不同施氮方式对玉米壤质草甸土土壤pH及全氮磷钾含量的影响.doc

不同施氮方式对玉米壤质草甸土土壤pH及全氮磷钾含量的影响.doc 不同施氮方式对玉米壤质草甸土土壤pH及全氮磷钾含量的影响 11111董环，刘慧颖，韩瑛祚，安景文，娄春荣 (1.辽宁省农业科学院环境资源与农村能源研究所, 辽宁 沈阳 110161 ) 摘要:本试验测定了越冬前后耕层土壤的pH值、全氮、全磷和全钾的变化，分析了氮素优化减量、秸秆还田和缓控释尿素的应用对耕层土壤pH值和全氮磷钾的变化趋势。结果显示:季节性冻融和冬季雨雪作用能够提高耕层土壤的pH值，降低耕层土壤的氮素含量，由于玉米根系泌钾和微生物矿化作用的双重作用，耕层土壤全钾含量有明显增加;秸秆还田能够提高氮磷钾的有效性和流动性，改善土壤供肥能力，促进玉米吸收养分;缓控释尿素能够持续降低耕层土壤的pH值，促进磷素的吸收。 关键词:pH;全氮;全磷;全钾;土壤 0引言 当前氮肥投入日益增多，氮素利用率低，造成经济和资源浪费，给人类生存环境也带来巨大风险。以往对土壤全氮磷钾的研究多以长期定位试验为主，分析不同年份间的全氮磷钾 [1]-[4]的变化趋势;或着重研究采用不同的施氮方式、施氮数量、施肥配比、管理措施、肥料 [5]种类等来提高氮素的利用率，关于季节性冻融对土壤pH值和土壤全氮的影响研究鲜见报道。本研究采用不同的施氮方式，通过分析对比不同方式下耕层土壤的pH值、全氮磷钾的变化趋势，探讨不同的施氮方式对耕层土壤pH值、全氮磷钾的影响机理。以期为农业生产中氮素的优化减量施用和新型肥料的推广应用提供理论依据。 1材料与方法 1.1试验地点 试验于2009年布置在辽宁凌海市农业技术推广中心科技示范场，位于凌海市新庄子镇曹家村。供试土壤为耕型壤质草甸土，2008年11月采取基础土样，耕层土壤化学性质描述如下 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 1: 表1 耕层土壤化学性质描述表 Table 1 Chemical properties of topsoil 全氮 全磷 全钾 有机质 风干 硝态氮 铵态氮 速磷 速钾 土壤层次 pH N(%) % % % 水份 (mg/kg) (mg/kg) (mg/kg) (mg/kg) 0-20cm 0.141 0.098 2.219 2.270 7.1 2.200 30.34 0.70 55.900 177 1.2试验设计 试验采用随机区组设计，共设5个处理，每个处理3次重复，每一个小区面积为30.8平方米。处理如下: 222(1)空白(CK) N 、PO、KO为0 kg/hm ，39.75 kg/hm，52.5 kg/hm 252222 (2)农民习惯施肥(FP) N、PO、KO为263.25 kg/hm ，39.75 kg/hm ，52.5 kg/hm252222 (3)优化施肥(OPT) N、PO、KO为210 kg/hm ，39.75 kg/hm ，52.5 kg/hm2522 (4)秸秆还田，化肥(OPTM) 秸秆全还田(504公斤/亩,7561 kg/hm)，化肥施用同处理,(5)缓控施肥(CRF) 包膜尿素，其它化肥施用量同处理,,播种时一次性施肥 处理2,3, 4 春季播种时施入氮肥总量1/3, 7月2日追施氮肥总量2/3。 基金项目:1. 2011年公益性行业(农业)科研专项经费项目“农业源温室气体监测与控制技术研究” 1201103039项目资助。2.国家科技支撑计划项目“旱地固碳增汇及氧化亚氮减排技术研究与示范” 2008BAD95B01 项目资助。 作者简介:董环(1979—)，男，辽宁本溪人，助理研究员，硕士在读，从事植物营养和环境资源方向研究。 2008年11月1日将玉米秸秆全部还田，2009年5月14日播种，同时施入磷钾肥作底肥，21日出苗，7月2日追肥。共取耕层土6次，分别为播种前(5月13日)、出苗期(5月23日)、拔节期(6月26日)、孕穗期(7月16日)、乳熟期(8月28日)和收获期 (10月10日)。 