低分子量有机酸对不同合成磷源的释磷效应

采用化学浸提方法,研究了5种低分子量有机酸(草酸、柠檬酸、酒石酸、苹果酸、乙酸)对不同合成磷源的释磷效应。结果表明:供试有机酸(低浓度乙酸除外)均能促进不同合成磷源(DCP、OCP、FA、Fe-P、A l-P)中磷素的释放;其释磷效果与有机酸的种类和浓度有关,强弱顺序依次为柠檬酸、草酸、酒石酸、苹果酸、乙酸,有机酸浓度越高其释磷效果越好;有机酸与氟磷灰石(FA)反应后,溶液pH值升高。低浓度条件下pH值变化较大,而高浓度条件下pH值变化较小。     

低分子量有机酸对红壤无机磷活化的作用

采用室内模拟试验研究了低分子量有机酸,如草酸、柠檬酸、酒石酸和苹果酸在红壤无机磷活化中的作用。结果表明,相同浓度下,有机酸活化土壤磷的能力为柠檬酸酒石酸苹果酸。低浓度(0.5mmolL-1)时,草酸活化能力最小;高浓度(≥5mmolL-1)时,其活化能力最大。对同一种有机酸而言,土壤各无机磷形态活化量均随pH的升高而降低;且在同一酸度下,其活化量以铝磷(Al-P)为最多,铁磷(Fe-P)和钙磷(Ca-P)次之,闭蓄态磷(O-P)则最少。有机酸活化土壤无机磷酸盐应该是质子酸效应和有机酸阴离子络合效应共同作用的结果,且与磷酸盐的溶度积常数密切相关。研究结果对根系土壤无机磷素循环研究有着重要的意义。     

有机酸对不同磷源施入石灰性潮土后无机磷形态转化的影响

采用室内培养和化学分析的方法研究了几种有机酸对石灰性潮土无机磷形态转化的影响。结果表明,1)石灰性潮土中磷素主要以有效性很低的磷酸盐(Ca10-P等)形式存在,而有效性较高的磷酸盐(Ca8-P等)含量较少,Ca2-P就更少。2)不同磷源施入土壤后,无机磷总量相应增加。磷酸二氢钾与磷酸二钙主要向Ca8-P、Al-P等有效性相对较差的磷素形态转化,磷酸八钙、氟磷灰石、磷酸铁、磷酸铝等有效性较差的磷源,在较短的时期内主要以自身的形态存在。3)施加各种有机酸可以不同程度地降低土壤中Fe-P、Al-P和Ca10-P含量,增加Ca2-P、Ca8-P和O-P含量,总的趋势是促进土壤中植物难以利用的无机磷形态向植物可以利用的形态转化。这种促进能力因有机酸种类和性质的不同而不同,其作用大小顺序为草酸柠檬酸酒石酸。     

低分子量有机酸对土壤磷释放动力学的影响

模拟植物在缺磷条件下,根系所分泌的有机酸种类和数量,用流动法研究了柠檬酸,苹果酸,草酸和酒石酸对土壤磷释放的影响。结果表明：有机酸能明显促进土壤中磷的释放,不同有机酸对石灰性土壤活化能力大小的次序为草酸≥柠檬酸〉苹果酸〉酒石酸;而对酸性土壤磷的释放量与Ｆｅ＋Ａｌ释放量之间呈极 相关,有机酸活化土壤磷能力大小的次序为柠檬酸〉草酸〉酒石酸〉苹果酸。     

有机酸对五种人工合成磷酸盐活化作用及活化途径的研究

采用实验室合成和化学浸提方法,研究了高分子量腐殖酸和低分子量柠檬酸在不同浓度条件下对五种人工合成磷酸盐的释磷效应及活化途径。结果表明:两种有机酸均能促进五种人工合成磷酸盐中磷素的释放,且释磷量随有机酸浓度的增加而增大;其中柠檬酸的活化能力明显强于腐殖酸;腐殖酸对三种钙磷的活化效果较好,而Fe-P和Al-P基本不受其影响或影响很小。柠檬酸通过质子和有机阴离子的共同作用来活化人工合成Ca2-P、Ca8-P和Al-P中的磷,Ca10-P中磷的活化几乎完全依靠质子作用,而低浓度有机酸作用下Fe-P的活化则来源于有机阴离子的作用。     

