張爽,盧兆敏
(廣東產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院,廣東佛山 528000)
土壤是作物磷素營(yíng)養(yǎng)的主要來(lái)源,土壤中的磷素包括有機(jī)和無(wú)機(jī)兩種形態(tài),有機(jī)態(tài)磷主要是植酸鹽、磷脂和核酸,耕地土壤一般占全磷的20%左右,對(duì)作物幾乎都是有效的。無(wú)機(jī)態(tài)磷占土壤全磷的80%以上,主要有鈣(鎂)磷酸鹽(Ca-P)、鐵鋁磷酸鹽(Fe-P、Al-P)、閉蓄態(tài)磷(O-P)[1]。
我國(guó)磷肥資源短缺,每年需進(jìn)口大量磷肥才能滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需求。隨著目前蔬菜種植面積的不斷擴(kuò)大,蔬菜生產(chǎn)中所投入的磷肥量逐漸增加,而磷肥的增產(chǎn)效益卻不斷降低。近年來(lái),蔬菜生產(chǎn)中盲目大量施用磷肥的現(xiàn)象十分嚴(yán)重,蔬菜生產(chǎn)中磷肥用量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于蔬菜需要量,據(jù)統(tǒng)計(jì)磷肥用量是蔬菜需肥量的5~20倍,導(dǎo)致菜地土壤磷素大量積累[2-4]。本文研究了魯西北黃泛平原的潮土區(qū)日光溫室土壤磷素含量分布、形態(tài)組成的變化規(guī)律及有效性,旨在為日光溫室蔬菜栽培中合理高效利用磷肥、土壤持續(xù)利用和日光溫室集中區(qū)域的生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)和理論基礎(chǔ)。
試驗(yàn)土壤樣品采自山東西部聊城市東昌府區(qū)新區(qū)辦事處王屯村和莘縣張魯鎮(zhèn)菜園村種植利用2年和7~8年的日光溫室和溫室外糧田(麥田-CK),土壤類型是黃泛沉積物形成的潮土。每種棚齡選取4個(gè)溫室取樣,每塊地采5~7個(gè)樣點(diǎn),每點(diǎn)取樣深度20cm左右,同一溫室各樣點(diǎn)的土壤混合均勻、風(fēng)干、研磨一部分留存用于養(yǎng)分測(cè)定,一部分用于種植植株耗竭試驗(yàn)。共采集日光溫室土壤樣品40個(gè),同時(shí)采集距離日光溫室150 m左右的冬小麥田土壤樣品3份作為對(duì)照,對(duì)照糧田土壤樣品15個(gè),溫室和糧田樣品共計(jì)55個(gè)。
供試植物為小麥(煙農(nóng)15)。
稱取過(guò)孔徑1.0 cm篩的風(fēng)干后供試土樣0.45 kg,放入底部帶有透氣孔的塑料盆中。不同棚齡的土壤設(shè)3個(gè)重復(fù),供試植物種子在萌發(fā)后播種到塑料盆中繼續(xù)生長(zhǎng)。盆栽植株數(shù)目均為100粒。植物生長(zhǎng)在自制小型培養(yǎng)箱內(nèi),置于室外,采用自然光照。用稱重法保持土壤含水率為最大持水率的60%左右,按氮0.49 g/kg和鉀0.49 g/kg的用量,分別在剛開(kāi)始和植物生長(zhǎng)至30天時(shí),補(bǔ)充氮肥(尿素)和鉀肥(氯化鉀)以滿足植物的生長(zhǎng)需要。整個(gè)生長(zhǎng)過(guò)程持續(xù)約50天。盆栽實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,收獲小麥植株(包括小麥根系),將小麥植株洗凈后烘干、研磨并過(guò)0.25 mm篩用于養(yǎng)分測(cè)定。種植后的盆栽土也風(fēng)干、研磨、過(guò)0.25 mm篩用于磷素測(cè)定。土壤無(wú)機(jī)磷的測(cè)定:采用蔣柏藩—顧益初的石灰性土壤無(wú)機(jī)磷的分級(jí)方法[5]。
由表1可知,日光溫室中的Ca2-P、Al-P、Ca8-P、Fe-P的有效性較糧田相比都有所增加,且有效性隨棚齡的增加有效性逐漸增加,Ca2-P的有效性最高,其次是Al-P。糧田、1年、7~8年溫室中Ca2-P和Al-P的減少量占無(wú)機(jī)磷總量(Tot-Pi)減少量的比例分別為29.8%、26.7%,43.1%、23.2%和49.2%、20.8%.糧田和溫室中磷素各組分有效性順序幾乎沒(méi)有變化,都為Ca2-P>Al-P >Ca8-P>Fe-P>Ca10-P>O-P。
表2中,根據(jù)日光溫室土壤無(wú)機(jī)磷各組分減少量與種植植物的每盆的土壤重量(0.45 kg)計(jì)算出土壤供應(yīng)無(wú)機(jī)磷的相對(duì)總量,而植株磷含量根據(jù)鉬黃比色法得到的濃度與各盆栽試驗(yàn)后植株干重(糧田:53.32 mg、2 年溫室:56.69 mg、7 ~ 8 年溫室:108.75 mg),計(jì)算出植株磷的絕對(duì)含量。無(wú)機(jī)磷的釋放率是指某種組分無(wú)機(jī)磷的降低量與土壤該組分吸收前含量的比例,因此土壤某無(wú)機(jī)磷組分盡管其下降量較大,但由于其吸收前含量較高,因而釋放率可能并不高,相反某無(wú)機(jī)磷組分?jǐn)?shù)量下降量并不多,但由于該組分含量不高,相對(duì)釋放率較高。
表1 日光溫室土壤無(wú)機(jī)磷各組分減少濃度(mg/kg)
表2 植株中各類型磷的含量(mg)
由糧田、2年、7~8年溫室土壤提供的各磷素組分量相對(duì)值之和與植株體內(nèi)磷素的絕對(duì)量相比可知,植株體內(nèi)的含磷量占土壤磷素各組分減少量之和的百分比均在87%~90%,分別為88.2%、89.5%、87.9%。
通過(guò)以上試驗(yàn)結(jié)果表明:Ca2-P的有效性最高,其次是Al-P。糧田、1年、7~8年溫室中Ca2-P和Al-P的減少量占無(wú)機(jī)磷總量(Tot-Pi)減少量的比例分別為29.8%、26.7%,43.1%、23.2%和49.2%、20.8%。糧田和溫室中磷素各組分有效性順序幾乎沒(méi)有變化:Ca2-P>Al-P>Ca8-P>Fe-P>Ca10-P>O-P。土壤磷素各組分減少的相對(duì)濃度占種植植株前的百分比可以看出,磷素各組分的有效性與比較相對(duì)濃度減少量的有效性順序發(fā)生變化:Fe-P的有效性提高,Ca8-P和Ca10-P的有效性則有所降低。
土壤中的磷可分為有機(jī)態(tài)磷和無(wú)機(jī)態(tài)磷,在土壤磷組成中無(wú)機(jī)磷的2/3和有機(jī)磷的1/3為無(wú)效態(tài),試驗(yàn)表明糧田、2年、7~8年溫室土壤提供的各磷素組分量相對(duì)值之和與植株體內(nèi)磷素的絕對(duì)量相比,植株體內(nèi)的含磷量占土壤磷素各組分減少量之和的百分比均在87%~90%之間。