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长期不同施肥制度下红壤旱地团聚体特性及其无机磷分级研究

作　者: 姜灿烂
导　师: 李辉信；何园球
学　校: 南京农业大学
专　业: 土壤学
关键词: 红壤旱地长期施肥土壤团聚体土壤养分无机磷分级
分类号: S158
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

在我国红壤地区由于特殊的成土过程导致了植物养分磷较为匮乏,且成为该地区农业生产的主要限制因子之一。土壤团聚体是土壤的重要组成部分,既是物理结构的物质基础,又是植物营养元素的载体。施肥制度是改善土壤养分状况的有效措施,也间接地影响土壤团聚体的变化趋势。因此,研究长期施肥制度下土壤团聚体特性与无机磷在团聚体上分布,对理解土壤结构的变化和磷有效性的提高具有重要意义。本文利用中国科学院红壤生态试验站的18a长期定位试验展开下列研究：1)长期施用无机肥对红壤旱地养分和结构的影响；2)长期施用不同有机肥红壤旱地团聚体结构及其稳定性；3)长期不同施肥处理下红壤旱地团聚体内磷素分布及其形态特征。结果表明：不同施肥制度下旱地红壤养分及结构的研究表明,施用各种无机肥,除全钾含量外,土壤中其它养分全量与有效态含量均较土壤初始值有一定程度的上升。所有无机肥处理土壤有机质含量较土壤初始值增加了4.6-6.6 g kg-1。与有机肥、无机肥配施处理比较,单施无机肥土壤>0.25mm水稳性大团聚体含量显著减少,团聚体破坏率提高了9.38%-16.56%,平均重量直径减少了0.15-0.18 mm。长期单施无机肥,不同处理花生荚果产量为：氮磷钾处理>氮磷钾钙处理>磷钾处理>氮磷处理>氮钾处理,各处理间差异显著,并以长期缺施磷肥对花生荚果产量影响最大。长期施用无机肥可以提高土壤养分含量从而有效地提高花生荚果产量,但是其对土壤结构造成的破坏也影响了花生产量的提高。不同施肥制度下团聚体结构及稳定性的研究表明,与对照相比,各有机-无机配施处理均可不同程度地降低土壤容重并提高其孔隙度；增施有机肥后,土壤中>5 mm机械稳定性大团聚体增幅达2%-42%；各处理中>0.25 mm水稳性团聚体百分含量为：厩肥>稻草>绿肥>还田>对照；各有机肥处理中土壤有机质、无定形氧化铁和无定形氧化铝含量较单施化肥处理分别增加了9%-54%、8.5%-21.7%和10.9%-26.8%；>0.25mm水稳性团聚体含量与土壤有机质含量成极显著正相关p<0.01),土壤团聚体破坏率与土壤有机质含量成极显著负相关(p<0.01)。在单施化肥的基础上有机肥的施入不仅有利于红壤旱地土壤大团聚体的形成,还有利于改善土壤团聚体结构及其稳定性。不同施肥制度下红壤团聚体内无机磷分布特性的研究表明,长期施用厩肥和NPKCa肥有利于土壤全磷含量的提高。NK、NPK、绿肥处理土壤各粒级团聚体全磷均有所下降。长期施用磷肥均能显著提高土壤各团聚体粒级中有效磷含量。厩肥和NPKCa处理的>1mm团聚体中总无机磷含量分布高于<1 mm团聚体。与NPK和NPKCa处理相比,配施绿肥土壤中的无机磷总量下降。长年不施磷肥土壤中仍有部分无机磷存在,且占全磷含量的65%-96%。各种无机磷含量,均是厩肥处理显著高于其它处理,且数值上分布均为：厩肥>NPKCa>NPK>绿肥>NK。NPK、NPKCa、绿肥处理处理各无机磷分布均为：O-P>Fe-P>Al-P>Ca-P,厩肥处理Fe-P含量高于O-P,Ca-P含量在厩肥处理中依然很低。缺施磷肥的NK处理,土壤无机磷总量较低且大部分为难以被植株利用的O-P形态,而易被作物吸收利用的Al-P含量非常低。在富铁环境中,有机酸的增加有利于Al-P向Fe-P转化,绿肥处理Al-P含量显著低于Fe-P。NPK与绿肥处理中同形态无机磷在不同大小团聚体中的分布差异不显著。缺施磷肥或是增施钙肥均能导致土壤中Al-P与O-P在不同团聚体中的分布不均,对Fe-P、Ca-P影响不大。厩肥处理O-P、Ca-P在不同大小团聚体中的分布差异不显著,Al-P与Fe-P含量分布为粒级越小含量越少的趋势。长期施用不同有机肥或无机肥,土壤全磷与有效磷水平以及无机磷分布在不同处理和不同粒级团聚体间存在不同差异,设计施肥时应充分考虑。

