磷肥在土壤中的转化及其与土壤有效磷的关系

自从张守敬和Jeckson(1957年)提出土壤无机磷分级方法以来,国内外许多土壤农业化学家对土壤有效磷与各级无机磷之间的关系^[1],作物吸磷状况与土壤无机磷组成的相关性^[2],水稻生长期间土壤有效磷增加的机理^[3],以及磷肥对土壤无机磷组成的影响和转化等方面作了广泛的研究^[4]。     

不同磷源对设施菜田土壤速效磷及其淋溶阈值的影响

土壤中磷的移动性不仅取决于磷的数量且与磷肥形态有关。了解不同磷源（有机肥和化肥）对设施菜田土壤磷素的影响对于指导科学施肥和面源污染防治至关重要。本文选取河北省饶阳县3种不同磷含量的农田土壤（未种植过蔬菜的土壤、种植蔬菜30年的塑料大棚土壤和种植蔬菜4年的日光温室土壤）为研究对象,采用室内培养试验和数学模型模拟方法研究有机无机磷源对设施菜田土壤磷素的影响,确定无机肥和有机肥源土壤磷素淋溶的环境阈值。结果表明添加有机肥和无机磷肥都会显著增加3种不同种植年限设施菜田土壤速效磷（Olsen-P）和氯化钙磷（CaCl₂-P）含量,但增加速度不同。对于未种植过蔬菜的低磷对照土壤,磷投入量高于50 mg·kg^-1（干土）后,无机肥比有机肥显著提高了土壤Olsen-P含量。对于已种植蔬菜30年的塑料大棚土壤,高磷投入时[300 mg·kg^-1（干土）和600 mg·kg^-1（干土）],无机肥比有机肥显著提高了土壤Olsen-P含量,低于此磷投入量时有机肥和无机肥处理之间没有显著差异。3种不同农田土壤CaCl₂-P的含量所有处理均表现出无机肥显著高于有机肥处理,尤其是在高磷量[>300 mg·kg^-1（干土）]投入时表现更加明显。两段式线性模拟结果表明,设施菜田土壤有机肥源磷素和无机肥源磷素淋溶阈值分别为87.8 mg·kg^-1和198.7 mg·kg^-1。随着土壤Olsen-P的增加,添加无机肥源磷对设施菜田土壤CaCl₂-P含量的增加速率是有机肥源磷的两倍。因此,建议在河北省高磷设施菜田应减少无机磷肥的投入,特别是土壤速效磷高于198.7 mg·kg^-1的设施菜田应禁止使用化学磷肥和有机肥,在土壤速效磷低于198.7 mg·kg^-1的设施菜田应加大有机肥适度替代无机肥技术的推广。     

施磷对苦麦菜生长及土壤磷素淋失的影响

利用网室土柱模拟试验, 研究了不同磷用量[0、0.05 g·kg^-1(土)、0.10 g·kg^-1(土)、0.20 g·kg^-1(土)]对苦麦菜产量、磷素吸收和利用及土壤磷淋失的影响。结果表明, 施磷显著增加苦麦菜产量、促进植株对磷的吸收。苦麦菜产量在低磷水平[0.05 g·kg^-1(土)]时最高, 为每个土柱186.29 g。随磷用量增加, 苦麦菜产量和磷肥利用率明显降低, 植株吸磷量无明显变化。施磷显著增加土壤磷淋失量, 且随磷用量增加, 不同形态磷淋失量均显著增加。同一磷处理颗粒磷淋失量高于溶解态磷。不同磷用量条件下土壤各形态磷的淋失率均低于0.1%。低量施磷条件下溶解态磷在施磷后第10 d 出现第1 次淋失高峰; 中量和高量施磷条件下溶解态磷在施磷后第10 d 和第40 d 分别出现2 次淋失高峰。土壤总磷和颗粒磷淋失高峰期在施磷后第40~50 d 出现。施肥后第60 d, 土壤总磷、溶解态磷和颗粒磷淋失浓度均明显降低。综合考虑苦麦菜产量、磷素吸收和利用及土壤磷淋失量等因素, 苦麦菜以0.05 g·kg^-1(土)的施磷量为佳。     