有机酸对三峡库区消落带土壤无机磷形态转化和有效性的影响

以三峡库区分布最广的紫色潮土、灰棕紫泥为对象,采用室内土柱模拟淋洗试验,研究了淋溶液中3种简单有机酸(草酸、柠檬酸和酒石酸)对三峡库区2种典型土壤无机磷形态转化及有效性的影响。结果表明:紫色潮土和灰棕紫泥2种土壤中磷均以Ca10-P为主,分别占无机磷总量的48.93%和28.20%,活性磷(Al-P、Fe-P、Ca2-P和Ca8-P)总量分别占无机磷总量的13.12%和36.91%。添加50mg/kg的外源无机磷经陈化后,磷主要向Al-P形态转化,2种土壤中Al-P分别增加了1.49倍和0.71倍,活性磷总量分别占无机磷总量的19.53%和43.51%。淋溶过程中,有机酸的存在对于土壤无机磷形态转化具有显著影响,有机酸促进了土壤磷向高活性形态转化,从而增加了土壤磷的淋出风险。灰棕紫泥土壤上,草酸、柠檬酸和酒石酸添加量同Fe-P和Ca10-P呈极显著负相关关系[r(Fe-P)分别为-0.938,-0.865,-0.935,r(Ca10-P)分别为-0.933,-0.896,-0.916,P0.01,N=12],有机酸对Fe-P和Ca10-P的活化效应显著。2种土壤有机酸对无机磷的活化能力为灰棕紫泥紫色潮土。灰棕紫泥上,草酸和酒石酸处理土壤有效磷与Fe-P和Ca10-P之间呈极显著负相关(r≤-0.795,P0.01,N=12),而柠檬酸处理下灰棕紫泥有效磷与各形态无机磷之间的相关性规律不明显。     

低分子量有机酸对石灰性潮土无机磷形态转化的影响

无菌培养条件下,模拟缺磷胁迫时植物根系分泌的低分子量有机酸种类和数量,采用石灰性土壤无机磷分级方法,研究了低分子量有机酸对石灰性潮土无机磷形态转化的影响。结果表明:①在石灰性潮土中无机磷主要以有效性较低的磷酸钙盐(Ca10-P等)形式存在,而有效性较高的形式(Ca8-P等)含量较少,Ca2-P就更少。②有机酸通过结合土壤中可以使磷固定的Ca、Fe及Al,致使根际范围酸化,促进磷酸盐的形态转换,增加磷的有效性。这种促进能力因有机酸种类和性质的不同而异,其促进能力大小顺序为草酸>柠檬酸>酒石酸。     

绿肥腐解液中有机酸组成对铝磷和铁磷活化能力的影响

  【目的】  研究绿肥还田腐解过程中产生的有机酸阴离子对土壤中难溶性磷素的活化效果,以深化理解绿肥作物提高土壤养分供应能力的机理。  【方法】  供试6种绿肥作物为紫云英 (Astragalus sinicus L.)、肥田萝卜 (Raphanus sativus var. Longipinnatus)、二月兰 (Orychophragmus violaceus)、双低甘蓝型油菜 (Brassica napus L.)、双高甘蓝型油菜 (Brassica napus L.) 和芥菜型油菜 (Brassica juncea)。将绿肥植株切碎后,置于离心管中,加入土壤浸提液于室外背光处密闭腐解45天,采用离心法提取植株腐解液。测定腐解液中10种有机酸组分 (丙二酸、苹果酸、柠檬酸、草酸、乳酸、酒石酸、乙酸、琥珀酸、马来酸和富马酸阴离子) 含量。采用室内模拟方法,分别用6种绿肥腐解液溶解难溶性铝磷 (Al-P,AlPO₄) 和铁磷 (Fe-P,FePO₄·2H₂O),测定溶液中的无机磷含量。  【结果】  二月兰腐解液中10种有机酸组分总含量最高,其次为肥田萝卜、双低甘蓝型油菜和芥菜型油菜,双高甘蓝型油菜和紫云英腐解后腐解液中较低。所有绿肥作物腐解液中10种有机酸组分含量大小依次为酒石酸、丙二酸、柠檬酸、琥珀酸、乳酸、苹果酸、乙酸、草酸、马来酸和富马酸阴离子。其中酒石酸和丙二酸阴离子占上述10种主要有机酸总量的15%以上,马来酸和富马酸阴离子占比最低,不到总量的1%。不同绿肥腐解液对Al-P和Fe-P的活化能力有显著差异,肥田萝卜对两种难溶性磷素的活化能力最高,理论上1000 kg肥田萝卜绿肥可活化0.6～1.2 kg的Al-P和Fe-P,其次为紫云英和芥菜型油菜,对Al-P和Fe-P的活化量均约为0.6～1.0 kg,而二月兰的活化量最低,约为0.2～0.6 kg。对不同有机酸含量与难溶性磷活化量进行相关性分析发现,Al-P活化量与柠檬酸、苹果酸和草酸阴离子的含量呈现正相关关系,Fe-P的活化量与酒石酸的含量呈现正相关关系。  【结论】  与Al-P和Fe-P的活化密切相关的是有机酸中含有较高的柠檬酸、草酸、苹果酸和酒石酸。供试6种绿肥作物腐解液中的10种有机酸的总含量及各有机酸组分的占比差异很大。二月兰虽然有机酸总量高,但是柠檬酸、草酸和酒石酸比例均较低;而肥田萝卜腐解液中的酒石酸含量及其占比高于其他绿肥,且柠檬酸和琥珀酸占比较高,对Fe-P的活化能力强;芥菜型油菜和紫云英腐解液中草酸、柠檬酸和琥珀酸占比高于其他绿肥,对Al-P的活化能力强。供试6种绿肥中以肥田萝卜腐解液的活化能力最强,芥菜型油菜和紫云英腐解液的活化能力次之。     

