摘要:針對(duì)紫花苜蓿生產(chǎn)中灌溉水分和水磷利用率不理想的問題,采用雙因素裂區(qū)設(shè)計(jì),設(shè)置不同磷施用量(0、50、100、150 kg/hm2,P0、P1、P2、P3)和灌溉方式(常規(guī)畦灌、干濕交替灌溉、淺埋灌溉,W1、W2、W3),探究灌溉方式與施磷互作對(duì)紫花苜蓿產(chǎn)量、水磷利用及土壤磷組分的影響,為紫花苜蓿優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)栽培與水磷協(xié)同管理提供理論依據(jù)。結(jié)果表明,相同灌溉方式下,隨施磷量增加,紫花苜??偭追e累量、干草產(chǎn)量、水分利用效率、磷肥利用效率(PUE)、土壤全磷、難利用性磷、中等程度利用性磷、極易利用性磷及土壤轉(zhuǎn)化酶均呈先增加后降低的趨勢(shì),以P2存在較大值;土壤磷代謝酶(ACP、LCP)活性、有機(jī)磷、易利用性磷及磷活化系數(shù)(PAC)呈持續(xù)增加趨勢(shì)。相同施磷水平下,W2、W3處理的上述指標(biāo)均高于W1處理。整體而言,W2P2處理具有最高的產(chǎn)量,其他處理3年平均較其降低1.21%~20.42%,PUE、PAC分別減少0.09~13.03百分點(diǎn)、1.09~9.16百分點(diǎn)。綜上,施磷量為100 kg/hm2結(jié)合干濕交替灌溉時(shí),可促進(jìn)土壤磷轉(zhuǎn)化,提高紫花苜蓿水、磷利用效率及生產(chǎn)性能。
關(guān)鍵詞:紫花苜蓿;灌溉方式;施磷水平;磷組分;水磷利用效率;產(chǎn)量
中圖分類號(hào):S541+.106;S541+.107" 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A
文章編號(hào):1002-1302(2024)14-0175-08
收稿日期:2024-04-23
基金項(xiàng)目:國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(編號(hào):31801948);河南省科技攻關(guān)專項(xiàng)(編號(hào):212102110467)。
作者簡介:夏廣英(1980—),女,河南平頂山人,碩士,講師,主要從事草業(yè)與畜牧研究。E-mail:xixi0534@163.com。
通信作者:施傳信,博士,副教授,主要從事畜牧食品安全研究。E-mail:scx0329@163.com。
紫花苜蓿(Medicago sativa)是一種多年生豆科牧草,因其具有產(chǎn)量高、蛋白質(zhì)含量豐富、生物固氮能力強(qiáng)以及適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),素有“牧草之王”之稱[1]。十四五規(guī)劃以來,隨著我國畜牧業(yè)與農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)的布局與調(diào)整,國家支持青貯作物和苜蓿等優(yōu)質(zhì)飼草料種植,目前紫花苜蓿已成為“糧改飼”中的優(yōu)選飼草之一[2]。灌溉是影響作物生產(chǎn)力的主要因素,研究表明,全灌溉條件下莖粗變化不大,但苜蓿植株的莖節(jié)數(shù)和長度增加,且分枝數(shù)更多,從而影響干草產(chǎn)量[3]。目前,在半干旱與干旱區(qū)域,傳統(tǒng)的灌溉方式往往采用浸透式澆灌且灌溉時(shí)間間隔較長,從而造成前期澇漬和后期干旱脅迫[4],且灌溉時(shí)由于水分過多而造成肥料流失等問題,造成資源浪費(fèi)的同時(shí)使得苜蓿生產(chǎn)潛能未能得到充分發(fā)揮[5]。因此,探索苜蓿的節(jié)水微灌技術(shù)有望減少灌溉量、提高干草產(chǎn)量。
