摘 要:为研究不同前茬作物下土壤无机磷形态的差异及对后茬作物冬小麦磷累积的影响,开展了二因素田间试验,测定了3种前茬作物(玉米、大豆、花生)和2个磷肥施肥水平(P2O5 150 kg/hm2,常规施肥(+F);P2O5 0 kg/hm2,限肥(-F))处理下播种前和收获后耕层(0~15 cm)土壤全磷、速效磷以及不同形态无机磷的质量分数,同时测定冬小麦植株磷累积量,运用通径分析法,分析了土壤中不同形态无机磷对冬小麦植株磷积累量的贡献.结果表明:与常规施肥相比,限肥显著降低土壤全磷、速效磷和不同形态无机磷的含量.在常规施肥水平下,玉米前茬处理的土壤速效磷质量分数最高且显著高于其他前茬处理,为18.61 mg/kg,总无机磷、Fe-P和Ca10-P的质量分数也最高,分别为592.55 mg/kg、41.97 mg/kg和338.77 mg/kg;大豆前茬处理的土壤全磷质量分数最高且显著高于其他前茬处理,为972.80 mg/kg,Al-P和O-P的含量也在大豆前茬处理的质量分数最高,分别为43.44 mg/kg和64.37 mg/kg;花生前茬处理的土壤Ca2-P和Ca8-P的质量分数最高,分别为27.53 mg/kg和94.14 mg/kg,但与玉米前茬和大豆前茬的处理结果差异不显著.在限肥水平下,玉米前茬处理土壤的全磷、速效磷和O-P的质量分数最高且显著高于其他前茬处理,分别为770.47 mg/kg、13.50 mg/kg、58.99 mg/kg;大豆前茬处理土壤Ca10-P的质量分数最高且显著高于其他前茬处理,为320.62 mg/kg,总无机磷、Al-P和Fe-P的质量分数与其他前茬处理差异不显著,分别为541.96 mg/kg、34.50 mg/kg和36.42 mg/kg;花生前茬处理土壤Ca2-P和Ca8-P的质量分数最高但与花生前茬处理的差异不显著,分别为23.04 mg/kg和78.78 mg/kg.2个磷肥水平下冬小麦植株磷累积量均在花生前茬处理下最高,分别为33.11 kg/hm2和25.14 kg/hm2.在常规施肥水平下,花生前茬处理与玉米、大豆前茬处理的差异不显著,而在限肥水平下显著高于玉米、大豆前茬处理.经通径分析,土壤无机磷不同形态对冬小麦植株磷累积量的直接影响(直接通径系数)由大到小为Ca2-P、Al-P、Fe-P、Ca8-P、O-P、Ca10-P.结合通径系数和相关系数表明,Ca2-P是小麦磷累积的直接来源,其次是Al-P,而Fe-P和Ca8-P是小麦的缓效磷源,O-P和Ca10-P是小麦比较难以利用的磷源.在2种施肥水平下,前茬作物极显著影响全磷、速效磷、和无机磷的含量,进而影响冬小麦的植株磷累积量.
关键词:冬小麦;前茬作物;无机磷形态;磷累积量;通径分析
中图分类号:S153.6""""" 文献标志码:A""" 文章编号:1000-2367(2025)01-0023-09
磷对植物生长发育具有重要作用,土壤本身的磷素和人为施入土壤的磷素是植物所需磷素的主要来源.但是大多数土壤自身的供磷能力有限,不能满足作物高产的需求.因此,为了提高粮食产量,农田磷肥投入量不断增加[1].磷肥过高的投入造成土壤磷素累积的现象在全球已经非常普遍,在我国的情况尤为严重,90%以上存在于种植领域[2].据统计,2017年我国水稻、玉米、小麦三大粮食作物化肥利用率平均为37.8%,我国化肥利用率仍偏低[3].过量施用磷肥不仅不会带来作物的持续增产,而且会导致作物产量降低、土壤有害元素积累和土壤理化性质恶化等一系列问题[4-6].因此,磷养分资源的综合管理是协调作物高产和环境友好的关键,而了解土壤中不同形态磷素含量对于提高土壤磷素的利用率具有重要意义[7].土壤中的磷素主要以有机态和无机态存在,有机磷需要转化成无机磷(inorganic phosphorus,Pi)后才能被植物吸收利用[8].根据文献[9]的Pi分级方法,石灰性土壤的Pi可分为Ca2-P、Ca8-P、Al-P、Fe-P、O-P、Ca10-P这6种形态.不同形态的Pi对作物磷素营养有重要作用,但是只有其中的一小部分对作物来说是直接有效的,并且不同形态Pi的组成特点以及有效性不尽相同,从而导致土壤供磷能力产生差异[5,10-11].
