超微活化条件对磷矿粉磷素形态及肥效的影响

采用化学分析、红外光谱分析以及盆栽试验研究了活化剂添加量及研磨时间对超微活化磷矿粉磷素形态及生物有效性的影响.结果表明,与普通磷矿粉相比,磷矿粉经超微活化处理后有效磷提高了45.1％～58.7％,活性磷提高了169.4％～203.6％,水溶性磷含量随活化剂添加量的增加也明显提高;当活化剂添加量达到5％时,3次水溶性磷的累积释放量较相同条件下制得的超微细磷矿粉提高84倍以上.适当延长研磨时间有利于磷矿粉磷素的释放,但效果不显著.红外光谱分析结果表明:超微细活化磷矿粉中与PO3-、HPO2-相关的特征吸收峰强度较普通磷矿粉显著增强,且生成了与PO43-、HPO42-相关的新特征吸收峰,使磷矿粉中的磷向有效状态转变.盆栽试验结果进一步表明,超微活化磷矿粉处理的玉米生物量、磷素利用率均显著高于磷矿粉、普通超微细磷矿粉以及过磷酸钙和磷酸二铵等常规水溶性磷肥,可增强抗固定能力而显著提高土壤有效磷含量.超微活化磷矿粉较高的活性磷总量和水溶性磷持续适度的供磷强度是其生物有效性高的原因.     

改性磷矿粉在石灰性土壤上的生物有效性及其机理研究

为缓解磷资源危机,充分利用不适于化学加工的磷矿资源,对磷矿采用活化技术开发利用,由此生产的改性磷肥已被证明在酸性土壤上有很高的生物有效性,但在石灰性土壤上的研究还比较少。本文选择4种不同产地(云南昆明、四川德阳、四川绵竹和贵州开阳)的磷矿粉,分别用有机活化剂和无机活化剂进行活化处理,制备改性磷矿粉,并就其在石灰性土壤对苗期春小麦的生物有效性进行了盆栽试验。结果表明,4种磷矿粉经活化处理后有效磷和水溶性磷含量均明显增加,无机活化剂提高了有效磷的含量,而有机活化剂对水溶性磷的提高幅度较大。改性磷矿粉处理均不同程度提高了石灰性土壤上春小麦的生物量干重、植株吸磷量和磷利用效率,有机活化剂处理制备的改性磷矿粉对春小麦生长的促进作用更为明显。运用红外光谱谱学技术对4种磷矿粉及相应的8种改性磷矿粉结构分析结果表明,磷矿粉经改性后其结构发生了明显变化,H2PO4和HPO42的特征谱带明显增加,增加的程度因磷矿粉的产地和活化剂种类不同而有差异。对磷矿粉化学成分分析结果表明,不同产地的磷矿粉其磷以及钙、铁、铝、镁等化学成分的含量差异较大,活化剂对磷矿粉的活化效果与磷矿粉本身的氧化物含量有关。在本试验条件下,磷矿粉Ⅲ(四川绵竹)的活化效果相对最好,与其氧化镁含量最高、总氧化物含量最低有关。不同类型活化剂对磷矿粉的活化效果不同,红外光谱分析结果表明,无机活化剂活化效果较好,而土培试验结果表明有机活化剂的活化效果较好,这一结果有待进一步的研究。     

