合成磷源在石灰性潮土中的形态转化及氮肥形态对其的影响

利用盆栽试验研究了几种人工合成磷源在轻粘质潮土根际和本体土壤中的形态转化及配施不同形态氮肥对其形态转化的影响 ,结果表明 ,作物耗竭引起根际所有形态无机磷不同程度的下降。施入土壤的DCP(CaHPO4 ·2H2 O)、OCP(Ca8(PO4 ) 6 )、Al P(AlPO4 ·nH2 O)等大部分转化为其它形态无机磷 ,而Fe P(FePO4 ·nH2 O)和FA(Ca10 (PO4 ) 6 F2 )大部分以自身形态存在 ,尤其是FA很少向其它形态转化 ,根际条件促进了它们向其它无机磷形态的转化。Al P和FA等的形态转化明显受氮肥形态的影响 ,Al P配施NO- 3 N下 ,绝大部分转化为磷灰石 ,NH 4 N配施下促进了FA向其它形态的转化 ,在所有的磷源处理中 ,根际和本体磷酸铁都有显著地增加 ,NH 4 N和CO(NH2 ) 2 处理下存在磷酸铁的根际累积 ;其次是磷酸二钙和磷酸铝也有明显地增加 ,二者存在根际的亏缺。不同磷源的形态转化规律与其有效性大小相一致。     

合成磷源在石灰性潮土中的有效性及氮肥形态对其的影响

采用盆栽试验的方法研究了几种人工合成磷源在两种质地土壤中的有效性及不同氮肥形态对它们有效性影响的机理。研究结果表明 :几种合成磷酸盐在轻壤质和轻粘质潮土中的生物有效性的大小顺序分别为 :磷酸二钙 (DCP) >磷酸八钙 (OCP) >磷酸铝 (Al P) >磷酸铁 (Fe P) >氟磷灰石 (FA)和DCP >Al P >OCP >Fe P >FA。几种人工合成磷源在两种质地土壤中的有效性与土壤中相应形态无机磷的有效性相一致。它们在轻粘质潮土中的生物有效性明显受氮肥形态的影响。配施NH 4 N和CO(NH2 ) 2 时 ,Al P和FA的有效性比配施NO-3 N明显提高。配施NO-3 N可以明显提高Fe P的有效性。它们在配施不同氮肥形态下的生物有效性与不同氮肥形态处理下的根际pH变化密切相关。     

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。     

不同温室蔬菜种植模式下土壤磷素形态分布与转化

采用蒋柏藩-顾益初无机磷分级浸提法,研究了15a长期有机、综合和常规种植3种温室蔬菜生产体系下石灰性土壤磷形态分布及转化特征。结果表明:种植模式及施肥年限对土壤有机磷含量和各形态无机磷含量均有显著影响,且交互作用显著。随着施肥时间延长,3种种植模式土壤有机磷含量与无机磷形态Ca_2-P、Ca_8-P、Fe-P含量不断升高,Al-P、O-P、Ca_(10)-P含量呈现不规则变动,差异较小;有机模式土壤有机磷含量与无机磷形态Ca_2-P、Ca_8-P、Fe-P含量均高于常规和综合模式,O-P、Ca_(10)-P含量略小于常规和综合模式。在各磷素占比中,中等活性磷源(Ca_8-P、Fe-P、Al-P)潜在磷源(O-P、Ca10-P)有效磷源(Ca_2-P)。表层土中有机磷占全磷的8%～23%,亚表层土中有机磷占全磷的6%～13%。有机模式促进了无机磷各形态之间、有机磷和无机磷形态之间的转化过程,0～20 cm土层的磷素转化比20～40 cm更活跃。     

