间作对红壤磷素吸附解吸平衡效应的影响

磷素的吸附和解吸特性对土壤磷素迁移及其环境效应具有重要影响,过量磷肥施入易造成土壤磷素固定和流失,但合理间作可促进磷素吸收利用,减少固定,研究间作和不同施磷量条件下红壤磷素吸附解吸特性的平衡效应对促进红壤磷的高效利用,兼顾环境效应具有重要意义。本研究采取2因素裂区区组试验,主因素为种植模式,分别为与玉米||大豆(IM)、单作玉米(MM);副因素为施磷水平,分别为P0 [0 kg(P_2O_5)·hm~(-2)]、P60 [60 kg(P_2O_5)·hm~(-2)]、P90 [90 kg(P_2O_5)·hm~(-2)]、P120 [120 kg(P_2O_5)·hm~(-2)] 4个施磷水平,通过田间试验,研究间作和施磷量对红壤磷素吸附解吸平衡效应的影响;应用结构方程模型(SEM)和邻接树法(ABT)定量分析间作和施磷水平对磷吸附和解吸的相对贡献,揭示间作影响红壤磷素吸附解吸的关键因子。结果表明:1) Langmuir等温吸附方程最适合红壤对磷的吸附特征拟合,土壤磷吸附量随平衡溶液磷浓度的增加呈先增加再趋于饱和的趋势,土壤磷吸附量随施磷量的增加逐渐降低。2)种植模式和施磷水平以及交互作用极显著(P0.01)影响红壤磷素的吸附量和解吸量。间作处理较单作磷素吸附量和解吸量分别增加22.9%和9.2%(P0.05);不同施磷水平下,间作磷吸附量较单作显著增加13.0%、19.4%、41.5%和23.9%(P0.05);磷解吸量在P0和P60处理间作较单作显著增加90.2%和194.4%(P0.05),而在P90和P120处理间作较单作减少52.1%和34.1%(P0.05)。3)不同种植模式与施磷水平下,土壤磷吸附量与土壤pH、有机质、树脂磷、有效磷、全磷以及磷吸附饱和度呈极显著负相关(P0.01),与游离氧化铁、游离氧化铝和磷吸持指数呈极显著正相关(P0.01),土壤磷解吸量与标准需磷量呈极显著负相关(P0.01)。红壤磷素的吸附和解吸主要受pH、有机质和游离氧化铁的影响,间作通过改变土壤的pH、有机质和游离氧化铁含量影响红壤磷吸附量和解吸量。玉米||大豆间作具有较好的土壤磷缓冲能力,低磷水平下促进磷素大量解吸供植物吸收利用,高磷水平下促进磷素吸附有效减缓磷素的损失。     

聚丙烯酰胺对磷素在土壤中吸附-解吸的影响

聚丙烯酰胺（PAM）在农业上作为扰侵蚀剂、保水剂被广泛应用，但施用后对土壤养分保持和释放的影响研究较少。本文采用向土壤（塿土）中添加不同比例（0．1％，0．2％，0．4％占土壤的比例）的PAM溶液，通过磷素等温吸附解吸试验，探讨了PAM对磷素在土壤中吸附和解吸的影响。结果表明。和原土样相比．土壤经PAM处理后抑制了土壤对磷的物理吸附，导致吸附量减小．最大吸附量（Xm）降低，而对磷素在土壤中的化学吸附影响较小．被吸附磷尤其是物理吸附磷的解吸率升高。     

聚丙烯酰胺与强化剂联用对土-水界面磷素迁移的影响

采用静态吸附解吸试验结合模拟淹水试验,研究了聚丙烯酰胺(PAM)与四种化学强化剂(石灰石L,石膏G,沸石Z,腐殖质H)联用对土壤磷的吸持特性及土壤磷素向水体迁移释放的影响。吸附解吸试验结果表明:PAM和四种化学强化剂(添加量为5%)联用均能提高土壤固磷能力,磷平均解吸量和解吸率均小于对照(CK),其中以PAM+石灰石(P0.2+L)吸附能力最强,PAM+腐殖质(P0.2+H)次之;磷吸附动力学过程除PAM+石膏(P0.2+G)和P0.2+H符合抛物面扩散方程外,其余处理均符合Elovich方程和双常数方程。淹水试验结果表明:单施PAM时,0.1%PAM(P0.1)、0.2%PAM(P0.2)及0.4%PAM(P0.4)均可降低生物有效磷(BAP)的释放强度。当不同强化剂与PAM复合后,除P0.2+H外,其余均能有效抑制生物有效磷的释放,降低释放强度,其中以P0.2+L效果最好,上覆水体平均浓度和平均释放强度最低,分别为0.267 mgL-1和1.852 mgm-2d-1。干湿交替后,单施PAM抑制生物有效磷释放的效果明显降低,不同PAM施用量处理与对照无显著差异;而PAM与化学强化剂复合后,除P0.2+H外,其余处理均能持续抑制生物有效磷向水体的释放。     

