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磷是作物生长发育所必需的大量营养元素之一。但是磷在土壤中扩散时,因与土壤中的金属阳离子等发生反应或被土壤矿物或微生物吸附固持,生成作物无法吸收利用的磷酸盐沉淀,导致磷有效性大幅降低。新型控释磷肥通过阻断肥料核心与土壤的直接接触,减少有效态磷酸根在土壤中无效转化,且能够通过控制养分释放速率与作物的需肥规律相吻合,满足作物对养分的需求。肥料增效剂可提高作物养分吸收效率和非生物胁迫耐受性,为解决逆境胁迫提供有效手段。但以往研究通常将控释肥与增效剂独立研究,二者配施鲜有报道。本研究采用原位成膜技术制备生物基聚氨酯包膜磷肥,选用腐植酸和微生物源代谢物两种不同类型肥料增效剂,并通过物理共混或复合包衣的方式将增效剂与包膜磷肥复配;基于培养、淋溶试验等方式明确了包膜磷肥在不同作物生育期的释放特性差异及在土壤中的养分运移情况;在小麦玉米种植体系下通过盆栽试验或小区试验明确了包膜磷肥、包膜磷肥配施增效剂对土壤养分供应强度及作物生理特性的调控机制,并探究了包膜磷肥配施增效剂对作物在逆境胁迫下的生理响应及调控因素,进而阐明了各类肥料对作物磷素利用和产量形成的影响机制。主要研究结果如下:（1）探讨了包膜磷肥的养分释放规律及其在土壤中养分运移情况。针对磷酸二铵（DAP）颗粒不规则的问题,以水和蜡为改性介质,先用水进行表面处理,而后将蜡涂覆在DAP颗粒表面,采用蓖麻油基聚氨酯进行包覆,获得包膜磷酸二铵（CDAP）。在25℃静水浸提条件下CDAP呈先缓慢释放后加速释放最后缓慢释放的规律,氮磷养分呈差异释放规律,在112d氮、磷累积释放率为83.7%、66.1%。通过土柱淋溶实验,CDAP较DAP降低了有效磷在土壤中的向下淋失,同时减少了钾钙镁等离子的淋洗。（2）明确了包膜磷肥在不同作物生长季的养分差异释放特性及农学效益评价。CDAP在冬小麦和夏玉米季的释放因季节差异释放特性不同,在小麦季220d内养分累积释放率达到84.1%,而玉米季因土壤温度与静水培养温度接近在105d养分累积释放率达到93.8%。盆栽试验表明,施用CDAP提高了作物关键生育期养分供应,尤其是提高了作物生育期中后期的土壤有效磷含量。充足的养分供应满足了作物的养分需求,施用CDAP提高了小麦返青期和玉米大喇叭口期SPAD值,最终较DAP处理冬小麦、夏玉米产量分别提高了8.9%～16.0%和10.5%～11.3%、磷肥利用率分别提高了3.4～9.1和20.5～28.3个百分点,最终增加了净收益。另外,与传统磷肥相比,减磷量20%后施用CDAP实现了减肥不减产的目的,并显著提高了磷肥利用率和经济效益。（3）探明了包膜磷肥配施腐植酸对作物生理特性及土壤蓄水保肥能力的调控机理。采用过氧化氢为氧化剂、水钠锰矿型氧化锰为催化剂,通过碱溶酸析法提取腐植酸（HA）,较未催化氧化的HA提高了羧基等酸性官能团含量,显著提高了E4/E6值以及在钙镁体系中的抗絮凝极限。盆栽试验结果显示,包膜磷酸二铵配施HA（CDAP+HA）的施用进一步提高了土壤有效磷供应强度,较CDAP处理小麦和玉米季产量分别提高了8.0%～17.5%和2.0%～2.8%、磷肥利用率分别提高了8.3～8.9和1.1～3.4个百分点,最终提高了净收益。研究表明,CDAP+HA的施用改善了土壤团粒结构,促进了＞0.25mm团聚体的形成,在干旱条件下提高了的土壤含水量约5.0%,同时提高了土壤有效磷、钾等养分含量;改善了作物的光合生理特性,增强了吸光能力,调控了光合作用、内源激素以及渗透调节相关物质合成途径的相关基因,提高了关键生育期光合作用相关酶PEPC、ATP合酶和PPDK的活性,净光合速率显著提高,促进了有机物的积累。（4）阐明了包膜磷肥配施微生物源代谢物对根系时空分布和作物群体生长的影响机制。微生物源代谢物选用植物内生菌宛氏拟青霉提取物（ZNC）,通过复合包衣的方式与CDAP进行配施（CDAP+ZNC）。多年小区试验证明,CDAP+ZNC显著提高了小麦产量并逐年增加,较CDAP处理产量提高6.0%,磷肥当季利用率提高9.3个百分点,净收益增加18.1%。即使受倒春寒影响,CDAP+ZNC的应用仍缓解了因温度骤降带来的叶片损伤,减少了叶片中H2O2和MDA的累积。与CDAP处理相比,SOD、POD和CAT活性分别提高了2.2%、15.7%和19.0%,同时提高了生长素含量,保证了作物的正常生长。通过对0-40cm土层根系分布的监测,CDAP+ZNC提高了生育后期根系的活性和对养分的吸收,在小麦季的灌浆期根系总长度显著提高了71.6%。在水培条件下,ZNC的促根效果得到验证,在缺磷和足磷条件下较不添加ZNC处理小麦根系总长度分别显著提高了14.6%和22.1%,且显著提高了小麦幼苗生长素和细胞分裂素含量。虽然在玉米季CDAP+ZNC、DAP+ZNC处理较DAP处理玉米根系的生长分布和活力显著改善,但与CDAP处理之间无显著差异,最终对产量和磷肥利用率的影响也未表现出显著差异。综上所述,包膜磷肥通过聚合物包覆减少磷素固定,养分缓慢释放特性与作物需磷规律相匹配,配施肥料增效剂促进了作物的生长并提高了作物对非生物胁迫的抗逆性,为增效型控释肥料的推广与应用提供了理论指导和技术支撑。