天然腐殖质材料对低品位磷矿粉水溶性磷的促释效果

低品位磷矿开发应用困难的关键问题在于其活化释放困难以及磷素在土壤中易被固定。将不同添加量的天然腐殖质材料及其衍生物作为促释材料,采用连续水浸提法、X-射线衍射以及红外光谱分析了促释材料对低品位磷矿粉的水溶性磷释放特性以及磷矿粉的结构与成键变化的影响,并通过盆栽试验进一步验证磷矿粉与促释材料在最优配比下的生物肥效。结果表明：随着促释材料添加量的提高,水溶性磷的释放也呈现增加趋势,当天然腐殖质材料和HNO3处理天然腐殖质材料分别与低品位磷矿粉混合的质量比为20:80时,5次水溶性磷释放总量分别为对照处理的1.54倍和1.72倍。X-射线衍射分析结果表明,天然腐殖质材料或HNO3处理天然腐殖质材料混合低品位磷矿粉经过5次浸提后,P2O5和Ca(PO3)2对应的特征衍射峰出现显著下降。红外光谱分析结果表明,天然腐殖质材料或HNO3处理天然腐殖质材料混合低品位磷矿粉经过5次浸提后,可明显看到位于966 cm-1处PO43-对称伸缩振动v1吸收峰消失,同时位于1 127、673和612 cm-1处PO43-非对称伸缩振动v3吸收峰、H2PO4-相关吸收峰和HPO42-相关吸收峰强度均显著下降。盆栽试验进一步表明,天然腐殖质材料或HNO3处理天然腐殖质材料作为一种优质有机物料按照6 g?kg-1或9 g?kg-1的施用量同时与低品位磷矿粉按照20:80的质量比混合后可显著提升土壤的有效磷含量,同时可快速提升土壤有机质含量。天然腐殖质材料按9 g?kg-1的施用量同时与低品位磷矿粉按20:80的质量比混合,在播种后第14、30、60天土壤有效磷分别较对照处理增加了29.86%、29.47%、36.48%,土壤有机质分别较CK增加34.16%、8.05%、47.40%。HNO3处理天然腐殖质材料按9 g?kg-1的施用量同时与低品位磷矿粉按20:80的质量比混合,在播种后第14、30、60天土壤有效磷分别较CK增加了36.97%、94.44%、34.51%,土壤有机质分别较CK增加27.29%、14.57%、45.41%。天然腐殖质材料或HNO3处理天然腐殖质材料呈酸性、高比表面积、腐殖质含量高、活性官能团数量多等特性是提升低品位磷矿粉的水溶性磷和土壤有效磷含量的主要原因。     

磷素活化剂对黑土磷形态及有效性影响的研究

试验研究了不同温度下活化剂对黑土各形态磷的影响,阐述了活化剂对Olsen-P影响的机制。结果显示,活化剂具有很好的增加土壤中有效磷的能力,在不同的温度条件下作用效果不同,施肥条件下,高温加速磷的固定。10℃时,3种活化剂活化能力为柠檬酸铵>腐植酸>活化剂H2,分别提高土壤Olsen-P的含量达40.93%、33.06%、23.20%;20℃时,活化能力为腐植酸>柠檬酸铵>活化剂H2,分别提高土壤Olsen-P含量达32.35%、24.89%、16.72%;30℃时,与CK相比Olsen-P含量没有明显增加。活化剂能促进各形态无机磷之间的转化,活化能力随温度升高而逐渐降低。SPSS分析结果证实,Al-P和Ca2-P是黑土有效磷的主要组分,与Olsen-P极相关;Ca8-P起负作用,而Fe-P作用效果不显著,但它们仍能通过影响Al-P和Ca2-P来间接影响Olsen-P。     

不同抗性小麦品种与蚕豆间作条件下的养分吸收与白粉病发生特征

不同作物品种的养分吸收存在一定差异,与其它作物间作也会对作物养分吸收以及作物病害产生影响。本文通过盆栽试验,选用6种对白粉病不同抗性的小麦品种(高抗:云麦47、云麦53;中抗:云麦42、云麦51;感病:云选11-12、93-124)与蚕豆间作,研究了间作和单作条件下小麦的氮、磷、钾养分吸收特点及小麦白粉病的发生特征。结果表明:高抗小麦品种间作生物量显著高于单作,云麦47、云麦53间作比单作生物量分别提高11.9%和6.6%;间作显著增加小麦叶片内的氮含量,以高抗品种云麦47、云麦53和感病品种云选11-12增加最为显著,平均氮含量为单作的1.20～1.25倍;间作有增加小麦灌浆和成熟期叶片磷含量的趋势,并显著增加拔节期小麦叶片内的钾含量,增幅为9.1%～22.3%;间作降低了各抗性小麦品种白粉病的发生程度,相对防效为0.76%～81.49%;灌浆期以云麦42、云麦53和93-124 3个品种的间作处理控病效果显著。     

