有机肥(物)对土壤中磷的活化作用及机理研究──Ⅰ.有机肥(物)对土壤不同形态无机磷的活化作用

采用逐级去磷的土壤研究在好气与淹水条件下猪粪、稻草和纤维素对土壤中不同形态磷的活化作用。结果表明,在好气条件下,猪粪、稻草和纤维素均能对土壤中各种形态的无机磷起活化作用,其效果为猪粪＞稻草＞纤维素。在淹水条件下,有机肥则表现为明显增加土壤对磷的固定,这主要是土壤中的铁氧化物强烈吸附磷所致。但当土壤去除Fe－P和O－P后,有机肥则能对土壤磷起明显的活化作用。采用人工合成磷酸铁加入去磷、去铁氧化物土壤的试验表明,有机肥对磷酸铁的活化率可高达30％。由于土壤中存在的铁氧化物对活化的磷起掩盖作用,因此,有机肥对土壤磷,尤其对Ca₂－P、Ca₈－P、Al-P和Fe－P的实际活化作用有可能比测定值还要高。     

有机肥(物)对土壤中磷的活化作用及机理研究──Ⅱ.有机肥(物)分解产生的有机酸及其对不同形态磷的活化作用

通过有机肥在不同土壤水分状况下分解产生的有机酸种类和数量检测、各种有机酸对不同磷酸盐的溶磷试验,对有机肥活化土壤磷的机理进行了研究。结果表明,无论在好气或淹水条件下,猪粪、稻草和纤维素均能明显增加土壤中有机酸含量,其作用为猪粪＞稻草＞纤维素;7种检出的有机酸对不同形态人工合成磷酸盐的溶磷能力为：草酸和乙酸对钙磷的溶磷均有一定效果,多数有机酸对铝磷的溶磷效果均不错,而柠檬酸对铁磷的溶磷效果最好。柠檬酸虽数量不及其它有机酸,但在有机肥活化土壤磷中所起的作用是最大的。铁磷在有机肥活化磷中的贡献较其它形态无机磷大。     

有机肥(物)对土壤中磷的活化作用及机理研究──Ⅱ.有机肥(物)分解产生的有机酸及其对不同形态磷的活化作用

通过有机肥在不同土壤水分状况下分解产生的有机酸种类和数量检测、各种有机酸对不同磷酸盐的溶磷试验,对有机肥活化土壤磷的机理进行了研究。结果表明,无论在好气或淹水条件下,猪粪、稻草和纤维素均能明显增加土壤中有机酸含量,其作用为猪粪＞稻草＞纤维素;7种检出的有机酸对不同形态人工合成磷酸盐的溶磷能力为:草酸和乙酸对钙磷的溶磷均有一定效果,多数有机酸对铝磷的溶磷效果均不错,而柠檬酸对铁磷的溶磷效果最好。柠檬酸虽数量不及其它有机酸,但在有机肥活化土壤磷中所起的作用是最大的。铁磷在有机肥活化磷中的贡献较其它形态无机磷大。     

有机肥对土壤磷吸附一解吸的直接影响

本文采用自行设计的一种扣除来自有机肥中磷的方法,对有机肥影响土壤磷吸附与解吸的直接作用进行了研究。结果表明,猪粪和牛粪均能明显降低两种水稻土对磷的吸附,增加磷解吸;而纤维素只有在土壤磷水平较高时才起作用。上述作用在红壤性水稻土中优于青紫泥;在同一土壤上,对磷水平高的土壤的作用明显大于磷水平低的土壤。在有机肥对土壤磷吸附—解吸的直接影响中,其中的可溶性有机机物起主要作用。     

有机肥对土壤磷吸附一解吸的直接影响

本文采用自行设计的一种扣除来自有机肥中磷的方法,对有机肥影响土壤磷吸附与解吸的直接作用进行了研究。结果表明,猪粪和牛粪均能明显降低两种水稻土对磷的吸附,增加磷解吸;而纤维素只有在土壤磷水平较高时才起作用。上述作用在红壤性水稻土中优于青紫泥;在同一土壤上,对磷水平高的土壤的作用明显大于磷水平低的土壤。在有机肥对土壤磷吸附解吸的直接影响中,其中的可溶性有机机物起主要作用。     

