1、太湖地区水稻土磷素关键过程及动态调控机理课题研究内容课题研究内容P(Wang et al.,Unpublished data)120 kg P2O5/ha太湖流域农田土壤磷太湖流域农田土壤磷库时空库时空演变特征演变特征Rice：4.19-5.24 mg kg-1 Wheat：7.00-16.8 mg kg-1Wang et al.,2018,Soil Till Res太湖稻麦轮作太湖稻麦轮作农田土壤磷素阈值农田土壤磷素阈值太湖稻麦轮作太湖稻麦轮作农田水稻根际土壤供磷过程农田水稻根际土壤供磷过程 水稻根际土及孔隙水中可溶性磷及铁显著下降 高磷土壤中DGT-labile Fe/P比率显著低于低磷土
2、壤，环境风险更大(Wang et al.,2019,Science of the Total Environment)稻季根际效应原位动态(mm-m)太湖稻麦轮作农田磷素关键土壤太湖稻麦轮作农田磷素关键土壤过程及调控途径过程及调控途径水稻土水稻土闭蓄态磷占重要地位，在非闭蓄态中闭蓄态磷占重要地位，在非闭蓄态中Fe-P占重要地位占重要地位 土壤淹水 土壤pH趋于中性 氧化还原电位下降水季水季（减磷）（减磷）旱季旱季（增效）（增效）研究内容研究内容太湖稻麦轮作农田磷素关键土壤过程太湖稻麦轮作农田磷素关键土壤过程太湖太湖稻麦轮作农田稻麦轮作农田土壤磷素有效性提升的调控途径土壤磷素有效性提升的调控途径
3、磷肥减施：磷肥减施：2010秸秆炭化还田：秸秆炭化还田：2010 序号 处理处理水稻季小麦季施磷量（P2O5）1空白对照002常规对照40403稻施麦不施4004麦施稻不施040太湖稻麦轮作农田磷素关键土壤太湖稻麦轮作农田磷素关键土壤过程及调控途径过程及调控途径田间试验田间试验七年结果作物稳产，磷肥平均周年利用率提高提高5.42%稻季产量稻季产量麦季产量麦季产量途径一：途径一：周年磷肥减施周年磷肥减施50%50%稻稻季不施磷季不施磷减磷50%：40 传统施肥：80减磷50%：14.9 传统施肥：15.8减磷50%：0.09传统施肥：0.11减磷50%：23传统施肥：29单位均以kg P2O5/
4、ha/a计投入量作物带走量环境损失量土壤累积量水旱轮作周年磷肥减施50%，磷输入输出量总体平衡太湖稻麦轮作农田磷素关键土壤太湖稻麦轮作农田磷素关键土壤过程及调控途径过程及调控途径 稳产，磷平衡稳产，磷平衡 减少磷损失减少磷损失Wang et al.,2019,Pedosphere;2018,Soil Till Res,SUM;2016,Plant Soil,Field Crop.Res.;2015,JSSWHY?HOW?Soil P PoolsSoil P TransformSoil P Supply稻季不施磷稻季不施磷P太湖稻麦轮作农田磷素关键土壤太湖稻麦轮作农田磷素关键土壤过程及调控途径过
5、程及调控途径磷肥减施下土壤磷素转化过程磷肥减施下土壤磷素转化过程18OP P：揭示磷的生物周转过程磷酸盐氧同位素法磷酸盐氧同位素法磷素示踪较困难生物或酶作用使磷酸盐与水中氧发生交换18Op发生变化 研究土壤中磷源及磷循环过程新途径环境样品中磷酸盐纯化分离转化为AgPO4质谱测定Equilibrium18OpApplied P18Op太湖稻麦轮作农田磷素关键土壤太湖稻麦轮作农田磷素关键土壤过程及调控途径过程及调控途径PRWPRWPWPWP0P0H2O-PiNaHCO3-PiNaOH-PiHNO3-PiCalcium superphosphate Balance value P0PWPRW31P-
