稻田土壤遺存磷的賦存形態(tài)、微生物酶學(xué)轉(zhuǎn)化及活化技術(shù)研究.pdf

1、長期施用有機肥造成的土壤磷庫富集問題，已成為目前“農(nóng)業(yè)生態(tài)穩(wěn)定與安全”領(lǐng)域關(guān)注的世界性焦點。稻田土壤水旱交替頻繁，微生物酶活性變化活躍，闡明稻田有機肥輸入下土壤遺存磷賦存形態(tài)和關(guān)鍵的微生物酶學(xué)特性對磷素的周轉(zhuǎn)及影響機制，對合理利用有機肥，降低磷素在循環(huán)過程中釋放進入毗鄰水體的風(fēng)險將起至關(guān)重要的作用。本研究基于太湖流域杭嘉湖平原開展的田間定位試驗（2005年至今），選取三個豬糞有機肥施用梯度(M26，26kgPha-1;M39，39kgP

2、ha-1;M52，52kgPha-1)和兩個對照組處理(M0，0kgPha-1;P26，過磷酸鈣26kgPha-1)，針對2個水稻生長季土壤遺存磷賦存形態(tài)、微生物多樣性及磷酸單酯酶動力學(xué)和熱力學(xué)對有機肥的輸入響應(yīng)進行了研究;同時針對1個水稻季不同水平有機肥輸入下稻田田面和滲漏水磷素流失潛能進行了分析;為了降低施磷的環(huán)境風(fēng)險和減少磷礦資源的耗竭，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上需盡可能減少磷肥的施用，讓土壤遺存的磷盡可能釋放出來發(fā)揮其生物有效性，故本研究進一步

3、針對浙江省典型的4類水稻土進行了磷素活化研究，以期為水稻土磷素的高效利用提供理論和技術(shù)支撐。主要研究結(jié)果如下:
　　(1)豬糞M39和M52處理顯著提高了水稻產(chǎn)量，且水稻產(chǎn)量隨著施磷量的增加而增加，但施磷量高于39kgPha-1時，水稻產(chǎn)量增加不顯著;各磷素組分含量（除Residual-P）均在水稻幼苗期最大，土壤活性磷(H2O-P，NaHCO3-Pi和-Po)、中等活性磷（NaOH-Pi和-Po）和穩(wěn)定態(tài)磷（HCl-P和Resi

4、dual-P）組分含量之比在2011和2012年分別為1∶3.1∶3.6和1∶2.3∶3.7;在整個水稻生育期，除Residual-P，土壤各磷組分含量均呈現(xiàn)M52＞M39＞M26＞P26＞M0的變化規(guī)律;磷素組分含量的變化受施磷量的影響，而磷肥的外源添加形式對其影響不大;豬糞的施用顯著提高20cm以上土層各磷素組分含量（除Residual-P），供試土壤中NaOH-Po比無機磷形態(tài)更易向土壤深層遷移。
　　(2)較其它處理，39

5、和52kgPha-1豬糞的施用促進了供試土壤微生物種群的多樣性，但M39和M52處理間微生物群落差異性不大;各處理酸性和堿性磷酸酶活性最大峰值均出現(xiàn)在水稻分蘗期，對供試土壤有機磷轉(zhuǎn)化起主要作用的是土壤酸性磷酸酶;在39和52kgPha-1豬糞處理下，酸性磷酸酶酶促反應(yīng)初速度V0，最大反應(yīng)速度Vmax和活化度(l)gNa值均最高，但米氏常數(shù)Km，溫度系數(shù)Q10，活化能Ea和活化焓△H值均最小，39和52kgPha-1有機肥處理更有利于供試

6、土壤酸性磷酸酶酶促反應(yīng)的發(fā)生。
　　(3)各施肥處理田面水TP和DP濃度均在施肥1d后達(dá)到峰值，深度50cm和100cm滲漏水中TP和DP濃度均在施肥7d后達(dá)到最大值;在水稻生長季各處理田面水、50cm和100cm滲漏水中磷素濃度均達(dá)到了致使水體富營養(yǎng)化的水平(0.02mg L-1);顆粒態(tài)磷是該區(qū)田面水磷素的主要形態(tài)，溶解態(tài)磷是滲漏水中磷素的主要形態(tài);田面水磷濃度隨時間的變化可用對數(shù)函數(shù)y=a+b×lnt來擬合，50cm滲漏水磷

7、素濃度隨時間的變化可用指數(shù)函數(shù)y=a×exp(b×t)來擬合;研究區(qū)M52處理顯著高于其它處理磷素流失的風(fēng)險，豬糞不宜以高磷52kgPha-1處理長期施用;建議研究區(qū)施用39kgPha-1的豬糞可以維持較高水稻產(chǎn)量、保持土壤有較高的遺存磷的含量、改善土壤微生物酶學(xué)性質(zhì)、降低磷素流失風(fēng)險。
　　(4)分別選取0.5％、1.0％和2.0％劑量的檸檬酸、草酸、乙酸、還原型谷胱甘肽、抗壞血酸5種磷素活化劑，研究發(fā)現(xiàn)各劑量的抗壞血酸對4種供

8、試水稻土Olsen-P均有很好的活化效果，各劑量的檸檬酸對湖松田、小粉田和黃斑田的Olsen-P活化效果也較強，各劑量的草酸對青紫泥田的活化效果最佳;各劑量的檸檬酸和抗壞血酸對湖松田、黃斑田酸性磷酸酶活性有顯著增強效果，各劑量還原型谷胱甘肽對小粉田、青紫泥田酸性和堿性磷酸酶均有很顯著的活化效果;1.0％檸檬酸與1.0％抗壞血酸的添加均能顯著提高湖松田、小粉田和黃斑田NaHCO3和NaOH提取的無機磷組分的含量，卻顯著降低了NaOH提取的