玉米秸秆还田及施磷量对黑土磷吸附与解吸特性的影响

以探究松嫩平原玉米连作条件下,秸秆还田与施磷量互作对黑土磷吸附与解吸特性的影响为目的。该试验采取二因素裂区试验设计,主因素为玉米秸秆还田方式,分别为秸秆不还田(S0)、秸秆翻埋还田(S1)和秸秆焚烧还田(S2);副因素为施磷水平,分别为0(P0)、34.50(P1)、69(P2)、103.50(P3)kg/hm~2(P_2O_5)。结果表明:1)Langmuir等温吸附方程最适合拟合黑土对磷的吸附特征。2)秸秆还田与施磷量均显著影响黑土对磷的吸附与解吸特性,且两者互作效应显著。在相同秸秆还田方式下,随着施磷量的增加,土壤对磷的吸附能力均逐渐降低,而土壤中磷的解吸量和解吸率均逐渐增加,其中以S0条件下差异最大,S2条件下次之,S1条件下差异最小。在相同施磷水平下,与S0处理相比,S1和S2均能降低土壤对磷的吸附能力,增加土壤中磷的解吸量和解吸率,其中以不施磷肥(P0)处理下差异最大,而在施高磷(P3)处理下差异不显著,此外,S1与S2在各施磷水平下差异均不显著。3)不同施磷处理下的标准需磷量(standardPrequirement,SPR)为71.02～91.67 kg/hm~2,其中以S1P2处理的SPR(73.58 kg/hm~2)与P2施磷水平(69 kg/hm~2)最相近,是松嫩平原黑土区较为适宜的施磷方式。     

柠檬酸对蒙山茶园土壤微团聚体吸附-解吸Cu2+的影响

以蒙山茶园土为对象,运用平衡液吸附法以及NaNO3溶液解吸法探讨了柠檬酸对原土及各粒径土壤微团聚体吸附-解吸Cu2+的特性,以期明确柠檬酸对土壤吸附解吸铜的过程中产生的影响。结果表明,加入柠檬酸后,随着Cu2+浓度的增加,原土和各粒径土壤微团聚体对Cu2+的吸附有所增加,吸附量大小顺序为:(0.002mm)(0.053~0.002)mm原土(2~0.25)mm(0.25~0.053)mm,与土壤微团聚体中游离氧化铁、阳离子交换量以及有机质含量大小顺序一致;柠檬酸对Cu2+的吸附既有促进作用又有抑制作用,低浓度(0~1mmol/L)的柠檬酸促进土壤微团聚体对Cu2+的吸附,而高浓度(1mmol/L)的柠檬酸则降低其吸附,吸附量在柠檬酸浓度为0.5mmol/L时达到最大;Langmuir、Freundlich、Temkin 3种方程对其等温吸附过程的拟合均达到了极显著水平(p0.01),其中以Langmuir方程的拟合效果最佳,说明加入柠檬酸后的原土及各粒径土壤微团聚体对Cu2+的吸附以单层吸附为主;随着铜浓度的上升,土壤微团聚体对Cu2+的易解吸率不断增加,柠檬酸的进一步加入使得土壤微团聚体对Cu2+的解吸率上升,而解吸大小顺序与吸附顺序相反。     

冻融作用对棕壤磷素吸附-解吸特性的影响

以棕壤为研究对象,采用室内模拟冻融环境的方法,研究土壤磷素吸附-解吸行为,采用Langumuir、Freundlich和Temkin方程对吸附过程进行拟合分析,定量研究冻融作用对土壤磷素吸附机制的影响,同时建立土壤磷素解吸量与吸附量关系方程,进一步探讨冻融土壤磷吸附-解吸特性。结果表明,冻融条件下棕壤对磷的吸附规律一致,吸附量均随着平衡溶液中磷浓度增加而逐渐增大,与未冻融土壤相比,冻融后土壤磷等温吸附曲线变得平缓。冻融条件下磷等温吸附曲线用Langmuir方程拟合相关性最好。土壤磷素解吸量与相应最大吸附量符合线性相关。冻融后土壤磷固定吸附量低于未冻融土壤,即冻融过程促进土壤磷素释放,增加了土壤磷流失风险。多次冻融循环对土壤磷吸附-解吸行为影响更为强烈。     