6、NMRStable Oxygen Isotopes 稻季不施磷：耗竭土壤无机磷；主要利用活性磷NaHCO3-Pi及及中活性磷源NaOH-Pi，磷循环快速，磷循环快速，微生物活动高效微生物活动高效(Unpublished data)太湖稻麦轮作农田磷素关键土壤太湖稻麦轮作农田磷素关键土壤过程及调控途径过程及调控途径 该区域与土壤磷素转化相关的细菌为变形杆菌及鞘脂杆菌太湖稻麦轮作农田磷素关键土壤太湖稻麦轮作农田磷素关键土壤过程及调控途径过程及调控途径P P 传统方法传统方法：速效磷（NaHCO3-P，静态数据）薄膜扩散梯度技术薄膜扩散梯度技术(DGT):动态数据 模拟植物根系对磷的动力学吸收及固-
7、液交换过程 具有原位、被动、仿生特点 用于土壤/沉积物重金属/元素生物有效性评价 磷肥减施下土壤磷素供给特征磷肥减施下土壤磷素供给特征太湖稻麦轮作农田磷素关键土壤太湖稻麦轮作农田磷素关键土壤过程及调控途径过程及调控途径稻季根际效应原位动态(mm-m)水稻根际土壤DGT有效磷高分辨分布(42 m)DAtgMCDGTDGT 浓度DGT 通量tDGTAMF 根际土中磷供给充足太湖稻麦轮作农田磷素关键土壤太湖稻麦轮作农田磷素关键土壤过程及调控途径过程及调控途径太湖稻麦轮作农田磷素关键土壤太湖稻麦轮作农田磷素关键土壤过程及调控途径过程及调控途径试验处理：BC0（CK，不施生物炭处理）BC5（5倍秸秆烧成
8、黑炭还田）BC10（10倍秸秆烧成黑炭全量还田）Straw1/3表示1/3秸秆还田途径二：途径二：秸秆碳化还田秸秆碳化还田C C微生微生物物PTreatmentAlkyl C/O-alkyl CAryl C/O-alkyl C BC00.9840.024 a0.3860.039 cBC50.9570.014 a0.8540.063 bBC100.8990.016 b1.4240.107 aStraw0.8900.012 b0.4040.028 c BC处理土壤磷库及C结构变化显著 Aryl C/O-alkyl C 值差异显著，稳定土壤碳结构稳定性指示因子C结构结构P形态形态旱作季旱作季(Unp
9、ublished data)太湖稻麦轮作农田磷素关键土壤太湖稻麦轮作农田磷素关键土壤过程及调控途径过程及调控途径 Arly-C（芳香碳）对微生物作用最显著 秸秆碳化还田微生物与活性、稳态磷形态更相关-1.01.0-1.01.0LPMLPSTPG-G+FungiAMFActinomyBacteriaRDA2(10.5%)RDA1(54.2%)BC0BC5BC10Straw旱作季旱作季-1.01.0-1.01.0G-G+FungiAMFActBacteriaalkyl-CN-alkyl-CO-alkyl-Cdi-O-alkyl-Caryl-CO-aryl-CCarbony-Cketone-CRDA
10、1(53.4%)RDA2(9.3%)(a)BC0StrawBC5BC10太湖稻麦轮作农田磷素关键土壤太湖稻麦轮作农田磷素关键土壤过程及调控途径过程及调控途径水季水季n CDGT-Labile-P：BC处理显著降低根际磷供给过程根际磷供给过程(Unpublished data)太湖稻麦轮作农田磷素关键土壤太湖稻麦轮作农田磷素关键土壤过程及调控途径过程及调控途径 适量秸秆炭化还田DGT-Labile Fe/P增高，能够显著降低磷素释放风险太湖稻麦轮作农田磷素关键土壤太湖稻麦轮作农田磷素关键土壤过程及调控途径过程及调控途径 秸秆源黑炭还田磷源主要来自于H2O-Pi以及NaHCO3-Pi，此时微生物活动活跃，磷循环快速(Unpublished data)磷酸盐氧同位素法磷酸盐氧同位素法太湖稻麦轮作农田磷素关键土壤太湖稻麦轮作农田磷素关键土壤过程及调控途径过程及调控途径敬请批评指正
