磷在不同土壤和无机磷组分间的转化研究

采用修改后的张守敬-Jackson法在50 d的培养过程中对施磷黄棕壤和红壤中的无机磷组分进行跟踪测定。结果表明:施用无机磷肥能全面提高土壤各无机磷组分含量,但对不同土壤中各无机磷组分间的转化影响不一。磷在黄棕壤中首先转化为水溶性磷和松结合态磷(S-P)、铝结合态磷(A l-P)和钙结合态磷(C a-P),然后S-P和C a-P继续向A l-P转化,施磷对黄棕壤中闭蓄态磷(O-P)和铁结合态磷(F e-P)含量无明显影响;在红壤中,施用的磷首先转化为S-P、A l-P和F e-P,然后S-P、A l-P继续向F e-P转化,施磷对红壤中O-P和C a-P的含量也无明显影响。     

风干对土壤主要无机磷组分的影响

 选择含磷量差异较大的黄棕壤、水稻土和酸性红壤种植黑麦草、白羽扇豆、荞麦、油菜和籽粒苋等不同植物,并于植物生长90 d后采集新鲜土样,测定其风干前后的主要无机磷组分。结果表明,不同土壤无机磷总量及组成间存在极大差异。风干过程可增加黄棕壤和水稻土无机磷总量,降低红壤无机磷总量。无机磷总量的最大改变值可达原有量的70%左右。风干过程对不同土壤的不同无机磷组分消长的影响不一。它导致黄棕壤Al-P减少,O-P 和Ca-P增加;水稻土Al-P 和Ca-P增加,Fe-P 与O-P 不变;红壤 Al-P与Fe-P增加,Ca     

水分管理对太湖地区水稻土无机磷转化的影响

采用中性土无机磷分级方法,研究不同水肥条件下水稻土无机磷动态变化及其影响因素,结果表明:施磷处理明显提高了各形态无机磷含量,在淹水培育条件下,Ca2-P、Ca8-P、Al-P逐步降低,Fe-P、Oc-P呈增高趋势,Ca10-P基本保持稳定;各种形态的磷在60%田间持水量培育下变化类似。总体而言,土壤培育增加了对磷的固定作用,且MNK、MNPK、CNPK处理较C0和CNK效果更明显。培育期内土壤晶质铁、络合铁及无定形铁含量的变化符合土壤无机磷转化的部分机制,至于还原铁在淹水条件下如何再次氧化而导致磷的二次固定需要进一步研究。     

典型园地红壤积累磷的化学形态及其演变

为了解红壤磷素积累过程中其化学形态的演变,采集23个具不同磷素积累的园地黄筋泥,采用连续化学分级与31P-NMR方法研究了土壤中磷素的化学组成、各态磷的相互关系及其随土壤磷素积累的演变特点.结果表明,园地红壤中磷素主要为无机磷,平均占全磷的83.5％;无机磷中以闭蓄态(O-P)的比例最高,占全磷的40.7％;其次为铁磷酸盐(Fe-P),占全磷的23.0％;与钙结合的3种形态的磷素均较低.随着土壤磷素的积累,土壤中各态磷含量都呈增加趋势,其中Bray-P、Olsen-P、Ca2P、Ca8P、Al-P、Fe-P、O-P、Ca10P与全磷变化具有明显的协同变化关系,它们主要受全磷积累的影响;红壤中的有机态磷主要为磷酸单酯,受土壤有机质的影响.     

水旱轮作中不同类型土壤无机磷形态转化及其有效性的比较

盆栽和培养试验结果表明：潮土、黄棕壤和红壤淹水后磷的有效性均提高，回旱后则降低，其中红壤最显著，这与土壤中Ｆｅ氧化物含量不同有关；淹水使３类土壤的磷肥肥效为均降低，其中顺序为红壤＞黄棕壤＞潮土；外加磷肥在潮土中主要转化为Ｃａ－Ｐ，Ｏ－Ｐ和Ａｌ－Ｐ，红壤中则主要转化为Ｆｅ－Ｐ，Ａｌ－Ｐ和Ｏ－Ｐ。     