不同轮作方式对土壤结构及养分的积累有一定影响[12].研究发现,土壤无机磷形态在轮作土壤中的Ca2-P增幅最大[13],玉米秸秆还田与肥料中的有机酸经过一系列反应能够使玉米前茬土壤Fe-P的含量高于其他前茬处理[14],玉米-绿肥轮作比玉米-休闲轮作更能改善土壤理化性质,提高土壤肥力[15].研究表明,上一茬作物的残茬、秸秆以及根系能够补充耕地土壤的有机质.豆科作物的落叶量大,且豆科作物的根瘤菌有固定空气中氮素的能力,能补充土壤氮素,提高土壤的全氮含量[16].已有研究表明磷素在土壤中的移动性差,长期过量施肥会导致磷素不断积累,从而提高了磷的容量和强度,进而提高了土壤全磷的含量[17-18].
目前,已有一些学者对不同土壤类型的无机磷形态进行研究,但在黄淮海平原开展不同前茬作物对耕层土壤无机磷形态及对下茬作物磷累积量的研究较少.本研究以河南省获嘉县高产农田为研究对象,对不同前茬作物下麦田土壤不同形态Pi的含量进行测定,并对其与后茬作物冬小麦植株磷累计积量的关系进行分析,以期为我国农业生产中,在保证粮食供应总量的前提下,调整磷肥投入、提高磷肥利用效率的轮作模式提供一定的理论支撑.
1 材料和方法
1.1 试验区概况
试验于2019年6月至2020年6月在河南省新乡市获嘉县东彰仪村(35.12°N、113.36°E)进行,该区海拔73.2 m,年平均气温16.1 ℃,年平均降水量605.7 mm,地势平坦,土壤肥沃.试验区土壤类型为潮土,前茬作物播前土壤基本理化性质:有机质为29.19 g/kg,全氮(total nitrogen,TN)为1.46 g/kg,全磷(total phosphorus,TP)为0.96 g/kg,速效磷(available phosphorus,AP)为7.96 mg/kg,无机磷(Pi)为627.73 mg/kg.其中,Ca2-P为33.51 mg/kg,Ca8-P为98.78 mg/kg,Al-P为47.24 mg/kg,Fe-P为48.51 mg/kg,O-P为68.38 mg/kg,Ca10-P为331.30 mg/kg.
1.2 试验设计
为探讨不同前茬作物对麦田土壤不同形态无机磷含量及冬小麦磷累积量的影响,试验选择新麦26为冬小麦供试品种,采取二因素设计,第一个因素为前茬作物(previous crop,PC),分别为玉米前茬(M)、大豆前茬(S)、花生前茬(P).其中,玉米品种为郑单958,大豆品种为驻豆19,花生品种为开农80.第二个因素为磷肥水平(fertilization level,FL),分别为常规施肥(+F,P2O5 150 kg/hm2)和限肥(-F,P2O5 0 kg/hm2),其他肥料和常规施肥保持一致.其中,纯氮240 kg/hm2、K2O 90 kg/hm2.小区面积为133 m2,3次重复.前茬作物秸秆均全量还田,作物的田间管理见表1.
1.3 样品采集及处理
冬小麦成熟时,采用5点法采集0~15 cm耕层土样,混匀后自然风干,过0.25 mm筛,测定土壤TP、AP、不同形态Pi(Ca2-P、Ca8-P、Al-P、Fe-P、O-P、Ca10-P)含量.同时每区随机选取30株冬小麦,取地上部分,105 ℃杀青0.5 h后80 ℃烘干至恒质量,测定植株磷含量,并计算植株磷累积量(PPA).