磷(P)是構(gòu)成核酸、磷脂、三磷酸腺苷以及許多輔酶的基本元素[6],紫花苜蓿分枝多、莖葉豐富、生長發(fā)育需要大量營養(yǎng),P參與著紫花苜蓿有機(jī)物質(zhì)的合成和各種生理生化過程[7]。然而,沙土是典型的缺磷土壤,有效磷含量極低,這在極大程度上限制著苜蓿農(nóng)業(yè)種植的發(fā)展。施用磷肥是人類補(bǔ)充土壤P庫的重要手段,但P的溶解度低、流動(dòng)性差,施入磷肥后易被金屬離子固定,導(dǎo)致生長季磷利用率僅為5%~25%[8]。其余的磷全部以頑固性殘留物的形式存在于土壤中,從而導(dǎo)致P固持,被固持的P限制著植物的生長發(fā)育,同時(shí)造成土壤磷面源污染[9]。減少施磷量乃至不施化學(xué)磷肥是降低土壤磷污染風(fēng)險(xiǎn)的重要策略,然而長期不施磷肥,土壤速效磷含量會(huì)逐漸下降[10]。近20年來,隨著我國磷肥投入量的增加,農(nóng)作物產(chǎn)量并沒有成比例地增加,表明植物的磷吸收量與產(chǎn)量間存在閾值[11]。因此,通過合理施用磷肥以提高磷利用率和維持牧草高產(chǎn)對(duì)維持苜蓿產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展十分重要。
研究表明,P素和水分對(duì)植物生長具有協(xié)同作用,在適宜的水磷互作體系中可以顯著提高作物對(duì)養(yǎng)分的吸收、轉(zhuǎn)化和利用[12]。在一定范圍內(nèi),隨著磷施用量的增加,植物的磷含量及積累量隨之提高,且可有效減輕缺水對(duì)作物生長發(fā)育產(chǎn)生的負(fù)面影響[13]。適當(dāng)?shù)乃使芾聿粌H可以提高作物產(chǎn)量和減少灌溉和施磷量,還可以減少磷淋溶損失,增加表層土壤磷有效性[14]。此外,水肥結(jié)合可以有效提高苜蓿的水利用效率和磷利用效率,有利于減少田間農(nóng)業(yè)用水的流失和磷肥的過量使用[15]。目前,在許多水、磷因子對(duì)苜蓿的研究中,多為探索單個(gè)因子的施用水平對(duì)苜蓿生產(chǎn)性能的影響。關(guān)于水分灌溉和施磷條件下苜蓿磷吸收、水磷利用效率、干草產(chǎn)量之間的關(guān)系鮮有報(bào)道。基于此,本研究進(jìn)行了為期2年的研究,探索了地下滴灌方式和施磷量對(duì)干草產(chǎn)量、磷利用及土壤磷有效性的影響。研究結(jié)果可為紫花苜蓿優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)栽培與水磷協(xié)同管理提供理論依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 試驗(yàn)地概況和供試材料
試驗(yàn)于河南省鄭州市黃河灘區(qū)河南合博草業(yè)公司苜?;兀?13°44′26″E,34°18′06″N)進(jìn)行。該試驗(yàn)區(qū)屬北暖溫帶大陸季風(fēng)性氣候,無霜期246 d,年總輻射1.89 MJ/cm2,年日均氣溫14.1 ℃,年均日照時(shí)數(shù)為1 664.5 h,年均降水量632 mm,主要集中在6—9月。