土壤吸附磷特性对磷矿粉供磷的影响

该文讨论了土壤对磷的吸附/解吸特性与磷矿粉供磷关系。结果表明,土壤磷的吸附数据符合Langmuir和Fruendlich等温吸附方程,磷的最大吸附量（mg/kg）为郴州红壤（1167）〉黄棕壤（1111）〉棕红壤（651.7）;磷的亲和力b值（L/mg）为郴州红壤（0.38）〉棕红壤（0.09）〉黄棕壤（0.04）;磷的最大缓冲容量（L/kg）为郴州红壤（441）〉棕红壤（58.4）〉黄棕壤（44.2）;磷吸附的相对容量Kf值（L/kg）为郴州红壤（434.9）〉黄棕壤（226.7）〉棕红壤（195.0）;比较相关系数和标准误差,Freundlich方程更适合拟合磷的吸附数据。郴州红壤对磷的亲和力较大,吸附磷量也大,但磷的解吸量较小,供磷能力弱,土壤中有效磷含量也低;黄棕壤和棕红壤对磷的亲合力弱,吸附磷量少,但磷的解吸量较大,供磷能力强,土壤中有效磷含量也较高。不同的磷矿粉供磷能力也与2%枸溶性磷含量有良好的线性关系。     

长期定位施肥对棕壤无机磷形态及其有效性的影响：Ⅱ肥料中的磷向各形态无机磷的转化及其有效性

研究了棕壤中磷肥和有机肥带入的磷向土壤各形态无机磷的转化情况及其有效性。结果表明：在棕壤中存在着钙磷体系的有效性转化，Ca10-P在棕壤中难以积累；施肥增加的土壤无机磷的增量以形成Fe-P和Al-P为主，约占60％－78％；而形成Ca8-P和Ca2-P的比率则是有机肥的转化率明显高于磷肥；在棕壤中，Fe-P是作物吸收的重要磷源，Ca8-P的作用介于Fe-P和Al-P之间，Ca2-P虽也是棕壤中速效磷源，但对作物吸磷贡献不大。     

磷胁迫条件下小麦、蚕豆根系分泌物对红壤磷的活化*

 通过室内盆栽试验研究了磷胁迫下小麦、蚕豆根系分泌物对石灰岩和玄武岩母质上发育的红壤中磷的活化效果。结果表明：在培养至第7 d时,小麦单作、蚕豆单作、小麦蚕豆混作的根系分泌物处理与对照相比,石灰岩母质上发育的红壤有效磷分别提高29.51%,22.16%,23.91%,玄武岩母质发育的红壤有效磷分别比对照提高6.3%,31.19%,31.20%。加入根系分泌物后的2种土壤在培养过程中土壤中的磷酸铝盐（Al-P）和磷酸铁盐（Fe-P）含量有所降低,闭蓄态磷（O-P）和磷酸钙盐（Ca-P）含量变化不大。可能的原因为根系分泌物通过对土壤中无机磷的Al-P和Fe-P的活化从而提高了土壤中磷的有效性。     

库区消落区紫色土与水稻土磷吸附解吸特征

淹水和干湿交替条件下,土壤磷水土界面的迁移能力有较大的差别,模拟研究结果表明:淹水和干湿交替能促进紫色土和水稻土对磷的吸附,减小磷的解吸率,降低磷水土界面的迁移能力,其向环境中的释磷风险为未淹水土壤＞干湿交替土壤＞淹水土壤,紫色土＞水稻土.     