消落带土壤铁的形态变化及其对有效磷的影响

Fe3+还原为Fe2+的过程中会增加磷酸铁的溶解,影响磷的化学行为及有效性。本文采用室内模拟试验研究了三峡库区消落带土壤铁的形态变化及其对有效磷的影响。消落带旱地和水田土壤经淹水和落水处理后,活性铁、水溶性铁增加,其他各形态铁变化较小。旱地土壤在不同的有机质和淹水落水处理下,其活化铁、游离铁、络合铁、水溶性亚铁、和交换性亚铁均为淹水处理高于落水处理,其中活性铁在各处理间呈现出显著性差异,其他则各处理间差异均未达到显著性水平;水田下层活性铁高于上层,且落水处理间呈显著差异。氧化铁及亚铁之间总处于不断的相互转化中,活性铁、络合铁和有机质正相关。旱地土壤中的有效磷各处理间差异显著,水田有效磷淹水处理高于落水处理。     

淹水对石灰性土壤无机磷形态转化的影响

  【目的】  磷肥施入土壤后大部分转化为与铁氧化物关系密切的Fe-P和O-P,而淹水后土壤中铁的氧化还原过程可能影响与铁氧化物结合的磷的形态及有效性的变化。研究不同施磷处理下淹水土壤Fe (II) 、无机磷组分等的变化,以期明确淹水后土壤无机磷形态及磷有效性变化及其与铁氧化还原过程的关系。  【方法】  用不施磷土壤 (P0) 和连续6年施用P 180 kg/hm2的土壤 (P180) 进行室内模拟培养试验。将土壤装于西林瓶内,加水模拟淹水条件,西林瓶密封后,分别在避光或者光照条件下,于 (30 ± 1)℃恒温培养40天。测定供试土壤以及淹水培养土壤中的速效磷、无机磷以及不同形态无机磷组分含量,测定培养过程Fe (II) 的动态变化,以探讨磷形态转化与铁氧化还原过程的关系。  【结果】  施用磷肥显著增加土壤中的速效磷含量和无机磷总量,P0处理土壤速效磷含量为 (7.65 ± 1.65) mg/kg,P180处理土壤速效磷含量高达 (33.5 ± 2.01) mg/kg。施入土壤中的磷只有很小部分以Ca₂-P存在,主要以Ca₁₀-P、Ca₈-P、Al-P和Fe-P形态存在。避光淹水培养后,土壤速效磷含量增加,P0和P180处理土壤速效磷含量的增量分别为8.44、2.95 mg/kg。淹水培养降低了土壤Ca₈-P含量,提升了Fe-P、O-P、Al-P含量。光照和避光条件下P180处理土壤中Ca₈-P含量分别降低106.8、156.2 mg/kg,Fe-P含量分别增加23.4、47.0 mg/kg,O-P含量分别增加64.1、92.9 mg/kg,Al-P含量分别增加38.8、34.7 mg/kg,避光时Ca₈-P降幅以及Fe-P和O-P的增量均大于光照条件下。避光条件下,铁还原量和还原最大速率与Ca₈-P变化量之间存在显著负相关关系,与Fe-P、O-P增量之间存在显著正相关关系。  【结论】  淹水条件下,石灰性土壤中的Fe (Ⅲ) 还原形成Fe (Ⅱ) 和Fe (Ⅲ) 混合物,增加了铁氧化物的比表面积和磷吸附点,可促进Ca₈-P向O-P、Fe-P和Al-P转化。光照降低了Fe (Ⅲ) 的还原量,可能是Ca₈-P向O-P、Fe-P和Al-P转化率低的原因之一。     

三峡库区消落带典型土壤厌氧呼吸对铁还原及磷释放的影响

分别采集三峡库区开县和涪陵消落带土壤,进行室内模拟淹水实验,研究淹水土壤有机质分解对Fe(Ⅲ)还原行为及磷释放的影响。结果表明,淹水过程中土壤磷向上覆水体迁移,引起上覆水体总磷含量先增加后降低最后趋于平衡。上覆水体总磷的变化与底泥中有效磷呈极显著负相关(p0.01),且有效磷与无机磷各形态的相关性分析表明磷释放的主要来源是Ca8-P、Al-P和Fe-P。淹水形成的厌氧还原环境导致铁氧化物的还原,无定形铁生成,且二价铁与有效磷呈显著正相关(p0.05),说明三价铁的还原促进P的释放。淹水过程中,土壤CO2和CH4产生揭示有机质的分解过程,CO2/CH4的比值变化反映淹水土壤无机电子受体的消耗情况,解释Fe3+的还原过程,其与二价铁和有效磷的相关性分析证实有机质分解与铁的还原及磷的释放显著相关,说明有机质分解促进了铁的还原,并进一步促进磷的释放。     