供試紫花苜蓿供試品種為勁能5020,所用氮、磷、鉀肥分別為尿素(含N 46.2%)、磷酸一銨(含P2O5 52%、N 12.2%)、氯化鉀(含K2O 60%)。2年試驗(yàn)均為同一田塊,田塊地勢(shì)平坦,土壤類型為改良沙土,0~20 cm土壤性質(zhì)信息見表1。
1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
試驗(yàn)采用裂區(qū)試驗(yàn)設(shè)計(jì),以灌水方式(W)為主區(qū),以施磷水平(P)為副區(qū)。其中灌水方式分別為常規(guī)畦灌(W1)、干濕交替灌溉(W2)、淺埋灌溉(W3);施磷水平(以純磷計(jì))分別為0 kg/hm2(P1)、50 kg/hm2(P2)、100 kg/hm2(P2)、150 kg/hm2(P3),以對(duì)應(yīng)低、中低、中、高土壤磷含量水平。灌溉與施磷交互耦合共設(shè)置12個(gè)處理,重復(fù)3次,共36小區(qū)。
于2021年4月30日建植草地,播前對(duì)試驗(yàn)地進(jìn)行30 cm翻耕。設(shè)置小區(qū)長6 m×寬4 m,小區(qū)間采用80 cm隔離帶攔隔,以防止水分、養(yǎng)分互滲[12]。采用人工條播,條距20 cm,種子播種量為 18 kg/hm2,播深2.0 cm。淺埋滴灌處理將滴灌管淺埋至地表10~12 cm土層,滴頭間距為20 cm;常規(guī)畦灌與交替灌溉則間距為30 cm。每種灌溉方式的總灌溉量均采用定額灌溉,采用支管口的智能水表控制,生育期灌水5次,灌溉總量4 400 m3/hm2,均在刈割前8~10 d進(jìn)行。氮、鉀施用量(以純量計(jì))分別為60、75 kg/hm2,其中60%在返青期時(shí)采用開溝施入,余下40%隨磷肥溶解于灌溉水中,水肥一體施入。
1.3 測(cè)定指標(biāo)與方法
在紫花苜蓿刈割期,每個(gè)小區(qū)隨機(jī)取1 m2(1 m×1 m)樣方刈割植株,留茬高度 5 cm,將樣品在105 ℃殺青30 min,55 ℃烘干得到樣方干草產(chǎn)量,換算為每公頃產(chǎn)量。從樣方干草中隨機(jī)挑選500 g植株,將植株切斷、粉碎過 0.125 mm 不銹鋼篩保存,植株P(guān)含量采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(Optima7000DV,美國珀金埃爾默公司)采用 ICP-OES 法測(cè)定。
2023年采用“S”形取樣法,采用土鉆在各小區(qū)0~20 cm土層取樣,第4次苜蓿刈割后,在一個(gè)地點(diǎn)采集不同土壤深度的樣品,去除殘留根系、石礫等雜質(zhì),將土樣帶回實(shí)驗(yàn)室陰涼通風(fēng)處干燥。將土壤人工研磨過2 mm篩,置于塑料自封袋中,以用于測(cè)定土壤中總磷(TP)和無機(jī)磷組分。分別采用H2SO4-HClO4消化法和ICP-OES法測(cè)定。
土壤無機(jī)磷組分為樹脂磷(Re-P)、活性態(tài)磷(A-P)、中等活性態(tài)磷(Ma-P)、團(tuán)聚體內(nèi)磷(So-P)、磷灰石型磷(At-P)以及殘留態(tài)磷(Rd-P),上述磷按照Hedley等的方法[16]測(cè)定,其中Re-P、A-P、Ma-P分別采用HCO-3飽和樹脂膜、NaHCO3、NaOH提取,其他So-P、At-P、Rd-P采用二乙烯三胺五乙酸(DTPA)溶液提取,所有磷形態(tài)采用ICP-OES法測(cè)定。其中將Re-P歸為極易利用性磷(RP),A-P歸為易利用性磷(LP),其中RP、LP皆為植物可用磷;Ma-P歸為中等程度利用性磷(MP),而把So-P、At-P和Rd-P歸為難利用性磷(OP)[17]。
