低分子量有机酸对土壤磷的活化作用

模拟缺磷胁迫下植物根系分泌的有机酸种类和数量。用化学浸提法研究了柠檬酸、酒石酸、苹果酸和草酸对石灰性土壤和红壤磷的活化。结果表明,有机酸能明显促进石灰性土壤和红壤中磷的释放。柠檬酸和草酸对石灰性土壤磷的活化较强,苹果酸和酒石酸的活化作用较弱;柠檬酸和草酸对红壤磷的活化较强,酒石酸的作用次之,而苹果酸的活化作用较弱。经比较发现,有机酸对红壤磷的活化作用要大于对石灰性土壤磷的活化。在红壤上,有机酸对磷的活化与土壤中 Fe 和 Al 释放有显著正相关关系。质子对有机酸活化土壤磷起着十分重要的重要。在低 pH 时,柠檬酸所活化的磷大约有38%是质子的作用;32%左右是柠檬酸阴离子的贡献,质子和柠檬酸阴离子的交互作用占30%。     

有机酸根阴离子对土壤无机磷生物有效性的影响

在黑麦草生长期间,施用柠檬酸钠、草酸钠、酒石酸钠、苹果酸钠等4种有机酸盐,研究不同有机酸根阴离子对黄棕壤和水稻土中不同形态无机磷的活化作用。结果表明:草酸根阴离子活化黄棕壤中总无机磷能力最强,酒石酸根阴离子活化水稻土中总无机磷能力最强。黄棕壤被草酸根阴离子活化的无机磷主要是Ca P和Al P,而水稻土被酒石酸根阴离子活化的无机磷则是Fe P和O P。4种有机酸根阴离子活化黄棕壤中总无机磷能力的大小顺序为草酸根>柠檬酸根>苹果酸根>酒石酸根,活化水稻土总无机磷能力的大小顺序为酒石酸根>柠檬酸根≈草酸根>苹果酸根。同一土壤中同一组分无机磷,不同有机酸对其活化能力不一;不同土壤中同一组分无机磷,同种有机酸对其活化能力也有较大差异。有机酸的施入虽可增加植物的总吸磷量,但增加量并非仅来自于无机磷的释放,很可能是土壤有机磷释放的增加。在大多数情况下施入有机酸钠促进了总无机磷的释放,但各无机磷组分间的消长情况不一。     

低分子量有机酸对森林土壤磷的活化作用

采用化学浸提法，在添加了低分子量有机酸后对马尾松Pinus massoniana林和杉木Cunninghamia lanceolata林下酸性森林土壤惰性磷的活化影响进行研究。结果表明：低分子量有机酸能显著地活化酸性森林土壤中的惰性磷。在供试的3种土壤中，低分子量有机酸对磷的活化作用在暗红壤中尤为显著。供试的4种有机酸活化能力顺序依次为柠檬酸〉草酸或混合酸〉酒石酸，这一顺序基本与各有机酸logKAl（络合平衡系数）一致。在一定浓度范围内，低分子量有机酸对森林土壤磷的活化作用随有机酸浓度的增大而增强。但低分子量有机酸对森林土壤磷的活化量明显小于农业土壤，这可能与土壤本底磷的质量分数有关，农业土壤中磷的质量分数明显高于森林土壤。     

根分泌物对土壤中磷活化的影响

 磷元素是植物生长所需的大量营养元素之一,土壤中缺乏磷时会导致作物对缺磷的一系列适应性变化,其中根分泌物的H⁺,低分子有机酸、酸性磷酸酶对固定在土壤中的磷有活化作用。     

缺磷对紫云英根系分泌物产生及难溶性磷活化的影响

【目的】探讨紫云英根分泌物对难溶性磷活化、吸收能力,以及不同紫云英基因型对难溶性磷活化差异。【方法】采用Hoagland营养液培养并收集紫云英根分泌物,经旋转蒸发仪减压、浓缩后,进行难溶性磷活化试验,利用高效液相色谱（HPLC）测定分泌物中有机酸成分及含量。【结果】缺磷胁迫下,不同基因型紫云英根半径减少,而根冠比和根比表面积较供磷有显著提高。紫云英根系分泌的有机酸有草酸、酒石酸、柠檬酸、苹果酸等,但主要为草酸;缺磷条件下,不同基因型紫云英分泌草酸存在显著差异,且各有机酸分泌量显著高于供磷时的分泌量。闽紫1号、浙紫5号和闽紫6号分泌的各种有机酸量明显高于余江大叶和弋江籽分泌的量。缺磷和供磷下,紫云英根系分泌物对难溶性Al-P和Fe-P都具有一定的活化能力,其活化值（P）分别为36.40-157.39 μg•g-1、32.20-139.42 μg•g-1,缺磷根系分泌物对难溶性磷的活化量高于供磷处理,而且Al-P的活化能力略高于Fe-P。通过活化模拟试验,也证实不同有机酸可活化难溶性Al-P、Fe-P且差异显著。【结论】缺磷胁迫能促进紫云英分泌有机酸,显著增加对难溶性磷的活化效果;基因型之间紫云英对磷的活化效果差异较为明显,显现出紫云英品种间的差异性;栽培紫云英有利于改善南方红壤地区缺磷土壤磷素养分循环。然而科学地评价有机酸对Al-P和Fe-P的活化能力还有待于进一步研究。     