有机肥对石灰性土壤无机磷组分的影响

研究了３种有机肥料对土壤无机磷组分的影响，其中猪粪能显著提高土壤中Ｃａ２－Ｐ、Ｃａ８－Ｐ、Ａｌ－Ｐ和Ｆｅ－Ｐ的含量，紫云英及稻草的作用明显低于猪粪，３种有机肥料对Ｃａ１０－Ｐ的影响都很小。     

柠檬酸对红壤磷的持续活化效应及其活化机理的探讨

采用不同浓度的柠檬酸对红壤进行磷的持续活化试验。结果表明：随着浸提次数的增加，磷的活化量逐渐降低，但仍有少量的磷释放出来，且活化强度随着柠檬酸浓度的增大而加强。浸提前后土壤样品的无机磷分级结果表明：被柠檬酸活化的磷主要来源于土壤中Al-P、Fe-P及Ca—P中的磷，也有部分来自于有机形态的磷，同时柠檬酸能够促进土壤中闭蓄态磷（Oc—P）的形成与积累。Al-P、Fe-P及Oc—P中磷的活化量，受柠檬酸浓度的影响较大。柠檬酸浓度在5mmolL^-1和10mmolL^-1时，其被活化的量大小依次为Ca—P〉Al-P〉Fe-P；而柠檬酸浓度在100mmolL^-1时，其被活化的量为Fe—P〉Al-P〉Ca—P。     

三峡库区消落带土壤对磷的吸附和淹水下磷的形态变化

三峡水库建成后在库区周边形成落差30m的消落带,消落带土壤对磷的吸附固定和磷的去向直接影响到周围的水环境。通过批处理和模拟培养法研究了三峡库区小江流域沿岸消落带的黄壤、紫色土在淹水期间铁的形态变化,磷的吸附及形态转变,结果表明：（1）供试黄壤和紫色土在淹水后,晶形铁氧化物含量明显下降,非晶形铁含量有增加趋势,土壤对磷的吸附量增加;(2)淹水期间土壤Olsen-P含量呈下降趋势,而Fe-P和Al-P含量增加,模拟显示黄壤和紫色土在淹水15d后的磷吸附容量增加70.8%和9.5%;（3）用pH 5和pH 9的0.1mol L-1CaCl2、KCl、NH4Cl溶液培养的黄壤,其Olsen-P、Fe-P、Al-P含量均明显增加,意味着消落带土壤中若施加K、Ca或尿素时,土壤有效磷可能增加,这可导致CaCl2提取磷的增多并影响库区水的含磷量,从而影响库区水质。     

有机肥种类对土壤有效磷累积量的影响及其流失风险

为研究不同有机肥种类对土壤有效磷累积量的影响,采用鸡粪、猪粪、牛粪3种有机肥,于2008~2009年间在河北省廊坊进行了大田试验。结果表明:在总磷量相同条件下施入不同种类有机肥,耕层土壤中水溶性磷和有效磷含量显著不同。施入牛粪、鸡粪、猪粪的土壤0~5 cm土层中土壤水溶性磷分别为15.64、12.06、9.95mg/kg,有效磷含量分别为91.87、73.47、65.26 mg/kg;综合0~20 cm土层,施入牛粪、鸡粪、猪粪的土壤水溶性磷分别为6.42、4.84、4.41 mg/kg,有效磷含量分别为47.60、35.50、35.14 mg/kg。表现出有机肥中有效磷含量高则表层土壤中水溶性磷和有效磷含量也高。由于表层土壤的高量水溶性磷和易溶性磷在降雨条件下易于造成农田磷素流失,在确定环境友好的有机肥施用量时,不仅要考虑有机肥带入的总磷量,还要重视有机肥中有效磷含量对农田表层土壤水溶性磷和易溶性磷富集的影响。     