不同施磷处理下棉田土壤磷素吸持特征研究

为探究不同施磷水平对棉田土壤磷的固定和释放机制,对新疆典型棉田5种施磷水平(P0、P75、P150、P300、P450)及不同层次(0～5、5～10、10～20、20～40、40～60 cm)的灰漠土进行磷素吸附和解吸特性研究,结果表明:土壤磷吸附量随磷肥施用量的增加先增加后减小,以P150处理吸附量最大,P0和P75处理吸附量较小,其中P150处理最大吸附量较P0处理增加了45%;随土层深度的增加,各处理吸附量逐渐增大,处理间吸附量的差异逐渐减小,40～60 cm土层最大吸附量为0～5 cm土层的2.10倍。土壤磷的等温吸附曲线与Langmuir、Freundlich和Temkin方程的拟合度都达显著水平(P0.05),土壤最大吸附量(Xm)与等温吸附曲线一致,以0～5 cm土层P75处理最小,为476.19 mg·kg~(-1),随土层深度增加而增加,吸附常数(K)与Xm呈相反趋势;随施磷量的增加,土壤最大缓冲容量(MBC)呈增加趋势,深层土壤小于表层土壤;土壤磷素吸附饱和度(DPS)以P75处理最大,整体随土层深度的增加而减小。土壤磷解吸量与解吸率随吸附能力的增加而减小;土层越深,解吸量与解吸率越小,其中0～5 cm土层解吸量为40～60 cm土层的2.06倍。增施磷肥能够提高棉田土壤贮存磷的能力,施磷量75 kg·hm~(-2)降低土壤对磷的吸附能力,增加土壤对磷的解吸,深层土壤磷的吸附特性受施肥水平的影响较小,供磷能力小于表层土壤。     

SO42-和Cl-对稻田土壤养分及其吸附解吸特性的影响

利用长期定位试验 ,比较了长期施用含SO42-和Cl- 化肥 22年后稻田土壤的 pH值、养分状况及其吸附解吸特性。结果表明 ,长期施用含SO42-化肥 ,土壤有机质、速效氮和速效钾的含量较高 ,但全量氮磷钾的含量较低 ;长期施用含Cl- 化肥 ,土壤全量氮磷钾和速效磷的含量较高 ,但pH值相对较低。长期施用含上述二种阴离子的化肥后 ,土壤对H2PO4-的最大吸附量均较大 ,且在Cl- 处理下土壤对H2PO4-吸附的结合能较大 ,而SO42-处理下土壤在同等吸附量时对H2PO4-的解吸量相应较多。长期施用含SO42-的化肥亦使土壤对钾素的供应强度较大 (K0的绝对值较大 )、缓冲能力增强 (AR0值较高 ) ,而长期施用含Cl- 的化肥时则与SO42-相反     