玉米品种选择当地农民认可的金城29。包膜尿素为山东金正大集团生产，含N35%。 1.3测定项目及方法 pH值:电位法。 全氮:开氏法。 全磷:氢氧化钠熔融、钼锑抗比色法。 全钾:氢氧化钠熔融、火焰光度法。 2结果与分析 2.1各处理耕层土壤pH的动态变化 8.4CKFPOPTOPTMCRF 8.2 8 7.8 7.6 7.4 7.2pH of top soil耕层土壤pH值7 6.8 6.6 6.4 2008-11-315月13日5月23日6月26日7月16日8月28日10月10日 采样时期 Simpling interval 图1 不同处理耕层土壤pH的动态变化 Fig.1 Dynamic of pH of topsoil with different treatment 土壤pH值是土壤的重要基本性质，它影响着土壤养分的有效性、存在形态，影响着土壤矿物质的转化及微生物的活动，从而影响植物的生长，是土壤肥力的评价因素之一。 从图1可以看出，由前一年收获期到后一年的播种期耕层土壤pH值极显著提高。这可能是由于冬季雨雪和季节性冻融影响水分形态、数量和分布，影响土壤微生物种群和数量， [6]破坏土壤团聚体机构，从而改变了土壤的pH值。以CK处理为例，在播种期和拔节期之后土壤的pH值都有所下降，降幅分别为2.45% 、2.94%。这可能是由于施入土壤中的酸性肥料和植物根系吸收土壤中养分，从而打破土壤溶液的酸碱度平衡而导致的。从拔节期到乳熟期土壤的pH值下降幅度较大，降幅为11.02%，因为此时期植物生长旺盛，根系从土壤中吸收营养元素的数量较多和速度较快，所以根系的吸收作用成为影响土壤pH值的主导因子。从乳熟期到收获期土壤的pH值有所升高，可能由于这段时间植株从土壤中吸收养分较少，土壤的自我调节能力和缓冲能力起了作用，使土壤pH值有所回升。CRF处理的土壤pH值始终处于下降趋势，是由于缓控释尿素缓慢释放，尿素进入土壤表现出的硝酸化使土壤pH值不断下降。 2.2各处理耕层土壤全氮的动态变化 从图2可以看出，由前一年收获期到后一年的播种期耕层土壤全氮含量极显著降低 -(P<0.01)。这可能是主要因为冬季雨雪使耕层土壤中的N素以NO的形式淋洗到下层土壤，3 其次因为季节性冻融及微生物活动使土壤中的N素以NH、NO、NO等形式进入大气。FP、32 OPT和OPTM处理都是在播种期到出苗期、拔节期到孕穗期出现全氮量增多情况，在出苗期到拔节期出现全氮量减少情况。这符合引入外源氮使土壤全氮增加，作物生长带走N素的规律。其中OPTM处理从前一年的收获期到后一年的孕穗期全氮量变化幅度较大，可能由于秸秆还田改变土壤的理化性质，增加土壤通气性，提高土壤保水性，改变土壤微生物种群和数量，使土壤硝化和反硝化反应活跃，养分释放数量多、迅速快。CRF处理从播种期到拔节期耕层土壤全氮变化不明显，从拔节期开始明显增加耕层土壤全氮含量，说明在这一阶段是包膜尿素释放的主要时期。在收获期CRF处理的耕层土壤全氮量最高，说明缓控释尿素有潜在的后效。 CKFPOPTOPTMCRF0.15 0.14 0.13 0.12 0.11 0.1 耕层土壤全氮 N%0.09 Total N of top soil0.08 0.07 2008-11-315月13日5月23日6月26日7月16日8月28日10月10日 采样时期 Simpling interval 图2 不同处理耕层土壤全氮的动态变化 Fig.2 Dynamic of total N of topsoil with different treatments 2.3各处理耕层土壤全磷的动态变化 从图3可以看出，由前一年收获期到后一年的播种期耕层土壤全磷含量略有降低，这是因为磷素的损失途径较少，只有少部分淋洗到土壤深层。从播种期到出苗期，土壤的全磷没有明显增多，增幅为3.7-11.11%。而底肥刚施入不久，那么就可能是因为磷元素在土壤中移动性差，短时间内并没有扩散到整个耕层土壤当中。从出苗期到拔节期，土壤全磷明显增加，增幅为20.22-26.66%。