茶树根际与非根际土壤磷形态变化特征

以茶树(Camellia sinensis)根际和非根际土壤为研究对象,选取湖南省石门、临澧、桃源、长沙、安化、资兴等6县(市)的茶园为采样点,对其根际和非根际土壤的全磷、有效磷及无机磷的不同化学形态进行了分析。结果表明,茶树根际土壤全磷和有效磷含量均高于非根际土壤,有效磷在根际富集明显;土壤无机磷含量及占全磷的比例差异都很大。不同母质发育土壤的无机磷组成也不同,板页岩母质发育的根际土壤中Al-P含量最高,Fe-P其次,O-P最少。花岗岩和第四纪红色黏土发育的根际土壤Fe-P最高,Al-P其次,O-P最少。3种母质发育的非根际土壤中均为Fe-P含量最高。根际无机磷中的Al-P,Fe-P和Ca-P含量与有效磷呈极显著正相关,非根际Al-P和Fe-P与土壤有效磷显著正相关关系。根际、非根际土壤全磷和有效磷含量与pH值相关性不显著,根际、非根际土壤有效磷和全磷含量相关性极显著。     

不同形态无机磷对两种磷效率小麦根际特征的影响

以磷高效型小麦小偃54和磷低效型小麦京411为材料的砂培试验,通过测定植株生物量及吸磷量、根系形态特征、根际pH、磷酸酶活性,研究不同形态无机磷WP(KH2PO4),Al-P(AlPO4)和Fe-P(FePO4)对两种磷效率小麦根际特征的影响.结果表明,在WP处理下,两种磷效率小麦的地上部吸磷量、总吸磷量和磷吸收效率均显著高于其它处理,而其根冠比和磷利用效率却低于其他处理.除了根部吸磷量,小偃54的生物量和吸磷量有高于京411的趋势.除了WP处理,其他处理的小偃54的根冠比和地下吸磷量均高于京411.所有处理的小偃54的根长和根体积均显著高于京411,且不施磷条件(PO)下更为明显,小偃54根系长度是京411的1.6倍;此外,小偃54根系磷酸酶活性均比京411弱.除Al-P外,小偃54的根际酸化能力较京411强.由此可见,磷胁迫条件下,磷高效小麦根系形态特征改变是根际磷活化的主要机理之一,且受磷水平、磷形态及其溶解性的影响.     

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。     

生菜、菠菜和番茄幼苗利用不同形态无机磷的差异研究

在砂培条件下,分别以磷酸二钙(DCP)、磷酸八钙(OCP)、氟磷灰石(FA)、磷酸铝(Al-P)和磷酸铁(Fe-P)作为单一P源,研究了不同形态的无机P对生菜、菠菜和番茄的有效性以及这3种蔬菜对其吸收利用的差异.结果表明3种蔬菜对各种形态无机P的利用存在显著差异:生菜利用各形态无机P的能力为DCP＞OCP＞Al-P＞Fe-P＞FA;菠菜为DCP、OCP＞Al-P＞Fe-P＞FA;番茄从生物量角度分析为Al-P、DCP＞OCP＞Fe-P＞FA,从P积累量角度分析为DCP＞OCP＞Al-P＞Fe-P＞FA.     

不同形态氮肥对玉米产量和土壤浸提性有机质的影响

田间条件下,研究了不同形态氮肥(尿素、NH4+-N和NO3--N)对玉米产量、根际和非根际土壤氮和浸提性有机质的影响.结果表明,施氮处理的产量和吸氮量明显高于不施肥处理;施氮处理中,NO3--N和尿素处理开花前吸氮量显著高于NH4+-N处理,产量也略高于NH4+-N处理,但未达到显著水平;不同氮形态处理之间的土壤NH4+-N、NO3--N和浸提性有机碳(EOC)、氮(EON)没有差异;抽雄期EOC最高,与根系生长发育一致,而EON苗期相对最高.可见,在基础肥力较高的黑土上,不同形态氮肥对玉米产量、土壤养分影响不明显.     