长期施磷黑土中磷的吸附–解吸特征及其影响因素

  【目的】  比较长期不施磷与施磷黑土对外源磷的吸附–解吸特征,为黑土区磷素管理提供理论基础。  【方法】  供试黑土长期定位试验位于吉林省公主岭市,始于1990年。2018年选择其中不施肥(CK),施氮钾肥(NK),施氮磷钾肥(NPK)和氮磷钾+有机肥(NPK+M) 4个处理小区,采集0—20、20—40和40—60 cm土层的土壤样品,分析了土壤理化性质,采用恒温平衡法测定了土壤磷的吸附–解吸特征,并由此计算得到磷最大吸附量(Q_m)、吸附亲和力常数(K_Q)、最大缓冲容量(MBC)、磷吸附饱和度(DPS)、最大解吸量(D_m)和解吸率(D_r)。  【结果】  随着平衡溶液中磷浓度的增加,磷的吸附量与解吸量均呈先快速增加后逐渐趋于平衡的过程。与不施磷处理(CK和NK)土壤相比,施磷处理(NPK、NPK+M)减少了磷的吸附量,增加了磷的解吸量。与不施磷处理相比,施磷处理在0—60 cm剖面上的Q_m和MBC值分别降低了4.94%～63.46%和15.90%～75.18%,D_r值增加了8.52%～474.0%,以NPK+M处理变化量最大。施磷处理比不施磷处理在0—60 cm土壤剖面上全磷和有机质含量分别增加了34.40%～145.5%和12.77%～50.07%,游离态铁铝氧化物(Fe_d+Al_d)含量降低了5.14%～11.35%。冗余分析表明,不施磷处理土壤的有机质、Fe_d+Al_d和全磷,以及施磷处理中的Fe_d+Al_d、络合态铁铝氧化物(Fe_p+Al_p)、pH和有机质是影响磷吸附解吸特征参数的主要土壤因子,分别解释了不施磷和施磷处理全部变异的77.59%和90.62%。土壤有效磷(Olsen-P)与磷吸附饱和度(DPS)相关关系表明,所研究的黑土DPS环境界限值为8%左右,NPK+M处理中3个土层的DPS_M-P值(由Mehlich-3 浸提的磷、铁和铝计算)为7.77%～25.96%,DPS_O-P值(由Olsen-P和Q_m计算)为17.24%～24.75%,均高于此环境界限值,具有磷素流失的风险。  【结论】  长期施磷降低了黑土对外源磷的吸附量,增加了磷解吸量。长期不施磷肥,土壤对磷的吸附和解吸主要受有机质、游离态铁铝氧化物的影响。而长期施肥,特别是有机肥与化肥配合处理,土壤中游离态和络合态铁铝氧化物、有机质及pH是影响磷吸附解吸特征的主要因素。     

长期不同施肥对黄壤磷素吸附–解吸特性的影响

  【目的】  磷吸附–解吸特性对土壤磷素有效性和环境流失风险有重要影响。研究长期不同施肥对黄壤旱地磷吸附–解吸特性的影响,可为黄壤区合理施用磷肥提供理论依据。  【方法】  供试黄壤肥力长期定位试验位于贵阳,始于1995年。设有对照 (CK)、施氮钾肥 (NK)、施氮磷钾肥 (NPK)、单施有机肥 (M) 和有机肥化肥配施 (MNPK) 5个处理。采用恒温平衡方法,研究了磷最大吸附量 (Q_m)、磷吸附常数 (K)、磷吸附自由能 (|ΔG|)、磷最大缓冲容量 (MBC)、磷吸附饱和度 (DPS)、磷固定量 (PI)、磷解吸率 (DR),不同施肥处理土壤对外源磷的吸附和解吸特征,并分析土壤磷吸附解吸特征参数与土壤理化性质之间的关系。  【结果】  M和MNPK处理显著降低了土壤中的黏粒含量,提高了有机质含量和pH,提高了土壤全磷和有效磷及微生物量磷含量;NK和NPK处理对土壤黏粒含量没有显著影响,但是降低了有机质和pH,NK处理降低了土壤的磷含量和有效性。Langmuir吸附等温线方程能很好地拟合土壤吸附磷和相应的平衡溶液磷浓度曲线 (R2为0.9532～0.9950,P < 0.01)。与CK相比,NK、NPK处理Q_m分别显著增加了39.2%、40.9%,M处理Q_m显著降低了20.0%,MNPK处理Q_m无显著差异,说明施用化肥可增加土壤对磷素的吸附位点,而施用有机肥则减少了土壤对磷素的吸附位点,有机无机肥配施时则吸附位点无显著变化;各处理K、|ΔG|、MBC、PI表现为MNPK≤ M < CK < NPK < NK,DPS则表现为MNPK > M > NPK > CK > NK,DR均值表现为MNPK>M>CK>NPK>NK。当加入外源磷浓度 < 10 mg/L时,NK和NPK处理的磷固液比为85.8～100.3,CK为4.2～28.8,M和MNPK处理为2.5～7.7,说明当施用的外源磷浓度较低时,长期施用化肥处理中的磷大部分被土壤吸附,难以被作物利用,而长期施用有机肥处理中磷则大部分留存在液相中,有利于作物的吸收利用。相关分析表明,Q_m、K、|ΔG|、MBC、PI等磷吸附特征参数与土壤黏粒含量、pH、有机质相关系数基本大于与土壤磷的相关系数,说明土壤黏粒含量、pH和有机质对土壤磷素吸附解吸特性的影响大于土壤磷素水平的影响。  【结论】  黄壤磷素吸附–解吸特性受磷肥性质的影响大于施磷量,长期施用有机肥可降低土壤对磷素的吸附,促进土壤磷素解吸,提高土壤磷素有效性,长期施用化肥效果则相反。长期有机无机肥配施可综合有机肥和化肥优势,在土壤磷浓度较低时,可降低土壤对磷的吸附,促进磷素解吸,提高土壤磷素的有效性;在土壤磷浓度较高时,可以降低土壤磷素解吸率,减小磷素环境流失风险,是黄壤旱地上最佳的施肥模式,但本研究中MNPK处理施磷量过高导致土壤磷素大量累积,磷素流失风险较大。     

