长期轮作与施肥对农田土壤磷素形态和吸持特性的影响

通过对黄土旱塬地区长期定位施肥(26a)条件下的不同轮作系统的土壤磷素形态和吸持参数的测定,研究了轮作和施肥对土壤磷素吸持特性和磷素形态的影响,以及土壤磷素吸持参数与磷素形态之间的关系。结果表明,长期轮作与施肥都可以减低土壤磷素的最大吸附量（Qm）,相对于其它轮作和连作,在氮磷（NP）施肥下,小麦-玉米-豌豆轮作可以减低土壤的Qm,在氮磷有机肥（NPM）施肥下,小麦-玉米轮作可以减低土壤的Qm。在施肥相同的条件下,小麦-玉米轮作和小麦-豌豆轮作可以显著增加土壤中各形态无机磷的含量,长期轮作比连作可以增加土壤中的有效磷养分,尤其对Ca2-P的提高效果更为显著。相关分析表明,Qm和磷吸持指数（PSI）与全磷（T-P）、Olsen-P、CaCl2-P、Ca2-P、Ca8-P、Fe-P、Ca10-P和有机磷呈极显著负相关（p＜0.01）,与闭蓄态磷（O-P）呈显著负相关（p＜0.05）,与Al-P关系不显著。土壤有机质（SOM）与Qm、PSI和磷最大缓冲能力（MBC）之间存在极显著负相关关系,与磷吸持饱和度（DPSS）存在显著正相关。通径系数和逐步回归分析表明,在石灰性黑垆土土壤的无机磷形态中,Ca2-P对Olsen-P的贡献最大。     

长期施肥下黄壤旱地磷对水环境的影响及其风险评价

通过对贵州中部黄壤旱坡地进行采样以及采用无界径流小区法收集地表径流样品 ,探讨长期施肥下旱地磷素水平与地表径流磷浓度的变化及其对水环境的影响。结果表明 :长期施肥下黄壤旱地的磷素水平不断提高 ,CaCl2 浸提磷 (溶解态活性磷 )和NaOH浸提磷 (藻类可利用的土壤总磷 )与土壤全磷或有效磷之间存在显著的相关性 ,土壤富磷化的同时 ,旱地磷对水环境影响的潜能明显提高。黄壤旱坡地中CaCl2 浸提磷、Olsen P、NaOH浸提磷、土壤磷吸持指数、土壤磷饱和度与地表径流中颗粒态磷、生物有效性磷和溶解态活性磷之间的相关性均达显著水平 ,以这些参数作为评价指标 ,初步将黄壤旱地磷对水环境的潜在影响程度分为 3个等级     

土壤有机磷形态的生物有效性研究

通过对土壤有机磷形态测定及其与土壤有效磷、小麦幼苗吸磷量、黑麦幼苗吸磷量、幼苗试验土壤有机磷矿化量的相关分析,研究了土壤有机磷形态的生物有效性。结果表明:反映土壤供磷状况及植物磷素营养状况的一些相关指标,如有效磷、黑麦草幼苗吸磷量与有机磷组分无明显直线相关关系,不能说明土壤有机磷形态的有效性。而幼苗试验土壤有机磷的矿化量、小麦幼苗吸磷量可以从一个侧面反映土壤有机磷形态的有效性。总的趋势是活性有机磷和中等活性有机磷表现出较高的有效性,高稳性有机磷有效性最低。     

长期施肥对旱地红壤团聚体磷素固持与释放能力的影响

在中国科学院红壤生态试验站26年的旱地红壤长期肥料定位试验中,选取无机肥试验区的NPK、NK处理,有机无机肥配施试验区的对照(CK)、CK+稻秆(RS)、CK+花生秸秆还田(PS)、CK+绿肥(FR)及CK+猪厩肥(PM)等7个肥料处理土壤,采用湿筛法逐级提取并得到粒级依次为2 mm、2~1 mm、1~0.25 mm与0.25~0.053 mm的团聚体土壤样品;通过室内分析获得了土壤及各粒级团聚体的全磷(TP)、有效磷(Available P)、水溶性磷(CaCl_2-P)、土壤磷素吸持指数(PSI)及土壤磷素饱和度(DPS)等指标值,并探讨了上述测定指标间的相关关系。结果表明:长期施用磷肥可有效保持旱地红壤的供磷水平,配施猪厩肥可显著增加旱地红壤及大小团聚体的TP、有效磷及CaCl_2-P含量、降低土壤PSI并显著增大旱地红壤DPS,加大了旱地红壤磷素的流失风险;随着土壤中1 mm粒级团聚体数量的增多,旱地红壤磷素储量显著增加,磷素固持能力显著下降,土壤磷释放潜能随之增大。由DPS、有效磷及CaCl_2-P的分段线性拟合方程可以推断得出,当旱地红壤中有效磷为168~260 mg kg~(-1)时或DPS28%,土壤磷素具有潜在流失风险;当有效磷≥260 mg kg~(-1)或DPS≥28%,土壤磷素具有极高的流失风险,应立即停止施用磷肥尤其是有机磷肥,并重新调整施肥方案,以避免土壤磷素流失及其对水体环境的污染。     