不同种类小分子有机酸对砖红壤磷素形态转化的影响

【目的】明确有机酸的作用机制,为提高酸性红壤累积态磷素(P)可利用率提供科学依据。【方法】采用室内模拟试验研究了草酸、柠檬酸、苹果酸为代表的小分子有机酸对砖红壤磷素形态的影响。【结果】柠檬酸处理抑制了树脂交换P(P1)的解吸,而水(对照)、草酸和苹果酸处理促进了P1的解吸;在培养前期,3种有机酸抑制了NaHC_O3提取态无机P(P2)的活化,柠檬酸抑制作用最强,草酸抑制作用最弱;3种有机酸处理在整个培养时期均表现为活化NaHC_O3提取态有机P(P3)的作用,其中草酸活化能力最强;3种有机酸促进了NaOH提取态无机P(P4)的活化,其中草酸活化作用最强;3种有机酸抑制NaOH提取态有机P(P5)的活化;在整个培养时期,3种有机酸都表现为抑制稀盐酸提取态P(P6)、浓盐酸提取态无机P(P7)、浓盐酸提取态有机P(P8)和残留态P(P9)活化的作用。【结论】3种有机酸在不同培养时期对土壤磷形态的作用不同,草酸活化能力最强,其次是苹果酸,最后是柠檬酸。     

产多糖溶磷细菌对难溶性Ca-P的活化特性

以肠杆菌EnHy-401、节杆菌ArHy-505、固氮菌AzHy-510和巨大芽孢杆菌P17为材料,比较了4种溶磷细菌在摇瓶培养条件下对不同难溶性Ca-P中的磷活化能力.结果表明,4种溶磷细菌均能促使难溶性Ca-P中的磷活化, 但3种产多糖的溶磷细菌(EnHy-401、ArHy-505、AzHy-510)对难溶性Ca-P的活化能力普遍强于不产多糖的溶磷细菌(P17),肠杆菌EnHy-401对Ca3-P、Ca8-P和Ca10-P中的磷活化率分别达61.53%、63.40%和4.32%.在产多糖的溶磷细菌中,有机酸和多糖均高的菌株活化磷的能力最高,3种产多糖的溶磷细菌活化难溶磷酸钙能力的大小顺序依次为肠杆菌EnHy-401、节杆菌ArHy-505、固氮菌AzHy-510.结果还表明,产多糖的溶磷细菌对难溶磷的活化作用是由分泌有机酸和多糖的协同作用实现的,多糖对磷的吸持推动了磷的溶解平衡向溶解方向移动,且该协同作用受胞外多糖持磷能力和环境中C/N的影响,单位体积发酵液中多糖持磷量与菌株的磷活化能力呈正相关.在本试验条件下,C/N值高时,多糖产量高,有机酸分泌多,活化磷的能力就强.同一菌株只有在最适于产有机酸和产多糖的C/N值下,才能表现出最佳的溶磷效果.     

低分子量有机酸对土壤磷素的活化效应

用室内培养法试验了草酸，柠檬酸和酒石酸对土壤磷的活化作用，结果表明，有机酸对土壤磷的活化作用明显，三种有机酸的活化作用草酸＞柠檬酸＞酒石酸，活化作用随有机酸浓度提高而增强，试验的两种土壤培养96小时，土壤有效磷释放便基本达到最大值，在潮土上，草酸，柠檬 ，酒石酸处理土壤磷素最大释放率分别为150．9％，97．6％和23．3％。     