聚丙烯酰胺与几种强化剂联合作用对土壤氮素吸附-解吸和迁移释放的影响

通过等温吸附-解吸试验和模拟淹水试验,研究了聚丙烯酰胺(PAM)与几种强化剂协同作用对紫色土氮素的吸附-解吸和向水体迁移释放的影响.结果表明,PAM(CK1)可以有效提高土壤对铵氮的吸附容量,而PAM与强化剂联合施用可以进一步提高其吸附能力,除配施石灰处理外,配施强化剂处理其最大吸附量较单施PAM处理(CK1)增加37.5%～83.3%,差异均达显著水平(P<0.05).同时联合施用还提高吸持强度,降低解吸率,弥补单施PAM后土壤铵氮吸持强度下降的缺陷;经PAM和强化剂处理可以抑制土壤氨氮向硝态氮转化的速率,其中以PAM+柠檬酸的抑制效果最为明显,可使水体中的硝态氮浓度始终保持在较低的水平(0.11～2.10 μg/ml),同时与柠檬酸配合处理对水体TN的释放也有很好地抑制作用.     

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。     

柠檬酸对黄壤无机纳米微粒吸附-解吸Cd~(2+)的影响

通过超声-离心-冻融的方法,提取名山河流域老冲积黄壤中的纳米微粒(≤100nm),以原土及提取的纳米微粒为研究对象,采用平衡液吸附法及NaNO3、HCl解吸剂解吸法进行室内吸附-解吸模拟试验,研究柠檬酸对黄壤纳米微粒吸附-解吸Cd2+特性的影响。结果表明,纳米微粒对Cd2+的吸附率(94.58%~97.29%)远大于原土对Cd2+的吸附率(45.02%~69.00%),这说明纳米微粒对Cd2+有较强的固持能力;原土及纳米微粒对Cd2+的吸附量随初始Cd2+浓度的增加而明显增加,且低浓度阶段(0.1~1mmol/L)吸附量的增加速率高于高浓度阶段,说明低浓度柠檬酸能促进无机纳米微粒对Cd2+的吸附,而较高浓度的柠檬酸则会抑制Cd2+的吸附;Freundlich、Temkin方程对等温吸附过程的拟合均达到了极显著水平(P0.01),Langmuir方程达到显著水平(P0.05),其中Freundlich方程拟合效果最佳,说明土壤纳米微粒对Cd2+的吸附为多层吸附。通过NaNO3、HCl溶液解吸法可以看出,黄壤无机纳米颗粒对Cd2+的吸附主要以专性吸附为主,非专性吸附质量分数随着Cd2+吸附量增加而增大,而专性吸附质量分数随着Cd2+吸附量增加而减少,原土的专性及非专性吸附解吸率均大于纳米微粒,进一步表明黄壤纳米微粒对Cd2+的固持能力强,有较强的环境缓冲能力。     

