改性磷肥的结构特征及其增效机理研究

在节酸磷肥的生产过程中 ,加入一定比例的添加剂 ,研制出 3种新型改性磷肥。化学分析结果表明 ,改性磷肥有效磷中水溶性磷比例下降 ;盆栽试验结果显示 ,在等养分量条件下 ,3种改性磷肥肥效较过磷酸钙均有较大幅度的增加 ;运用X射线衍射分析及红外光谱对改性磷肥的结构进行了研究 ,发现其晶体结构发生了较大的变化 ,这种晶体结构的变化减少了改性磷肥中有效磷在土壤中的固定 ,从而大大提高了其生物有效性     

柠檬酸改性磷肥的结构分析及其对水溶性磷固定率的影响

  【目的】   磷肥施入石灰性土壤后,易与土壤中的Ca2+等结合生成沉淀,降低磷肥的有效性,进而影响作物对磷肥的吸收利用。本研究将柠檬酸与磷肥复合,研究其复合反应的特征及其对水溶性磷固定率的影响。   【方法】   采用中和法将预先加有柠檬酸的磷酸与氢氧化钾反应制备柠檬酸改性磷肥。利用傅里叶变换红外光谱 (FTIR)、31P固相核磁共振技术 (31P-NMR) 和液相色谱–质谱联用 (LC-MS) 等手段分析柠檬酸改性磷肥结构,分析柠檬酸与磷肥的反应特征。通过CaCl₂沉淀实验测定柠檬酸改性磷肥中水溶性磷的固定率,结合柠檬酸改性磷肥结构特征,探究柠檬酸与磷肥反应对水溶性磷固定率的影响机制。   【结果】   1) 柠檬酸与磷肥反应改变了磷肥的结构:与不添加柠檬酸的磷酸二氢钾肥 (CAP0) 相比,柠檬酸改性磷肥的FTIR在1088～1077 cm–1出现了磷酸酯 (P—O—C) 伸缩振动,是柠檬酸改性磷肥中有新物质生成的标志;31P-NMR分析发现,柠檬酸改性磷肥中除在6.60 ppm处检测到与CAP0相一致的K₂HPO₄位移峰外,还在12.28和4.80 ppm处分别检测到K₃PO₄和正磷酸单酯的位移峰,积分结果表明,以正磷酸单酯形态存在的磷占改性磷肥总磷量的16.48%。LC-MS分析发现,柠檬酸在高温下与磷酸发生脱水反应,柠檬酸中的羟基O—H和磷酸中的P—OH化学键发生断裂,柠檬酸中的氧原子与磷酸中的磷原子发生结合生成磷酸酯 (P—O—C)。2) 柠檬酸与磷肥反应降低了磷肥的水溶性磷固定率:将柠檬酸以0.2%、0.5%和1.0%的比例添加到磷肥中,制备的柠檬酸改性磷肥均能降低水溶性磷固定率,添加量在0.2%时水溶性磷固定率降低效果显著,固定率为59.52%,低于CAP0 26.49个百分点,磷酸酯的存在有利于使磷不被Ca2+固定,提高了磷肥有效性。   【结论】   柠檬酸通过与磷酸发生脱水反应,生成了含有磷酸酯的柠檬酸改性磷肥。柠檬酸与磷肥反应显著降低了磷肥水溶性磷固定率,且柠檬酸微量添加即可达到显著的防磷固定效果,为高效磷肥的研发提供了理论和技术依据。     