1.4 测定项目及方法
土壤TP和植株Pi采用H2SO4-CuSO4-K2SO4消煮,用AA3连续流动分析仪(德国SEAL Analytical公司)测定[19];土壤AP含量采用碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法测定[9];土壤Pi形态检测采用文献[20]的方法,并计算总Pi含量.
1.5 数据处理
用Excel 2019进行试验数据统计分析和作图,采用和SPSS 22.0软件进行方差分析(ANOVA)、多重比较(Duncan's新复极差法)、相关分析和通径分析.
2 结果与分析
2.1 不同前茬作物下土壤TP、AP和Pi含量的分析
表2为前茬作物、施肥水平及二者交互作用对土壤TP、AP、Pi及Pi的不同形态质量分数影响的方差分析.前茬作物、施肥水平、二者交互作用对土壤TP质量分数的影响均达到极显著水平(P<0.01).从表3可知, M+F、P+F、M-F、S-F和P-F处理的土壤TP质量分数均显著低于本底土壤值,但S+F处理与本底土壤之间差异不显著.在常规施肥处理中,土壤TP质量分数由大到小表现为S+F、M+F、P+F,S+F处理显著高于M+F和P+F处理;M-F处理高于P-F处理和S-F处理,差异均显著.与常规施肥水平相比,M-F、S-F和P-F处理土壤TP质量分数分别较M+F、S+F和P+F处理下降了17.40%、28.88%和9.46%.
方差分析结果显示(表2),前茬作物、施肥水平和二者交互作用均对土壤AP质量分数的影响达到极显著水平(P<0.01).从表3可以看出,M+F、S+F、P+F、M-F、S-F和P-F处理的土壤AP质量分数均显著高于本底值.土壤AP质量分数在常规施肥水平下由大到小表现为M+F、P+F、S+F,差异均显著;限肥水平下由大到小表现为M-F、P-F、S-F,差异均显著.与常规施肥水平相比,M-F、S-F和P-F处理土壤AP质量分数分别较M+F、S+F和P+F处理下降了27.45%、24.27%和39.22%.
经方差分析得知(表2),施肥水平和二者交互对土壤Pi质量分数的影响分别达到极显著水平(P<0.01)和显著水平(P<0.05).从表3可以看出, M+F、S+F、P+F、M-F、S-F和P-F处理的土壤Pi质量分数均显著低于本底土壤.土壤Pi质量分数由大到小表现为M+F、S+F、P+F,M+F处理的显著高于P+F处理;S-F处理高于P-F处理,显著高于M-F处理.与常规施肥水平相比,M-F、S-F和P-F处理土壤Pi质量分数分别较M+F、S+F和P+F处理下降了14.11%、7.12%和6.99%.
2.2 不同前茬作物和施肥水平下土壤中不同形态Pi的质量分数分析
2.2.1 Ca2-P的质量分数
经表2方差分析可知,前茬作物、施肥水平和二者交互对土壤Ca2-P质量分数的影响达到极显著水平(P<0.01).从表3可以看出, M+F、S+F、P+F、M-F、S-F和P-F处理之间的土壤Ca2-P质量分数与本底土壤的差异均达到显著.土壤Ca2-P质量分数由大到小表现为P+F、M+F、S+F.P+F和M+F处理显著高于S+F处理,P-F和S-F处理显著高于M-F处理.与常规施肥水平相比,M-F、S-F和P-F处理土壤Ca2-P质量分数分别较M+F、S+F和P+F处理下降了21.43%、8.22%和16.31%.
2.2.2 Ca8-P的质量分数
分析数据得知,前茬作物和施肥水平对土壤Ca8-P质量分数的影响达到极显著水平(P<0.01).从表3可以看出, M+F、S+F、M-F、S-F和P-F处理的土壤Ca8-P质量分数均显著高于本底土壤,P+F处理本底土壤之间差异不显著.土壤Ca8-P质量分数由大到小表现为P+F、S+F、M+F.P+F处理显著高于M+F处理;P-F和S-F处理显著高于M-F处理.与常规施肥水平相比,M-F、S-F和P-F处理土壤Ca8-P质量分数分别较M+F、S+F和P+F处理下降了21.07%、12.91%和16.31%.
