高磷条件下施氮处理对水蓼磷积累特性的影响

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近年来由于磷肥的大量施用和畜禽粪便的不合理利用,过量的磷积累在土壤中,易导致潜在的环境风险,例如水体富营养化。利用磷富集植物可有效提取土壤中过量的磷。但磷富集植物磷富集能力有限,采用施氮的方法可提高磷富集植物磷积累能力。本文通过土培盆栽试验,以磷富集植物矿山生态型水蓼为对象,非矿山生态型为对照,研究高磷条件下施氮处理对水蓼磷积累特性的影响。主要研究结果如下:(1)随施氮量的增加,矿山生态型地上部生物量、磷含量、磷积累量、磷富集系数和迁移率均在100 mg N kg-1达到最大。矿山生态型地上部磷含量和磷积累量显著高于非矿山生态型,矿山生态型向地上部运转磷的能力相比非矿山生态型更强。施氮增加了两种生态型地下部生物量、磷含量、磷积累量,但矿山生态型地下部磷积累量显著低于非矿山生态型,仅为非矿山生态型的39.54%-84.24%。且施氮处理下,矿山生态型根际土壤有效磷含量更高,为矿山生态型提供了更多可利用的磷。(2)适宜施氮量(100 mg N kg-1)下,矿山生态型生物量、磷积累量均在12周时最大,此时地上部磷积累量达389.52 mg plant-1,12周为最佳收获时期。矿山生态型地上部生物量、磷含量和磷积累量在8周后显著高于非矿山生态型,而地下部磷积累量在8周后显著低于非矿山生态型。矿山生态型地上部磷积累速率随生长时期的延长逐渐增加,6到8周时增长幅度最大,增幅为36%,8周为矿山生态型地上部磷快速积累时期。矿山生态型磷积累速率在各生长时期均明显高于非矿山生态型。随生长时期的延长,矿山生态型叶片无机磷和酯磷含量先增加后降低,且矿山生态型叶片无机磷、酯磷含量在生长后期均显著高于非矿山生态型。(3)适宜施氮量(100 mg N kg-1)下,随生长时期的延长,矿山生态型根际土壤H2O-Pi(Pi,无机磷)、NaHCO3-Po、NaOH-Po(Po,有机磷)逐渐降低,H2O-Po、NaHCO3-Pi、HCl-Po逐渐增加。矿山生态型根际土壤H2O-Pi显著低于非矿山生态型,根际土壤H2O-Po在生长后期显著高于非矿山生态型。随着生长时期的延长,矿山生态型根际土壤酸性磷酸单酯酶、磷酸二酯酶活性逐渐升高,碱性磷酸单酯酶活性先增加后降低。矿山生态型根际土壤酸性和碱性磷酸单酯酶活性高于非矿山生态型,磷酸二酯酶活性仅在12周高于非矿山生态型,矿山生态型对Po的矿化和利用能力更强。(4)适宜施氮量(100 mg N kg-1)下,矿山生态型生物量、磷含量、磷积累量和地上部磷提取率在N3处理时达最大,其中地上部磷积累量为537.67 mg plant-1,地上部磷提取率为20.58%。矿山生态型地上部生物量、磷含量、磷积累量和磷提取率在不同氮肥基追比处理下均显著高于非矿山生态型,地下部生物量、磷含量、磷积累量在N3处理时显著低于非矿山生态型。矿山生态型地下部磷含量仅与钙含量显著正相关,地上部磷含量与钙、铁、镁、硼含量均显著负相关。增加氮素追肥比例降低了地上部中微量营养元素含量,有利于矿山生态型地上部磷的积累。
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