有机酸、有机肥和生物炭对新疆棉田磷肥无效化过程的阻控效应及机制

Phosphorus is an important nutrient for plant growth, but the phosphorus fertilizer applied to soil usually become invalid because of soil fixation. Understanding the invalidation process of phosphate fertilizer in soil and the control method and mechanism is the scientific basis for improving fertilizer use efficiency, reducing the amount of fertilizer application and the risk of environmental pollution. The phosphorus fixation is very serious in calcareous soils of cotton field in Xinjiang. This research would compare the impact of organic acid, organic fertilizer and modified biochar additions on the processes of migration, transformation, adsorption and desorption of fertilized phosphorus in soils, and their relationships with phosphorus use efficiency. The mechanism of phosphate invalid process and control method would be studied using path analysis method by combining soil aggregate structure, chemical properties, adsorption and desorption characteristics, microbial biomass and enzyme activity. This research would help understanding the effect and mechanism of organic acid, organic fertilizer and biochar additions on invalidation processes of fertilized phosphorus, proposing the methods to control phosphorus invalidation, and providing a scientific basis for the phosphorus management in cotton field in Xinjiang.

磷是植物生长必需的养分元素，但施入农田的磷肥绝大部分因土壤固定而无效化；研究磷肥的无效化过程及其阻控方法和机制，是提高磷肥利用效率、减少磷肥施用量和环境污染风险的重要科学基础。本研究拟针对新疆固磷严重的石灰性棉田土壤，以磷肥在土壤中的迁移转化过程为主线，比较有机酸、有机肥、改性生物炭处理下，磷肥在土壤中的时空迁移、形态转化和吸附解吸等关键过程及其与磷肥利用效率的关系；结合土壤团粒结构、化学性质、吸附解吸特征、微生物群落结构和功能，分析不同处理阻控磷肥无效化过程的路径和机理。其目标是：在田间尺度上揭示有机酸、有机肥和生物炭对新疆棉田磷肥无效化过程的阻控机理，提出适合新疆棉田磷肥无效化过程的阻控方法，为新疆棉田的磷素管理提供科学依据。

磷是植物生长必需的养分元素，但施入农田的磷肥绝大部分因土壤固定而无效化；研究磷肥的无效化过程及其阻控方法和机制，是提高磷肥利用效率、减少磷肥施用量和环境污染风险的重要科学基础。本研究拟针对新疆固磷严重的石灰性棉田土壤，以磷肥在土壤中的迁移转化过程为主线，比较有机酸、有机肥、生物炭处理下，磷肥在土壤中的迁移转化和吸附解吸等关键过程及其与土壤磷素有效性、棉花磷吸收和分配、棉花产量和磷肥利用效率等的关系，旨在明确有机酸、有机肥、生物炭添加对棉田磷肥无效化过程的阻控效果和机理。.沙湾县有机酸和有机肥添加试验研究结果表明，有机酸和有机肥添加提高了土壤速效磷含量，特别是2018年吐絮期时，有机酸和有机肥添加处理土壤速效磷含量比单施重过磷酸钙增加了约50%；有机酸和有机肥添加降低了土壤磷素吸附能力，显著提高了植株累积吸磷量，在吐絮期时分别比不施肥对照提高了22.8%和22.3%；有机酸和有机肥添加显著增加了籽棉产量，相比单施重过磷酸钙提高了约15%。.阜康市有机酸、有机肥和生物炭添加影响不同磷肥用量条件下棉田磷素状况和产量的研究表明，有机酸和有机肥添加可提高土壤磷素有效性；有机肥添加通过提高棉花植株累积吸磷量，生物炭添加通过促进磷素向生殖器官的分配，提高了籽棉产量；有机酸、有机肥和生物炭添加均可提高棉田磷肥利用率，其中生物炭在低施磷量条件下效果较好，有机酸和有机肥在中等施磷量条件下效果较好。有机肥添加可促进土壤中磷肥的垂直移动，提高土壤微生物生物量磷；有机酸和有机肥添加均可降低土壤对磷素的吸附容量，增加磷素的解吸，从而提高土壤磷素有效性。.本研究在田间尺度上明确了有机酸、有机肥和生物炭添加对新疆棉田磷肥无效化过程的阻控效果和机制，提出适合新疆棉田磷肥无效化过程的阻控方法，为新疆棉田的磷素调控和管理提供了科学依据。