风沙土土壤的磷素状况及施磷

时间：2022-11-13 百科知识版权反馈

【摘要】：·　系统研究了风沙土土壤的磷素状况对酿酒葡萄生长发育和品质的影响。施磷对酿酒葡萄的生长发育和品质，包括百粒重、结果枝数、鲜重和含糖量等均有显著的影响。土壤通透性好，植物干物质积累强，对于酿酒葡萄的生长发育极为有利，而且便于进行水肥调控管理。

·　系统研究了风沙土土壤的磷素状况对酿酒葡萄生长发育和品质的影响。结果表明：风沙土土壤中磷的形态特征是无机磷占全磷的90％以上，无机磷中Ca-P约占90％以上，在Ca-P中Ca₁₀-P又占90％左右，施磷以后主要向Ca₂-P、Ca₈-P转化积累。土壤磷素活性（有效磷/全磷）的高低顺序为紧沙土＞轻沙土＞沙土。施磷对酿酒葡萄的生长发育和品质，包括百粒重、结果枝数、鲜重和含糖量等均有显著的影响。

宁夏农林科学院土壤肥料研究所

风沙土土壤的磷素状况及施磷对酿酒葡萄品质的影响

周　涛　梁锦绣　尚红莺

目前，我国土地沙化面积3340万hm²。如何防止沙漠化并积极开发利用风沙土资源已成为举世瞩目的问题，宁夏地处西北干旱半干旱地区，这一问题尤为突出。随着农业产业化的推进，诸多企业进入这一地区从事种植业开发。如何建设可持续的农业生产基地是开发的中心任务，而实现本地区基地可持续发展的关键在于创造适宜的土壤条件，协调土壤供水供肥能力。这就要求进一步扩展时空观念，将传统的施肥提高到作物营养综合持续调控的高度去认识，把植物—土壤—施肥—环境结合起来进行系统研究，科学地协调植物营养、养分资源和土壤环境的关系，合理地利用养分资源，保证农业持续发展。因此，本项目开展风沙土磷素资源特征与营养调控技术研究，以期为风沙土地区磷素资源的高效利用和磷肥的合理施用提供科学依据。

一、材料与方法

（一）试验区概况

试验设置于银川市西郊广夏酿酒葡萄基地，基地地处贺兰山东麓，气候温暖干旱，年均气温7℃～9℃，年降水量200～350 mm。该基地是典型的荒漠草原地带，土壤属于风沙土，没有明显的成土过程，仅有微弱的生物作用，土壤有机质有一定的积累，但有机质与养分含量极低。表土具有30 cm或大于30 cm的比较松散的沙土层，无结构或初具不稳定的块状结构。土壤通透性好，植物干物质积累强，对于酿酒葡萄的生长发育极为有利，而且便于进行水肥调控管理。广夏葡萄酒公司自1997年开始建立1733.3 hm²的酿酒葡萄基地，取得了较好的生态效益和经济效益。

（二）试验设计

1.磷素在土壤中的消耗与积累。试验设6个处理，分别为CK（对照）、P₀（下标数值为P₂O₅用量kg/hm²，以下同）、P₇₀、P₁₄₀、P₂₁₀、P₂₈₀、P₃₅₀，试验小区150 m²(25 m×6 m)，试验处理随机排列，重复3次，1997年测定原始土壤养分，1998、1999年重复进行该试验。肥料基施、追施各半。

2.土壤磷素有效性和施肥对磷素形态影响试验设计。试验设7个处理，分别为CK（对照）、NP（N₂₂₅P₂₂₅，下标数值为N、P_2O5、K_2O或有机肥OM用量kg/hm²，以下同）、NK（N₂₂₅K₂₂₅）、PK（P₂₂₅K₂₂₅）、NPK（N₂₂₅P₂₂₅K₂₂₅）、1/2OM+1/2NPK（OM₁₅₀₀₀N_112.5P_112.5K_112.5）、OM+ NPK（OM₃₀₀₀₀N₂₂₅P₂₂₅K₂₂₅），试验小区150 m²（25 m×6 m），试验处理随机排列，重复3次，1997年测定原始土壤养分，1998年、1999年重复进行该试验。所有肥料均基施、追施各半。

3.营养元素对酿酒葡萄生长发育的影响。在试验施用等量氮、钾和微量元素基础上，幼苗施磷量为P₀、P₅₀、P₁₀₀、P₁₅₀，成龄植株施磷量为P₀、P₁₀₀、P₂₀₀、P₃₀₀，酿酒葡萄品种为霞多丽，小区面积为150 m²（6 m×25 m），重复3次。期间测定植株生长状况，在9月16日葡萄成熟后测定各处理果实产量，并取样化验其品质。