磷肥施用对土壤中砷生物有效性的影响

通过盆栽试验,研究了钙镁磷肥和过磷酸钙对土壤砷的生物有效性的影响。结果表明,施用钙镁磷肥和过磷酸钙能显著促进小白菜的生长,与对照相比生物量分别提高了约149%和119%;施磷可显著提高土壤有效态砷含量,其中钙镁磷肥高、低施肥量处理分别比对照增加了52.2%和20.9%,过磷酸钙高、低量施肥处理比对照分别提高了15.0%和5.5%;在同一施磷水平下,钙镁磷肥处理的土壤中有效态砷含量明显高于过磷酸钙处理,施磷可导致小白菜对砷的吸收总量显著增加（P〈0.05）,施用钙镁磷肥处理的小白菜砷吸收量的增加幅度较大。磷肥施用可在一定程度上提高土壤中砷的生物有效性,其中施用钙镁磷肥比过磷酸钙的效果更为明显。     

不同磷肥品种对苋菜镉累积的影响

采用盆栽试验,以苋菜(Amaranshus mangostanus L)为供试作物,在两种酸性土壤上施用磷酸氢二钾、过磷酸钙、钙镁磷肥、磷矿粉4种不同磷肥,探究其对苋菜生长及其磷、镉累积的影响。结果显示:在两种酸性土壤中施用磷肥显著增加苋菜生物量,降低苋菜地上、地下部镉含量。与其他施磷肥的处理相比较,黄棕壤和赤红壤中钙镁磷肥处理的苋菜地上部镉含量降低幅度最大,分别为58.4%和77.7%。在两种土壤类型上施用不同磷肥苋菜的磷、镉累积量都增加,黄棕壤中,过磷酸钙处理的地上部、钙镁磷肥处理的根部镉累积量增幅最大;赤红壤中,磷酸氢二钾处理地上部、钙镁磷肥处理根部镉积累量最大。结果表明:在两种酸性土壤上分别施用不同种类的磷肥,苋菜对镉、磷的吸收和累积具有差异性。与其他处理相比较,在黄棕壤中施用过磷酸钙,苋菜地上部镉累积效果较好;在赤红壤中施用磷酸氢二钾,苋菜地上部镉累积效果较好。     

活化钙镁磷肥对不同磷效率基因型冬小麦生长及磷效率的影响

用土培方法研究了两种磷肥 (枸溶性钙镁磷肥CMP和水溶性磷肥过磷酸钙SSP)和两种非水溶性磷肥活化剂(无机矿物活化剂IA和有机活化剂OA)在石灰性土壤中对不同磷效率小麦苗期生长和基因型差异以及磷效率的影响。结果表明 ,SSP和CMP对不同磷效率基因型小麦生长的影响无显著差异 ,但对植株磷效率的影响效果明显不同。SSP可提高植株的磷吸收效率 ,CMP对提高植株的磷利用效率更有效。不同磷效率小麦生长的基因型差异在所有磷肥处理中均表现 ,但在CMP处理中的差异最大 ,不同溶解性磷肥品种可作为小麦磷效率基因型的鉴定材料。两种非水溶性磷肥活化剂对钙镁磷肥均有效 ,但作用大小和方向因小麦基因型不同而异 ,OA有利于磷高效基因型小麦的生长 ,IA对磷低效基因型小麦的生长则更加有利 ,其效果甚至超过水溶性磷肥。经IA处理的CMP能明显提高小麦植株的磷含量和吸磷量 ,并能显著增加土壤的有效磷含量     

磷素活化剂对红壤磷形态及有效性影响的研究

在我国南方红壤中加入不同的磷活化剂进行培养试验,结果显示:磷活化剂提高了土壤有效磷含量,不同活化剂的活化能力不同。相关分析和通径分析结果表明,磷活化剂的活化能力大小顺序为:低分子有机酸钠钙盐>腐植酸>腐植酸钠>脲基甲酸乙酯;磷活化剂可以提高红壤中的Al-P、Ca-P和Fe-P等无机磷含量,其中Al-P和Ca-P与有效磷均达到极显著水平,而Fe-P作用效果不显著,可以通过影响Al-P和Ca-P来间接影响有效磷,磷活化剂会抑制土壤中O-P的生成。     