用 137Cs示踪法研究密云水库周边土壤侵蚀与氮磷流失

运用 ¹³⁷Cs核素示踪技术，研究密云水库周边地区及白河上游地区土壤侵蚀与氮、磷流失状况及其相互之间的量变关系。研究结果表明：从土壤表层(0～20 cm) ¹³⁷Cs分布规律基本符合地形地貌的变化规律，山坡上部的 ¹³⁷Cs含量低于山坡中部与坡下部，但是如果山顶具有缓坡或山角下具有陡坡，则 ¹³⁷Cs含量变化规律相反。根据土壤 ¹³⁷Cs监测数据结果判定该地区基本属于轻度侵蚀和中度侵蚀，部分地区侵蚀情况达到剧烈程度。不同景观与土地利用方式对土壤氮、磷分布有巨大影响：有机质、全氮、水解氮含量均是以灌丛土壤最高，林地次之，与流域内 ¹³⁷Cs分布规律相符合；而农田中全磷、速效磷含量最高。不同区域土壤养分含量不同：水库上游地区土壤氮素、磷素含量均低于水库周边地区。证明不合理的人为活动严重的增强了土壤侵蚀程度与养分流失量。回归模拟了土壤中 ¹³⁷Cs、( ²¹⁰Pb)与全氮、全磷、水解氮、速效磷含量之间的数学模型。这些模型在区域较小、景观单一的范围内可以定量分析、预报预测各采样区的全磷和有效态氮、磷含量的变化趋势。简化了监测与分析测试程序。扩大了核素示踪技术的应用范围。     

影响水稻土磷素扩散的某些因素

晚近的研究表明,土壤养分供应大致通过三个途径:即质流、扩散和根系截获.并认为NO₃^-、Ca⁺⁺、Mg⁺⁺等营养离子主要通过质流,而磷、钾、铵则主要通过扩散.因此,土壤中磷的扩散是判别土壤磷素供应和提高磷肥效率的重要指标.然而,由于影响磷扩散的土壤因素很多,所以在鉴别某一土壤的磷素供应,或研究如何进一步发挥磷肥肥效时,必须首先了解影响土壤中磷素扩散的一些因素.本文即为此目的对三种不同类型水稻土中的磷素扩散及其影响因素进行了初步研究.     

咸水结冰灌溉结合改良剂对滨海盐土的改良作用

冬季咸水结冰灌溉是将冬季自然冷资源与滨海盐碱地区丰富的咸水资源相结合, 通过自然结冰使咸淡分离, 再利用结冰融化时咸水先流出淡水后流出会对土壤起到一定的洗盐作用的原理, 对盐碱地进行改良。本文通过大田试验, 研究了冬季咸水结冰灌溉及改良剂对天津滨海盐碱地水盐运移的影响。结果表明, 通过咸水结冰灌溉能降低根层土壤含盐量, 且灌溉水量与土壤含水量呈正相关。冬季咸水结冰灌溉初期可能会引起土壤碱化, 但随着冰层融化及时间的推移, 各处理的碱化趋势会逐渐消弱。在滨海盐土施用磷石膏能够降低HCO₃^-含量, 增加SO₄^2-、Ca²⁺含量, 有效降低Cl^-、Na⁺在总盐分中的比例, 且磷石膏施用量越大, 根层土壤的pH 越低、保水能力越强(7 500 kg·hm^-2 磷石膏>4 500 kg·hm^-2 磷石膏); 施用磷石膏和大水量的咸水结冰灌溉都能很好地促进柽柳生长,且咸水冬季结冰灌溉和施用磷石膏配合(1 350 m³·hm^-2 结冰灌溉+7 500 kg·hm^-2 磷石膏)效果最好。因此, 咸水结冰灌溉配合改良剂应用可有效改良滨海盐土, 改善因咸水结冰灌溉而带来的土壤碱化问题, 为早期植物萌发生长提供有利条件。     