水磷一体化对磷素有效性与磷肥利用率的影响

水肥一体化是发挥水肥耦合效应提高养分效率的重要途径,然水磷一体化研究较少。本文在模拟滴灌条件下研究了液体磷肥和固体颗粒磷肥(TSP)及其不同施用方法对土壤磷移动性、各形态无机磷含量动态变化的影响,比较了玉米磷素营养与磷肥利用率对不同磷源及其施用方式的响应,旨在提出滴灌条件下磷肥高效利用的最优策略。研究结果表明:1)与TSP肥料分次施用相比,液体磷肥分次施用更能提高土壤磷素有效性,在各土层Ca2-P与树脂磷(resin-P)平均含量分别提高12.4%与21.6%,且可显著提高磷在土壤中的移动性(P0.05),resin-P含量的垂直下降幅度降低56.5%;2)与TSP分次施用相比,液体磷肥分次施用的土壤中高活性无机磷含量(Ca2-P、resin-P及Na HCO3-P之和)占无机磷总量的比例提高21.0%,而低活性无机磷含量(Ca10-P与residue-P之和)占无机磷总量的比例则下降10.1%,说明液体磷肥分次施用可减小磷肥在土壤中的固定转化;3)玉米地上部干物质、叶片吸磷量和植株磷素累积吸收量均对不同磷源与施用方式有明显响应(P0.05),液体磷肥分次处理的玉米生物量、吸磷量及肥料利用率分别比TSP肥料分次处理提高27.1%、34.6%及61.4%。水磷一体化施用可提高磷在土壤中的移动性和有效性,减少磷的固定转化,显著改善玉米磷素营养,并明显提高磷肥利用率。     

柠蒙酸与枸溶性磷肥肥对磷高效基因型小麦产量的影响

研究了温室盆载条件下进行柠檬酸单施或与枸溶、难溶性磷肥配合施用的不同试验处理对不同磷效率基因型小麦生长发育的影响。结果表明,柠檬酸与枸溶性磷肥（沉淀磷肥,即ＣａＨＰＯ４）配合施用的增产效率显著。在相应用量下可使磷高效基因型小麦“洛夫林”平均增产９４％,磷低效“８０－５５”增产８３．１％;单施柠以使“洛夫林”与“８０－５５”平均增产６３．３％和２８．８％,表现出小麦基因型间磷效率明显差异。但磷矿粉单     

不同溶磷含量的硝酸磷肥肥效研究

试验采用盆钵培养方法，在等养分条件下研究三种不同水溶磷含量（ＷＳＰＣ）硝酸磷肥、重过磷酸钙在两种缺磷土壤和一种中度缺磷土壤上对冬小麦、水稻的不同反应。试验表明，硝酸磷肥中ＷＳＰＣ不同，在不同土壤或同一土壤不同作物上的施用效果亦不同，尤其与供试土壤中速效磷含量密切相关。在极缺磷土壤上应施用高ＷＳＰＣ的硝酸磷肥；同一土壤旱作时应选用高ＷＳＰＣ的硝酸磷肥，而水作时ＷＳＰＣ可适当低些。中度缺磷土壤，低ＷＳ     

赤铁矿改性生物炭回收水中磷及其作为磷肥的效果

利用生物炭材料的吸附作用回收污水中的磷，作为磷肥应用到土壤进行农业生产是一种简单有效、成本低廉的措施，成为解决环境污染和磷资源紧缺问题的一种潜在方案。该研究采用单因素结合响应面方法优化赤铁矿（H）改性核桃壳生物炭（BC）的制备工艺。通过模型拟合分析了改性生物炭（H-BC）对水中磷（P）的吸附特性，并测试表征探讨其吸附机理。最后，将饱和吸附磷后的改性生物炭（H-BC-P）应用到土壤，采用盆栽试验分析其作为磷肥的效果和潜力。结果表明：核桃壳/赤铁矿质量比为1:1，在850 ℃下热解45 min制得的改性生物炭对磷的去除率达到98.42%，饱和吸附量为15.59 mg/g。H-BC吸附P的过程更符合准二级动力学模型和Freundlich模型，表明该过程是多分子层吸附，化学吸附是限制吸附速率的主要步骤。酸性条件有利于H-BC对P的吸附，从成本角度考虑，H-BC的最佳用量为2.5 g/L。H-BC-P可以改良酸性土壤pH，增加土壤全磷和Olsen-P含量。黄棕壤和红壤中生菜的生物量均有明显增加。研究表明赤铁矿改性生物炭是一种环境友好的磷吸附剂，且吸附磷后的残渣可以作为磷肥应用到土壤。     