土壤過氧化氫酶(CAT)、轉(zhuǎn)化酶(INV)、酸性磷酸酶(ACP)、堿性磷酸酶(LCP)活性采用酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA)測(cè)定,ELISA試劑盒均購自南京建成生物工程研究所,其型號(hào)分別為T005-1-1、T121-1-1、T090-1-1、T010-1-1。
1.4 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析
磷活化系數(shù)與水、磷利用相關(guān)指標(biāo)參照以下公式計(jì)算[14,17]:
磷活化系數(shù)(PAC)=植物可用磷含量/(全磷含量×1 000)×100%;
水分利用效率(WUE,kg/m3)=干草產(chǎn)量/灌溉總用水量;
磷肥利用率(PUE)=(施磷處理磷總積累量-不施磷處理磷總積累量)/施磷量×100%。
采用Excel 2016、DPS 14.5進(jìn)行數(shù)據(jù)整理與顯著性分析(α=0.05),采用Origin 9.1繪圖。
2 結(jié)果與分析
2.1 灌溉方式與施磷對(duì)紫花苜蓿磷含量及積累量的影響
由表2可知,2021年,同一灌溉方式下,紫花苜蓿磷含量和總磷積累量隨著磷施用量的增加而增加;而在2022年、2023年度,相同灌溉方式下,隨著磷施用量增加,紫花苜蓿磷含量和總磷積累量呈先增加后減少趨勢(shì),且兩者指標(biāo)的峰值整體出現(xiàn)在P2處理。同一年份中,無論灌溉方式如何,施磷處理(P1、P2、P3)的磷含量和總磷積累量均顯著高于不施磷處理(P0);與P0處理相比,施磷處理的磷含量3年平均分別顯著增加22.49%~44.18%,總磷積累量則平均顯著增加34.57%~81.97%。同一年份中,無論施磷水平如何,在灌溉方式中均以W2、W3處理高于W1處理;與W1處理相比,3年中W2和W3處理的磷含量、總磷積累量平均分別增加了1.74%和1.26%、6.43%和5.87%。以上結(jié)果表明節(jié)水灌溉方式和施磷均有效促進(jìn)了紫花苜蓿對(duì)磷的吸收。
2.2 灌溉方式與施磷對(duì)土壤磷代謝酶活性的影響
由圖1-A可知,在土壤過氧化氫酶(CAT)活性中,W1處理下,以P2處理大于其他磷水平處理(P0、P1、P3),但處理間波動(dòng)較小,各處理間均無顯著差異;W2處理下,各處理CAT活性隨著磷施用水平的增加呈先增加后降低趨勢(shì),其中P2、P3處理較P0處理分別顯著提高48.24%、45.88%;W3水平下,以P1處理較低,各處理呈P0<P1<P2<P3,且P1、P2、P3處理較P0處理分別顯著提高40.40%、44.44%、60.61%。由圖1-B可知,土壤轉(zhuǎn)化酶(INV)活性中,W0處理下,與P0處理相比,相關(guān)施磷處理(P1、P2、P3)顯著提高46.38%~114.29%;W2、W3處理下,各處理整體均呈P0<P1<P2<P3,且P2、P3均顯著大于P0和P1處理。由圖1-C可知,土壤酸性磷酸酶(ACP)活性中,任一灌溉方式處理下,均以施磷處理顯著大于P0處理;就施磷處理而言,W2、W3條件下各處理整體呈P1<P2、P3,且P2、P3間均無顯著差異。各處理堿性磷酸酶(LCP)活性變化趨勢(shì)與ACP規(guī)律基本一致(圖1-D)。
2.3 灌溉方式與施磷對(duì)土壤磷組分含量及磷活化的影響
