施磷水平对玉米/大豆间作系统土壤养分和酶活性的影响
磷是作物生长发育必不可少的营养元素，与维持土壤养分状况和农业持续生产关系密切。玉米作为重要粮食作物在关中平原大面积种植。此外，大豆作为我国重要粮食作物之一，影响着国家经济命脉。玉米/大豆间作系统作为一种提高土壤养分有效性、促进作物生产的模式受到广泛关注。为探究不同施磷水平和种植模式对土壤养分状况和作物生长的影响，本研究以玉米、大豆为研究对象，设置了三个施磷水平（P0：不施磷；P60：60kgP2O5/ha；P180：180kgP2O5/ha）与三种种植模式（M：玉米单作；S：大豆单作；M/S：玉米/大豆间作），共9个处理，分析施磷量对三种种植模式下土壤养分含量的影响，同时结合土壤微生物量和土壤胞外酶活性及其向量特征，探究了土壤微生物代谢与土壤养分限制特征，以期为科学的磷肥管理提供理论依据。主要研究结果如下： 1、施用磷肥总体上提高了土壤全氮、全磷和可溶性有机碳、铵态氮、速效磷的含量。P60处理的可溶性有机碳和铵态氮含量显著高于P0和P180处理。大豆单作和玉米/大豆间作土壤有机碳含量高于玉米单作；土壤可溶性有机碳受施磷量和生育时期的影响：P180处理下，玉米单作的土壤可溶性有机碳高于大豆单作和间作；在R1时期，大豆单作时的可溶性碳含量较高，而R6时期，间作的可溶性碳含量较高。大豆单作的土壤全氮含量高于玉米单作和间作；大豆单作和玉米/大豆间作的铵态氮和硝态氮高于玉米单作。全磷含量对种植模式的响应整体上表现为间作高于单作；而速效磷总体趋势为大豆单作和玉米/大豆间作高于玉米单作。 2、磷肥的投入显著提高了玉米和大豆干物质累积量和产量，且大豆在单作时，产量随着施磷量的增加而提高，P180处理分别比P60和P0处理显著提高了7.0%和19.1%。与单作相比，间作提高了玉米干物质累积量和产量；但降低了大豆干物质累积量和产量。 3、施磷提高了土壤微生物量碳氮磷含量。整体来看，P180处理高于P0和P60处理。与单作相比，间作提高了土壤微生物量碳含量。大豆单作和玉米/大豆间作下的微生物量氮磷高于玉米单作。 4、施磷增加了土壤胞外酶活性，对碳磷获取酶均有提高。除了2021年的V12和R1时期以及2022年的R1时期表现为P0处理的氮获取酶高于P60处理，其他磷肥施用均增加了土壤氮获取酶活性。间作种植下的土壤碳获取酶活性高于单作；土壤氮获取酶活性在不施磷处理和作物生长前期下，单作高于间作，在P180处理和作物生长后期，间作高于单作；土壤磷获取酶活性在单作下高于间作种植。 5、胞外酶活性的化学计量散点图显示，2021年土壤微生物受到相对N限制，而2022年受到相对P限制。单作时，P180表现出明显的P限制，而P0和P60则表现出明显的N限制；间作时，P0表现出强烈的P限制，P60表现出明显的N限制。此外，P180处理受到较强的C限制。与单作相比，间作土壤微生物受到更强的N限制，较弱的C和P限制。另外，微生物的相对P限制与C限制之间呈现显著的正线性关系，且微生物的养分限制与土壤理化性质、养分含量以及微生物量关系密切。
磷肥;玉米/大豆间作;土壤养分;微生物量;胞外酶活性;施磷水平
西北农林科技大学
硕士
植物营养学
占爱
2023
中文
S143.2;S153.6
2023-12-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）