这一阶段尽管玉米的生长需肥量多，但耕层土壤全磷含量增加的主要原因可能是降水量增加、气温增高加速肥料中的磷在土壤扩散。从拔节期到孕穗期所有处理的耕层土壤全磷都迅速降低，降幅为22.32-28.7%。说明这一阶段是玉米的旺盛需磷和旺盛生长时期。从孕穗期到乳熟期，OPTM和CRF处理仍然有迅速下降的阶段，降幅分别为:11.56%，21.64%。一方面可能由于秸秆还田改善供肥能力和延长供肥时间，另一方面可能由于包膜尿素持续供应，促进了磷素的吸收。 CKFPOPTOPTMCFR0.12 0.1 0.08 0.06 0.04耕层土壤全磷 P%Total P of top soil0.02 0 2008-11-315月13日5月23日6月26日7月16日8月28日10月10日 采样时期 Simpling interval 图3 不同处理耕层土壤全磷的动态变化 Fig.3 Dynamic of total P of topsoil with different treatments 2.4各处理耕层土壤全钾的动态变化 CKFPOPTOPTMCRF2.15 2.1 2.05 2 1.95 1.9 1.85耕层土壤全钾 K%Total K of top soil1.8 1.75 1.7 2008-11-315月13日5月23日6月26日7月16日8月28日10月10日 采样时期 Simpling interval 图4 不同处理耕层土壤全钾的动态变化 Fig.4 Dynamic of total K of topsoil with different treatments 从图4可以看出，由前一年收获期到后一年的播种期耕层土壤全钾含量明显增加，这 +一方面因为收获期后，玉米基本停止生长，不需要吸收养分，根系反而可能分泌K到土壤中去;另一方面因为玉米根系经过一个微生物的矿化分解产生部分钾素。播种期到孕穗期所有处理的耕层土壤全钾含量都有不同程度的增加，说明在这一阶段植物吸收和土壤淋失的土壤钾素较少，主要表现为肥料中的钾素不断扩散的过程。其中跟其它处理相比OPTM和CRF处理从拔节期到孕穗期耕层土壤全钾仍有显著增加(P<0.05)，可能由于秸秆还田改善土壤理化性质，促进钾素释放和移动扩散，或可能因为包膜尿素缓慢释放移动过程中带动钾素的移动扩散。从孕穗期到收获期所有处理的耕层土壤全钾含量都迅速降低，是因为玉米籽实成熟期需钾量大、吸收迅速。其中OPTM处理的耕层土壤全钾降低的最多、最快，可能因为秸秆还田为植物根系生长发育、吸收养分提供了便利条件。 3结论 3.1季节性冻融能够极显著的提高耕层土壤pH值;玉米生长使耕层土壤的pH值持续下降;与其它处理相比包膜尿素肥料中的尿素缓慢释放明显的降低耕层土壤的pH值。 3.2季节性冻融及雨雪淋洗使耕层土壤的氮素含量极显著减少，秸秆还田能够促进土壤中氮素的硝化释放，增加氮素的有效性和流动性。 3.3在玉米根系泌钾和微生物矿化作用的双重作用下，从前一年的收获期到后一年的播种期耕层土壤全钾含量有明显增加。 3.4从孕穗期到乳熟期，与其它处理相比OPTM和CRF处理的耕层土壤全磷仍能迅速降低，一方面可能由于秸秆还田改善供肥能力和延长供肥时间，另一方面可能由于包膜尿素持续供应，促进磷素的吸收。 3.5从拔节期到孕穗期，与其它处理相比OPTM和CRF处理的耕层土壤全钾仍有显著提高， 可能由于秸秆还田改善土壤理化性质，促进钾素释放和移动扩散，或可能因为包膜尿素缓慢释放移动过程中带动钾素的移动扩散，机理还有研究。从孕穗期到收获期OPTM处理的耕层土壤全钾降低的最多、最快，应该是因为秸秆还田为植物根系生长发育、吸收养分提供了便利条件。 综上，季节性冻融和冬季雨雪作用能够提高耕层土壤的pH值，降低耕层土壤的氮素含量;秸秆还田能够提高氮磷钾的有效性和流动性，改善土壤供肥能力，促进玉米吸收养分;缓控释尿素能够持续降低耕层土壤的pH值，控制氮素缓慢释放，促进磷素的吸收，可能带动钾的移动扩散。 参考文献: [1]赵茜，闻轶等.不同施肥处理对茭白田土壤氮素变化动态的影响.