2.2.3 Al-P的质量分数
Al-P在土壤无机磷总量中占有重要比例.由表2可知,施肥水平对土壤Al-P质量分数的影响达到极显著水平(P<0.01),前茬作物对土壤Al-P质量分数的影响达到显著水平(P<0.05).从表3可以看出,本底土壤Al-P质量分数与M+F、S+F、P+F、M-F、S-F和P-F处理之间的差异均达到显著.土壤Al-P质量分数由大到小表现为S+F、M+F、P+F,S+F处理显著高于P+F处理;S-F处理高于P-F处理高于M-F处理,差异均不显著.与常规施肥水平相比,M-F、S-F和P-F处理土壤Al-P质量分数分别较M+F、S+F和P+F处理下降了21.38%、20.59%和12.06%.
2.2.4 Fe-P的质量分数
由表2分析可知,施肥水平对土壤Fe-P质量分数的影响达到极显著水平(P<0.01).从表3可以看出,本底土壤Fe-P质量分数与M+F、S+F、P+F、M-F、S-F和P-F各处理之间的差异均达到显著.常规施肥水平下,土壤Fe-P质量分数由大到小表现为M+F、P+F、S+F,差异均不显著;限肥水平下由大到小为S-F、M-F、P-F,差异均不显著.与常规施肥水平相比,M-F、S-F和P-F处理土壤Fe-P质量分数分别较M+F、S+F和P+F处理下降了13.90%、5.44%和13.55%.
2.2.5 O-P的质量分数
经方差分析可得(表2),施肥水平对土壤O-P质量分数的影响达到极显著水平(P<0.01),前茬作物和二者交互对土壤O-P质量分数的影响达到显著水平(P<0.05).从表3可以看出, M+F、P+F、M-F、S-F和P-F处理的土壤O-P质量分数均显著低于本底土壤,而S+F处理与本底土壤之间差异不显著.土壤O-P质量分数由大到小表现为S+F、M+F、P+F,S+F处理显著高于P+F处理;M-F显著高于S-F和P-F处理.与常规施肥水平相比,M-F、S-F和P-F处理土壤O-P质量分数分别较M+F、S+F和P+F处理下降了2.23%、18.66%和12.15%.
2.2.6 Ca10-P的质量分数
经表2方差分析可知,施肥水平与二者交互对土壤Ca10-P质量分数的影响达到显著水平(P<0.05).从表3可以看出,M-F和P-F处理的土壤Ca10-P质量分数显著低于本底土壤,而M+F、S+F、P+F和S-F处理与本底土壤之间差异均不显著.土壤Ca10-P质量分数由大到小表现为M+F、S+F、P+F,M+F处理显著高于P+F处理;S-F处理高于P-F处理,显著高于M-F处理.与常规施肥水平相比,M-F、S-F和P-F处理土壤Ca10-P质量分数分别较M+F、S+F和P+F处理下降了13.08%、1.63%和0.91%.
2.3 不同前茬作物下冬小麦PPA变化及其与土壤磷的关系
不同处理的冬小麦PPA如表4所示.冬小麦PPA在常规施肥下的由大到小表现为P+F、S+F、M+F,处理之间差异不显著;限肥条件下由大到小表现为P-F、S-F、M-P,P-F显著大于S-F和M-F处理.与常规施肥相比,M-F、S-F、P-F处理的小麦PPA含量分别较M+F、S+F、P+F处理下降了32.23%、37.43%和24.07%.前茬作物对冬小麦PPA含量的影响达到显著水平,限肥极显著降低了冬小麦PPA含量,但二者的交互作用对冬小麦PPA的影响不显著.土壤的Pi/TP在常规施肥的处理中,S+F处理显著高于M+F和P+F处理,分别高出8.84%和12.99%.在限肥处理中,S-F处理显著高于M-F和P-F处理,分别高出15.66%和19.48%.前茬作物极显著影响了土壤Pi/TP的大小,但施肥水平和二者交互作用对土壤Pi/TP的影响不显著.土壤AP/Pi由大到小表现为M+F、P+F、S+F,M+F和P+F处理显著高于S+F处理,分别高出38.95%和38.27%.M-F处理高于P-F处理高于S-F处理,M-F处理显著高于P-F和S-F处理,分别高出43.81%和10.98%.前茬作物、施肥水平、二者交互作用都极显著影响了土壤AP/Pi的大小.