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。     

磷肥中腐植酸添加比例对玉米产量、磷素吸收及土壤速效磷含量的影响

【目的】 腐植酸可提高磷肥的肥效,对于其在磷肥中适宜添加量的研究可为我国磷肥的增效减量提供依据。【方法】 将腐植酸增效剂按1%、5%、10%和20%的比例添加到磷酸一铵中,制成四种腐植酸磷肥试验产品（HP1、HP2、HP3和HP4）,利用土柱栽培试验研究在等磷量（施P2O5量0.1g/kg干土）投入及等肥料重量（施磷肥实物量0.16g/kg干土,即施P2O5量分别减少1%、5%、10%、20%）投入情况下,腐植酸磷肥对玉米产量、磷素吸收利用及土壤速效磷含量的影响。【结果】 1）在等磷量施用情况下,与普通磷肥（P）相比,四种腐植酸磷肥处理玉米籽粒产量增加4.5%～13.6%,且腐植酸添加量越大产量越高,均显著高于普通磷肥处理;在等肥料重量施用下,随着腐植酸磷肥施入P2O5量的减少,玉米籽粒产量逐渐降低,当P2O5施用量减少20%时籽粒产量与普通磷肥处理相比仍未显著降低。2）腐植酸磷肥处理在等磷量施用下较普通磷肥处理可显著提高玉米籽粒磷吸收量和地上部吸磷总量,分别增加6.0%～15.4%和6.3%～14.0%,但秸秆磷吸收量无显著变化;当腐植酸磷肥施入P2O5量减少20%时籽粒磷吸收量和地上部磷吸收总量会显著低于普通磷肥处理。3）与普通磷肥处理相比,在等磷量施用下,腐植酸磷肥的表观利用率提高5.9～13.1个百分点,农学利用率、偏生产力分别提高26.5%～79.1%、4.5%～13.5%,且均达到显著水平。4）施入腐植酸后主要影响050cm土层的土壤速效磷含量,其中1530cm土层速效磷含量增加最为显著,与普通磷肥处理相比增加18.1%～36.6%。【结论】 腐植酸增效剂在1%～20%的添加比例范围内对磷肥均具有较好的增效作用,可提高玉米产量、磷素吸收量及磷肥利用效率,并可提高土壤中的速效磷含量,且腐植酸添加量越大效果越好;利用腐植酸的增效作用来减少磷肥施用量是可行的,在当前磷肥施用量的基础上可减少磷肥用量20%左右而保证玉米不减产。     

施磷量对玉米 -大豆间作根际红壤无机磷形态及磷吸收的影响

通过盆栽模拟试验,探讨不同施磷量对玉米 -大豆间作作物生长及磷吸收的影响,并分析根际红壤中各无机磷形态的变化。结果表明:与单作相比,玉米 -大豆间作显著提高了作物地上部生物量及磷素吸收量,并具有明显的产量优势。与常规施磷水平(P100)下的单作相比,玉米 -大豆间作条件下,磷肥减施 1/2(P50)并未降低作物籽粒产量与玉米的磷吸收量。间作种植显著降低了玉米、大豆根际红壤总无机磷含量,并且无机磷减少量主要以O-P、Fe-P和 Ca-P为主。玉米、大豆根际土壤Fe-P、Al-P、Ca-P与 O-P占土壤总无机磷含量的比例主要受磷水平的调控,而种植模式对玉米和大豆根际土壤中各无机磷形态的比例(除 Fe-P外)均没有影响。在本试验条件下,玉米 -大豆间作通过根系交互作用主要促进土壤中 Fe-P、Ca-P和 O-P的活化来增加玉米与大豆的磷吸收,并具有节约磷肥、维持作物产量和磷吸收的潜力。     

