长期弃耕降低红壤稻田土壤磷库
磷素,组分,1材料与方法,1试验区概况,2试验设计,3样品采集与测定,4数据处理及分析,2结果与分析,1弃耕前后土壤全磷,速效磷(Olsen-P)的变化规律,2弃耕土壤微生物生物量磷(MBP)和微生物生物量碳(MBC)含量,3稻田
龚梦瑶,李巧云,2*,陈安磊,葛体达,李宇虹,秦红灵,马国辉(1 湖南农业大学资源环境学院, 湖南长沙 410128;2 广州新华学院, 广东广州 523133;3 湖南农业大学农学院, 湖南长沙 410128;4 中国科学院亚热带农业生态研究所 / 亚热带农业生态过程重点实验室, 湖南长沙 410125;5 宁波大学植物病毒学研究所, 浙江宁波 315211;6 杂交水稻国家重点实验室 / 湖南杂交水稻研究中心, 湖南长沙 410125)
我国执行了世界上最严格的耕地保护政策,但南方红壤区传统稻田仍面临着弃耕的风险,水稻种植在区域变化趋势上呈现南缩北扩的现象[1-2]。自1980年以来,稻田面积每年以0.5%的速率下降,水稻播种面积减少13%左右,水稻产量减少5.4%[1,3]。2021年《农业农村部关于统筹利用撂荒地促进农业生产发展的指导意见》强调耕地撂荒及季节性撂荒已导致土地资源浪费和耕地质量下降(肥力变差、地力等级下降)。目前研究多集中在弃耕后土壤有机碳含量,如有研究报道了南方稻田弃耕后土壤有机质呈现快速下降趋势[4],不同于我国北方草地草甸、南方喀斯特区、黄土丘陵区和红壤旱地的退耕(弃耕)还林还草后土壤有机碳的积累特征[5-8]。
土壤磷素是退耕生态系统植被生长的关键养分限制因子,但有关稻田弃耕后土壤磷素变化特征鲜有报道。磷素不参与大气循环,不同于土壤有机碳的积累趋势,弃耕旱地研究表明随着撂荒时间延长,撂荒地土壤全磷含量随之减少[6,9]。红壤因其粘、瘦等缺点导致60%的稻田缺磷,粘粒对磷素的强固持能力导致磷肥的有效性低[10]。红壤稻田弃耕后,土壤环境由淹水厌氧环境转化为落干好氧环境,继而土壤物理、化学、生物学特征也随之发生剧烈的变化,如土壤团聚体、有机碳、氧化还原状态和地上植被等变化[4,11],这些性质的变化不同于红壤旱地和其他土壤类型弃耕后的变化特征,可能对弃耕稻田土壤磷素转化产生不同的影响。弄清弃耕后土壤磷库变化趋势及其驱动机制,对弃耕红壤稻田土壤肥力的研究及管理有重要指导意义。
为此,依托弃耕红壤稻田长期定位试验(开始于1991年),研究不同施肥背景(CK、NK和NPK)弃耕稻田土壤磷库变化特征,进一步探索对弃耕敏感的磷素组分及其与土壤环境因子(植被磷素固持量和土壤微生物生物量碳、磷等)的关系,以期为弃耕红壤稻田的管理提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 试验区概况
稻田弃耕长期定位试验位于中国科学院桃源农业生态试验站内(湖南省桃源县 ......
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