供植物吸收利用的磷都来源于Pi,因此分析冬小麦PPA与土壤Pi的关系:不同前茬作物处理的PPA/Pi在常规施肥水平下由大到小表现为P+F、S+F、M+F,三者之间都达到显著水平;在限肥水平下由大到小表现为P-F、M-F、S-F,P-F处理显著高于M-F和S-F处理,分别高了22.98%和24.96%.前茬作物对PPA/Pi的影响达到显著水平,施肥水平对PPA/Pi的影响达到极显著水平.
2.4 土壤中不同形态Pi对冬小麦PPA的贡献
为了进一步探讨土壤Pi不同形态与PPA之间的关系,对土壤不同形态Pi质量分数和冬小麦PPA进行相关分析和通径分析.由表5可知Ca2-P、Ca8-P和Al-P与PPA间呈极显著正相关(P<0.01),Fe-P与PPA呈显著正相关(P<0.05),O-P和Ca10-P与PPA不相关,土壤Pi形态对PPA的直接影响(通径系数)由大到小顺序为:Ca2-P(X1:0.660)、Al-P(X3:0.497)、Fe-P(X4:0.024)、Ca8-P(X2:-0.006)、O-P(X5:-0.064)、Ca10-P(X6:-0.286).其中,PPA与Ca2-P(X1)的通径系数和相关系数都最大,说明它的表观贡献最大且直接贡献也最大,可见Ca2-P是作物最有效的磷源.此外,Al-P(X3)的相关系数(0.678**)排名第3,同时通径系数(0.497)仅次于Ca2-P,可见其对小麦植株磷累积的直接贡献居第二位.而Ca8-P(X2)、Fe-P(X4)、O-P(X5)和Ca10-P(X6)的相关系数依次为0.763**、0.568*、0.403和0.311,但因其通径系数都很小,甚至为负数,依次为-0.006、0.024、-0.064和-0.286,推测它们很可能通过与Ca2-P和Al-P的相互作用,即通过对影响其他形态的Pi而对植株磷累积产生间接作用.进一步计算间接通径系数,分析发现,Ca8-P和Fe-P都通过Ca2-P和Al-P对冬小麦的植株磷累积有间接作用.可见Ca2-P和Al-P对植株磷累积的贡献较大,而Ca8-P和Fe-P则可能要通过形态转化才能被地上部吸收并累积.但O-P和Ca10-P与PPA的正相关关系不显著,且其通径系数为负值,所以O-P和Ca10-P这2种形态是植物比较难以利用的磷源.
3 结论与讨论
3.1 不同施肥水平对土壤Pi质量分数的影响
本研究结果表明TP、不同形态Pi和AP质量分数在常规施肥水平下比在限肥水平下高,即磷肥施入土壤中,可以提高土壤中的磷素水平,这与文献[21]研究结果一致.土壤中磷素有效性受土壤中铝、铁和钙等影响,土壤中的磷可分为无机磷和有机磷两大类,其中,不同形态磷的有效性不同.研究表明我国的石灰性土壤主要以Pi为主[22],约占土壤TP的70%~90%[23],土壤Pi形态又以Ca-P为主,约占Pi的70%[9].本研究中供试土壤组成以Pi为主,6种形态Pi质量分数由大到小为Ca10-P、Ca8-P、O-P、Fe-P、Al-P、Ca2-P.限肥显著降低总Pi含量,并改变土壤不同形态Pi占总Pi的比例[24].限肥可以改变土壤中活性磷组分和中等稳定性磷组分含量,降低土壤中Ca2-P、Ca8-P、Al-P和Fe-P质量分数[8].本研究还发现,玉米前茬、大豆前茬和花生前茬的处理下,限肥的土壤总Pi质量分数分别较常规施肥的质量分数下降了14.11%、7.12%和6.99%,差异达到显著水平,并且6种形态的无机磷含量都受到施肥水平的显著影响,这与文献[24]的研究结果一致.