不同磷水平下玉米-大豆间作对红壤无机磷组分及有效磷的影响

通过2年盆栽试验，探讨不同磷水平下玉米–大豆间作根际土壤无机磷组分、土壤有效磷含量及作物磷吸收的差异，明确土壤无机磷组分、土壤有效磷与作物磷吸收之间的相互关系。试验设置玉米单作、大豆单作、玉米–大豆间作3种种植方式以及3个P2O5施用水平(0、50、100 mg/kg，分别记作P0、P50、P100)，共9个处理。结果表明：与单作相比，2018年和2019年在P0、P50和P100水平下，间作显著提高玉米和大豆的籽粒产量，并显著提高玉米和大豆植株的磷素吸收量。与常规施磷水平(P100)下的单作处理相比，玉米–大豆间作在磷肥减少50%(P50)的条件下，并未降低玉米和大豆的磷吸收量与籽粒产量。3个磷水平下，间作提高了玉米和大豆根际土壤有效磷含量，而降低了根际土壤总无机磷以及Fe-P、Al-P、Ca-P、O-P的含量；同时适当增施磷肥显著提高了玉米和大豆根际土壤总无机磷及各无机磷组分的含量。本试验条件下，间作促进土壤中Fe-P、Al-P、Ca-P和O-P的活化(尤其是Fe-P)，是低磷胁迫下间作土壤有效磷含量与作物磷吸收量增加的重要原因。玉米–大豆间作具有节约磷肥、维持作物产量及根际土壤有...     

潮土磷库组成及累积磷的消耗转化特征

【目的】长期施用磷肥致使潮土中累积了大量的磷,为精确管控和合理利用累积磷素,我们研究了小麦–玉米连续种植下,停止使用磷肥后磷库的组成和消耗转化特征。【方法】本研究依托位于河南新乡的“国家潮土肥力与肥料效益长期定位试验基地”进行,连续26年施用不同量磷肥,处理间土壤磷积累量差异很大。利用单个处理或两个处理耕层土壤混合的方法,制备Olsen-P含量分别为6.7、14.3、27.6、55.4、72.3 mg/kg的土壤(分别记为L1、L2、L3、L4、L5),用于进行微区耗竭试验,种植制度为冬小麦–夏玉米轮作。在耗竭试验的5年间,测定了土壤全磷、Olsen-P和各磷库组分含量。【结果】潮土磷库中无机磷占比超过90%,L5处理土壤中的有效磷库组分Resin-P、NaHCO₃-Pt、NaOH-Pt含量分别为L1的5.0、3.5、2.8倍。L1处理(缺磷土壤)的有效磷组分在全磷中的比例仅为10.4%,而难利用磷组分(C.HCl-Pt, Residual-P)的比例高达24.0%;L5处理(高磷土壤)有效磷组分比例高达20.6%,难利用组分比例低至14.3%。缓效磷组分(D.H...     

磷对水培生菜生长及矿质元素动态吸收的影响

磷是植物所需大量元素之一,对植物的生长有重要影响。传统的土培条件下磷肥难以移动,导致施磷量和植物可利用磷量差别较大;而水培条件下磷肥均匀存在于营养液中,不仅有利于植物吸收利用,也为定量精确地研究磷对植物的影响提供了便利。为探明磷素对生菜生长、品质以及矿质元素吸收的影响,试验设置5个磷水平(Na H2PO4),分别为0.2 mmol·L?1、0.4 mmol·L?1、0.6 mmol·L?1、0.8 mmol·L?1、1.0 mmol·L?1,对不同磷水平下生菜生长、产量、品质及营养液矿质元素动态吸收量进行分析。结果表明当磷水平为0.4 mmol·L?1时生菜的综合品质最好;当磷水平为0.6 mmol·L?1时,生菜产量最大,且全生育期对氮、磷、钾、钙、镁的吸收总量达到最大,为691.26 mg·株?1,对氮、磷、钾、钙、镁的吸收比例为1∶0.20∶1.34∶0.80∶0.24。不同磷素水平下,生菜对氮吸收量差异不大;随磷素水平的提高,生菜对磷的吸收量不断增大,即对磷有奢侈吸收的趋势;对氮和磷的吸收主要集中在定植后的第20~30 d,此阶段平均吸收量分别占全生育期总吸收量的79.86%和59.25%;对钾的吸收量随时间呈不断地加大趋势,在收获前10 d达到最大值,此阶段平均吸收量占全生育期总吸收量的47.68%;对钙、镁的吸收在整个生育期变化不明显,定植后10~30 d对钙的吸收量较大;收获前30 d对镁的吸收量较大。全生育期内,生菜对钾的吸收比例最大,其次是氮、钙;高磷条件下磷的吸收比例大于镁,低磷条件下对镁的需求比例高于磷;生菜对磷的利用效率随磷水平的增加不断减小,较低磷素水平有利于提高矿质元素的利用效率。     