冬小麦-夏玉米体系磷效率对鴥土磷素肥力的响应

【目的】研究鴥土区冬小麦-夏玉米轮作体系磷肥利用效率(PUE)和土壤肥力(磷素)的关系,可以界定土壤磷素的最佳管理范围及合理施磷量,为实现作物高产和减少磷素损失提供理论依据。【方法】采取鴥土长期定位试验5个不同磷素水平的土壤,有效磷含量依次为3.90 (F1)、15.00 (F2)、23.60 (F3)、35.70 (F4)和50.00(F5) mg/kg进行盆栽试验,供试作物为小麦‘小偃22’和玉米‘郑单958’。每个磷素水平土壤上设置5个施磷量(P2O5 0、30、60、90、120 kg/hm~2)。作物成熟后,收获地上部所有植株,晒干、脱粒后测定地上部生物量、籽粒产量,籽粒和秸秆样品粉碎后测定其含磷量。作物收获后均匀采集盆内土样约50 g/盆,风干并混匀后分别过1 mm和0.15 mm筛,测定土壤速效磷和全磷含量。计算冬小麦-夏玉米种植体系磷肥利用效率与土壤磷素水平的关系。【结果】F1土壤增施磷肥可显著提高小麦和玉米的籽粒产量,与P0相比,所有施磷处理小麦增产52.2%～119.7%、玉米增产94.7%～212.7%;F2、F3、F4和F5土壤磷肥增产效果不显著。经过两季作物种植,与P0相比,F2土壤施磷60 kg/hm~2、120 kg/hm~2和F5土壤施磷120 kg/hm~2显著提高了全磷含量,其他磷水平土壤全磷含量无显著变化;F1、F2、F3、F4和F5土壤施磷处理的土壤速效磷含量分别增加了-4.08%～434.69%、26.49%～112.77%、6.74%～48.24%、4.07%～43.65%和-4.84%～28.29%。冬小麦磷肥利用效率(PUE)与土壤Olsen-P之间呈显著的正相关关系(P 0.05),P30、P60、P90和P120线性关系决定系数分别达到0.996、0.899、0.760和0.820。夏玉米PUE在P30下随土壤磷素水平的提高呈二次抛物线形式增加,据此可得出在Olsen-P为12.32 mg/kg时PUE达到100%,当土壤速效磷为33.63 mg/kg时PUE达到最大值155.24%;在P60、P90和P120时,PUE随土壤Olsen-P含量上升而直线增加,Olsen-P分别达到12.22 mg/kg、16.64 mg/kg和14.39 mg/kg后维持在一个水平。整个冬小麦-夏玉米体系PUE随土壤速效磷的变化趋势和夏玉米类似,冬小麦(P30)和夏玉米(P30)总施磷量为P2O5 60 kg/hm~2时,可算出土壤速效磷为17.97 mg/kg时PUE达到100%;当速效磷达到40.11 mg/kg时,PUE达到最大值131.51%。在同一磷素水平土壤上,随施磷量增加,小麦和玉米PUE均显著降低,尤其是施磷量高于60 kg/hm~2后。【结论】关中鴥土区冬小麦-夏玉米体系,小麦季土壤速效磷应大致控制在17～40 mg/kg范围内,玉米季土壤速效磷控制在13～34 mg/kg范围内进行管理;整个冬小麦-夏玉米体系将土壤速效磷大概控制在17～40 mg/kg范围内,总推荐施磷量为P2O5 60～120 kg/hm~2为宜。     

长期施肥条件下灰漠土磷的吸附与解吸特征

通过等温吸附与解吸试验,研究了长期施肥条件下不同水平的灰漠土耕层0～ 20 cm土壤磷素吸附与解吸特征.结果表明,在实验浓度范围内,不同Olsen-P水平的灰漠土土壤,随外源磷量的增加,磷的吸附量、解吸量及解吸率均逐渐增大,吸附率逐渐减小.土壤Olsen-P含最水平与土壤磷素吸附饱和度(DPS)的大小呈正相关关系.处理间比较,土壤最大吸附量(Xm)值为CK＞ NPK≈NPKM＞ PK≈NPKS、且处理间达到极显著差异水平;NPK处理的吸附常数(K)值与土壤最大缓冲容量(MBC)值均极显著地大于CK、PK、NPKM和NPKS处理.该4个处理间比较:K值无显著差异,MBC值CK极显著大于PK和NPKS处理、CK与NPKM、PK与NPKS处理间差异不显著.化肥配施有机肥或秸秆的处理土壤易解吸磷(RDP)值极显著大于单施化肥的处理,释磷效果以化肥有机肥配施为最优.     