3.2 不同前茬作物对土壤Pi形态及冬小麦植株磷累积贡献的影响
不同前茬作物能够影响冬小麦土壤中Pi不同形态含量的变化.不同前茬作物对土壤理化性质的改变,造成对磷素吸收、转移、累积的差异[25].有长期定位试验结果表明,土壤中无机磷总量的增加,主要来自Ca-P、Al-P、Fe-P的累积[26].本研究结果发现,常规施肥水平下,土壤的总Pi、Ca2-P和Ca8-P含量在花生前茬处理下的含量优于玉米前茬和大豆前茬的处理,这可能是由于不同的前茬作物可以通过对土壤结构的影响,不同程度影响土壤中无机磷养分的含量及形态,尤其能够增加土壤的Ca2-P和Ca8-P,以此改善土壤的肥力.土壤Fe-P的含量在玉米前茬处理下达到最高,玉米秸秆还田与肥料中的有机酸活化了土壤中的Fe-P,使其在还原条件下被还原成可溶性的磷酸亚铁,亚铁离子可迅速氧化成氧化铁,使得玉米前茬处理下Fe-P的含量高于其他前茬作物[14].本研究还发现,在限肥水平的3种前茬作物处理下,玉米前茬处理下的土壤O-P质量分数比常规施肥的下降幅度最小,Ca2-P、Ca8-P、Al-P、Fe-P和Ca10-P质量分数与其他前茬相比下降幅度较大.大豆前茬下的土壤总Pi质量分数占TP的比例最高,达到76.16%,土壤Al-P、Fe-P和Ca10-P质量分数最高,Ca2-P、Ca8-P和Fe-P质量分数与其他前茬相比下降幅度最小.大豆前茬处理的Pi占TP的比例高,但AP质量分数不高,说明大豆前茬的潜在有效磷库大.关于这方面报道较少,有待进一步研究.
无机磷是石灰性土壤磷素的主要组成部分,不同形态的无机磷对作物的贡献存在很大差异,土壤微生物、理化性质、气候及人类活动等条件都会引起不同形态磷之间的转化,导致土壤无机磷的组成不同,从而改变土壤对作物的供磷能力[8].本文通径分析研究结果显示土壤Pi不同形态对PPA的直接影响由大到小为:Ca2-P、Al-P、Fe-P、Ca8-P、O-P、Ca10-P.Ca2-P对小麦PPA的通径系数最大,相关系数最大,表明Ca2-P是小麦吸磷的直接来源,它可被作物直接吸收利用,其他形态的Pi可通过转化为该形态而被吸收利用.Al-P的直接通径系数次之,相关系数第三,说明Al-P对PPA也有直接作用.Ca8-P、Fe-P、O-P、Ca10-P的通径系数很小(除Fe-P外均为负),但相关系数依次为0.763**、0.568*、0.403、0.311,结合间接通径系数推测它们都是通过与Ca2-P和Al-P的相互作用,对PPA有间接正向作用的结果.Ca8-P和Fe-P是小麦的缓效磷源,O-P和Ca10-P是小麦比较难以利用的磷源.
本研究中花生前茬处理的磷向地上部转移累积量多,在限肥水平下表现更突出,其中土壤Ca2-P和Ca8-P含量最高,可能是由于花生前茬处理的Fe-P和O-P在向Ca2-P和Ca8-P转化.有研究表明,花生作为豆科作物,对磷肥需求较高,施磷肥能够促进花生的生物固氮活动,其根系分泌物对后茬小麦生长具有正向促进作用[27],因而在提高花生产量的同时,对后茬粮食作物的增产仍有显著作用[28].不同前茬作物对后茬冬小麦的生长也有不同作用.本研究表明施肥水平下,大豆前茬能够有效地提高后茬小麦的产量.磷在土壤中的移动性弱,易固定,有效性低,基本没有挥发和淋溶的损失,所以土壤中磷的盈亏主要由磷肥的施用和作物的消耗所决定[23].适量施用磷肥可使冬小麦以较高的累积速率,较早地达到养分累积速率的最高值[28].因此,在黄淮海平原南部一年两熟区域,与单一的玉米-小麦种植模式相比,适当采用大豆-小麦和花生-小麦模式交替种植,在一定程度上可促进土壤Pi向冬小麦植株磷累积,提高磷素的生物有效性,并可适当调整磷肥施入,从而提高磷肥利用效率,减少该区域农业生产环境的污染.