施磷对南疆棉田土壤磷素有效性的影响

通过大田试验,研究了不同磷肥用量对棉田土壤速效磷、全磷、磷素活化系数以及棉花磷素吸收积累的影响,结果表明,施磷增加了土壤的速效磷和全磷含量以及土壤磷素活化系数。低磷处理下,棉田0～20 cm土层速效磷含量、全磷含量和磷素活化系数分别比对照增加了35.31%、12.44%和20.67%,高磷处理下,棉田0～20cm土层速效磷含量、全磷含量和磷素活化系数分别比对照增加了76.05%、33.64%和35.48%。低磷处理下,花铃期和吐絮期棉花整株磷素积累量分别比对照提高了44.69%和46.56%,高磷处理下花铃期和吐絮期棉花整株磷素积累量分别比对照提高了20.16%和7.51%。施磷(P2O5)75～150 kg.hm-2既能提高棉田土壤磷素有效性又能满足棉花对磷素的需求。     

调控措施对滨海盐渍土磷素形态及作物磷素吸收的影响

滨海盐渍化土壤存在磷素有效性低的问题。本试验采用根袋法盆栽试验,共设不施磷肥、常规磷肥、磷肥+生物质炭、磷肥+腐殖酸、磷肥+商品有机肥5个处理,分析不同调控措施对非盐渍土、轻度盐渍土和中度盐渍土有效磷含量、磷素形态以及大麦磷素吸收利用的影响。结果表明:①盐碱障碍降低根区内外土壤有效磷含量,表现为非盐渍土轻度盐渍土中度盐渍土。添加生物质炭能显著提高轻度、中度盐渍土根区内外土壤有效磷含量,较常规磷肥对照处理分别提高40.72%、84.80%。②盐碱障碍降低大麦产量,抑制地上部对磷素的吸收,不同调控措施均能促进盐渍土上大麦对磷素的吸收,提高磷肥利用率。轻度盐渍土上不同调控措施的增产效果不显著,中度盐渍土上添加生物质炭处理显著提高大麦产量,较常规磷肥对照处理提高63.20%。③盐碱障碍降低土壤活性无机磷、NaOH-Pi、NaHCO_3-Po、NaOH-Po比例,增加HCl-Pi比例。添加生物质炭处理能显著提高盐渍土活性无机磷比例,提高土壤磷的有效性。添加生物质炭和商品有机肥处理对中度盐渍土上HCl-Pi比例的降低效果优于轻度盐渍土。     

稻草秸秆活性炭的制备及其表征

利用廉价的农业废弃物稻草秸秆,选择磷酸氢二铵为活化剂在不同的活化温度和预氧化条件下来制备活性炭。应用N2吸附－脱附等温曲线对产品表面孔结构进行表征,采用热重分析来研究稻草秸秆的活化过程。结果表明,同其他处理方法相比,先浸泡后预氧化处理并在700℃下活化制得的样品不但有最大的比表面积（1078．21m^2·g^-1）,其得率和碘吸附值也最大,分别为39．75％和636mg·g^-1热重分析表明磷酸氧二铵的浸泡可以增加稻草秸秆的热稳定性。不论是否经过预氧化,制得的样品平均孔径在2-3nm。（NH4）2HPO4的浸泡可以明显地增加样品的比表面积从而增加其吸附性能。     

间作作物菌根菌丝对红壤磷形态的影响

丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)在植物与土壤系统中扮演着重要的角色,能促进寄主植物对养分尤其是磷(P)的吸收。间作在提高土壤P素利用及增产增收等方面具有重要作用。本研究通过三室隔网分室盆栽模拟试验,在玉米/大豆间作种植体系下,对菌丝室进行不同形态P处理[不施P(P0)、施用无机磷(IOP50)、施用有机磷(OP50)],同时在根室进行不同AMF处理[不接种(NM)、接种Funneliformis mosseae(FM)],研究了不同外源形态P添加和AMF处理下,菌根作物对菌丝室红壤中不同形态P吸收利用的影响。结果表明:与单作-FM-IOP50处理相比,间作-FM-IOP50处理下的玉米P吸收量显著增加150.2%,大豆P吸收量增加24.5%;除大豆单作-P0处理外,接种FM均明显降低菌丝室土壤有效磷含量。除大豆单作-FM处理外,施用IOP50使土壤有效磷含量在单作条件下最高,而在间作条件下则最低。对红壤P形态的分级结果表明,接种AMF均一定程度增加了Ca_2-P、Al-P、Org-P、O-Al-P、Ca_(10)-P的含量,而间作则显著提高了作物对土壤Ca_2-P、Fe-P的吸收;相比其他处理,土壤Ca_2-P、Org-P、O-Al-P含量在间作-FM-IOP50组合处理下较高(P0.05)。相关分析显示,Ca_2-P与玉米植株P吸收量呈显著负相关,而O-Al-P与大豆植株P吸收量呈显著负相关。总之,接种FM、磷肥施用与间作均在一定程度上促进了宿主作物对P的吸收累积。其中间作-FM-IOP50组合是促进间作玉米生长、P素吸收及Ca_2-P、Org-P、O-Al-P增加的最佳组合,通过促进无机磷的活化而改善作物对P素的吸收利用,有效削减土壤P素的残留,若将其应用于滇池流域,可望减少P素的流失。     