长期有机物循环利用对红壤稻田土壤供磷能力的影响

采用盆栽试验,研究了长期不同施肥处理定位试验土壤供磷能力的差异,并从土壤磷素平衡、全磷、有机磷、Olsen-P和MB-P的含量的变化等方面探索了导致供磷能力差异的原因。结果表明,长期施用磷肥能显著提高土壤的供磷能力,其中以有机物循环利用配合磷肥施用处理土壤的供磷量能力最高,植株平均吸磷量是长期不施磷肥处理的3.5倍,比长期施用磷肥处理平均高出59.8%。长期单施氮肥导致土壤供磷能力衰竭,植株总吸磷量比长期不施肥还低17.2%,单一有机物循环利用和配施N肥植株总吸磷量比长期不施肥分别高80.3%和40.2%。有机物循环利用能明显提高土壤微生物对磷素的固持量,土壤微生物对无机磷的利用可能是其向有效磷转化的关键途径。磷肥配合系统内有机物循环利用,是提高红壤稻田土壤供磷能力的有效施肥模式。     

潮土磷素累积流失风险及环境阈值

潮土是中国分布比较广、施肥强度大的典型耕作土壤，潮土中磷素累积与流失对区域水环境的污染风险不容忽视。该研究在潮土面积最大的河南省采集磷素水平不同的典型潮土作为供试土壤，采用人工模拟降雨及土柱模拟试验方法，通过测定土壤中Olsen-P和溶解态活性磷CaCl2-P含量以及径流或淋滤液中各形态磷浓度，研究了潮土中磷素随地表径流和下渗流失特征，并通过分段线性模型对潮土的磷素环境阈值进行拟合。结果表明：1）不同形态磷在潮土土壤剖面中均有一定程度的累积，土壤Olsen-P和CaCl2-P含量表现为高磷最大，中磷次之，低磷最小，而磷吸持指数值表现为低磷最大，中磷次之，高磷最小。从磷素的剖面分布来看，低磷和中磷水平潮土Olsen-P和CaCl2-P含量随着土壤深度的增加而降低，而高磷水平的潮土Olsen-P和CaCl2-P含量在20～40 cm土层含量最高。2）不同磷水平潮土径流中总磷（TP）、可溶性总磷（TDP）和颗粒磷（PP）浓度和流失量大小表现为高磷最高，中磷和低磷水平土壤次之，潮土径流流失以PP为主。3）低磷和中磷水平潮土淋滤液中的各形态磷浓度和流失量随着土层深度的增加而降低，而在高磷水平的潮土淋滤液中，20～40 cm土层淋滤液中磷浓度和流失量要显著高于其他土层，在整个土壤剖面磷素浓度随着土层深度的增加呈现先上升后下降的趋势，潮土淋滤流失以TDP为主，其中，高磷和低磷水平潮土以可溶性有机磷占主导，而中磷水平潮土以钼酸盐反应磷（MRP）占主导。4）通过分段回归模型将不同含磷水平潮土的水溶性磷与土壤中Olsen-P含量进行拟合，得出潮土土壤磷素环境阈值为24.65 mg/kg，研究还表明径流和渗漏液中TP浓度与土壤CaCl2-P含量呈显著正相关，因此可通过测定CaCl2-P来预测并判断土壤磷素流失风险。     

海南岛土壤磷吸持性及其在分类中的意义

本文根据海南岛不同土壤类型的65个剖面310个土层的土壤磷(P)吸持性的测定结果,讨论土壤P吸持性与土壤类型、母岩(母质)种类、及土壤黏粒、铁铝氧化物含量之间的关系,并阐明土壤P吸持性在该地区土壤分类中的意义, 供为选用土壤分类指标参考。     