生物质炭施用对杉木幼苗土壤磷组分的影响

通过盆栽试验，采用Hedley连续浸提法研究不同生物质炭施用量处理（CK：0 t/hm²；B₁₂：12 t/hm²；B₃₆：36 t/hm²）对杉木幼苗土壤磷组分的影响。结果表明：与CK相比，试验180 d后B₁₂和B₃₆处理土壤全磷与有效磷含量分别增加了8.7%~26.0%和24.0%~101.7%，有效磷在全磷中的比例显著提高；土壤磷组分中，残余态磷在全磷及无机磷组分中的比例均最高，分别为48.5%~51.1%和58.7%~68.3%。B₃₆处理下，土壤各无机磷组分均显著增加，其中易分解态磷和中等易分解态磷在无机磷中的比例显著提高，而稳定态磷和残余态磷的比例显著降低。中等易分解态磷占总有机磷的比例最高，达69.3%~70.2%，生物质炭施用对各有机磷组分在总有机磷中的比例影响均不显著，仅在B₃₆处理下，土壤有机磷中易分解态磷和中等易分解态磷含量显著降低。冗余分析表明，土壤全碳与各无机磷组分呈显著正相关关系，与有机磷组分呈显著负相关关系，是影响土壤磷组分变化的关键因子。     

土壤磷扩散规律及其能量特征的研究 Ⅲ.土壤磷扩散的动力学及能量特征

用³²P标记扩散池法测定了不同时间下土壤磷的扩散量,并用5种动力学模型对其拟合,结果表明土壤磷扩散过程最符合抛物线扩散方程。20%含水量下,磷扩散速率温度商Q₁₀。为1.20左右,与扩散是一个物理过程相吻合。由阿尼乌斯公式求得的磷扩散活化能(E_a^D)随土壤水分增加而降低;在土壤水低吸力范围内(<10⁵Pa水吸力)为12-34kJ/mol,平均为25kJ/mol左右,与溶液中离子扩散活化能较接近,说明低吸力下磷扩散主要在液相进行。将绝对反应速率理论移植用于磷扩散,所求出的磷扩散净活化能、活化熵变、活化焓变和活化自由能变在供试土壤中相同含水量下均呈规律性变化,且与E_a^D变化趋势基本一致,证明这些参数可用于表征磷扩散的能量特征。     

氧化铁饱和滤纸用于森林土壤有效磷测定的研究

磷的测定研究,取得了很多新进展,日前采用的都是一些经典的测磷方法,这些方法因用化学试剂提取土壤中的有效磷而受到了诸如pH等土壤性质的影响,而使测定值偏高或偏低^[1]。Val。DerZee等1987年提出一种滤纸测磷方法^[2],近似根系在土壤中对有效磷的吸收,但为室内实验研究。作者把滤纸作为一种吸附介体直接用于森林土壤有效磷的测定,省去了土样采集和处理等步骤,简单易行,能较真实地反映土壤中游离的供植物根系吸收的有效磷含量。     

黄淮麦区小麦籽粒锌含量差异原因与调控

小麦高产优质生产对保障我国粮食安全和人们营养健康有重要意义。通过实地调研和取样分析,研究了黄淮麦区276个田块的小麦籽粒锌含量与产量和产量构成、施肥和土壤养分、作物锌吸收利用等参数的关系。结果表明,黄淮麦区缺锌和非缺锌土壤的比例分别为42%和58%,两种土壤上的小麦籽粒锌含量分别介于16~52和17~58 mg·kg^-1,分别有7%和9%样本的籽粒锌达到推荐值40 mg·kg^-1。缺锌田块,籽粒锌含量与磷肥用量（r = -0.273,P < 0.01）、0~20 cm土壤有效磷（r= -0.283,P < 0.01）显著负相关,高低籽粒锌组的磷肥用量分别为73和137 kg·hm^-2,土壤有效磷分别为13和20 mg·kg^-1,有效锌分别为0.8和0.7 mg·kg^-1,但籽粒产量低于非缺锌土壤（7 204 和7 857 kg·hm^-2）。非缺锌田块,籽粒锌含量与磷肥用量显著负相关（r= -0.181,P < 0.05）,与0~20 cm（r= 0.236,P< 0.01）和20~40 cm（r= 0.183,P < 0.05）土壤有效锌显著正相关,高低锌组的磷肥用量分别为112和145 kg·hm^-2,0~20 cm的土壤有效磷分别为29和30 mg·kg^-1,有效锌分别为3.3和2.2 mg·kg^-1。因此,在缺锌土壤上,应首先解决土壤缺锌问题,将有效锌提升至临界值1.0 mg·kg^-1以上,非缺锌土壤有效锌保持在3.0 mg·kg^-1以上,同时适当减少磷肥用量和降低土壤有效磷水平,以减少磷对小麦锌吸收的负面影响,维持黄淮麦区小麦高产并改善籽粒锌营养。     