pH和三种阴离子对紫色土亚硒酸盐吸附-解吸的影响

p H和三种竞争性阴离子对紫色土亚硒酸盐吸附-解吸的影响的研究结果表明,随着p H的增大,紫色土对亚硒酸盐的吸附量减少,酸性条件下紫色土对亚硒酸盐吸附量最大。平衡液中加入磷酸氢二钠显著降低了土壤对亚硒酸盐的吸附,硫酸盐对紫色土吸附亚硒酸盐的影响很小,低浓度碳酸氢根离子对紫色土吸附亚硒酸盐具有促进作用,但高浓度的碳酸氢根离子则降低了紫色土吸附亚硒酸盐。磷酸氢根离子和硫酸根离子对亚硒酸盐吸附的影响符合Langmuir和Freundlich拟合方程式,决定系数R2值均在0.90以上。三种阴离子对亚硒酸盐的解吸影响不同,当有磷酸氢根离子和碳酸氢根离子存在时,亚硒酸盐的解吸率增大,而硫酸根离子的存在却对紫色土亚硒酸盐的解吸影响不大。在紫色土地区农业生产中采用含磷酸盐肥料和碱性碳酸氢铵肥料,这些措施可能增加土壤硒的有效性,进而增加植物硒吸收和积累。认识紫色土固液界面硒的吸附-解吸规律,可为提高紫色土地区硒生物有效性,从而进一步提高农产品中硒含量提供科学依据。     

不同磷源对作物根际效应影响的研究

本文通过网室盆栽和室内分析相结合的方法,研究了几种P源施入石灰性土壤后对作物根际生物活性性质的影响,结果表明:对于不同P源处理,小麦生长过程中根际、非根际微生物种群的数量及根际效应(R/B)有显著差异,其大小顺序为:K2HPO4>CaMg-P>SSP>FA>CK。微生物数量在生育后期达到高峰。作物根际磷酸酶活性随生育期的进展逐步增强。不同P源处理影响下的土壤磷酸酶活性有一定的差异,总体顺序为:FA>SSP >K2HPO4> CaMg-P>CK。土壤碱性磷酸酶活性显著地高于中性磷酸酶活性。     

赤泥对重金属污染红壤修复效果及其评价

以赤泥作为原位固定剂,采用盆栽试验从土壤重金属Cd、Pb、Cu、Zn有效态含量,菜心(Brassicaparachinensis)生长及吸收积累Cd、Pb、Cu、Zn含量3个方面探讨不同赤泥用量对重金属污染红壤的固定修复效果,并用毒性淋出试验TCLP法对其生态风险进行评价。结果表明:菜心在未加赤泥的重金属污染土壤中生长受到严重抑制,在加入赤泥的土壤下生长良好,生物产量显著提高,茎叶干重与赤泥量呈二次相关,5.0mg/kg赤泥处理下菜心产量最大。土壤pH值随赤泥用量的增加而升高,二者呈显著正相关。土壤Cd、Pb、Cu、Zn有效态含量均与赤泥用量呈显著负相关关系;与未加赤泥相比,土壤Cd、Pb、Cu、Zn有效态含量降低范围分别为0.9%～34.2%,29.8%～96.8%,59.9%～96.4%,41.1%～92.7%。加入赤泥显著降低菜心茎叶重金属含量,其重金属含量随赤泥用量的增加而降低;与未加赤泥处理相比,茎叶Cd、Pb、Cu、Zn含量降低分别为68.6%～88.6%,87.3%～96.1%,76.6%～80.3%,79.1%～93.3%。2.5mg/kg赤泥处理下土壤生态风险最小。