不同施磷量下稻田土壤磷素平衡及其潜在环境风险评估

【目的】对南方赤红壤区不同施磷量下稻田土壤的磷素平衡及其潜在环境风险进行评估,为该地区合理施磷、 减轻农业面源污染提供依据。【方法】采用大田定位监测试验,3个不同年份(2011~2013年)早、 晚稻分别设置4个施磷水平(施磷范围为P2O5 0、 63~81、 126~162、 252~324 kg/hm2,分别用P0、 P1、P2、P3表示),连续3年测定早、 晚稻的稻谷和稻秆产量,分析其磷养分含量,以施磷水平与水稻地上部磷素累积量间的差值表示土壤磷素表观盈余量。同时,采集施基肥和穗肥后1、 2、 3、 5、 7和9 d的田面水,测定总磷含量,利用Split-line模型对2011~2012年每造水稻收获后小区耕层土壤Olsen-P含量和所有监测时间点的田面水总磷平均浓度进行分段回归,并对二者之间的相关关系进行分段回归拟合。【结果】 施磷量P2O5 63~81 kg/hm2的处理稻谷产量显著提高,但磷肥施用量增至2倍时,稻谷产量无明显增加,继续增至4倍时,前3造水稻稻谷的产量增加也不明显。施磷可不同程度地提高水稻地上部的磷素累积量、 土壤表观磷素盈余量和Olsen-P含量,且三者均随施磷量的增加而增加。在施肥后1~3 d内无磷处理田面水总磷浓度较高,是磷素流失的高危险期; 施磷量P2O5 63~81 kg/hm2的处理显著提高了施肥后2 d内田面水的总磷浓度,而P2O5 252~324 kg/hm2的处理在监测期间田面水总磷浓度均显著高于无磷处理。 Split-line模型模拟土壤Olsen-P与田面水总磷的关系,得出在本试验区土壤环境条件下,可能导致田面水中磷激增的土壤Olsen-P临界含量为19.0 mg/kg,对应的施磷量为P2O5 63 kg/hm2,与土壤磷素持平的施磷量一致。【结论】综合考虑水稻产量效应、 土壤磷素表观平衡和磷素环境风险,在本研究区域目前的土壤环境条件下,P2O5 63 kg/hm2为水稻产量较高、 环境风险较小的推荐施磷量。     

乙二胺四乙酸和柠檬酸活化石灰性土壤磷素的潜力评估

  【目的】  长期施磷形成的高磷残留土壤，面临土壤酸化、钙镁离子淋失等问题。本研究采用肥料中常见的螯合剂乙二胺四乙酸 (EDTA) 和柠檬酸，研究其对不同磷含量的石灰性土壤中磷素的活化作用，以期为磷肥减施和土壤残留磷高效利用提供有效途径。  【方法】  供试低磷、高磷和白云石改良土壤取自北京市房山区的石灰性土壤，3种供试土壤的全磷含量依次为0.95、1.90和1.91 g/kg，有效磷含量依次为7.39、160和152 mg/kg。采用室内往复振荡浸提方法，两种浸提剂为EDTA和柠檬酸，低磷土壤浸提剂浓度为0.05 g/L，浸提时间为12 h，高磷土壤和改良土壤浸提剂浓度均为0.5 g/L，浸提时间分别为12 h和1 h。每个土壤样品采用相同方法连续浸提10次，同时以去离子水浸提作为对照。测定了浸提液中磷、钙、镁、铁、铝含量，计算各元素的单次浸提量和累积浸提量。全部浸提后，用蒋顾磷分组法测定了土壤中不同组分磷的含量。  【结果】  EDTA和柠檬酸在低磷土壤中单次磷素浸提量均较低，且累积浸提量之间差异不显著，连续浸提10次后磷素的累积浸提量不及土壤全磷的3%；而在高磷土壤和施入白云石的改良土壤中，柠檬酸和EDTA的单次磷素浸提量为低磷土壤的7～64倍，磷素累积浸提量超过土壤总磷的20%，且柠檬酸处理高于EDTA处理。在低磷土壤中，磷素的累积浸提量仅与铁和铝离子的累积浸提量显著相关，在高磷土壤中，磷素的累积浸提量与钙、镁、铁和铝离子的累积浸提量均显著正相关，且相关系数均在0.78以上，而在白云石改良土壤中，磷素的累积浸提量与铝离子的累积浸提量之间无显著相关关系。进一步分析浸提前后土壤磷素组分变化可知，在低磷土壤中，去离子水、EDTA和柠檬酸经10次浸提后土壤Ca₂-P显著增加；在高磷土壤中，EDTA和柠檬酸处理浸提的土壤Ca₂-P、Ca₈-P较去离子水处理显著降低了16.1%、14.9%和37.1%、5.4%。此外，柠檬酸处理还降低了31.4%的土壤Al-P，EDTA和柠檬酸在改良土壤上对于各组分磷的浸提量与在高磷土壤上相似。  【结论】  在连续浸提的条件下，EDTA 和柠檬酸在低磷土壤上无明显活化磷素的效果，而在高磷土壤上和施入白云石的改良土壤上则可持续浸提出大于总磷量20%的磷素。高磷土壤和改良后土壤中被浸提磷素主要来自Ca₂-P和Ca₈-P，少部分来自Al-P和Fe-P。     

