【摘 要】
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土壤磷元素是植物进行生长发育的必需营养元素,土壤磷的有效性是评价土壤质量和肥力的重要指标,对于提高磷素的生物可利用性具有重要参考意义,但是目前对于生草覆盖管理措施下土壤磷有效性的研究较为薄弱。本研究对不同生草种类和生草年限管理措施下土壤磷形态进行分析,旨在了解不同生草草种和不同生草年限下土壤不同磷形态的分布规律以及影响土壤磷组分的生物和非生物因素,进而为果园生草管理下土壤质量的改善提供数据支撑和理
【基金项目】
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国家自然科学基金(编号:2017YFD0201807); 国家“十三五”重点研发计划专项(编号:2016YFD0201131); 陕西省科技统筹创新工程计划(2016KTCQ02-24);
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土壤磷元素是植物进行生长发育的必需营养元素,土壤磷的有效性是评价土壤质量和肥力的重要指标,对于提高磷素的生物可利用性具有重要参考意义,但是目前对于生草覆盖管理措施下土壤磷有效性的研究较为薄弱。本研究对不同生草种类和生草年限管理措施下土壤磷形态进行分析,旨在了解不同生草草种和不同生草年限下土壤不同磷形态的分布规律以及影响土壤磷组分的生物和非生物因素,进而为果园生草管理下土壤质量的改善提供数据支撑和理论依据。本研究主要结果如下:(1)长期生草覆盖下土壤磷形态的含量和组成发生显著变化,显著提高了土壤养分含量。长期生草覆盖显著提高了表层土壤的有机质、总氮、铵态氮含量,长期生草各处理表现为:白三叶>鸡脚草>清耕,且养分含量随着土壤深度的增加而下降。长期生草覆盖显著提高了表层土壤全磷、微生物生物量磷、有机磷和无机磷(Al-P、Ca2-P、Ca8-P和Fe-P)含量,但对于Ca10-P和O-P的影响较小。各处理土壤速效磷的含量也表现为:白三叶>鸡脚草>清耕。(2)RDA分析结果表明,影响不同磷形态含量变化的非生物因素主要是有机质、铵态氮和p H,不同处理磷形态含量产生差异的主要原因是有机质的输入不同。覆盖作物增加了链霉菌(Streptomyces)、鞘单胞菌(Sphingomonas)、类诺卡氏菌(Nocardioides)和粘孢囊菌(Haliangium)等解磷微生物的丰度,提高了土壤碱性磷酸酶活性。总体分析可知,长期生草主要通过不同生草草种有机质输入的差异从而引起土壤生物和非生物因子产生变化,进而使得土壤不同磷形态含量发生变化。(3)土壤不同磷形态的含量和组分变化随着生草年限的增加呈现出缓慢、快速到缓慢的动态演变特征。白三叶不同生草年限处理下,土壤的有机质、总氮、铵态氮和铵态氮含量均呈现出不断积累的特征,各处理表现为:十四年生白三叶(14-WC)>九年生白三叶(9-WC)>五年生白三叶(5-WC)>清耕(CT),且其含量随着土壤深度的增加而下降。白三叶覆盖显著提高了0-60 cm土壤的速效磷含量,也表现为:14-WC>9-WC>5-WC>CT。速效磷含量在白三叶种植前5年含量提高速度较为缓慢,而在5-9年含量迅速增加,9-14年含量增加的速度放缓,表现为白三叶第九年生时磷元素的活化能力最强。表层土壤的Ca8-P、Al-P、和Fe-P含量在九年生白三叶处理下达到最高,9-14年含量降低。(4)RDA分析结果显示,影响不同磷形态含量变化的非生物因素主要是有机质和p H,白三叶覆盖显著增加了解磷微生物鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas)、微小杆菌(Exiguobacterium)和慢生根瘤菌(Bradyrhizobium)的丰度。总体分析可表明,果园不同生草年限白三叶的种植对于表层土壤中磷含量和组分的变化具有重要作用,白三叶种植年限较短时(0-5年)对于土壤理化性质以及不同磷形态含量的影响较小;随种植年限增加,对于土壤养分的流转和难溶性磷形态的活化效果较好;种植年限再增加时(9-14年),对于土壤养分的积累效果变弱。该研究中白三叶选择连续种植九年以上效果最好。
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