长期施肥下红壤磷素积累的环境风险分析

以长期(始于1988年)施肥的旱地红壤为材料,研究了土壤磷积累与磷吸附的关系,通过分析土壤磷素吸附特征参数及面向环境的土壤磷素表征值的变化,讨论了长期施肥下旱地红壤磷素积累的环境风险。结果表明:长期施磷可显著增加红壤磷素的累积量,降低土壤对外源磷的固持能力,提高土壤的有效磷及易解吸磷的量。供试的7个试验处理,除NK处理及花生秸秆本田还田处理外,土壤有效磷均高于20mg kg-1,已达到丰磷状态,但只有配施厩肥处理的土壤磷素存在环境风险。因此,应在兼顾土壤磷素的农业效应和环境安全的前提下,建立新的施肥制度,使磷素资源的利用更加合理化。     

溶磷真菌促进磷素吸收和作物生长的作用研究

在盆栽条件下,利用花生、玉米、油菜在3种不同磷水平的石灰性土壤上,采用土壤耗竭性连续种植的方法,研究了溶磷青霉菌P8对吸收土壤磷素和作物生长的影响。结果表明,3种土壤上接种青霉菌P8菌剂都能提高作物的吸磷量,其生物产量比不接种显著提高,且在有效磷低的土壤上其增产幅度大于有效磷高的土壤;接种青霉菌P8在一定程度上能缓解和改善低温对作物生长和磷素吸收的不良影响。无论在有效磷高还是低的土壤,青霉菌P8都具有活化土壤磷、提高土壤磷素的利用效率和促进作物苗期生长的作用。     

外源磷在三峡库区典型土壤中的活性演变及形态转化

三峡库区消落带土壤周期性淹水—出露对磷素迁移循环和水体负荷具有重要影响。以三峡库区消落带广泛分布的紫色潮土和灰棕紫泥土为对象,通过室内模拟培养实验,探讨不同饱和度外源磷在两种土壤中的活性变化与形态转化特征。结果表明:(1)外源磷进入土壤后,表征土壤磷活性的有效磷(Olsen-P)含量及磷素释放能力呈指数型衰减,可用指数方程C_t=ae~(-kt)+b拟合,拟合度均在94%左右。(2)外源磷在灰棕紫泥土中较在紫色潮土中能够保持更高的活性,同时也具有更高的渗漏淋失与释放风险。50%Q_m(最大吸附量)是两种土壤Olsen-P与磷素平衡解吸量的突变点,当磷素吸持饱和度≥50%时,土壤磷活性与渗漏淋失风险将明显增大。(3)Olsen-P与磷释放量在p0.01水平上呈显著正相关,两者可用线性方程良好拟合,因此可用Olsen-P含量表征土壤磷素释放潜势。(4)外源磷进入土壤后,主要转化为活性较高的Ca_2-P和Ca_8-P,约占施入量50%~60%;其次是Al-P和Fe-P,约占施入量的30%左右,闭蓄态磷(O-P)和Ca_(10)-P变化不明显。(5)Ca_2-P是决定Olsen-P和磷素解吸能力的主要形态,对两者均起正向直接作用。     

污水灌溉对稻田土壤氮磷淋失动态变化的影响

通过模拟稻田灌溉大型淋洗柱试验,在污染河水灌溉条件下对太湖地区水稻生长季两种主要类型的稻田土壤--黄泥土和乌珊土的氮磷淋洗特征进行了研究.结果表明,在灌溉淹水初期,不同形态氮素的淋失量均比较高,并达到峰值,以后淋失量逐渐降低,说明淹水初期淋失的氮素不是来源于灌溉河水,而是主要来自土壤氮.到淹水后期,NO3--N和NH4 -N淋失量接近零值,但仍能观测到可溶性有机氮淋失现象,这表明可溶性有机氮是污水灌溉稻田土壤主要的氮素淋失形态.而磷素的淋失动态与氮素的淋失动态截然相反,在灌溉淹水后很长一段时间内均观测不到土壤磷素淋失,但在淹水灌溉的淹水后期,发现土壤磷素有淋溶损失现象,这可能是利用富营养化的河水长期淹水后,土壤对磷的吸持已达到饱和状态,土壤不能继续固持多余的磷素所致.     