减量化肥配施不同量紫云英对土壤磷素形态及水稻产量的影响

通过8年长期定位试验,以不施肥(CK)为对照,研究减量20%化肥配施22.5、30、37.5、45 t·hm~(-2)紫云英(CF_(0.8)G_(22.5)、CF_(0.8)G_(30)、CF_(0.8)G_(37.5)、CF_(0.8)G_(45))及单施化肥(CF)对豫南稻区土壤无机磷形态及水稻产量影响。结果表明:与不施肥相比,减量20%化肥配施22.5～45 t·hm~(-2)紫云英及单施化肥均显著增加土壤Al-P、Fe-P、Ca-P、O-P、有效磷、碱解氮、速效钾含量及水稻产量。减量20%化肥配施不同量紫云英(CF0.8G)较单施化肥提高土壤Fe-P、Al-P、Ca-P含量及组成比例,降低土壤O-P含量及组成比例。相关性分析、通径分析及逐步回归分析结果显示,土壤Fe-P为最有效磷源,土壤Al-P、Ca-P为缓效磷源,土壤O-P为非有效磷源。土壤Al-P、Fe-P、Ca-P与水稻产量及土壤无机磷、碱解氮呈显著或极显著相关性。减量20%化肥配施紫云英较不施肥处理水稻产量提高24.26%～26.01%,较单施化肥处理水稻产量提高3.75%～5.38%,以配施30 t·hm~(-2)紫云英处理水稻产量最高。综合考虑土壤磷素有效性、水稻产量及土壤养分,以减量20%化肥配施22.5～30 t·hm~(-2)紫云英效果较好。     

VA菌根真菌对石灰性土壤不同形态磷酸盐有效性的影响

用32P示踪法研究了VA菌根真菌对石灰性土壤不同形态磷酸盐有效性的影响。结果表明，VA菌很真菌显著增加了玉米吸收肥料和土壤的磷量。菌根植物和非菌根植物都可不同程度地吸收利用土壤中的Ca2-P、Ca8-P、Fe-P和Al-P，VA菌根真菌增加了玉米对它们的吸收。试验结果还表明，施Ca10-P时接种VA菌很真菌对玉米生长的促进作用比施用其它磷酸盐明显，但Ca10-P不能直接被玉米植株所利用。说明VA菌根真菌能提高土壤中的有效性磷（Ca2-P和Al-P）和缓效性磷（Ca8-P和Fe-P）的有效性。     

不同铵态氮水平对水稻根际固氮活性的影响

本试验观察了在杭州生态条件下土壤中不同NH₄⁺-N水平对水稻根际固氮活性的影响。试验的结果表明:1.NH₄⁺-N肥在一定时间内对水稻根际固氮活性具有明显的抑制效应,施用量越大,其抑制作用越严重。土壤速效氮浓度与水稻根际固氮活性之间呈高度(或中度)负相关,不同生育期两者的相关系数r值在-0.4288—0.9945之间。2.土壤速效氮对水稻土柱固氮活性抑制的起始浓度为20ppm。3.NH₄⁺-N对水稻根际固氮活性的抑制时间随施用量而不同,低氮区在20天左右,中氮区和高氮区在25—30天左右。此后施氮区对水稻根际固氮活性具有促进作用。     

土壤-根系微区养分状况的研究 Ⅵ.不同形态肥料氮素在根际的迁移规律

本文研究了不同形态氮肥施用后,氮素在作物根际的分布规律,及其与作物种类、土壤水分条件的关系.在淹水条件下的水稻根际土壤中,(NH₄)₂SO₄和(NH₂)₂CO荨NH₄⁺-N肥,其亏缺率随离根面距离增加呈指数相关的减小.而旱作条件下的玉米、大麦、黑麦草等作物根际NH₄⁺-N肥料在离根面1-3毫米内存在相对累积,然后再出现亏缺梯度.试验证明,NH₄⁺-N在旱作根际的相对累积,部分来源于根系分泌物.然而,NO₃^--N肥即使在淋失量较大的情况下,无论在淹水水稻还是旱作根际土壤中均未测出亏缺,仅存在累积.     