不同有机碳水平下塿土磷的有效性及无机磷形态转化

【目的】在土壤Olsen-P和全磷含量基本接近但土壤有机碳水平呈梯度的陕西省关中平原塿土上,研究有机碳对土壤各形态无机磷有效性及其形态转化的影响,为合理培肥土壤,有效利用土壤累积态磷提供理论依据。【方法】采集并选取了陕西省关中平原小麦-玉米种植体系下塿土Olsen-P含量相近（平均含量范围17.41—18.72 mg·kg^-1）,不同有机碳水平（有机碳平均含量分别为6.38、8.34、10.17、11.95、13.64和15.74 g·kg^-1）的土壤样品,采用蒋柏藩-顾益初改进的Chang和Jackson的石灰性土壤无机磷分级方法分别对土壤中各磷组分（二钙磷（Ca₂-P）、八钙磷（Ca₈-P）、铝结合态磷（Al-P）、铁结合态磷（Fe-P）、闭蓄态磷（O-P）和十钙磷（Ca₁₀-P））含量进行测定。【结果】在陕西关中平原小麦-玉米种植区塿土中,有机碳对土壤各形态磷素水平及形态转化起重要作用。随着有机碳含量的增加,土壤中Ca₂-P、Ca₈-P、Al-P、Fe-P、O-P、缓效磷库（Ca₈-P、Al-P和Fe-P）和难利用磷库（O-P和Ca₁₀-P）含量均显著增加（P≤0.05）,Ca₁₀-P相对稳定。有机碳含量与土壤活性磷库（Ca₂-P）、缓效磷库（主要为Al-P）的相对含量（占无机磷总量的比例）呈极显著正相关关系,与难利用磷库（主要是Ca₁₀-P）呈极显著负相关关系。土壤Olsen-P含量与难利用磷库含量呈显著正相关关系。【结论】在Olsen-P相近,全磷也基本相似的条件下,土壤有机碳促进了土壤中难溶态磷酸盐向缓效态磷库和活性态磷库的转化,提高了有效磷源占无机磷总量的比例,从而提高了土壤磷素有效性。研究结果表明可通过合理的措施培肥土壤,从而有效地促进土壤累积态磷的活化利用。     

酸性矿山废水对稻田土壤中磷形态及磷有效性的影响

选择我国西南典型喀斯特地区的稻田土壤为研究对象,通过模拟不同污染浓度酸性矿山废水(AMD)的污灌试验,分析稻田土壤磷酸铁类化合物(Fe-P)、磷酸钙类化合物(Ca-P)、磷酸铝类化合物(Al-P)、闭蓄态磷(O-P)等不同矿物形态磷及土壤总磷和有效磷的变化,并初步探讨AMD中主要污染因子pH值、Fe3+对稻田土壤磷释放的作用,评价AMD持续污染对稻田土壤不同磷形态及磷有效性的影响.结果表明:在AMD添加比例小于50％时,随着AMD污染浓度的持续增加,稻田土壤中Fe-P呈显著升高的趋势(P=0.0001),在AMD添加比例为50％～75％时土壤中Fe-P趋于稳定,并在无机磷总量中占绝对优势;而Ca-P、O-P、Al-P在AMD 0.1％～1％极低污染水平下含量显著升高,而在AMD大于1％后又均呈显著降低的趋势(PCa-P=0.0003、PO-P=0.0001、Pl-P=0.0001);土壤有效磷和Ca-P、O-P、A1-P有基本一致的变化趋势,说明较高AMD污染程度可造成稻田土壤有效磷的显著淋失.土壤有机磷含量在0％～10％ AMD浓度范围内先小幅上升,在AMD浓度10％～75％范围内趋于平稳,当AMD浓度大于75％时,土壤有机磷含量与AMD浓度呈显著负相关(P=0.030).稻田土壤中总磷的含量随着AMD污染程度的增加呈先小幅上升后持续降低的趋势,但总体变化不明显.对应AMD相应比例下的pH值和Fe3+浓度,单独的pH值降低对土壤中磷(Ca-P)溶出效果不明显,而结合铁的添加可显著增加土壤中磷(Ca-P)的溶解.综上,酸性矿山废水污染可显著改变稻田土壤中磷的存在形态及有效性,其中AMD中高含量的Fe3+污染造成的影响最大.     

Effects of Air-Drying on the Inorganic Phosphorus Forms in Soils

After 90 day's cultivation of five different plants (rye grass, lupin, buckwheat, rape and amaranth) in three soils (Yellow brown soil, Paddy soil and Red soil), fresh soil samples were collected and inorganic phosphorus (Pi) fractions were measured before and after air-drying. The results clearly indicated that the total Pi and their composition differed significantly among soil types. The air-drying process increased the total Pi in yellow brown soil and in paddy soil, while decreased that in red soil. The total Pi could vary to 70% of that before air-drying. The Pi forms in different soils changed to different extent after air-drying. As to yellow brown soil, Al-P decreased, while O-P and Ca-P increased; as to paddy soil, Al-P and Ca-P increased, while Fe-P and O-P remained; as to red soil, Al-P and Fe-P increased, Ca-P remained and O-P reduced obviously. Growth of different plants in soils had effects on Pi forms during the process of air-drying. Therefore, for chemical study of soil phosphorus, application of fresh soil samples can provide more reliable results.     