塑料大棚盐渍化土壤灌水洗盐对水环境污染负荷的研究

针对塑料大棚盐渍化土壤常用的灌水洗盐方式,通过小区和原状土柱模拟灌水洗盐试验,研究了灌水洗盐降低土壤盐渍化的效果及其通过径流和渗漏流失对水环境的氮磷污染负荷。结果表明：灌水洗盐能降低表层土壤盐分53%～64%、土壤硝态氮55%～60%,但使表层土壤速效磷增加了1.0～1.5倍;洗盐过程中通过径流和渗漏流失进入水环境的氮磷污染负荷为硝态氮7.66 kg/hm²、铵态氮0.77 kg/hm²、总氮12.71 kg/hm²和总磷1.27 kg/h     

高阳县农田土壤速效养分空间变异特征研究

土壤养分空间变异的研究对指导测土配方施肥具有重要意义。为了便于土壤养分的管理, 以河北省保定市高阳县为例, 应用地统计学和GIS相结合的方法, 研究了农田土壤速效氮、磷、钾含量的空间变异特征。结果表明: 土壤速效氮、磷、钾的含量范围分别为10.50~210.00 mg·kg^-1、1.02~197.75 mg·kg^-1和14.51~376.18 mg·kg^-1, 平均值分别为76.32 mg·kg^-1、22.28 mg·kg^-1和128.34 mg·kg^-1, 变异系数范围为36.11%~79.71%, 属于中等强度变异。速效氮、磷、钾的C0/(C0+C)值均介于25%~75%, 表现出中等强度的空间自相关, 空间变异是结构因素和随机因素共同作用的结果, 空间相关距离分别为43.96 km、1.05 km和51.94 km。通过插值误差的比较得出最优拟合模型, 速效氮、磷、钾最好的理论模型分别为球状模型、指数模型和球状模型, 趋势效应参数宜选取0阶。然后用普通克里格方法绘制了土壤速效氮、磷、钾的空间分布图, 速效氮含量绝大部分属低等水平, 无明显分布特征, 速效磷空间分布呈条带状, 速效钾空间分布呈条带状和岛状分布相结合的特点。     

pH对土壤吸持磷酸根的影响及其原因

本文选择了浙江、江苏15个性质变化范围较大的土壤样品,研究在两种支持电解质、不同pH条件下对磷酸根的吸持反应。结果表明,加碱提高强酸性土壤的pH值,导致交换性铝的水解和羟基铝聚合物的生成,增加对磷的吸持。磷酸根同酸性土壤的反应,可促进交换性铝的水解,释放出H⁺,降低体系的pH。在CaCl₂介质中,当pH>6时,可能有磷酸钙类盐形成,使溶液中磷浓度显著降低。有机质对土壤吸持磷有重要影响。在低pH下有机质通过与Al³⁺形成络合物,阻碍溶液中A1³⁺的水解,并与磷酸根竞争羟基铝化合物表面的反应点位,从而降低酸性土壤对磷酸根的吸附量。     

