摘要
稻麦轮作是我国主要的粮食作物生产模式，我国稻麦轮作面积高达1300万hm2，总产占全国粮食产量的1/4以上。但是，由于社会快速发展导致了农业耕地面积减少和人口不断增长，我国粮食安全问题逐渐突出，提高我国的粮食单产是保障粮食安全的重要手段之一。在农作物种植过程中，为保证作物的正常生长和粮食产出，需要施用一定数量的磷肥以保证作物的磷素营养需求，但是，由于磷素在土壤中容易被固定，导致磷肥施入土壤后有效性偏低。本研究针对目前稻麦轮作中存在的磷素养分利用率低下等关键问题，探究不同施肥措施对稻麦的生产及土壤磷组分的影响,以此实现提高磷肥利用率以及磷素高效利用的共同发展，对调控土壤磷素高效利用，减少磷肥环境污染具有重大的现实意义。 本试验于2018-2019在江苏省溧阳市南渡镇钱家圩村南京农业大学溧阳技术研究示范基地和如皋市农业科学研究所的长期试验田进行试验研究，两地均为常规稻麦轮作生态系统。在两个试验地点分别设4个处理，施肥处理为:不施磷处理(NK)、化肥优化施肥(OPT)、优化施肥基础上减磷20％猪粪替磷20％处理(HERP20％PMSP20％)、优化施肥基础上猪粪替磷20％处理(PMSP20％)。种植制为水稻小麦轮作，一年两熟。从不同施肥措施对作物产量及产量构成因素、磷肥利用率、作物磷养分吸收利用、土壤磷素转化以及土壤磷库等方面进行结果分析，为实现磷素高效利用及作物高产稳产提供理论依据。主要结论如下: 1、施用磷肥可以提高稻麦产量。在水稻季，磷肥的施用主要通过增加分蘖数来增加水稻产量,增产幅度为4.9％～15.8％;在小麦上则是通过增加穗数和穗粒数来增加小麦产量，增产幅度为8.99％～17.5％。磷肥的施入可以提高22.5％～53.4％的稻麦周年地上部磷累积量;有机肥替代化学磷肥能够显著提高磷肥农学利用率、磷肥偏生产力和磷肥吸收利用率，促进作物对磷素吸收利用，提高磷肥利用率。 2、施用磷肥能增加土壤磷素活化系数，在水稻季的增加幅度9.40％～35.4％;在小麦季则可以增加27.4％～87.7％，且施用有机肥的效果最好。施用有机肥能显著提高小麦季微生物碳、氮的含量。施用有机肥显著提升了稻麦季土壤中微生物量磷，分别提高了30.5％～127％和27.1％～151％;能显著提高酸碱磷酸酶的活性，促进了土壤中磷的转化。 3、在水稻季，施用磷肥平均提高土壤磷库中44.1％～75.4％总无机磷含量;在小麦季则平均提高37.8％～73.6％。相比之下，施用磷肥平均提高水稻季土壤总有机磷含量14％～57.7％，小麦季则平均提高9.63％～30.9％。从磷库占比中可以发现，施用有机肥后以改善土壤磷库，增加磷库中活性磷库Resin-Pi和NaHCO3-Pi的占比，降低残余态磷库的占比，提高土壤磷素有效性。 4、施用磷肥后，土壤均表现为磷盈余，OPT处理下的盈余值最高，平均为101.1kg/hm2，施用有机肥处理可以降低盈余值，其中RP-PMSP处理下的盈余值平均为39.25kg/hm2，是所有处理中最低，施用有机肥能增加稻麦轮作作物磷吸收量，维持周年磷素平衡。 综上所述，施用磷肥尤其是进行有机肥替代的处理可以优化作物产量构成以及磷素累积与分配，培肥土壤，提高磷肥利用情况及土壤磷素有效性，最终达到稳产增产的目的，为稻麦轮作作物高产稳产，合理利用磷肥资源提供理论依据。
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