【摘 要】
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华北地区是我国的重要粮食作物产区之一,主要的种植模式为冬小麦-夏玉米轮作,在轮作过程中磷肥的施用为作物高产提供了必要保障,投入过量的磷肥不仅不能提高作物产量,而且会使磷肥利用率降低甚至会造成土壤磷累积的风险。为探究长期施磷条件下冬小麦、夏玉米的产量、磷素吸收规律以及土壤磷盈亏、累积去向,本研究于2011-2020年在河北省保定市清苑区进行,试验以冬小麦-夏玉米轮作体系为研究对象,通过设置四个不同磷
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华北地区是我国的重要粮食作物产区之一,主要的种植模式为冬小麦-夏玉米轮作,在轮作过程中磷肥的施用为作物高产提供了必要保障,投入过量的磷肥不仅不能提高作物产量,而且会使磷肥利用率降低甚至会造成土壤磷累积的风险。为探究长期施磷条件下冬小麦、夏玉米的产量、磷素吸收规律以及土壤磷盈亏、累积去向,本研究于2011-2020年在河北省保定市清苑区进行,试验以冬小麦-夏玉米轮作体系为研究对象,通过设置四个不同磷水平的定位施肥试验,测定冬小麦、夏玉米的产量和磷素吸收量,计算磷肥利用率和土壤磷盈亏,测定土壤各形态磷含量以及土壤吸附特征,为磷肥合理利用,降低土壤中磷累积的环境风险提供理论支持。主要研究结果如下:（1）9年冬小麦、夏玉米产量结果显示,长期不施磷肥会导致冬小麦、夏玉米穗数和穗粒数下降,进而导致作物产量下降,适宜的磷肥用量可以提高冬小麦、夏玉米的穗数和穗粒数,但超过适宜用量后会导致冬小麦、夏玉米穗数显著降低,进而影响作物产量,施用磷肥对冬小麦、夏玉米千粒重影响不大,根据9年定位试验结果来看,在该地区冬小麦施磷量为119kg/hm2、夏玉米施磷量为67kg/hm2时,冬小麦、夏玉米产量达最高值,分别为7678.6 kg/hm2和10499.6 kg/hm2。（2）长期不施磷会降低冬小麦、夏玉米的植株干物质累积量和磷含量,导致作物磷素吸收量下降,施磷能够显著提高冬小麦、夏玉米植株干物质累积量和磷含量,但超过最佳施磷量后作物的干物质积累量会下降,导致作物磷素吸收量随着施磷量的提高均呈现先上升后下降的趋势。（3）长期施磷条件下各施磷处理夏玉米季磷肥当季利用率和累积利用率均高于冬小麦季;随着种植年限的增加,冬小麦季磷肥累积利用率呈现下降趋势,夏玉米季磷肥累积利用率呈现上升趋势;长期不施磷处理土壤磷都为磷亏缺状态,随着种植年限的增加,整个轮作体系土壤磷年亏缺量维持在34.27 kg P2O5/hm2左右;施磷处理下土壤累积磷盈亏均表现为磷盈余,土壤累积磷盈亏量与累积年限和施磷量之间均呈现极显著正相关关系。（4）长期不施磷会显著降低土壤全磷、速效磷的含量和累积量,土壤中活性较高的Ca2-P、Ca8-P和Al-P含量都较低,主要以活性较弱的Ca10-P为主;施磷处理提高了土壤全磷、速效磷含量,全磷含量在0-90 cm 土壤剖面上呈现上下高中间低的分布,施磷处理提高了无机磷中Ca2-P、Ca8-P和Al-P的相对含量,而使Ca10-P的相对含量显著下降,但磷肥施用也会造成60-90 cm 土壤中Ca10-P的相对含量升高,而Fe-P和O-P含量变化不大。（5）长期施磷处理下土壤最大吸磷量（Qm）、吸附动能常数（K）和土壤磷最大缓冲能力（MBC）显著降低,且土壤吸附特征参数与施磷量呈负相关;土壤速效磷含量、磷活化系数（PAC）与最大吸磷量、土壤磷最大缓冲能力均呈显著负相关,与吸附动能常数相关性不显著。（6）土壤磷累积量与磷素施入量呈正相关,磷肥施用量越高,土壤中磷累积量越高,而磷素利用率越低,施入土壤中的磷有54.4%-65.4%转化为土壤全磷累积在0-90 cm 土壤中,其中有效态磷占4.0%-5.5%,而16.4%-35.4%成为未知去向磷,作物携出的只占10.2%-18.2%。总之,合理的磷肥施用量能提高作物磷素吸收量,在保证作物产量较高的水平的同时也能使磷肥的利用率维持在较高水平,降低磷素在土壤中的累积,根据本试验结果来看,在本地区冬小麦施磷量为105-150 kg/hm2、夏玉米施磷量为60-90 kg/hm2时,既能保障作物高产,又能降低土壤磷累积带来的环境风险。
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