全文目录

摘要  6-8
ABSTRACT  8-11
前言  11-13
第一章文献综述  13-25
  1.1 长期定位肥料试验发展现状  13-14
    1.1.1 国外长期定位肥料试验历史  13
    1.1.2 国内长期定位肥料试验的背景及发展  13-14
  1.2 土壤团聚体  14-19
    1.2.1 土壤团聚体形成机制  15
    1.2.2 团聚体稳定机制  15-18
      1.2.2.1 胶结物质的影响  15
      1.2.2.2 无机胶结物质  15-16
      1.2.2.3 有机胶结物质  16
      1.2.2.4 土壤生物作用  16-17
      1.2.2.5 人类活动的影响  17
      1.2.2.6 土地利用变化的影响  17-18
    1.2.3 团聚体研究方法  18-19
      1.2.3.1 湿筛法和干筛法  18
      1.2.3.2 水滴法  18
      1.2.3.3 微形态法  18-19
  1.3 土壤无机磷  19-25
    1.3.1 土壤中无机磷形态  19-20
    1.3.2 土壤中无机磷有效性  20-21
    1.3.3 土壤无机磷分级发展现状  21-22
    1.3.4 提高土壤中无机磷有效性的途径  22-25
      1.3.4.1 调节土壤pH和Eh  22
      1.3.4.2 施用有机物料  22-23
      1.3.4.3 合理的耕作方式  23-25
第二章长期施用无机肥对红壤旱地养分和结构的影响  25-37
  2.1 材料与方法  25-28
    2.1.1 实验区概况  25-26
    2.1.2 样品采集与制备  26-27
    2.1.3 团聚体分级  27
    2.1.4 项目测定方法  27-28
    2.1.5 数据处理  28
  2.2 结果与分析  28-34
    2.2.1 长期施用无机肥对土壤养分的影响  28-29
    2.2.2 长期施用无机肥对土壤结构和土壤团聚体的影响  29-32
      2.2.2.1 长期施用无机肥对土壤有机质、无定形氧化铁铝含量的影响  29-30
      2.2.2.2 长期施用无机肥对土壤团聚体分布特性与土壤结构稳定性的影响  30-32
    2.2.3 长期施用无机肥对花生荚果产量的影响  32-34
  2.3 讨论  34-37
第三章长期施用有机肥对红壤旱地团聚体结构与稳定性的影响  37-45
  3.1 材料与方法  37-39
    3.1.1 试验地概况  37-38
    3.1.2 样品采集与制备  38
    3.1.3 团聚体分组  38
    3.1.4 项目测定方法  38-39
    3.1.5 数据分析  39
  3.2 结果与讨论  39-44
    3.2.1 长期施用有机肥对红壤旱地团聚体结构的影响  39-41
      3.2.1.1 长期施用有机肥对机械稳定性团聚体的影响  39-40
      3.2.1.2 长期施用有机肥对水稳定性团聚体的影响  40
      3.2.1.3 长期施用有机肥对土壤容重和孔隙度的影响  40-41
    3.2.2 长期施用有机肥对红壤旱地团聚体稳定性的影响  41-44
      3.2.2.1 长期施用有机肥对团聚体有机胶结物质的影响  41-43
      3.2.2.2 长期施用有机肥对团聚体无机胶结物质的影响  43
      3.2.2.3 长期施用有机肥红壤旱地团聚体结构与稳定性关系  43-44
  3.3 结论  44-45
第四章长期不同施肥制度下红壤旱地团聚体内无机磷分布特性  45-55
  4.1 材料与方法  45-46
    4.1.1 实验区概况  45
    4.1.2 样品采集与制备  45
    4.1.3 项目测定方法  45-46
    4.1.4 数据处理  46
  4.2 结果与讨论  46-53
    4.2.1 长期不同施肥制度下土壤团聚体内全磷分布特征  46-47
    4.2.2 长期不同施肥制度下土壤团聚体内有效磷分布特征  47-48
    4.2.3 长期不同施肥制度下土壤团聚体内无机磷总量及其分布特征  48-53
      4.2.3.1 长期不同施肥制度下土壤团聚体内无机磷总量特征  48-49
      4.2.3.2 长期不同施肥制度下土壤团聚体内无机磷分布特征  49-53
  4.3 结论  53-55
第五章全文结论和展望  55-57
  5.1 结论  55
  5.2 本研究创新点  55
  5.3 存在的问题  55-56
  5.4 研究展望  56-57
参考文献  57-65
致谢  65-67
攻读学位期间发表的学术论文目录  67

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