由圖2可知,土壤全磷(TP)含量中,就施磷水平而言,隨著P水平提高,TP含量隨之提高,均以P3處理最高,其他磷水平在W1、W2及W3處理下分別顯著降低20.30%~49.24%、16.63%~42.67%及21.21%~46.97%。土壤有機(jī)磷(GP)含量中,不同灌溉方式水平處理間差異較小,而在同一灌溉方式處理中,各磷水平處理整體呈P0<P3<P2<P1,其中任一灌溉方式處理下P0處理與P3處理、P1處理與P2處理間均無顯著差異。在無機(jī)磷組分中,各處理含量表現(xiàn)為極易利用性磷(RP)<中等程度利用性磷(MP)<易利用性磷(LP)<難利用性磷(OP),隨著P水平的升高,OP、MP、RP隨之增加,LP則呈先增加后降低趨勢(shì);其中OP組分中,相比于其他P0、P1、P2施磷水平,P3處理的難溶性磷含量皆顯著提高;就灌溉方式而言,W1、W2、W3處理間差異較小。土壤有效磷中,隨著施P水平升高,其有效磷含量隨之顯著提高,其中P0處理中,與CK處理相比,相關(guān)微生物接種處理顯著提高46.06%~56.84%,P1處理顯著提高25.11%~33.99%;同樣地,P2水平下提高1.65%~2.68%,但處理間均無顯著差異。磷活化系數(shù)中,各灌溉處理表現(xiàn)為W1<W3<W2,各磷水平表現(xiàn)為P0<P1<P3<P2;整體而言,以W2P2處理的PAC系數(shù)比例最高,為27.29%,其他處理較其顯著減少1.09~9.16百分點(diǎn)。
2.4 灌溉方式與施磷對(duì)紫花苜蓿干草產(chǎn)量的影響
由表3可知,隨著施磷量增加,3年中紫花苜蓿干草總產(chǎn)量均呈先增加后減少趨勢(shì),施磷處理干草產(chǎn)量整體高于P0處理;施磷處理中,其最高值整體出現(xiàn)在P2處理,且無論灌溉方式如何,P2處理中的干草產(chǎn)量皆高于P0、P1處理。就灌溉方式而言,各灌溉處理整體表現(xiàn)為W1<W2、W3,且同一磷水平下,W3處理的干草產(chǎn)量均顯著高于W1處理,尤其表現(xiàn)在2023年。2021—2023年中,W2P2處理下干草總產(chǎn)量最高,分別為23.16、22.97、 20.55 t/hm2,且2022年、2023年干草產(chǎn)量較2021年分別下降0.82%、11.27%;其他組合處理中,皆以2023年產(chǎn)量顯著低于2021年。就3年平均產(chǎn)量而言,同一灌溉方式下,各磷處理表現(xiàn)為P0<P1<P3<P2;同一磷水平處理下,各灌溉處理整體表現(xiàn)為 W1<W3<W2;整體而言,各處理表現(xiàn)為W1P0<W2P0<W3P0<W1P1<W1P3<W2P1<W3P1<W3P3<W2P3<W1P2<W3P2<W2P2,且較W2P2處理相比,其他灌溉與施磷組合處理降低1.21%~20.42%。
2.5 灌溉方式與施磷對(duì)紫花苜蓿水、磷利用的影響
由表4可知,紫花苜蓿水分利用效率(WUE)隨著施磷量的增加呈先升高后降低趨勢(shì);同一灌水方式下,無論年份如何,P2處理的WUE皆最大,各磷水平處理呈P0<P1<P3<P2,且P1、P2、P3皆顯著高于P0處理。就灌溉方式而言,W2、W3處理的WUE整體高于W1處理,尤其表現(xiàn)為W2P2處理。就3年平均WUE而言,仍以W2P2處理最高,為 5.05 kg/m3,其他處理較其降低1.21%~20.41%。3年中,無論灌溉方式如何,各處理的磷肥利用率(PUE)隨磷施用量的增加呈先提高后降低趨勢(shì),以P3處理的PUE最低。就灌溉方式而言,不同年份間各處理規(guī)律存在差異,3年平均PUE表現(xiàn)為W3<W1<W2。整體而言,3年平均PUE各處理表現(xiàn)為W1P3(17.11%)<W3P3(17.68%)<W2P3(18.71%)<W1P1(24.36%)<W3P1(24.79%)<W2P1(25.32%)<W1P2(27.71%)<W3P2(29.24%)<W2P2(30.14%),與W2P2相比,其他處理PUE減少0.09~13.03百分點(diǎn)。
