不同施肥模式下轮作制度引起的土壤磷素有效性变化及其影响因素

[目的]探究不同轮作体系对土壤磷素有效性的影响,评估不同轮作体系土壤磷素活化潜力,为农田磷素高效利用提供科学依据.[方法]试验于2018—2020年在江苏省如皋市农业科学研究所开展,设置水稻-小麦(R-W)、水稻-油菜(R-O)、水稻-包菜(R-C)、水稻-闲田(R-F)4个轮作模式,每种轮作模式下设置3种施肥处理,分别为不施肥处理(CK)、不施磷处理(NK)、氮磷钾肥处理(NPK).通过分析旱季和稻季成熟期不同施肥条件下地上部作物吸磷量、土壤磷组分含量、土壤微生物量及碱性磷酸酶活性等,明确不同水旱轮作体系下土壤磷素平衡及有效性变化规律,并探究其主要影响因素.[结果]NK处理下土壤磷素的严重失衡导致不同轮作体系土壤有效磷的补充存在差异.在NK处理下,R-O轮作可以保持较高的磷素输出以及促进土壤有效磷的补充.具体表现为NK处理下旱季R-O轮作体系下土壤活性磷相对含量较其他轮作体系低5.7％—7.3％,土壤中等活性磷和稳定性磷相对含量分别较其他轮作体系高4.2％—6.4％和0.9％—1.9％.相比之下,NK处理下稻季土壤中等活性磷相对含量较其他轮作体系高0.5％—3.0％,活性磷和稳定性磷相对含量则分别较其他轮作体系低0—1.5％和0.2％—2.3％.NK处理下,R-O轮作土壤微生物量碳磷比在旱季和稻季均相对较小,且在稻季时显著低于R-W轮作.土壤微生物量氮磷比也具有类似的规律.R-O轮作土壤碱性磷酸酶在旱季和稻季均保持较高活性.路径分析模型表明,磷素携出量(-0.53)和碱性磷酸酶(-0.51)分别对旱季和稻季土壤有效磷含量的贡献最高.[结论]在土壤磷素相对亏缺时,水稻-油菜轮作可以通过在旱季释放更多的碱性磷酸酶和调节稻季的土壤微生物量碳磷比,进而促进微生物活化非活性态磷库以补充活性态磷库,以保证在不影响磷素输出的情况下维持土壤有效磷含量的相对稳定.