干湿交替条件下土壤磷释放及其与土壤性质的关系

通过四川瀑布沟水电站消落区典型土壤磷释放室内模拟试验,研究淹水及干湿交替条件下消落区土壤性质变化情况以及土壤性质与磷释放之间的关系,以期为预防水库水体富营养化,水库消落区合理利用与科学制定管理对策提供参考。结果表明：淹水能够提高土壤活性氧化铁（Feox）含量,淹水风干后土壤Feox含量降低至淹水前的水平;淹水后Feox变化幅度为：旱地〉水田〉果园,紫色土〉冲积土。土壤磷吸持饱和度（DPS）与无定形铁铝氧化物Alox密切相关;土壤最大吸磷量（Qm）淹水时最高增加至2 758.01 mg/kg,土壤淹水后Qm、土壤最大缓冲容量（MBC）、土壤吸磷指数（PSI）值升高;淹水能够明显提高土壤的磷素缓冲容量、土壤的最大缓冲能力和吸附能力、土壤磷的保持率,其原因也是与淹水后土壤无定形铁铝氧化物含量大幅度增加有关;通过主成分分析,土壤磷释放能力主要与土壤磷水平和土壤吸磷能力有关,且主要指标包括土壤有机质含量（OM）、土壤有效磷含量（Olsen-P）、土壤磷保持率（f）、土壤最大吸磷量（Qm）、土壤活性氧化铁（Feox）、土壤活性氧化铝（Alox）等,说明四川省瀑布沟水电站消落区土壤存在较大的磷释放风险。     

滇池宝象河流域土壤磷的累积及吸附特征研究

磷是导致湖泊水体富营养化的主要污染物质。本文对滇池宝象河流域稀疏林地、坡耕地、平地耕地及大棚土壤的0～5cm、5～10cm、10～20cm层土壤全磷、有效磷、磷固定量及磷吸持指数(PSI)等指标进行了测定或计算,并就磷的累积与分布特征、吸附特征等进行了评价。结果表明:流域表层土壤的全磷、Olsen-P和水溶性磷均有明显的累积,尤以大棚土壤磷的累积效应最为明显(平均值分别为1·67gkg-1、75·9mgkg-1和27·7mgkg-1),且Olsen-P和水溶性磷的含量在耕层各层次上表现为从上往下依次降低的趋势。吸附特征方面,表层土壤的磷固定量在68·4～351·2mgkg-1之间,不同土地利用类型不同土壤层次间的土壤磷固定量无显著差异;而土壤的PSI值以上游稀疏林地和坡耕地土壤中的显著较高,根据PSI值低于30的比例,推测出中上游平地耕地和下游大棚区土壤磷素存在着较大的潜在流失风险。     

石灰性土壤与磷酸盐的反应及吸持态磷的同位素交换性

本文研究了种石灰性土壤（Ｌｏｕ土）与磷酸盐的反应动态过程，短期反应的等温吸附研究表明，在低磷浓度下，以吸附反应机制为主，吸持态磷的同位素交换性随着吸持量的增加而增加；在高磷浓度下，以形成磷酸盐的沉淀反应机制为主，吸持态磷的同位素交换性随着反应时间的延长和吸持量磷数量的增加而了降低。认为在低施磷水平下，土壤中铁，铝氧化物对磷的吸持起重要作用。本文还探讨了在长期（２６０天）恒温恒湿培养过程中，土壤可溶     

浙北平原土壤有效磷的农学-环境综合分级研究

通过调查试验,拟订了浙北土壤有效磷的农学-环境综合分级指标体系。按照不施磷对照处理产量占施磷肥处理产量的相对比例大小和土壤磷素发生明显流失时的土壤磷状况,把土壤有效磷由低至高分为低、较低、中、较高、高和环境危险等6级。其中,水稻生产的土壤有效磷分级标准依次为<6、6～10、10～15、15～20、20～50和>50mg·kg-1;蔬菜生产的土壤有效磷分级标准依次为<10、10～20、20～28、28～40、40～50和>50mg·kg-1。提出了不同磷素状况的土壤管理看法:对当土壤有效磷超过15mg·kg-1的水稻田或有效磷超过28mg·kg-1的蔬菜地可实施"减量、隔年施磷"的施肥方法;当水稻田土壤有效磷超过20mg·kg-1或蔬菜地土壤有效磷超过40mg·kg-1时,应实施动态优化施磷方法,即减少磷肥施用量,保持施磷量相当或略高于作物吸磷量即可。在施用有机肥或长期施用一定量化学磷肥的条件下,可以不施用磷肥或少施用磷肥,充分发挥磷肥的后效特性。     