3 討論與結(jié)論
3.1 灌溉方式與施磷量耦合對(duì)苜蓿干草產(chǎn)量及磷吸收的影響
土壤磷可用性深刻影響著植物生產(chǎn)力,施磷可提高苜蓿葉片光合速率,改善苜蓿磷吸收,維持碳代謝、信號(hào)傳導(dǎo)及酶生理功能,從而獲得更高的產(chǎn)量[18]。本研究中,不管灌溉方式如何,與不施磷(P0)相比,施磷處理(P1、P2、P3)顯著提高了苜蓿干草產(chǎn)量,且苜蓿的磷含量和總磷積累量隨著磷施用量的增加而增加(表2),而產(chǎn)量則呈先增加后降低趨勢(shì)(表3)。表明適量施磷可以促進(jìn)苜蓿植株磷素積累、提高干草產(chǎn)量,過量施磷會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)性能下降。這與前人的研究結(jié)論基本一致:苜蓿過量吸收磷會(huì)對(duì)其他養(yǎng)分的吸收產(chǎn)生競(jìng)爭效應(yīng),導(dǎo)致營養(yǎng)不平衡,從而降低產(chǎn)量[19]。本研究中,紫花苜蓿磷含量、總磷積累量及產(chǎn)量均呈先增加后減少趨勢(shì),且以P2水平處理存在最大值。這與Li的研究結(jié)果基本一致:苜蓿植物對(duì)磷的吸收量存在閾值,當(dāng)施磷量超過苜蓿對(duì)磷的最大吸收量時(shí)對(duì)苜蓿產(chǎn)生負(fù)面影響,干草產(chǎn)量降低[20]。
水作為作物生長不可缺少的物質(zhì),水資源的灌溉方式不僅影響著土壤性質(zhì),還影響著作物對(duì)水分和養(yǎng)分的吸收效率[21]。本研究中,同一施磷量下,W2、W3處理的苜蓿產(chǎn)量顯著高于W1處理,其中W2處理整體較佳(表3)。干濕交替灌溉是一種常見的節(jié)水措施,輕度干濕交替灌溉可以增強(qiáng)根系生理代謝和葉片的光合能力,從而提高植物對(duì)水分和養(yǎng)分的吸收能力,增加光合產(chǎn)物的積累,有利于作物的產(chǎn)量形成[22]。前人研究表明,干濕交替灌溉耦合120 kg/hm2 P2O5時(shí),可提高水稻穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率與千粒重,提高產(chǎn)量及磷肥利用率[23]。本研究中,W2P2處理下具有最佳的總磷積累量和產(chǎn)量,其他灌溉方式與施磷組合處理較其降低1.21%~20.42%。表明干濕交替灌溉耦合100 kg/hm2 P2O5時(shí)最有利于紫花苜蓿磷積累及產(chǎn)量獲得。
3.2 灌溉方式與施磷量耦合對(duì)苜蓿水、磷利用效率的影響
水分利用效率(WUE)和磷肥利用效率(PUE)是判斷灌溉措施與施磷量是否合理的重要標(biāo)準(zhǔn)。WUE可反映收獲產(chǎn)量與作物耗水量之間的關(guān)系[24]。本研究中,WUE隨著施磷量的增加呈先升高后降低趨勢(shì),而不同灌溉方式處理整體表現(xiàn)為 W1<W3<W2(表4)。這一結(jié)果表明,施肥具有明顯的水分調(diào)節(jié)作用,適當(dāng)施磷肥可以提高水分利用效率[21]。