草地植物与土壤磷库对施肥和围封的响应
作者单位：西南大学
学位级别：硕士
导师姓名：郭彦军
授予年度：2016年
学科分类：09[农学] 0903[农学-农业资源与环境]
摘 要：土壤磷素是植物生长发育所必需的大量营养元素之一,在植物生理代谢过程中起着重要作用。内蒙古天然草原土壤普遍缺磷,特别是退化草地情况更为严重,制约着草地植物的生长和畜牧业的可持续发展。目前,围栏封育和草地施肥是提高退化草地生产力的主要方法,但是有关这两种改良方法下土壤各磷素组分变化规律方面的报道较少。因此,本论文开展了施肥和围栏封育两个试验,研究土壤各磷素组分对两个草地改良方法的响应变化。试验一,选择内蒙古退化典型草原,于2014年6月围栏,分别于2014年7月和2015年6月施肥。肥料选择磷肥（过磷酸钙）和有机肥（腐熟的羊粪）,其中磷肥设置3个水平:187.5 kg/hm2、375 kg/hm2和562.5 kg/hm2;有机肥（羊粪）设置2个水平:4000 kg/hm2,8000 kg/hm2;另设不施肥的空白处理,共计6个处理水平,从草地植物磷含量、地上、地下生物量、土壤各磷组分、土壤磷酸酶活性等方面探讨施肥对草地生产力和土壤磷库的影响。试验二,选择退化典型草原和与其相邻的长期围栏封育样地,分析了围栏封育和自由放牧下3种优势植物（羊草、针茅和糙隐子草）根际/非根际土壤磷素特征,探讨围封措施对根际磷库的影响。试验的初步结果如下:1.草地施用磷肥和有机肥后,土壤各无机磷组分（Ca2-P、Ca8-P、Al-P、Fe-P、O-P和Ca10-P）均不同程度地增加,且随施肥量的增加而增加,其中施用无机磷肥对无机磷组分的影响大于施用有机肥;施肥一个月后,Ca2-P、Ca8-P、Al-P和Fe-P含量增加明显,之后出现回落;施肥后O-P、Ca10-P含量则一直处于增加状态。草地施用磷肥和有机肥后,土壤各有机磷组分均不同程度地增加,短期内以活性有机磷增加较为明显,长期内以高稳性有机磷、中稳性有机磷增加的较为明显,中等活性有机磷增加较为微弱;施用有机肥对各有机磷组分的影响大于施用无机磷肥。2.草地施用磷肥和有机肥后,土壤有效磷和全磷含量均不同程度地增加,且随施肥量的增加而增加。施用无机磷肥对有效磷和全磷的影响大于施用有机肥。相关性分析表明,各磷组分中以Ca2-P与有效磷的相关性最高,以O-P、Ca10-P与全磷相关性最高,均达到了极显著相关。3.整体而言,0-10 cm土层的各磷组分、有效磷、全磷含量均高于10-20 cm土层的,施肥对0-10 cm土层磷库的影响大于10-20 cm土层的。施肥两年后,10-20 cm土层的磷库总量也得到一定积累。4.施肥两年后,各施肥处理均不同程度地提高了土壤3种磷酸酶活性（高无机磷肥水平下磷酸酶活性增加微弱,个别的甚至下降）,其中以酸性磷酸酶最为明显,但各施肥处理间均未达到显著差异。磷肥和有机肥之间对土壤磷酸酶活性的提高也无明显的差异。土壤磷酸酶活性也与土层有关,0-10 cm土层的酸性和中性磷酸酶活性高于10-20 cm土层的,而碱性磷酸酶则相反。5.在施肥的两年期间,各施肥处理对地上生物量、地下生物量和根冠比的影响均不显著（P0.05）。磷肥处理下的地下生物量的增加量高于有机肥,地上生物量的增加量则较小。施肥可增大草地植物根冠比。施肥可显著增加草地植物磷含量,随施肥量的增加植物磷含量也相应增加。处于生长后期的草地植物磷含量低于生长旺期。6.对围封和放牧草地植物根际、非根际间土壤磷组分特征的研究结果显示:围栏封育对土壤pH、水溶性磷和磷酸酶有显著影响,而对各磷组分的影响未达到显著水平（Al-P除外）。羊草、针茅、隐子草根际土壤pH值均低于非根际土壤;整体上根际土壤水溶性磷、Ca2-P、Ca8-P、Al-P、Fe-P和Ca10-P含量均高于非根际土壤,根际土壤O-P含量低于非根际土壤;根际土壤4种有机磷形态均高于非根际土壤,但均未达到显著差异（P0.05）;根际、非根际土壤各磷组分中,无机磷组分含量依次为O-P≈Ca10-PFe-PAl-PCa8-PCa2-P;有机磷组分含量依次为中等活性有机磷中稳性有机磷高稳性有机磷活性有机磷。7.施肥和围栏封育都是改良退化草地的有效措施。相对于围栏封育,施肥对退化草地土壤磷库的改善效果更加快速、明显。今后采取围栏封育和施肥相结合的措施,能加快退化草地的治理和恢复。
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