低分子量有机酸对石灰性土壤有机磷组成及有效性的影响

为探索提高土壤磷素有效性的途径,采用室内培养的方法,研究不同有机酸对土壤速效磷含量及有机磷组分的影响。结果表明,添加有机酸后土壤速效磷含量发生显著变化,其中草酸处理下土壤速效磷含量显著高于其他处理,而柠檬酸和苹果酸对土壤速效磷含量具有抑制作用,其活化量为负值;随着培养时间的延长,速效磷含量缓慢降低。速效磷含量随着草酸浓度的升高而升高,随着苹果酸、柠檬酸浓度的升高而降低;有机酸处理后,土壤活性、中活性、中稳性有机磷升高,高稳性有机磷降低,这说明有机酸能促进土壤有机磷由有效性低的形态逐步向有效性高的形态转化,其中草酸的作用效果总体上较柠檬酸和苹果酸强。     

大豆和小麦对矿物钾的活化作用研究

大豆、春小麦均能有效地活化利用白云母、钾长石中的结构性钾,结构钾释放量为19.53mg kg-1~45.46mg kg-1。春小麦和大豆根系分泌的有机酸主要为草酸、酒石酸和柠檬酸,其次为乳酸、乙酸和苹果酸。草酸溶液酸性较强,络合能力也强,其活化钾的能力最强。苹果酸、酒石酸、柠檬酸、乙酸和乳酸亦可有效地促进白云母和钾长石的分解,但活化土壤钾的能力比较低。低分子量有机酸作用下矿物钾的释放是酸性水解和络合溶解双重作用的结果。草酸、酒石酸、柠檬酸是影响大豆、春小麦吸收利用矿物钾的主要低分子量有机酸。     

Effects of low-molecular-mass organic acids on P nutrition and some plant properties of Hordeum vulgare

One of the strategies of the plants growing in phosphorus (P)-deficient environments is to exudate low-molecular-weight organic acids (LMWOA). Thus, we aimed to investigate the effect of LMWOA on phosphorus uptake of barley from either fertilizer or inherited soil phosphorus. The experiment was set up in full factorial arrangement in completely randomised design with two phosphorus (0 and 50 mg P kg^?1), five organic acids, LMWOA (malic acid, oxalic acid, citric acid, acetic acid, ascorbic acid), and four organic acid rates (0, 10, 20, and 30 mmol kg^?1). The effects of LMWOA on yield in descending order were: oxalic acid > ascorbic acid > malic acid > acetic acid > citric acid. The maximum P concentration in grain was obtained at 30 mmol kg^?1 LMWOA treatments. As a result, it was found that oxalic acid was the most effective LMWOA in increasing nutrient uptake induced grain yield with and without phosphorous fertilizer application.     