长期不同施肥紫色水稻土磷的盈亏及有效性

【目的】 研究长期施肥条件下土壤全磷、有效磷 (Olsen-P) 对磷素盈亏的响应,为西南紫色水稻土区科学施用磷肥提供依据。 【方法】 以四川遂宁34年 (1982—2015年) 长期肥料定位试验为平台,试验设8个处理,即不施肥 (CK)、氮肥 (N)、氮磷肥 (NP)、氮磷钾肥 (NPK)、有机肥 (M)、有机肥 + 氮肥 (MN)、有机肥 + 氮磷肥 (MNP) 和有机肥 + 氮磷钾肥 (MNPK),分析了土壤磷素盈亏与全磷、Olsen-P的变化特征。 【结果】 不施磷肥 (CK和N) 作物每年从土壤中带走磷约13.22 kg/hm2,且维持在较低的变化水平;单施有机磷肥处理 (M与MN) 作物携出磷量比不施磷肥提高了约1.73倍,磷素携出量呈增加趋势;施用磷肥 (NP、NPK、MNP和MNPK) 作物携出磷量在41.71～45.62 kg/hm2之间,吸磷量随时间呈下降趋势。不施磷肥土壤磷素常年处于亏缺状态,施磷土壤磷素年均盈余量为8.76～88.79 kg/hm2,有机无机磷肥配施磷盈余量大于单施有机肥和单施无机磷肥,随施肥年限的延续磷盈余量呈上升趋势。土壤中磷含量随磷盈亏而变化,施用无机磷肥或有机无机磷肥配施土壤全磷和Olsen-P增量与磷盈亏呈显著正相关,而不施磷或单施有机磷这种响应关系不明显;土壤每盈余磷100 kg/hm2,NP、NPK、MNP和MNPK处理土壤中全磷分别增加0.14、0.16、0.015和0.018 g/kg,Olsen-P分别提高15.76、17.19、1.96和1.85 mg/kg。 【结论】 土壤磷素有效性随土壤磷素盈亏而变化,与加入磷素形态密切相关,西南紫色水稻土单施无机磷肥提升土壤磷含量的速率大于施用有机肥。      

不同土地利用方式下紫色土磷吸附-解吸动力学特征

[目的]研究川东紫色丘陵区旱耕地、林地、果园、荒草地、茶园、水稻田6种土地利用方式下土壤磷吸附与解吸特征及其影响因素,以期为四川低山丘陵区不同土地利用方式下紫色土磷潜在流失风险评估提供理论依据。[方法]采取研究区内6种土地利用方式下的0—20cm土层土壤样品,通过土壤磷吸附解吸试验,计算土壤磷吸附—解吸参数,测定土壤相关理化指标,利用主成分分析和旋转因子分析法评估土壤磷素流失风险及其主要影响因子。[结果]土壤pH值,有机质,水溶性磷,速效磷,全磷,CaCO3,有效锌是影响磷吸附的重要因子,主因素分析得出速效磷、全磷、CaCO3有效锌对紫色土吸附磷能力贡献率分别为86.9%,89.2%,89.4%,96.9%。通过因子分析法分析土壤磷吸附解吸参数,得出可用最大吸磷量Qm,最大缓冲量MBC,易解吸磷RDP,拟合吸附量与解吸量的相关关系式中的截距值b这4个参数来综合预测紫色土磷素流失风险。[结论]研究区域6种土地利用方式下,果园与旱耕地土壤磷素流失风险较大,水稻田及茶园磷素流失风险较低。     

冻融作用对东北黑土磷素吸附-解吸过程的影响

冻融作用对土壤理化性质具有重要影响,从而影响土壤中磷素的吸附—解吸特性。以东北黑土为研究对象,采用室内模拟冻融环境的方法,研究了冻融条件下黑土磷素吸附—解吸行为。结果表明,冻融条件下黑土对磷的吸附规律均随着外源磷浓度增加而逐渐增大,当外源磷浓度为120mg/L时吸附曲线出现明显拐点;与未冻融土壤相比,冻融过程中土壤吸附更多的磷,具有更高的磷素吸附率;外源磷浓度低时,冻融作用对土壤磷吸附影响较大,外源磷浓度高时冻融作用对土壤磷吸附影响降低;冻融条件下磷等温吸附曲线采用Langmuir方程拟合的相关性最优,在连续的冻融循环条件下,土壤磷最大吸附量Pmax值逐渐增大,土壤与磷之间结合能力和磷吸附最大缓冲容量也有同样的趋势。