根系分泌物调控植物适应低磷胁迫的机制

磷是植物生长发育的必需营养元素,土壤中有效磷含量低是限制作物高产的主要因素。由于长期不当施肥,土壤中累积大量磷素,其中大部分磷是植物难以直接吸收的难溶性无机磷和有机磷。植物在长期进化过程中形成了一系列适应低磷胁迫的机制,其中根系分泌物参与土壤磷活化利用的机制一直是研究的热点问题。本文总结了近十年来关于低磷胁迫调控根系分泌物(有机酸和紫色酸性磷酸酶)合成和分泌的研究进展,对根系分泌物在根际微生态中的重要作用提出了展望,旨在阐明通过控制作物根系分泌物来提高作物磷效率的途径,为培育磷高效作物品种和优化磷肥的田间管理提供思路和奠定理论基础。     

不同外生菌根真菌对难溶性磷的活化

研究了９种外生菌根真菌在纯培养条件下,对磷矿粉的活化利用情况。结果表明：不同菌根真菌对磷矿粉均有活化作用,且它们之间对磷矿粉的活化程度存在着很大差异性。影响菌根真菌对难溶性磷活化的主要因素包括菌液的酸度及有同酸的种类与含量。菌液中ｐＨ值的降低在一定程度上有利于难溶性磷的活化,但与有效磷含量无明显相关性。菌液中有机酸的分泌与难溶性磷的活化有密切关系,且分泌的有机酸的种类和含量因菌种不同而差异很大。９个菌种都可分泌草酸、乳酸、顺丁烯二酸和反丁烯二酸。     

有机酸对不同磷源施入土壤后速效磷变化的影响

采用室内无菌培养方法,模拟缺磷胁迫条件下植物根系分泌的有机酸种类和数量,研究草酸、 柠檬酸、苹果酸、酒石酸、腐殖酸5种有机酸对不同磷源施入土壤后速效磷动态变化的影响。结果表 明:不同磷源施入土壤后都会使土壤中速效磷含量增加,而后随时间的推移,速效磷含量迅速下降, 大约30-45d后趋于稳定;供试有机酸均能增加土壤速效磷含量,能明显减弱速效磷含量随时间而降 低的趋势,使得土壤速效磷含量在较长的一段时间内保持较高的水平;有机酸对石灰性潮土速效磷 动态变化影响能力因有机酸种类和性质的不同而不同,其作用能力大小顺序为:草酸、腐殖酸>柠檬 酸、苹果酸>酒石酸。     

生物炭与螯合剂配施条件下土壤无机磷的动态变化

为了提高土壤磷素使用的有效性,以辽宁碱性土壤为研究对象进行试验研究。采用室内培养,测定了在不同地力下,生物炭与3种螯合剂(草酸、柠檬酸、EDTA)在低中高三种浓度下对土壤磷素的活化规律。从各形态无机磷自身活化情况来看,土壤中Ca_2-P、Ca_8-P的含量有所提高。其中Al-P的活化率最高,低中高地力在3种浓度下的平均活化率为34.5%,35.1%和35.3%,Ca-P的活化率最低,但是其贡献率最高,含量占到土壤总无机磷含量的74.4%、73.5%和72.9%。土壤无机磷总活化量以及各形态无机磷组分含量随着螯合剂浓度的升高而增多。相同浓度下,草酸的活化能力最强,其次为EDTA。低浓度时,柠檬酸对Fe-P的活化能力最强,草酸对Al-P的活化能力最强。在中、高浓度时,草酸对各形态无机磷的活化能力都最强。试验证明生物炭与螯合剂配施,可以有效增加土壤磷素无效态向有效态的转化。     

超微细活化磷肥对小白菜生长及磷利用的影响

为减少磷肥在土壤中的固定损失,提高其有效性,增加作物产量,通过小白菜盆栽试验,研究不同超微细活化磷肥对小白菜产量、品质、土壤养分以及肥料利用率的影响。本试验以不施肥和常规施肥为对照,设置磷肥与钾肥、腐植酸、沸石粉、硅藻土不同搭配并进行超微细化处理。结果表明：超微细活化磷肥处理均显著提高了小白菜的产量,增产率达0.44%~12.82%;与氮磷钾常规施肥处理相比,超微细磷钾-腐植酸-硅藻土-沸石粉活化处理小白菜的Vc含量增加了5.37%,硝酸盐含量降低了18.23%,可溶性糖含量降低了53.13%,土壤有效磷含量提高了17.20%~24.87%,磷肥利用率提高了3.28~8.47个百分点。在本试验条件下,推荐在肥料生产和施用中选择超微细磷钾-腐植酸-沸石粉活化处理的肥料。     

