 的土壤有机质㊁碱解氮和速效钾含量在各生育期均显著高于 新陆早50号 ㊂
除土壤速效钾外,不同施磷水平对棉田土壤基础肥力的影响显著,150k g/h m2施磷水平棉花各生育期各土层的土壤碱解氮最高,400k g/h m2施磷水平棉花各生育期各土层的土壤速效磷和有机质最高㊂在试验地种植 新陆早57号 施用磷肥150k g/h m2可活化提高土壤肥力,从而提高磷肥利用效率㊂
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