外源磷对土壤无机磷的影响及有效性

通过对我国具有代表性的几个典型土类15年长期定位试验的CK和NPK处理以及原始土壤中无机磷组分的分析，研究施磷肥对土壤无机磷形态的影响及有效性。结果表明，原始土壤中闭蓄态磷和Ca10-P占无机磷比例大，土壤磷有效性低；在不施外源磷条件下连续耕作，各个土类的无机磷总量均逐年减少，其中主要是Ca2-P、Al-P和Fe—P明显降低；长期施用磷肥提高了土壤无机磷总量（TIP）和各组分的含量，其中以Ca2-P、Al-P和Fe—P提高比例显著，而0-P和Ca10-P提高的比例少。说明累积在土壤中的肥料磷多以有效性较高的形态存在。     

不同有机肥对设施土壤有效磷累积与淋溶的影响

采用田间试验,研究了不同有机肥对设施土壤有效磷累积、淋溶及季节性变化的影响。结果表明,等磷量条件下,鸡粪、猪粪处理与化肥处理相比,更能增加土壤Olsen-P的累积量和淋溶量,且施用量越大作用越明显。鸡粪TC3、猪粪TS3土壤表层Olsen-P累积量分别比化肥高出50.60%、70.29%;20 cm以下淋溶量分别比化肥处理高出159.5%、111.6%。商品有机肥与化肥相比降低了表层Olsen-P含量,且用量越大作用越明显;商品有机肥土壤淋溶量也低于化肥处理,但用量越大,淋溶量有上升趋势。设施土壤Olsen-P含量高低与施肥时期密切相关,周年呈现"M"形变化规律。不同肥料影响不同,影响大小顺序为猪粪>鸡粪>化肥>商品有机肥。因此,为减少设施土壤Olsen-P的累积与淋溶,鸡粪、猪粪施用量要适当减少,商品有机肥可适当增加。     

施用有机肥和溶磷细菌肥料对砂姜黑土磷素形态转化的影响

在砂姜黑土中施用有机肥 ,能够提高土壤有效磷的含量 ,而使用含有一定量溶磷细菌的肥料 ,除了提高土壤中的中等活性有机磷和活性有机磷之外 ,还能促进土壤中Ca8 P、Ca10 P向Ca2 P、Al P、Fe P等形态无机磷的转化 ,从而提高土壤有效磷的含量     

磷肥和有机肥对不同磷水平土壤磷渗漏影响研究

采用土柱培养的模拟试验方法研究了在不同磷水平土壤上大量施用磷肥和有机肥对土壤测试磷、土壤磷渗漏的影响及影响机理。结果表明,不同磷水平土壤施用磷肥或有机肥土壤CaCl2-P、Olsen—P和土壤渗漏液中可溶性磷均显著增加;单位量磷肥或有机肥所增加土壤各形态磷量随土壤磷水平的增加而增大;随着磷肥或有机肥用量的增加,单位量磷肥或有机肥所增加各形态磷量也逐渐增大,差异均达到显著和极显著水平。在施用磷肥的基础上增施有机肥可以提高土壤CaCl2-P、Olsen—P含量和土壤渗漏液中可溶性磷的增长幅度。土壤磷的渗漏量与土壤测试磷呈显著正相关;单位量磷肥或有机肥所增加的土壤渗漏磷量随着磷肥或有机肥用量以及土壤磷水平的增加而增加。Olsen—P含量与土壤磷吸持指数（PSI）呈显著负相关关系,与土壤磷的吸附饱和度（DPS）呈显著正相关关系。     