黄土旱塬施肥对土壤颗粒组成及其有效磷富集的影响研究

通过田间试验与室内分析相结合的方法研究长期不同施肥处理下土壤颗粒组成及其有效磷富集。结果表明,各施肥处理土壤颗粒组成都呈现颗粒愈小比例愈高的规律,而不同施肥处理对同一粒径颗粒含量又有一定的影响。在单施磷肥(P)的基础上,配施氮肥、有机肥(NP、PM、NPM)有利于增加<0.25mm颗粒的比例,以NPM处理最为明显。长期施用有机肥改善了土壤颗粒中有效磷水平,但也提高了土壤颗粒有效磷中水溶性磷的比例。土壤中的有效磷(包括速效磷、水溶性磷)主要富集在<2mm粒径的土壤颗粒中,<0.25mm的土壤颗粒中有效磷富集率最高。氮磷配施(NP)、氮磷有机肥配施(NPM)有利于增加<0.25mm颗粒中土壤有效磷的富集,PM处理更促进土壤有效磷在0.25～2mm粒径中富集。     

不同施肥条件下覆膜对玉米干物质积累及吸磷量的影响

为了探明覆膜对不同施肥条件下玉米生长及磷素吸收的影响,采用田间试验法,研究了覆膜对不同施肥条件下玉米全生育期干物质积累、地上部磷含量、吸磷量、磷分配以及磷收获指数的影响。结果表明:1）覆膜处理能够显著增加玉米不同生育期地上部干重,其中苗期和拔节期玉米地上部干重增加幅度最大,达24.9%～126.3%。覆膜对单施磷肥条件下玉米苗期生长的促进作用较明显,而生长后期则对氮、磷、钾配施条件下的促进作用较明显。2）覆膜处理显著提高玉米生长前期,尤其是苗期地上部含磷量、磷素累积量,且单施磷肥处理效果强于其他施肥处理;覆膜后,单施磷肥处理玉米苗期地上部含磷量、磷素累积量分别较不覆膜增加56.3％和253.0％。覆膜对不同施肥条件下玉米磷素收获指数影响不显著。     

烤烟磷素营养状况与施用技术研究

通过对历年来我省各烟区土壤中速效磷和烟叶中磷含量变化的分析，结合对我省烤烟不同生育期、不同栽培方式下磷营养状况及磷肥以烟叶含磷量、产量和质量的影响，从而提出了我省不同肥力水平下的磷肥施用技术。     

固体磷肥和液体磷肥对石灰性土壤不同形态无机磷及磷肥肥效影响的研究

土壤磷固定是影响石灰性磷肥肥效的主要原因。本文在田间滴灌条件下采用连续浸提的方法对液体磷肥和固体颗粒磷肥及其不同施用方法对石灰性土壤各形态无机磷含量动态变化的影响进行了研究,并比较了不同处理下加工番茄磷素营养效应。结果表明:各施肥处理0—20 cm土层Ca2-P和Ca8-P含量随施肥时间明显下降,而Ca10-P含量则显著上升,表明磷肥在石灰性土壤中不断向Ca10-P转化并被固定。液体磷肥追肥处理0—20 cm土层Ca2-P含量在各时期均显著高于其他施肥处理(P＜0.05),且液体磷肥追肥可以明显保持土壤0—20 cm土层较高的Ca8-P含量。与其他施肥处理相比,液体磷肥追施可减少石灰性土壤对磷的固定,增加0—20 cm土层Ca2-P和Ca8-P含量(P＜0.05),显著提高土壤磷的有效性。液体磷肥追施处理可显著提高加工番茄叶片含磷量和经济产量(91725 kg/hm2)。与传统过磷酸钙颗粒磷肥作基肥处理（CK1）相比,液体肥料全做追肥可使加工番茄经济产量提高26.7%,并明显提高了磷肥利用率。在滴灌条件下石灰性土壤上液体磷肥分次追施比传统的固体颗粒磷肥基施具有明显的优势,是一种非常具有应用前景的施肥方式。     