低分子量有机酸对石灰性潮土磷吸附与解吸的影响

采用磷的平衡吸附与解吸方法，模拟缺磷胁迫条件下植物根系分泌的有机酸种类和数量，研究了草酸、柠檬酸、苹果酸、酒石酸、乙酸5种有机酸对石灰性潮土磷吸附的影响，并以作用能力较强的草酸为代表，研究了有机酸对石灰性潮土磷吸附和解吸的影响。结果表明：（1）中性条件下供试有机酸均能不同程度的降低石灰性潮土对磷的吸附，作用强弱依次为草酸、柠檬酸＞苹果酸、酒石酸＞乙酸。（2）有机酸使土壤对磷吸附的降低效应随着有机酸浓度和有机酸与磷浓度比的增加而增加。（3）石灰性潮土在草酸体系中所吸附的磷容易被中性盐解吸，有机酸对土壤吸附磷的解吸有一定的促进作用。     

改性腐植酸对土壤磷素的激活效应

长期施用磷肥导致土壤中固定态磷数量日渐增多,如何活化利用这部分磷日益成为节约磷肥资源、提高磷肥利用率的难题.通过加入高分子反应物与粗腐植酸进行共聚反应改变腐植酸原有的性质,在恒温恒湿条件下进行室内培养试验,研究不同的改性腐植酸对灰漠土固定态磷的激活效应.结果表明:腐植酸改性后激活土壤固定态磷的效果增强,激活作用一般能持续15 d左右,影响激活效果的主要是改性腐植酸的施用量、以及腐植酸改性时加入的高分子反应物量.表明改性腐植酸能够作为提高磷肥利用率的一种物质使用.     

不同施磷水平下4种柑橘砧木的根际土壤 有机酸、微生物及酶活性

【目的】探索在不同施磷水平下柑橘砧木对其根际土壤有机酸种类及含量、微生物种群及数量以及土壤酶活性的影响,为丰富柑橘磷素营养及生态学理论和发掘具有特异营养性状的柑橘砧木提供科学依据。【方法】以贵州喀斯特山地分布的野生宜昌橙（Citrus ichangensis Swing.）、酸橙（C.aurantium L.）、白黎檬（C.limonia Osbeck）和枳（Poncirus trifoliata Raf.）为材料,采用土壤盆栽试验方法研究不同施磷水平下4种柑橘砧木耐磷胁迫能力,根际土壤有机酸种类及含量、微生物种群及数量和土壤酶活性及其相互关系。【结果】酸橙、白黎檬和枳的干物质积累量均随施磷水平的升高显著增加,施磷水平对宜昌橙生长量没有明显影响;耐低磷胁迫能力从大到小依次为宜昌橙、白黎檬、酸橙、枳。不同柑橘砧木的根际土壤有机酸种类及含量有明显差异,均以草酸、琥珀酸和乙酸为主要有机酸;4种柑橘砧木的根际土壤有机酸总量、草酸、丙二酸以及宜昌橙和酸橙根际土壤的琥珀酸含量随施磷水平的降低均明显增加;在磷饥饿条件下,宜昌橙的根际土壤有机酸总量明显高于其他柑橘砧木。土壤微生物均以细菌数量最多,放线菌次之,真菌最少;随施磷水平的降低,4种柑橘砧木根际土壤细菌、放线菌数量以及微生物总数均明显增多;在磷饥饿条件下,宜昌橙的根际土壤微生物数量明显多于其他柑橘砧木。不同柑橘砧木在不同施磷水平下其根际土壤酸性磷酸酶、脲酶、蛋白酶、硝酸还原酶、蔗糖酶活性大小各异,淀粉酶和过氧化氢酶活性没有显著差异。皮尔逊相关分析表明,施磷水平、根际土壤有机酸含量、微生物数量以及土壤酶活性之间有明显相关关系。【结论】耐低磷胁迫的柑橘砧木在磷饥饿条件下其根际土壤有机酸含量显著增多,土壤生物活性增强;在酸性黄壤上,宜昌橙能较好地适应低磷土壤环境。     