4.采用分析方法。全磷采用Na₂CO₃碱熔，钼锑抗比色法，速效磷采用Olsen方法，有机磷采用灼烧0.2 mol/L H₂SO₄浸提法，土壤无机磷分级采用顾益初、蒋柏藩《石灰性土壤无机磷分级的测定方法》；其他分析按照《土壤农业化学常规分析法》进行。

二、结果与分析

（一）沙土的磷素状况

本地区12个土壤的磷素分析表明，全磷含量平均为0.43 g/kg，其中沙土为0.35 g/kg，轻沙土0.44 g/kg，紧沙土0.54 g/kg；有效磷含量平均为4.51 mg/kg，其中紧沙土含量为5.95 mg/kg，轻沙土为4.48 mg/kg，沙土为3.11 mg/kg。而且分析看出土壤磷素状况与土壤有机质的变化一致：Y=2.4013+0.6163X，R=0.9551（**），（Y为有效磷含量，X为有机质含量），Y=0.3024+0.0411X，R=0.9521（**）（Y为全磷含量，X为有机质含量），说明风沙土土壤磷状况对土壤肥力有一定的影响。为了进一步明确风沙土的供磷能力，采用土壤有效磷（Pa）与全磷（Ps）的比值（磷活度％）来表示沙土磷素的有效性。从表可以看出，磷的活度与有效磷含量变化大体一致。而且与土壤肥力状况相对应，说明磷素活度指标在一定程度上综合反映了土壤的供磷能力。本地区沙土、轻沙土和紧沙土的磷素活度分别为0.89％、1.02％和1.10％，以紧沙土较高，与王秋杰在潮土上的结论一致。

（二）土壤磷的形态特征

风沙区土壤生态系统的磷素主要分有机态和无机态两大类，分析结果表明（见表1），沙土的有机磷含量很低，仅为35.09 mg/kg，占全磷含量的8.16％。无机磷含量高达360.97 mg/kg，占全磷含量的83.95％。有机磷与土壤有机质含量呈显著的正相关（相关系数0.917**)，有机磷含量高低排序为：紧沙土＞轻沙土＞沙土。土壤中无机磷形态组成是以磷酸钙为主，Ca₂-P所占的比例最小，平均为无机磷总量的0.57％，土壤中的绝对含量达2.05 mg/kg；Ca₈-P所占的比例最大，为无机磷总量的7.25％，土壤中的绝对含量达26.17 mg/kg；Ca₁₀-P所占的比例最大，平均为无机磷总量的86.03％，土壤中的绝对含量达310.54 mg/kg；Al-P次之，平均占无机磷总量的3.83％，土壤中的绝对含量为13.82 mg/kg；Fe-P占无机磷总量的1.32％，土壤中绝对含量为4.78 mg/kg；O-P最少，占无机磷含量的1.00％，土壤中的绝对含量为3.61 mg/kg。

表1　土壤磷素形态组成

（三）磷肥在风沙土土壤中的固定

磷肥固定率根据R=[A-(T-C)]/A算出，式中R指磷肥固定率(％)，A指土壤中施入的P₂O₅量（mg/kg），T指施磷处理土壤中测得的P₂O₅，C指对照处理测得的P₂O₅(mg/kg)。结果表明（见表2）：磷肥施入风沙土土壤以后，一昼夜内有16.9％～43.2％磷被固定。3～30天固定率为18.5％～59.7％，为缓慢上升阶段，自此以后，固定率上升趋于平缓；一年半后磷的固定量分别为沙土31.3％～43.7％，轻沙土36.2％～50.4％，紧沙土54.1％～70.5％。磷固定强弱的顺序为：紧沙土＞轻沙土＞沙土，3种土壤均表现出磷肥用量与磷肥固定率呈明显的相关。其他石灰性土壤上也有同样结果。以磷肥施入土壤半年的固磷量为例，其关系式为：