长期定位施肥对土壤磷素吸持特性与淋失突变点影响的研究

通过对黄土旱塬地区长期(26a)定位施肥条件下的不同施肥处理的土壤磷素及其吸持参数的测定,以及通过室内模拟试验对土壤磷素淋失突变点的测定,研究了土壤磷素吸持参数、土壤磷素淋失突变点和部分土壤性质之间的关系。结果表明,经过26年的长期施肥,M75P60和M75N120P60处理的Olsen-P含量比CK处理的提高了10.7和9.8倍,全磷(T-P)含量比CK处理的提高了60.4%和57.7%。长期磷肥和有机肥投入可以减低土壤磷素的最大吸附量(Qm),而提高土壤磷素的吸附饱和度(DPSS),M75N120P60处理的Qm比CK的减低了49.92%,而DPSS比CK的提高了21.5倍。相关分析表明,黄土旱塬土壤的Qm与Olsen-P、T-P和CaCl2-P呈极显著的负相关关系(P<0.01),与土壤有机质呈显著负相关关系(P<0.05)。零净吸附浓度磷(EPC0)与Olsen-P和CaCl2-P呈极显著正相关关系,与T-P和SOM也达到显著正相关,而与pH值的关系不显著,但土壤磷最大缓冲能力(MBC)与pH值的关系达到极显著。DPSS与Olsen-P、T-P、CaCl2-P和SOM呈极显著正相关关系。土壤磷素淋失的Olsen-P突变点值与土壤吸持参数Qm呈极显著正相关,与MBC也达到显著正相关,与DPSS、Olsen-P、T-P和CaCl2-P呈极显著负相关关系。该地区土壤磷素淋失的Olsen-P突变点值与DPSS15%的值极为吻合,即可以用DPSS15%值作为该地土壤磷素淋失的突变点值。     

福州市郊菜地土壤磷素特征及流失潜能分析

对福州市郊11片蔬菜基地土样的磷素含量、等温吸附特征及流失潜能进行分析.结果表明:与林坡地自然土壤相比.菜地土壤全磷(2.043 g/kg)、速效磷(Oslen-P.182.893 mg/kg)和CaCl2-P(1.018 mg/kg)平均含量都呈现出明显的累积特征;菜地土壤可用Langmuir等温方程很好拟合(R2=0.991**～0.998**),其等温吸附特征值,如易解吸磷(RDP)、磷吸持饱和度(DPS)和磷零吸持平衡浓度(EPC0)均出现大幅度提高.而最大缓冲能力(MBC)和吸附常数K则明显降低;据Langmuir方程求得菜地土壤指导施磷量范围为11.62～67.37(P)kg/hm2,平均为27.18(P)kg/hm2;菜地土壤的速效磷和全磷含量均显著高于由回归方程求得的土壤发生磷素淋失的速效磷临界值(56.96 mg/kg)和全磷的临界值(1.146 g/kg);菜地土壤的DPS平均为23.12%,已经接近容易流失的阈值(25%),其中4片菜地土样的DPS已经超过容易流失的阈值.因此,福州市郊菜地土壤磷素具有很高的流失潜能,应作为农业面源磷污染控制的关键源区.     

不同栽培年限日光温室土壤磷素累积特性研究

测定了陕西关中地区不同栽培年限日光温室土壤不同形态磷素的含量,以评价土壤磷素累积特性。结果表明:与农田土壤相比,日光温室栽培土壤全磷、有效磷、水溶性磷含量显著增加,土壤表层Olsen-P和水溶性磷平均含量分别达227 mg kg-1和8.45 mg kg-1;0～20 cm土层土壤全磷、Olsen-P和水溶性磷含量平均分别为农田的1.78倍,8.00倍和3.70倍,20～40 cm土层的分别为农田的0.62倍,3.24倍和2.53倍;且随日光温室栽培年限的增加,不同形态磷的累积量呈逐年递增的趋势。日光温室土壤全磷、有效磷、水溶性磷三者关系呈显著线性相关关系,有效磷与水溶性磷达极显著正相关。表明研究地区日光温室栽培下土壤磷素过量累积带来的淋溶风险值得关注。     

关于测定高固磷土壤活性磷的一些问题

讨论了用同位素交换法测定高固磷土壤活性磷的困难及其原因。提出了土壤磷素状况是影响同位素交换法适用性的最重要的因素。由于高固磷土壤溶液中的磷浓度过低,难以精确测定,因而不适宜采用同位素交换法来测定活性磷。对于高固磷类土壤,采用阴离子树脂提取法或NaHCO₃等化学试剂提取法测定植物有效态磷较为适宜。     

关于测定土壤有效磷总量的研究

本文主要探讨实验室测定土壤有效磷总量的方法，以耗竭试验法得到的作物吸磷总量为土壤有效磷总量的标准值，研究了一般只用来衡量土壤有效磷相对数量的Ｏｌｓｅｎ法，阴离子树脂法，混合树脂法，ＥＤＴＡ＋ＮａＨＣＯ３法及Ｃｏｗｅｌｌ法来估计土壤有效磷总量的可能性。结果表明，Ｃｏｗｅｌｌ全磷法能比较直接地测定出土壤有效磷总量，两者数值相近并呈极显著相关。Ｃｏｗｅｌｌ法提取的有机磷是土壤有效磷总量的一个重要组成部分