不同肥料结构对红壤稻田氮素迁移的影响

不同肥料结构对红壤稻田淹水层、不同深度渗漏水、外排水和土壤剖面中氮素的含量、形态及其动态变化的影响研究结果表明 ,各处理淹水层、外排水和渗漏水中NH4+-N含量明显高于NO3--N。淹水层中N的含量 ,水稻生育前期以单施化肥的高 ,约相当于配施有机肥的 1.18～ 1.20倍 ,而水稻生育后期 ,后者为前者的 1.11～ 1.2 1倍。各处理外排水中N素的输出量均以苗期最高 ,单施化肥明显大于配施有机肥。土壤剖面中NH4+-N向下迁移比碱解N更为明显 ,且配施有机肥的远高于单施化肥的 ,而NO3--N则相反。不同深度渗漏水中NO3--N的比例 ,上层 (30cm)低于下层 (50cm) ,随水逸出的N量各处理渗漏水均小于外排水 ;随水输入的N量远低于随水输出的N量 ,且以单施化肥的N亏损最大。水稻未利用的N量也以单施化肥的最大 ,约为配施有机肥的 1.0 9倍。     

Interactions between Inorganic Nitrogen Nutrition and Root Development

Root development responds not only to the quantity of inorganic nitrogen in the rhizosphere, but to its form, NH₄⁺ or NO₃^?. Root growth of tomato showed a hyperbolic response to soil levels of inorganic nitrogen: very few roots were found in soil blocks depleted in inorganic nitrogen, roots proliferated as soils increased to 2 μg NH₄⁺-N g^?1 soil or 6 μg NO₃^?-N g^?1 soil, and root growth declined in soils with the higher levels of inorganic nitrogen. High NH₄⁺ concentrations inhibited root growth, but low concentrations promoted the development of an extensive, fine root system. Supply with NO₃^? as the sole nitrogen source led to a more compact root system. These differences in root morphology under NH₄⁺ and NO₃^? nutrition may be mediated through pH. Rice and maize roots absorbed NH₄⁺ most rapidly right at the apex and appeared to assimilate this NH₄⁺ in the zone of elongation. During NH₄⁺ assimilation, root cells must release protons, and the resulting acidification around the walls of cells in this region should stimulate root extension. By contrast, NO₃^? absorption reached a maximum in the maturation zone of rice and maize roots, and this NO₃^? was probably assimilated in more basal regions. Absorption of NO₃^? requires proton efflux, whereas NO₃^? assimilation requires proton influx. The net result under NO₃^? nutrition was only subtle shifts in rhizosphere pH that probably would not influence root elongation. The signal through which roots detect changes in rhizosphere NH₄⁺ and NO₃^? levels is still obscure. It is proposed that a product of nitrogen metabolism such as nitric oxide serves as a signal.     

Phosphorus uptake of maize as affected by ammonium and nitrate nitrogen - Measurements and model calculations -

Phosphorus uptake is often enhanced by ammonium compared to nitrate nitrogen nutrition of plants. A decrease of pH at the soil-root interface is generally assumed as the cause. However, an alteration of root growth and the mobilization of P by processes other than net release of protons induced by the source of nitrogen may also be considered. To study these alternatives a pot experiment was conducted with maize using a fossil Oxisol high in Fe/Al-P with low soil solution P concentration. Three levels of phosphate (0, 50, 200 mg P kg^?1) in combination with either ammonium or nitrate nitrogen (100 mg N kg^?1) were applied. Plants were harvested 7 and 21 d after sowing, P uptake measured and root and shoot growth determined. To assess the importance of factors involved in the P transfer from soil into plants, calculations were made using a model of Barber and Claassen. In the treatments with no and low P supply NH₄-N compared to NO₃-N nutrition increased the growth of the plants by 25 % and their shoot P content by 38 % while their root growth increased by 6 % only. The rhizosphere pH decreased in the NH₄-N treatments by 0.1 to 0.6 units as compared to the bulk soil while in the NO₃-N treatments it increased by 0.1 to 0.5 units. These pH changes had a minor influence on P uptake only, as was demonstrated by artificially altering the soil pH to 4.7 and 6.3 respectively. At the same rhizosphere pH, however, P influx was doubled by the application of NH₄-compared to NO₃-N. It is concluded that in this soil the enhancement of P uptake of maize plants after ammonium application cannot be attributed to the acidification of the rhizosphere but to effects mobilizing soil phosphate or increasing P uptake efficiency of roots. Model calculation showed that these effects accounted for 53 % of the P influx per unit root length in the NO₃-N and 72 % in the NH₄-N supplied plants if no P was applied. With high P application the respective figures were only 18 and 19%.