风沙土Y=49.6-0.539X，R=0.958**F=22.044

轻沙土Y=53.55-0.604X，R=-0.877*F=13.451

紧沙土Y=75.10-0.695X，R=-0.905*F=59.086

表2　磷肥在沙土中的固定率进程

（四）磷素在风沙土土壤中的消耗与积累

在沙土的开发和利用过程中，土壤中的磷素在利用过程中不断消耗与积累。为了探明在沙土利用过程中这种消耗与积累的关系，结合酿酒葡萄大田磷肥肥效试验研究了土壤中的全磷和有效磷消长，并根据向土壤中所施用的磷肥量及植物吸收计算出磷素的平衡情况（见表3）可看出：在对照和70 kg/hm²处理中，由于磷肥用量不足，不能维持土壤中原有的磷素水平，土壤平均损失P₂O₅34.31 kg/hm²和4.34 kg/hm²，对照处理全磷平均下降0.006 g/kg，有效磷平均下降0.59 mg/kg。在每年均施用磷肥的情况下，土壤中的磷素水平，全磷及有效磷含量均有所增加，全磷增加0.021 g/kg～0.078 g/kg，有效磷增加0.24 mg/kg～4.21 mg/kg。全磷和有效磷的消长与磷素收支量均呈显著相关，全磷和磷素平衡的回归方程为：Y=0.01135+0.00064X，R=0.963（**）（Y代表全磷消长，X代表磷素平衡）。有效磷和磷素平衡的回归方程为：Y=-0.34248+0.04446X，R=0.9794（**）（Y代表有效磷消长，X代表磷素平衡）。由此可见，沙土全磷和有效磷的消长主要决定于磷素的收支平衡，与其他地区的研究结果一致。

表3　风沙土种植葡萄两年后土壤磷素的变化（1997～1999年）

（五）施肥对风沙土土壤无机磷形态的影响

通过肥效定位试验，对各处理土壤进行无机磷形态分级测定。结果表明（见表4）：不施肥的处理经两年后，其各级形态无机磷的含量与土壤本底值无明显差异。而无N区（PK）处理，由于作物产量很低，被吸收取走的磷量当然很少，而两年后残留在土壤中的肥料磷主要还是以Ca₂-P、Ca₈-P的形态存在，使这两种形态无机磷比对照分别增加将近1.48和1.45倍。再从绝对量来看，以Ca₈-P增加幅度最大，说明磷肥施入土壤以后，在相当长的时间里主要是向Ca₈-P转化。另外，Al-P和Fe-P也有不同程度的积累，有少量的磷甚至向O-P转化。但Ca₁₀-P没有明显变化，说明施入土壤的磷肥也不可能在短期内转化成磷灰石，刘建玲在栗钙土上也有同样结果。

表4　试验两年后土壤无机磷形态的变化

（六）施肥对风沙土土壤有效磷的影响

有效磷含量是土壤供磷能力的重要指标，它的动态变化除了受土壤自身的理化性质和自然因素等影响以外，更重要的是与磷肥的用量和作物吸磷量有很大关系。从NPK处理中，在中上水平的施肥条件下，实验第一年有效磷很快从4.48 mg/kg增加到5.64 mg/kg，但此后有效磷变化不大，仅增加到5.87 mg/kg，说明在当前这样的施肥条件下，土壤有效磷只能在低水平上保持相对平衡，只有增加磷肥的投入，才能进一步提高土壤有效磷的含量。另外如果化肥和有机肥配合施用或大量施用有机肥则可较快增加土壤有效磷含量。在PK处理中，两年间共施入肥料P₂O₅450 kg/hm²，由于氮肥缺乏，植株生长受抑，地上部分从土壤中累积带走的P₂O₅不多，大部分磷将残留在土壤中，其中有相当部分仍以有效状态存在，使土壤有效磷由原来的4.48 mg/kg提高到8.25 mg/kg。可见，要提高土壤有效磷含量，主要靠两种措施：一是增加化学磷肥用量，二是化肥和有机肥配合施用。

表5　土壤有效磷分析结果

（七）磷素对酿酒葡萄生长和品质的影响

表6　磷素对酿酒葡萄生长发育与品质的影响（4年生）

表6可看出，磷素对于不同品种酿酒葡萄鲜重、果穗重、株产、百粒重等均有明显的影响，主要是由于磷素影响到花芽的分化，从而影响到产量，磷素在其他植物营养中也有同样结论。表6可看出，磷素施用量提高可使酿酒葡萄含糖量增加，而使总酸度降低。主要是由于磷素利于碳水化合物的形成、积累和运转，可加强养分的储藏和积累。

通过变异系数（标准差与平均数相比而得的系数）分析磷素对鲜重等不同性质的变量的变异程度，即可以得到磷素对其的影响大小（见表7）。结果看出，磷素对于酿酒葡萄产量与品质特征的影响顺序依次为：株产、鲜重、百粒重、含糖量、果穗重、总酸度。对于不同品种而言，磷素对于霞多丽的产量与生物性状影响较大，而对于赤霞珠的品质影响较为明显。

表7　酿酒葡萄产量和品质特征的变异系数