增值磷肥对潮土无机磷形态及其变化的影响

在实验室条件下制备了海藻酸磷肥、腐植酸磷肥和氨基酸磷肥3种增值磷肥,利用室内土壤培养试验研究增值磷肥对潮土无机磷组分及其变化的影响。结果表明, 1）培养180 d后,普通磷肥（磷酸一铵,下同）和增值磷肥均显著提高了土壤速效磷含量,并降低了土壤pH; 施用增值磷肥提高土壤速效磷的幅度为34.6～41.92 mg/kg,高于普通磷肥; 施用增值磷肥降低土壤pH的幅度为0.23～0.36个单位,高于普通磷肥。2) 与普通磷肥相比,增值磷肥明显降低土壤对磷的固定,腐植酸、海藻酸和谷氨酸增值磷肥处理的固定率分别比普通磷肥降低7.32%、7.13%和11.99%。3）培养180 d后,与普通磷肥处理相比,增值磷肥均提高土壤Ca2-P、 Ca8-P 和 Al-P含量,减缓Al-P 向 Fe-P 的转化。     

烤烟磷素营养状况与施用技术研究

通过对历年来我省各烟区土壤中速效磷和烟叶中磷含量变化的分析,结合对我省烤烟不同生育期、不同栽培方式下磷营养状况及磷肥对烟叶含磷量、产量和质量的影响,从而提出了我省不同肥力水平下的磷肥施用技术.     

改性尿素的肥效及淋溶特性研究初探

在普遍尿素的生产工艺中分别加入一定比例的无机矿物改性剂，研制出３种改性尿素。盆栽结果显示，在等质量及等Ｎ施肥条件下，３种改性尿素均有较大幅度的增产，淋溶实验表明，改性尿素与德国缓释尿素的淋溶曲线相似。     

有机复混磷肥对石灰性土壤无机磷形态组成及其变化的影响

实验室培养条件下,研究了有机复混磷肥对石灰性土壤无机磷组成变化的影响。结果表明: 1）单独施用有机物料对提高土壤速效磷含量的影响不大,但施用磷肥,无论是磷酸一铵化肥还是有机复混磷肥,均显著提高了土壤速效磷含量;施用有机复混磷肥提高土壤速效磷的幅度（67.5mg/kg～80.4mg/kg）高于施用磷酸一铵化肥处理（62.3mg/kg）;有机复混磷肥中有机物料的含量高低对土壤速效磷含量的影响不大。2）单独施用有机物料具有提高土壤Ca2-P含量的作用,且明显提高了Ca8-P含量,但对Al-P、Fe-P、O-P、Ca10-P含量影响不大;施用无机磷肥和有机复混磷肥,显著提高了土壤Ca2-P、Ca8-P、Al-P含量,而对Fe-P、O-P、Ca10-P含量的影响很小;与磷酸一铵化学磷肥处理相比,施用有机复混磷肥对Ca2-P含量影响较小,但明显提高了Ca8-P含量,Fe-P含量也表现增加的趋势,而Al-P含量明显降低,O-P和Ca10-P含量的变化则没有明显规律;有机复混磷肥中有机物料的比例高低对土壤无机磷组成变化的影响没有表现出明显的规律性。3）施用磷肥引起速效态Ca2-P和缓效态Ca8-P的变化最大,其它形态无机磷的变化相对较小。与磷酸一铵化肥处理相比,有机复混磷肥处理Ca8-P的变异提高幅度增加,而Al-P的变异提高幅度减小,其它指标库容的变异幅度与之相近。4）施磷处理土壤速效磷含量与土壤Ca2-P、Ca8-P含量呈线性正相关,相关系数分别达到0.9888、0.9867,而Al-P、 Fe-P、O-P、Ca10-P与土壤速效磷相关性不显著,磷肥施入土壤后,土壤无机磷库中Ca2-P、Ca8-P的变化对土壤速效磷含量的贡献最大。