磷肥有机替代、秸秆还田对土壤化学性质和棉花产量及其构成的影响

来源：中国土壤与肥料杂志2024年第4期北京时间：

作者：黄伟，王西和，贾宏涛，杨金钰，屈小慧，刘盈锐，刘晓菊

单位：(1.新疆农业大学资源与环境学院/新疆土壤与植物生态过程重点实验室，新疆 乌鲁木齐 830052;2.新疆农业科学院土壤肥料与农业节水研究所/国家灰漠土肥力与肥料效益监测站/国家土壤质量新市区观测实验站，新疆 乌鲁木齐 830091)

摘要：新疆有机肥资源丰富，探索磷肥有机替代、秸秆还田的外源肥料投入对土壤化学变化、棉花产量及其构成的影响，为深入了解当前棉田肥力和确定棉花减磷增效的技术服务着力点提供参考依据。经国家灰漠土肥力与肥料效益监测基地5年田间微区定位试验，在膜下滴灌条件下设置7个施肥处理，T1:不施肥，T2:不施磷，T3:常规施化肥磷100%，T4:有机肥磷替代25%化肥磷，T5:有机肥磷替代50%化肥磷，T6:化肥磷100%+25%有机肥磷，T7:化肥磷100%+秸秆还田。于2022年采集土壤样品，探明不同比例磷肥有机替代、秸秆还田对土壤化学性质、磷素有效性特征和棉花产量及其构成的影响。研究结果表明:(1)在外源肥料投入量(有机肥和化肥)均为等氮磷用量的条件下，磷肥有机替代、秸秆还田有利于加速土壤养分转化，增加土壤速效养分、全量养分含量。速效氮、有效磷、速效钾含量增幅分别在3.0%～25.3%、29.2%～120.1%、70.1%～99.1%之间，各速效养分含量依次与外源肥料投入后增量最高的T6、T5、T5处理相比，年均分别增长3.12、1.69、30.75 mg·kg-1。全氮、全磷、全钾含量增幅分别在21.1%～43.9%、1.59%～41.3%、9.3%～33.6%之间，各全量养分含量依次与外源肥料投入后增量最高的T6、T6、T5处理相比，年均分别增长0.04、0.05、1.36 g·kg-1。整体上有机替代、增施有机肥和秸秆还田对促进土壤养分的转化效果比单施化肥好，且长期施用有机肥的效应优于秸秆还田。(2)耕层土壤有机质含量随有机肥替代量的增加而增加，50%的有机替代其有机质含量显著最高(12.21 g·kg-1)，年均增长0.4 g·kg-1，最小增量T1～T2与最大增量T1～T5相比，增加1.04～3.44 g·kg-1，增幅为11.86%～39.22%，总体表现为正效应。相对较高的土壤pH和盐含量是限制棉花高效生产的主要因素，有机肥和秸秆还田对土壤pH和含盐量整体起到降低的作用，最大降幅pH的T1与T5、盐含量T5与T3相比分别下降3.07%、24.48%，总体表现为负效应。配施有机肥和秸秆还田增强了土壤供氮能力和磷素活化能力，土壤磷活化系数从1.52%提升到2.78%。由于受新疆石灰性土壤自然特性及气候条件限制，综合C/N、C/P、N/P表明，灰漠土有机质处于缺乏状态。(3)磷肥有机替代和秸秆还田均能够维持或促进棉花增产，在密度为24万株·hm-2的试验种植模式下，连续5年常规施肥、25%的有机替代、50%的有机替代、增施有机肥、秸秆还田其籽棉产量分别达4173.13、4196.72、4805.10、5035.51、4830.98 kg·hm-2，综合土壤养分指标、肥料投入、棉花产量分析，50%的有机替代在节约磷肥用量的前提下对棉花增产效果最佳，与T1、T2、T3相比，分别显著增产20.49%、18.62%、15.14%。因此，研究认为当下应用50%的有机替代技术，即施磷(P2O5)60 kg·hm-2和配施羊粪9784 kg·hm-2，较为可行。

关键词：棉花;有机替代;化学磷肥;土壤化学性质;产量;N/P

基金资助：基金项目:新疆维吾尔自治区重大专项(2022A02007)；现代农业产业技术体系专项(CARS-15-49)；国家自然科学基金(U1703232)；农业农村部项目(G202109-2)。