本研究中,以P2處理PUE最高,且P2干草產(chǎn)量較高,表明PUE與產(chǎn)量間存在一定關(guān)系。3年平均數(shù)據(jù)表明,以W2灌溉處理的PUE整體較佳,且在較高施磷水平處理(P2、P3)中較高,其以W2P2最高,其他處理3年較其平均降低0.09~13.03百分點(diǎn)。前人的研究表明,當(dāng)土壤經(jīng)歷輕度干燥與再濕潤循環(huán)時(shí),可促進(jìn)植物的養(yǎng)分利用率,與一直保持濕潤的土壤相比,適當(dāng)?shù)乃笛h(huán)可提高養(yǎng)分的礦化率[25],這可能是交替灌溉處理磷積累量較多、PUE較高的原因。本研究中磷利用率為15.43%~31.19%,與苜蓿平均磷利用率12%~25%相比有所提高。表明優(yōu)化水磷管理可以提高紫花苜蓿的磷利用效率,采用節(jié)水灌溉措施是提高PUE的潛在優(yōu)化措施。
3.3 灌溉方式與施磷量耦合對(duì)土壤磷組分及磷代謝酶活性的影響
植物對(duì)磷的利用效率與難溶磷轉(zhuǎn)化、有機(jī)磷礦化產(chǎn)生的可利用磷含量,以及植物對(duì)磷的吸收利用程度有關(guān)[21,26]。將植物對(duì)P的吸收難易程度將其劃分為極易利用性磷(RP)、中等程度利用性磷(MP)、易利用性磷(LP)及難利用性磷(OP)共4類,其中RP、LP是植物可直接吸收利用的有效P源,MP是植物吸收利用的第二有效磷源,OP是被固持的潛在磷源[17,27]。本研究中,同一灌溉方式下,隨磷施用水平增加,土壤全磷、OP、MP、RP呈逐漸增加趨勢(shì),有機(jī)磷、LP則呈先增加后降低趨勢(shì)。前人研究表明,在合適的土壤濕度下,水可以作為磷溶解劑,減少總磷含量并增加有效磷[28]。本研究結(jié)果與之存在差異,原因可能是本研究中P3處理的施磷量高于P2處理,但P3施用量不能更好地被苜蓿高效率吸收,導(dǎo)致土壤中全磷和有效磷皆有所積累,且有效磷易隨水分流動(dòng),因此當(dāng)外源磷施用量過多時(shí),會(huì)導(dǎo)致苜蓿產(chǎn)量降低、土壤環(huán)境污染和磷資源浪費(fèi)[29]。
土壤酶在促進(jìn)土壤養(yǎng)分周轉(zhuǎn)和生態(tài)穩(wěn)定性中發(fā)揮著重要作用,有助于調(diào)節(jié)土壤質(zhì)量與生態(tài),其活性可反映土壤健康狀況[30]。本研究結(jié)果表明,土壤過氧化氫酶(CAT)、轉(zhuǎn)化酶(INV)、酸性磷酸酶(ACP)、堿性磷酸酶(LCP)中,較高水平施磷量具有較旺盛的酶活性,而W2、W3處理的酶活性略高于W1,這表明適宜施磷量和合適的灌溉措施可以增加土壤微生物活性,進(jìn)而提高土壤磷周轉(zhuǎn)。磷活化系數(shù)(PAC)中,各灌溉方式中皆以P2處理存在較高值,且以W2P2處理的PAC最高(27.29%),其他處理較其顯著減少1.09~9.16百分點(diǎn)。以上結(jié)果表明,土壤磷含量低于植物所需磷量時(shí),土壤中磷養(yǎng)分水平逐漸下降;當(dāng)土壤中的磷含量高于植物所需的磷量時(shí),土壤磷庫增加。因此,為維持土壤磷積累與消耗的平衡,節(jié)約農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的磷資源,最低磷素需求量應(yīng)為維持土壤磷輸入與消耗平衡的化肥用量。本研究中以施用100 kg/hm2磷肥最為適宜,且配合輕度干濕交替灌溉效果較好。
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