基于高光谱的鲁西北平原土壤有效磷含量快速检测研究

土壤有效磷含量是农田土地评价的指标, 也是农作物施肥的基本指标, 快速准确测量土壤有效磷含量是土壤信息化管理和资源评价的前提条件。高光谱技术的发展为快速有效监测土壤有效磷含量提供了新的途径。本文对466个样点的土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量进行了测定, 通过聚类分析和方差分析选取48个有机质、碱解氮、速效钾含量相近而有效磷差别较大的样点作为研究样点, 采用美国ASD Fieldspec3光谱仪, 对不同有效磷含量的土壤样本高光谱反射率进行测量, 并对反射率进行倒数、对数、平方根、对数的倒数、倒数的对数的变换及其各自相应的一阶导数变换, 将每个土样测定的有效磷含量值与350~ 2 500 nm光谱范围的反射率数据及反射率的9种变换形式逐一逐波段地进行单相关分析, 筛选出对有效磷敏感的光谱波段。将所选取的显著相关波段反射率或变换形式作为自变量, 与土壤中有效磷含量进行一元线性回归方程拟合, 对所建立的回归方程进行优选和检验。研究得出: 采用相关分析方法得出土壤有效磷含量的敏感波段为711 nm, 利用一元线性回归方法, 基于该波段的估算模型为最佳估算有效磷含量模型, 该模型的拟合优度R²达0.822 1, 验证决定系数R²达0.959 1。由此说明, 利用单个敏感波段建立土壤有效磷的反演模型, 可作为快速测量土壤有效磷含量的一种简单而可靠的方法。     

施肥对青岛市设施蔬菜产量、净产值及土壤环境的影响

为进一步提高设施蔬菜的施肥效率, 减少肥料成本和对环境的污染, 对青岛市设施蔬菜施肥状况及其对产量、净产值和土壤环境的影响进行了研究。结果表明, 设施黄瓜和番茄氮、磷、钾肥施用均明显过量。黄瓜N、P₂O₅、K₂O年施用量分别为1 841.5 kg·hm^-2、864.0 kg·hm^-2和1 978.7 kg·hm^-2, 番茄N、P₂O₅、K₂O年施用量分别为1 436.7 kg·hm^-2、833.6 kg·hm^-2和1 643.7 kg·hm^-2。施肥中有机/无机肥料养分比例较为合理, 重视了有机肥的施用。年度施用N、P₂O₅、K₂O量及其总量对年度蔬菜产量、净产值有明显影响, 存在着线性方程关系。随着年度施氮量的增加, 土壤NO₃^--N含量明显增加, 31.4%的农户设施蔬菜田土壤NO₃^--N含量居高和较高水平。土壤速效磷含量随年度施磷量的增加而增加, 74.3%的农户设施蔬菜田土壤速效磷为高水平。68.6%的农户设施蔬菜田土壤为酸性和微酸性, 有向酸性发展的趋势。生产中应适量减少氮、磷和钾肥投入, 推广测土配方施肥、水肥一体化、秸秆生物处理等技术, 促进青岛市设施蔬菜生产的可持续发展。     

施磷对玉米吸磷量、产量和土壤磷含量的影响及其相关性

为了给玉米磷高效利用提供理论依据, 在低磷土壤(Olsen-P 4.9 mg·kg^-1)上, 通过田间试验, 研究了施磷0(T₀)、50 kg(P₂O₅)·hm^-2(T₁)、100 kg(P₂O₅)·hm^-2(T₂)、200 kg(P₂O₅)·hm^-2(T₃)、1 000 kg(P₂O₅)·hm^-2(T₄)对两个玉米品种"鲁单9002" (LD9002)、"先玉335"(XY335)的产量、磷素吸收利用及根际磷动态变化的影响。结果表明: 两玉米品种根际土、非根际土速效磷含量在不同生育时期都表现为T12O₅)·hm^-2的T₃处理非根际土转化为根际土土壤磷的量最大, 同时玉米生物量、产量、磷转移量也达到最高, 而施磷1 000 kg(P₂O₅)·hm^-2处理玉米生物量、产量与中磷水平相比没有显著增加, 但植株吸磷量较高。XY335的花后磷转移量小于LD9002。相关分析表明, LD9002根际土、非根际土速效磷含量与茎、叶吸磷量之间显著相关, 以播种后79 d与茎、叶磷浓度、吸磷量、生物量、产量之间的相关系数最高; 而XY335根际土、非根际土速效磷含量与茎、叶磷浓度之间显著相关, 在播种后47 d期间与茎、叶磷浓度、吸磷量、生物量、产量之间的相关性最好。因此, 在低磷土壤上, LD9002和XY335分别在播种后79 d和47 d时是植株对磷的敏感期, 可以通过测试根际土、非根际土速效磷含量来反映土壤的供磷状况; LD9002在79 d时最大吸磷量需要的根际土、非根际土速效磷含量分别为54.95 mg·kg^-1、32.99 mg·kg^-1, XY335品种在47 d时最大吸磷量需要的根际土、非根际土速效磷含量分别为51.24 mg·kg^-1、35.35 mg·kg^-1; 施磷量1 000 kg(P₂O₅)·hm^-2处理两品种玉米产量、生物量、磷积累量与施磷量100~200 kg(P₂O₅)·hm^-2处理没有显著差异。     