油菜与鹰嘴豆、羽扇豆间作对P、Fe、Zn养分吸收利用特征的影响

为研究油菜与鹰嘴豆、羽扇豆间作对土壤养分P、Fe、Zn的吸收利用特征及其影响因素,通过盆栽试验,设置6个处理,包括对照（CK）、鹰嘴豆单作（CP）、羽扇豆单作（LU）、油菜单作（RA）、油菜与鹰嘴豆间作（RA/CP）、油菜与羽扇豆间作（RA/LU）。结果表明：油菜/鹰嘴豆间作的地上部生物量和P、Zn养分吸收总量均为最高,其生物量比油菜单作、鹰嘴豆单作均提高约74%,P吸收总量比油菜单作和鹰嘴豆单作显著提高76.5%和113.9%,地上部植株Fe、Zn吸收总量相比于单作最高提升比例分别达到270%和121%。油菜/鹰嘴豆、油菜/羽扇豆间作使油菜根际土有效P含量分别提升33.8%和50.4%,而对鹰嘴豆和羽扇豆的根际有效P提升强度并不明显。间作均不同程度促进两种作物根际土有机酸的含量,其中油菜/羽扇豆间作处理下的油菜作物根际土有机酸总量提升幅度最大,是单作作物的1.6倍。研究表明,油菜与鹰嘴豆、羽扇豆两种豆科作物间作均可以提高油菜植株生物量和植株对P、Fe、Zn养分的吸收,其中油菜与鹰嘴豆间作的养分吸收利用强度更佳。     

水培条件下根际氧环境对水稻幼苗磷吸收的影响及其生理机制

【目的】研究根际氧环境对水稻幼苗磷吸收的影响及其生理机制,以期为促进水稻磷素吸收利用的新栽培措施提供理论依据。【方法】以珍汕97B和密阳46为材料,用国际水稻所营养液配方进行水培试验。秧苗移栽一周后用在线溶氧仪(氮气、氧气调节)设定中氧：2.5—3.5 mg·L^-1,高氧：>6.0 mg·L^-1(饱和溶解氧处理,在水稻生长过程中用充气泵连续向水体中充入空气)和常规水培(CK,不进行氧调节)3个氧处理,研究水稻幼苗生长(生物量、根系形态结构)、根系生理(根系活力、磷吸收动力学、磷酸酶活性、根系分泌的有机酸、柠檬酸等)以及磷吸收积累等指标。【结果】(1)中氧处理促进水稻幼苗分蘖的发生和生长,增加其生物量、根冠比以及磷的吸收和积累;高氧处理降低株高,减少地上生物量,对地下部分生物量无明显影响。(2)中氧处理后总根长、根系表面积、总根系体积较对照显著增加,平均根粗显著降低;高氧处理与之相反。中氧和高氧处理均能促进有机酸的分泌(有机酸总量、草酸、酒石酸以及柠檬酸含量均增加)、提高叶片和根系中酸性磷酸酶活性;但与高氧处理相比,中氧处理后根系活力显著...     

小麦玉米秸秆长期还田对砂姜黑土磷库组成的影响

为优化管理小麦-玉米轮作体系秸秆还田条件下的土壤磷素,本研究依托皖北砂姜黑土区秸秆还田定位试验,设置不施肥（CK）、常规施肥（F）、常规施肥+小麦秸秆单季还田（FWS）、常规施肥+玉米秸秆单季还田（FMS）、常规施肥+小麦玉米秸秆双季还田（FWMS）5个处理,采用蒋柏藩-顾益初法及Bowman-Cole法分别测定了砂姜黑土无机磷和有机磷组分含量,运用相关分析和通径分析探究了土壤不同磷组分与有效磷之间的关系。结果表明：小麦玉米秸秆还田显著提高了砂姜黑土全磷和有效磷含量及土壤磷活化系数。秸秆还田可显著提高砂姜黑土无机磷组分中磷酸二钙（Ca₂-P）、磷酸铝（Al-P）及磷酸铁（Fe-P）的含量,与F处理相比,FWS、FMS和FWMS的土壤Ca₂-P含量分别增加32.3%、28.4%和43.8%,Al-P含量分别增加15.3%、10.7%和13.4%。土壤有机磷组分中活性有机磷（LOP）、中活性有机磷（MLOP）和中稳性有机磷（MROP）含量在秸秆还田条件下均明显增加。秸秆还田下砂姜黑土闭蓄态磷（O-P）含量无显著变化,FMS和FWMS处理的磷酸八钙（Ca₈-P）含量显著增加,磷灰石（Ca₁₀-P）和高稳性有机磷（HROP）含量下降。秸秆还田可显著增加砂姜黑土中Ca₂-P所占比例,降低O-P、Ca₁₀-P和HROP的占比。砂姜黑土中Al-P、Fe-P、Ca₂-P及MLOP与有效磷呈极显著正相关关系,其中Al-P、Ca₂-P和MLOP对有效磷的正向直接影响较大。研究表明,小麦-玉米轮作制中秸秆单季或双季还田均可促进砂姜黑土中无效态磷向有效态磷和缓效态磷转化,从而提升土壤磷素有效性,秸秆单季和双季还田处理在砂姜黑土磷素活化效果方面无显著差异。