等有机质 土有效磷和无机磷形态的关系

目的 在有机质含量相同的土壤上探讨土壤无机磷组分对有效磷的贡献,为合理的磷肥管理提供决策依据。方法 采集并筛选陕西关中平原冬小麦-夏玉米种植区 土有机质含量相近（10.03-10.68 g·kg ^-1）,有效磷含量梯度（平均分别为10.73、18.06、20.61、24.01、30.73、43.69和58.58 mg·kg ^-1）的土壤样品,采用蒋柏藩-顾益初改进的Chang和Jackson无机磷分级方法进行磷组分测定。 结果 西北冬小麦-夏玉米种植区耕层土壤的无机磷以钙磷为主,约占无机磷总量的66.67%,其中磷酸二钙（Ca₂-P）,磷酸八钙（Ca₈-P）和磷灰石（Ca₁₀-P）分别占2.80%、16.80%和47.09%;铝结合的磷酸盐（Al-P）,铁结合的磷酸盐（Fe-P）和闭蓄态磷酸盐（O-P）分别占16.28%、5.23%和11.81%。随着Ca₂-P、Ca₈-P、Ca₁₀-P、Al-P、Fe-P和O-P含量的增加,Olsen P呈显著线性增加;磷活化系数（土壤有效磷与全磷之比,PAC）与Ca₂-P、Ca₈-P、Al-P、Fe-P和O-P呈显著线性正相关关系。通径分析结果表明,该区域土壤无机磷对土壤有效磷（Olsen P）的贡献依次为Ca₂-P（0.974）＞Al-P（0.186）＞Ca₈-P（0.182）＞Fe-P（0.150）＞Ca₁₀-P（0.007）＞O-P（-0.074）,各形态无机磷对磷活化系数（PAC）的贡献为：Ca₂-P（0.768）＞Al-P（0.082）＞Ca₈-P（0.071）＞Fe-P（-0.018）＞Ca₁₀-P（-0.055）＞O-P（-0.388）,与土壤磷组分对有效磷的贡献大体一致。逐步回归分析结果表明,Ca₂-P和Ca₈-P对Olsen P贡献最大,但仅Ca₂-P对PAC的贡献最大。结论 在有机质相同或相近条件下,Ca₂-P是陕西关中平原小麦-玉米种植区 土最有效的磷源。土壤磷有效性的提高主要通过增加高有效性的磷形态比（例如Ca₂-P）和缓效磷形态（如Ca₈-P、Al-P）,降低土壤中有效性极低的Ca₁₀-P的比例来实现的。由此看来,关中平原长期施用磷肥土壤磷仍主要以有效性相对较高的磷素形态存在。     

黄河表层沉积物中磷的分布特征及磷的生物可利用性

采用改进的七步连续提取法分别对黄河中下游流域5个不同段位表层沉积物中总磷(TP)、有机磷(OP)及各种无机磷形态进行了分析,研究并探讨了沉积物中磷的分布特征及其对河海町能产生的影响,为预测黄河乃至渤海流域的营养状况、预防及科学管理等提供理论依据.结果表明,所测黄河表层沉积物中TP含量范围为240.71~576.59 μg·~(-1).以无机磷(IP)为主,占TP含量的85.73%～98.48%;OP含量占TP的1.52%～14.27%.受陆地河流和海流注入的影响,所研究沉积物样中TP、IP和0P含量的最大值均出现在靠近黄河口的渤海浅海区,其次是黄河口.IP分为6种形态磷.即交换态磷(Ex-P)、铝结合态磷(AI-P)、铁结合态磷(Fe-P)、闭蓄态磷(Obs-P)、自生钙结合磷(Ca-P)和原生碎屑磷(De-P),其中以De-P为主,其次是Ca-P,分别占TP的52.47%～73.67%和18.32%～38.20%,Ex-P、Fe-P和Al-P含量均相对较低,Obs-P含量最低.各形态磷的空间分布均与调查区沉积物粒径有一定相关性,粒径小于0.063 mm的沉积物样中TP和IP含量均最高.Ex-P、Al-P、Fe-P、Or-P和部分Ca-P作为黄河表层沉积物中潜在的生物可利用磷,其总量至少占TP的6.09%～24.46%.     

