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本研究分别在2009年和2010年进行水稻.大豆轮作的温室试验,主要研究磷有效性对水稻和大豆生长以及土壤养分变化的影响。实验土壤采自广东省增城市华南农业大学宁西实验基地。在每一年的第一季(4月到8月)种植水稻(华航丝苗),第二季(8月到11月)种植磷效率不同的两个大豆品种(华夏1号和本地2号)。主要的研究结果如下:
不同磷水平的处理显著影响植株的生长。当施磷水平为200 mg/kg时,植株生物量达到最大。
在2009年,两个施磷水平(低磷和高磷)对水稻株高、地上部干重和穗干重没有显著影响,其株高分别为78.75和82.12 cm/株,地上部干重分别为56.53和63.54 g/3株,穗干重分别为40.62和40.25 g/3株。但是,不施磷处理与以上两种施磷处理间差异显著,其株高、地上部干重和穗干重分别为50.87 cm/株,7.75 g/3株,3.18 g/3株。
在2009年,磷低效大豆品种,本地2号在高磷处理下的株高(37.75 cm/株)显著高于低磷(30.00 cm/株)和不供磷(26.00 cm/株)处理。但是,在低磷和不供磷处理下,本地2号的株高没有显著变化。本地2号地上部和地下部干重的变化也具有相同的趋势。磷有效性明显影响大豆根长。在高磷处理下条件下,大豆根达到最长,为200.82 cm/3株。低磷处理下的根长次之,为126.00cm/3株。不供磷处理的大豆根长最小,为61.55 cm/3株。在不同的供磷处理条件下,根表面积从大到小依次为高磷、低磷和不供磷处理。
在磷高效大豆品种,华夏1号的研究结果显示:高磷和低磷处理对其株高影响不大,分别为34.00和38.25 cm/株。但是,高磷处理显著提高了植株地上部生物量,达到2.85 g/3株。低磷处理和不供磷处理对植株地上部的生物量没有显著影响,分别为2.85和1.77 g/3株;不同磷处理显著影响根长、根表面积和根干重,高磷处理最大、低磷处理次之、不供磷处理最小。
2010年的试验结果显示高磷处理显著增加水稻株高、地上部干重、穗干重和分蘖数,分别为105.60 cm/株,80.73 g/株,85.60 g/株和47.38＃/3株。在大豆中,也获得类似的结果。在不供磷处理下,植株养分浓度和吸收量都较低。
磷有效性显著影响土壤养分状况,比如土壤有机质含量,有效养分(氮、磷、钾)的浓度。随着处理磷浓度的增加,土壤有效养分浓度逐渐降低。但是,土壤在种植大豆,尤其是磷高效大豆品种华夏1号以后,土壤有效氮浓度显著增加。
在2010年水稻/大豆轮作的试验中,磷肥利用效率为:在低磷和高磷处理下,水稻磷肥利用效率高于2个大豆品种,水稻的磷肥利用效率分别为31.34和39.13％,本地2号的磷肥利用效率分别为6.44和7,55%,华夏1号的磷肥利用效率分别为15.19和28.29%;在水稻和本地2号轮作的试验中,在低磷和高磷处理条件下,总的磷肥利用效率分别为37.78和46.68%;在水稻和华夏1号的轮作试验中,在低磷和高磷处理条件下其磷肥的利用效率分别为46.53和67.43%。总之,本研究结果显示水稻和磷高效大豆品种轮作不仅利于提高磷肥的利用效率,而且利于减缓磷的流失和保护环境。