不同菜豆基因型根系对难溶性磷的活化吸收

通过溶液培养和砂培试验,研究了不同菜豆基因型根系对难溶性P化合物(Al-P和Fe-P)的活化、吸收及根系分泌的有机酸对难溶性Al-P和Fe-P的活化能力。结果表明,菜豆在Al-P处理中生长要好于Fe-P处理。菜豆在耐低P方面存在着一定的基因型差异。来源于安第斯基因库的大粒种基因型的生物量和吸P量明显大于来源于中美基因库的中、小粒种基因型,其中来源于安第斯基因库的菜豆基因型G19839有较明显的耐低P和适应Fe-P的能力。菜豆根系分泌物对难溶性P有一定的活化能力,P胁迫下菜豆根系分泌物对难溶性Fe-P和Al-P的活化能力都较正常供P时高;菜豆根系分泌物中有柠檬酸、甲酸和乙酸,柠檬酸对难溶性Fe-P和Al-P的活化能力远远高于甲酸和乙酸。     

黑土无机磷形态及其有效性研究

采用顾、蒋提出的无机磷分级方法,对吉林省黑土进行了无机磷形态组成的研究。结果表明:供试黑土中60%～80%左右的磷以无机磷形式存在,其组成如下:O-P(16.25%～61.0%)>Fe-P(11.42%～38.63%)>Ca10-P(11.66%～34.48%)>Al-P(8.71%～23.77%)>Ca2-P(5.17%～22.51%)>Ca8-P(1.81%～27.19%)。利用相关分析和通径分析相结合的方法,研究比较了各组无机磷对有效磷的相对重要性,它们依次是:Ca2-P>Al-P>Fe-P>Ca8-P>O-P>Ca10-P。在吉林省黑土中Ca2-P是主要磷源,而Al-P、Fe-P是Ca2-P的有效补充。黑土中各形态无机磷的组成是相对稳定的,而且它们可以通过自身或者另外一方直接或间接地影响土壤中有效磷的含量。建立了Olsen-P与对其影响较大的二因子间的回归方程:y=2.433 0.466x1 0.134x3。     

低分子量有机酸对红壤磷酸单酯酶活性的影响

采用室内模拟试验研究了低分子量有机酸(柠檬酸、草酸、苹果酸、酒石酸)对红壤磷酸单酯酶活性的影响。结果表明,低浓度有机酸(<1μmol g-1)对磷酸单酯酶活性有促进作用,且促进作用大小依次为柠檬酸≈草酸>苹果酸>酒石酸;而高浓度有机酸(>5μmol g-1)则为抑制作用,且抑制作用大小依次为柠檬酸>草酸>苹果酸>酒石酸。当体系pH趋向酶促反应最佳pH时,磷酸单酯酶活性增强;反之,当体系pH远离酶促反应最佳pH时,磷酸单酯酶活性减弱。有机酸根一方面通过羧基的辅助作用提高磷酸单酯酶活性;另一方面通过释放土壤A l3+、Fe3+等金属离子,对土壤磷酸单酯酶活性有一定的抑制作用。     

不同水分和添加物料对石灰性土壤无机磷形态转化的影响

利用轻粘质土壤 ,模拟石灰性土壤中不同的组分因素进行室内培养试验。结果表明 ,水溶性磷肥施入土壤后很快向其它无机磷形态转化 ,主要转化为Fe-P ,其次是Ca2-P、Ca8-P和Al-P ,而很少转化为O-P和Ca10-P。其转化规律受不同培养组分因素的影响。较低的土壤水分含量 (200g/kg)利于Ca8-P、Al-P向Fe P和Ca10-P的转化 ,过高的水分含量 (200g/kg)有利于Ca10-P的活化与Fe-P的大量生成 ;不同量CaCO3加入促进了Fe-P、Al-P以及Ca2-P向Ca8-P、Ca10-P方向转化 ;秸杆、腐植酸的加入增加了各形态无机磷量以及无机磷总量。随培养时间的延长 ,Al-P、Fe-P等形态的磷量减少 ,Ca8-P、Ca10-P形态的量增加。不同量秸杆以及腐植酸的加入不同程度地降低了速效磷下降的幅度 ,提高了土壤速效磷水平。     

长期施肥对褐潮土磷素积累、形态转化及其有效性的影响

系统研究了14年定位试验不同施肥处理对褐潮土磷素积累、形态转化及其有效性的影响,结果表明:长期不施磷肥土壤的全磷、速效磷、无机磷总量以及各组分含量较长期休闲处理均明显降低;施用磷肥的处理则相应提高。施肥对Ca2 P含量的影响最大,减少幅度最高为94 7%,几乎耗竭;施磷增加幅度最高可达34倍。其次是Ca8 P和Al P。有机肥配施磷肥更有利于土壤中积累磷素的有效性转化,转变成的Ca2 P为34 5%,明显高于单施磷肥所形成的23 1%,转变成的Ca10 P和O P(闭蓄态P)仅为7%和1 6%,明显低于单施磷肥所形成的11 4%和2 6%。