磷酸盐位用于土壤需磷诊断的研究

土壤磷酸盐位是研究土壤磷有效度的具有相对能量意义的概念,它的提出为研究土壤磷的问题开辟了一条新的途径^[2,3,11].磷位值是土壤有效磷的强度指标,把它运用于土壤需磷诊断上,使它成为指导磷肥施用的有用工具,在当前生产上有一定意义.     

柠檬酸对不同施肥处理灰漠土遗留磷的活化特征

明确土壤磷的活化潜力及释放特征是土壤遗留磷资源化利用的前提，以长期定位施肥的灰漠土为试验材料，选取不施肥（CK）、施氮磷钾化肥（NPK）、氮磷钾化肥与有机肥配施（NPKM）3种处理，以高浓度（10 mmol·L^-1）和低浓度（2 mmol·L^-1）柠檬酸对土壤遗留磷进行多次浸提，探究柠檬酸对长期不同施肥处理灰漠土遗留磷的活化潜力及特征。研究发现：不同施肥处理土壤遗留磷的活化总量为NPK > NPKM > CK，与土壤总磷含量变化一致；高、低浓度柠檬酸对供试灰漠土遗留磷的活化潜力基本相当（>80%）。供试土壤遗留磷的急剧释放伴随土壤pH的大幅下降，说明酸溶解是主要活化机制。高浓度柠檬酸活化整个阶段，NPK处理土壤磷的释放量均高于NPKM处理；而在低浓度柠檬酸处理前期，NPKM释放的磷量大于NPK，相关元素中仅与镁元素的释放一致，可见低浓度柠檬酸活化前期NPKM处理土壤磷的活化很可能来自镁磷。高浓度柠檬酸对灰漠土遗留磷的活化前期以无机Ca₈-P活化为主，后期以无机Ca₁₀-P活化为主。综上，柠檬酸可显著促进不同施肥处理灰漠土遗留磷的活化，鉴于灰漠土遗留磷的高活化潜力，可通过适当减量施肥及土壤磷高效利用管理等措施促进作物再利用。     

长江中下游甘薯氮磷钾肥施用效果与区域土壤养分丰缺指标研究

根据2009—2014年在长江中下游薯区实施的68个氮、磷、钾肥料用量田间试验结果，建立了基于养分丰缺指标法——肥料效应函数的甘薯氮、磷、钾施肥指标体系。结果表明：施用氮肥、磷肥、钾肥均对甘薯具有极显著的增产效果(P<0.01)；植薯土壤水解性氮含量的“高”、“低”指标分别为170 mg/kg和100 mg/kg，有效磷含量的临界指标为17 mg/kg，土壤速效钾含量“高”、“低”的指标分别为110 mg/kg和30 mg/kg；高产田块甘薯的氮、磷、钾肥最佳经济推荐施用量分别为N 125 kg/hm²、P₂O₅160 kg/hm²和K₂O 182 kg/hm²，中低产田块的氮、磷、钾肥最佳经济推荐施用量分别为N 155 kg/hm²、P₂O₅120 kg/hm²和K₂O 220 kg/hm²。     

土壤--泡桐体系中的养分含量及其在丛枝病发生中的作用

本文用对经和分析方法研究了土壤与泡桐叶中养分含量、相互关系及其在丛枝病发生中的作用。土壤中磷、铜、锌、铁和钾的比值呈极显著的正相关（r=0.918^**），表明土壤养分含量的多寡对泡桐丛枝病的发生起着十分重要的作用。土壤低的磷和高的铜含量以及磷钾、磷铜、磷锌、铜锌、铁铜和铁锰等元素间的拮抗作用，使得泡桐树体内钾和铜的含量过高，磷和锰的含量偏低，树体正常生长所需的磷钾、铜锰、铁锰比遭到破坏，引起代谢紊乱，导致泡桐树的抗病能力下降而患上丛枝病。