参 考 文 献
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Content of different fractions of soil inorganic phosphorus and their contributions to phosphorus accumulation in winter wheat with different previous crops and at different fertilizer levels
Abstract: In order to confirm the influence of different fractions of soil inorganic phosphorus and the effect on phosphorus accumulation of winter wheat after different preceding crops, a two-factor field experiment was conducted to determine the total phosphorus, the available phosphorus and different forms of inorganic phosphorus contents in the topsoil(0-15 cm) before sowing and after harvesting, with three previous crops(maize, soybeans, and peanuts) at two fertilizer levels(P2O5 150 kg/hm2 phosphate fertilizer(+F) and P2O5" 0 kg/hm2 phosphate fertilizer(-F)). Meanwhile, the phosphorus accumulation of winter wheat plants in mature period was measured, and the contribution of different fractions of inorganic phosphorus in soil to the accumulation of phosphorus of winter wheat plants was analyzed through path analysis. The results showed that the content of total phosphorus, available phosphorus and the different fractions of inorganic phosphorus in soil were significantly reduced in 0 kg/hm2 phosphate fertilizer treatment than that in 150 kg/hm2 phosphate fertilizer treatment. On one hand, at the conventional phosphate fertilizer level, the AP content in the preceding maize treatment was highest and significantly higher than others, being 18.61 mg/kg, and the content of the Pi, Fe-P and Ca10-P in soil in the preceding maize treatment were all the highest one in the three previous crops treatments, being 592.55 mg/kg, 41.97 mg/kg and 338.77 mg/kg, respectively. The content of the TP was highest and significantly higher than others, being 972.80 mg/kg, and the content of the Al-P and O-P in soil in the preceding soybean treatment were the highest in the three previous crops treatments, being 43.44 mg/kg and 64.37 mg/kg, severally. The content of Ca2-P and Ca8-P in soil in the preceding previous peanut treatment were the highest one in the three previous crops treatments, being 27.53 mg/kg and 94.14 mg/kg, but there was no significant difference in the treatment compared with the previous maize and soybean crops. On the other hand, In 0 kg/hm2 phosphate fertilizer, the content of the TP, AP and O-P in soil in the preceding maize treatment were the highest one in the three previous crops treatments and significantly higher than others, being 770.47 mg/kg, 13.50 mg/kg and 58.99 mg/kg, respectively. The content of Pi, Al-P, Fe-P and Ca10-P in soil in the preceding soybean treatment were 541.96 mg/kg, 34.50 mg/kg, 36.42 mg/kg and 320.62 mg/kg, and the Ca10-P content was significantly higher than other crops treatments, respectively. The content of Ca2-P and Ca8-P in soil in the preceding peanut treatment were the highest one in the three previous crops treatments, being 23.04 mg/kg and 78.78 mg/kg, respectively. And the phosphorus accumulation of winter wheat plants in the preceding peanut treatment was all the highest one at the two phosphate fertilizer levels, which was 33.11 kg/hm2 and 25.14 kg/hm2. At the conventional fertilization level, there was no significant difference between the peanut previous treatment and previous treatments of maize and soybean, but under the 0 kg/hm2 phosphorus fertilizer level, that peanut previous treatment was significantly higher than the previous treatments of maize and soybean. In addition, the order to direct contribution(showed as the path coefficients) of different fractions of soil inorganic phosphorous on the accumulation of phosphorus of winter wheat plants form the highest to the lowest was as Ca2-P, Al-P, Fe-P, Ca8-P, O-P, Ca10-P. And Ca2-P in soil was the direct source to phosphorus accumulation of wheat plants, Al-P came second, and Fe-P and Ca8-P in soil were the slow-released phosphorus sources to wheat plants, while O-P and Ca10-P in soil were difficult to be utilized by wheat plants. At different fertilization levels, the previous crop significantly affected the content of TP, AP and Ca2-P, thereby affecting the phosphorus accumulation in winter wheat plants.
Keywords: winter wheat; preceding crops; inorganic phosphorous fractions; phosphorous accumulation; path analysis