螯合剂对不同磷源的释磷效应研究

了解螯合剂等肥料增效物质对不同磷源磷素释放效果的影响,可为全面认识螯合剂对磷素释放后在液相中的赋存形态提供依据。选取两种不同类型的土壤(酸性红壤和石灰性土壤)和五种磷酸盐矿物[磷酸氢二钙(DCP)、磷酸八钙(OCP)、羟基磷灰石(FA)、铝磷(Al-P)、铁磷(Fe-P)]作为磷源,通过实验室化学浸提试验,研究了螯合剂(EDTA-2Na)对不同磷源的磷素释放率和释放形态的影响。结果表明:(1)螯合剂对不同磷源磷素的释放均具有促进作用,且不同磷源的磷素释放率均随螯合剂浓度的增加而显著增加;(2)随着螯合剂浓度的增加,酸性红壤和石灰性土壤浸提液中钼酸盐非反应磷占总磷的比值均显著下降,DCP、OCP、FA浸提液中钼酸盐非反应磷占总磷的比例则显著增加,而Al-P和Fe-P浸提液中钼酸盐非反应磷占总磷的比例变化不大;(3)浸提液中的磷只有极少量以游离态磷酸根的形态存在,3.00 g·L~(-1)的DETA-2Na处理下,DCP、Al-P和Fe-P浸提液中游离态的磷酸根占总磷含量的比例分别仅为0.43%、1.12%、0.63%;(4)螯合剂对不同磷源磷素释放后,溶液中总磷与相应金属离子的摩尔比基本不变。     

黄河上游沉积物中磷的存在形态及生物可利用性

采用七步连续提取法分别对黄河上游11个不同段位表层沉积物样中7种形态磷进行了分离分析,探讨了其变化规律和分布特征,分析了其生物可利用性及对黄河及海洋水体营养状况的影响。结果表明:所获得沉积物中磷的7种赋存形态为:交换态磷(Ex-P)、铝结合态磷(Al-P)、铁结合态磷(Fe-P)、闭蓄态磷(Obs-P)、自生钙结合磷(Ca-P)、原生碎屑磷(De-P)和有机磷(OP),其中De-P和Ca-P的含量范围分别为139.08～482.89mg.kg-1和40.30～125.55mg.kg-1,二者共占总磷(TP,为各形态磷的总和)含量的约87%,是沉积磷和无机磷(IP,前6种磷形态之和)的主要存在形态;OP含量范围为6.14～36.74mg.kg-1,平均占TP的4%;Ex-P、Al-P、Fe-P和Obs-P含量均较低,平均值分别为7.53、25.85、5.05mg.kg-1和0.64mg.kg-1,共占TP含量的约9%。各形态磷的含量分布直接与取样点及沉积物粒径有关。Ex-P、Al-P、Fe-P、Or-P和部分Ca-P作为黄河表层沉积物中潜在的生物可利用磷(BP),其总量至少占TP的5.91%～30.17%。根据黄河每年进入渤海的输沙量可初步估算出黄河泥沙入海后为海洋提供的BP的量达3.21～8.92万t。     

磷高效转基因水稻OsPT4对红壤无机磷组成的影响

本研究以磷高效转基因水稻OsPT4为材料,以非转基因亲本日本晴（Nipp）和磷高效突变体水稻PHO2为对照,设施磷和不施磷2个处理,利用根盒试验研究磷高效转基因水稻OsPT4的种植对根际及非根际土壤无机磷组成的影响。结果表明：（1）OsPT4和PHO2的植株干重和磷含量均显著高于Nipp,而土壤全磷和无机磷总量均低于Nipp;（2）OsPT4和PHO2水稻根际和非根际土壤无机磷组分含量均表现为O-P > Fe-P > Al-P > Ca-P;（3）施磷处理时,OsPT4和PHO2的根际土壤O-P、Ca-P含量显著低于Nipp,其非根际土壤Al-P、Fe-P和O-P含量也显著低于Nipp。不施磷处理时,OsPT4和PHO2的根际土壤Fe-P含量和非根际土壤Fe-P、O-P含量均显著低于Nipp,其根际土壤Ca-P含量显著高于Nipp。说明在供磷条件下,磷高效转基因水稻对A1-P、O-P和Ca-P的吸收活化能力较强,而缺磷条件下,磷高效转基因水稻可促进其根系对Fe-P的吸收利用。