三峡库区消落带沉积物与土壤磷形态及分配特征研究

应用沉积物中磷形态的标准测试程序(SMT)对三峡库区典型消落带表层新生沉积物及土壤中形态磷进行分级测定,并探讨形态磷之间及其与有效磷和样品理化性质(有机质和铁)之间的相关性。结果表明:消落带沉积物及土壤中总磷(TP)含量分别在435.1~970.0,152.8~1 022.7mg/kg之间,均值分别为(713.6±124.3),(547.5±169.7)mg/kg,沉积物中TP含量远高于土壤,显示了新生沉积物吸附磷的能力高于土壤。无机磷(IP)是沉积物及土壤中磷的主要形态,分别占TP的78.2%,74.2%;有机磷(OP)只占较小的比例。沉积物及土壤中钙磷(Ca—P)是IP的主要赋存形态,Ca—P/IP均值为73.6%,74.1%,而铁/铝磷(Fe/Al—P)占IP比重仅为26.4%,25.9%。沉积物及土壤中有效磷(Olsen—P)含量分别在4.43~45.50,2.88~41.84mg/kg之间,其中分别有29.6%,11.1%的样品超过土壤磷素淋失的Olsen—P临界突变点(25mg/kg)。回归分析表明,沉积物中Fe/Al—P和OP是Olsen—P的主要贡献者,而Ca—P对Olsen—P的贡献很小;土壤中仅Fe/Al—P对Olsen—P有较大贡献。相关分析表明,有机质与OP呈极显著正相关,说明有机质的输入可促进OP的累积;TP、Fe/Al—P、Ca—P与无定形态铁(Fe_o—Fe_p)、有机络合态铁(Fe_p)呈显著正相关,表明Fe_o—Fe_p和Fe_p可促进沉积物及土壤的固磷作用。     

淹水条件下有机酸(糖)对土壤磷素固定的影响

以水田土壤剖面为对象,从磷素固定的角度研究了无定型铁等主要固磷基质在淹水加有机酸(糖)条件下的变化特征及其固磷能力变化特点。结果表明,剖面各层土壤淹水条件下添加有机酸(糖)培养后均可以与Langmiur方程很好拟合,淹水不添加有机酸(糖)与添加的处理相比,所有样品的最大固磷量均表现出降低的特点。淹水后土壤无定形硅含量与淹水前相比有所降低;无定形铁淹水前后变化不大但多数以含量增加为主,加酸(糖)处理中无定形铁含量表现出下降的趋势;络合态铁增加非常明显。无定性硅的变化与土壤固磷能力的变化相关性不显著,淹水前后无定形铁含量变化与最大吸磷量变化之间的相关性达到极显著水平,但淹水加酸(糖)后的最大吸磷量与淹水前相比多数样品有所降低;络合态铁氧化物主要表现为与磷素固定能力一定的负相关。     

有机肥在侵蚀退化土壤生产力恢复中的作用研究

风蚀土壤施用不同有机肥和化肥的作物反应以及土壤生产力恢复效果的试验在温室条件下进行,旨在探讨经济高效恢复风蚀退化土壤的生产力的有机肥种类。结果表明,猪粪、鸡粪、腐熟牛粪对表土完全损失的土壤生产力恢复效果最好;新鲜牛粪的作物产量较低,宜腐熟后施用;苜蓿、兵豆、燕麦青体和麦秸有效磷低,短期内恢复土壤生产力的效果差;磷肥容易被高钙底土固定,效果低于有机肥。鸡粪中磷的有效性高,猪粪供磷多,腐热牛粪供磷稳,而麦秸含有效磷最少。有机肥除了提供丰富的磷素,还有保护其磷素免被土壤固定,促进作物吸收利用的作用。有机肥中的Olsen-P和树脂磷与生物产量相关性极显著,Olsen-P作为有机肥培育土壤的有效磷指标比树脂磷更适用。     

膨润土和磷肥对石灰性土壤无机磷形态转化及有效性的影响

对山西石灰性土壤无机磷的形态、加入外源磷后无机磷形态的转化及施加膨润土后对提高磷素的有效性进行了初步探讨 ,结果表明 :山西石灰性土壤中磷素以无机磷为主 ,而无机磷中以Ca P为主 ,Ca10 P和Ca8 P占无机磷总量的 85 % ,Ca2 P仅占 4 42 %。土壤加入外源磷后 ,Ca2 P有所增加 ,其次是Ca8 P、Ca10 P、Fe P ,Al P和O P增加很少。施加膨润土后使加入外源磷的土壤无机磷都有所增加 ,其中Ca2 P增加最明显 ,Ca8 P、Al P、Fe P增加较多 ,而Ca10 P和O P增加最少 ,说明施用膨润土是实现土壤无机磷释放的主要途径