科技通报.2010.26(1):109-114 [2]宇万太，朱先进等.不同施肥模式下土壤微量元素变化与转化特征.生态学杂志.2010，29(4):711-716 [3]高晓宁，韩晓日等.长期不同施肥处理对棕壤氮储量的影响.植物营养与肥料学报.2009，15(3):567-572 [4]隋跃宇，张兴义等.长期不同施肥 制度 关于办公室下班关闭电源制度矿山事故隐患举报和奖励制度制度下载人事管理制度doc盘点制度下载 对农田黑土有机质和氮素的影响。水土保持学报。2005，19(6):190-193 [5] 邵蕾，王丽霞等.控释肥类型及氮素水平对氮磷钾利用率的影响.水土保持学报.2009，23(4):170-175 [6] 王风，高尚宾等.冻融条件下土壤NO排放研究进展.生态环境学报.2009，18(5):1933-1937 2 [7] 梁斌，周建斌等.长期施肥对土壤微生物生物量碳、氮及矿质态氮含量动态变化的影响.植物营养与肥料学报.2010，16(2):321-326 [8] 李玲，孙彦坤等.黑龙江省黑土区不同施肥制度对土壤肥力影响分析.东北农业大学学报.2010，41(4):53-58 [9]邢素丽，韩宝文等.有机无机配施对土壤养分环境及小麦增产稳定性的影响.农业环境科学学报.2010，29(增刊) [10]高月亮，华珞等.氮肥利用及其提高利用率的途径与方法.首都师范大学学报.2006，27(4):57-61 [11]宇万太，马强等.不同施肥制度对作物产量及土壤磷钾肥力的影响.干旱地区农业研究.2010，28(3):123-128 Dynamics of Soil pH , Total N, Total P and Total K on Different Nitrogen Application in Loamy Meadow Soils of Corn Dong Huan, Liu Hui-ying, Han Ying-zuo, An Jing-wen, Lou Chun-rong (Liaoning Academy of Agricultural Sciences; Shenyang 110161; China) Abstract: This test measured the top soil pH, the total N, the total P and the total K before and after winter and analyzed the optimal reduction of nitrogen, the straw gentle application and the controlled release urea on Soil pH, total P and total K trends. The results showed: the role of seasonal freezing and thawing , rain and snow in winter can improve the top soil pH, lower +nitrogen content of top soil. Because of secreted K from root system and mineralization, total K of top soil increases. Straw can increase the effectiveness and mobility of P and K to improve the capacity of the soil for fertilizer, promote the absorption of nutrients of corn. Controlled release urea can continue to reduce the top soil pH, grow phosphorus absorption of corn. Key words: pH; Total N; Total P; Total K; Soil