不同浓度螯合剂和浸提时间对土壤磷素提取效果研究

为确定螯合剂活化土壤磷素的最佳浓度和最优浸提时间,参考水肥一体化技术,在室内浸提条件下,研究了不同浓度(0,0.05,0.1,0.25,0.5,1.0g/L)乙二胺四乙酸(EDTA)和柠檬酸螯合剂(pH=4)在不同浸提时间(1,12,24,48,72h)下对粮田、菜田土壤和有效磷被钝化后菜田土壤中磷素提取效果。结果表明:EDTA和柠檬酸在粮田土壤上对磷素提取中最佳条件为螯合剂浓度0.05g/L,浸提时间12h。EDTA和柠檬酸在菜田土壤、明矾钝化和混合钝化(明矾∶白云石为1∶1)菜田土壤上提取磷素的最佳条件为螯合剂浓度0.5g/L,浸提时间12h;而在白云石钝化土壤中则为螯合剂浓度0.5g/L,浸提时间1h。总体来看,柠檬酸的活化提取磷素效果优于EDTA,尤其是在采用明矾和白云石钝化的土壤上。     

添加氧化镁和铵明矾对菜田高磷土壤活性磷的影响

为研究不同种类钝化剂对土壤磷素的固定效果,通过室内培养试验,向土壤中添加氧化镁、铵明矾及二者不同比例的混合物,研究其对土壤0.01 mol·L~(-1)CaCl_2浸提磷、0.5 mol·L~(-1)NaHCO_3浸提磷含量及磷素组分的影响。结果表明:与未钝化的对照处理相比,向土壤分别添加0.5%和2.0%(m/m)的氧化镁、铵明矾或其混合物培养45 d后,均显著降低了土壤CaCl_2浸提磷含量。添加氧化镁或铵明矾分别降低了87.8%(0.5%)、98.0%(2.0%)和44.4%(0.5%)、88.8%(2.0%)的CaCl_2浸提磷含量,而二者混合物的钝化效果明显弱于氧化镁。添加2.0%的氧化镁、铵明矾或其混合物对土壤NaHCO_3浸提磷含量降低明显,但氧化镁和铵明矾的混合物降低土壤NaHCO_3浸提磷的效果弱于铵明矾。对培养45 d后的土壤进行Hedley分组测定磷素组分发现,添加氧化镁或铵明矾显著降低了土壤H_2O浸提总磷和NaHCO_3浸提总磷含量,添加铵明矾显著增加了土壤中Na OH浸提总磷的含量。氧化镁、铵明矾和土壤活性磷不同的作用机理是导致氧化镁固定CaCl_2-P效果显著而铵明矾固定Olsen-P效果显著的主要原因。     

中国北方主要农区农田氮磷淋溶特征与时空规律

中国北方黑土区、潮土区和褐土区是我国农业主产区,大水大肥问题尤为突出,氮磷淋溶是全国典型的地下水污染来源。然而,中国北方主要农区农田氮磷淋溶特征和时空规律尚不清楚。本文利用田间原位监测和文献荟萃分析方法,系统分析了中国北方主要农区285个监测点年的4种主要种植模式(春玉米、冬小麦-夏玉米、露地蔬菜、保护地蔬菜)农田氮磷淋溶特征与时空规律。研究结果表明,中国北方4个主要种植模式的平均氮和磷淋溶强度分别为:保护地蔬菜117.5 kg(N)·hm~(-2)和0.74 kg(P)·hm~(-2),露地蔬菜51.7kg(N)·hm~(-2)和0.10kg(P)·hm~(-2),冬小麦-夏玉米轮作49.9kg(N)·hm~(-2)和0.07kg(P)·hm~(-2),春玉米30.7kg(N)·hm~(-2)和0.09kg(N)·hm~(-2)。与粮田相比,蔬菜田的高水肥投入决定了其较高的氮磷淋溶量。受土壤质地以及区域间水肥管理差异的影响,同一种植模式下,总氮淋溶强度为黑土区褐土区潮土区。农田氮磷淋溶年际间变化主要受降雨强度的影响,总氮淋溶量与降雨强度呈正线性相关关系,尤其前一年无淋溶事件发生背景下,下一年的淋溶量会急剧增加。空间尺度上,潮土区和褐土区是氮素淋溶的主要风险区。值得注意的是一些蔬菜种植面积尤其是保护地蔬菜种植面积占比较大的省份表现出较高的氮磷淋溶风险。综上,北方主要农区农田氮磷淋溶风险以氮为主,磷的淋溶风险也不容忽视。潮土区和褐土区是氮素淋溶的主要风险区。区域尺度上,氮磷淋溶主要来自粮田,但菜田面积越大,氮磷淋溶风险越高。     

供磷型土壤调理剂在酸性土壤应用效果研究

我国南方酸性土壤常存在交换性铝含量极高和磷素供应不足的问题,如何有效改良南方酸化土壤,提高土壤活性磷含量是个重要的问题。本文以南方酸性红壤为供试土壤,通过土壤培养试验和玉米盆栽试验探究了基于磷尾矿、磷酸镁铵和石灰等为主要原料的供磷营养型土壤调理剂对酸性土壤的改良效果和对玉米磷素养分利用的影响。采用添加不同原料比例和数量的土壤调理剂进行土壤培养,结果表明施用量在4~8 g/kg时,可使土壤pH升高1.1~1.6个单位,显著降低土壤交换性铝和有效铁含量,增加土壤交换性钙、镁和有效磷含量;盆栽玉米试验结果表明,与空白对照相比,施用C3配方土壤调理剂明显改善玉米苗期生长和植株磷素营养,但是土壤调理剂中辅料(白云石/石灰+膨润土)对促进磷酸二铵的肥效要明显优于土壤调理剂的供磷主料(磷酸铵镁+磷尾矿),说明在供磷方面主料的作用效果优于与辅料相混,辅料在增加土壤酸性改良效果的同时也钝化了主料中的磷素,该调理剂的配方需要进一步调整。      

螯合剂对不同磷源的释磷效应研究

了解螯合剂等肥料增效物质对不同磷源磷素释放效果的影响,可为全面认识螯合剂对磷素释放后在液相中的赋存形态提供依据。选取两种不同类型的土壤(酸性红壤和石灰性土壤)和五种磷酸盐矿物[磷酸氢二钙(DCP)、磷酸八钙(OCP)、羟基磷灰石(FA)、铝磷(Al-P)、铁磷(Fe-P)]作为磷源,通过实验室化学浸提试验,研究了螯合剂(EDTA-2Na)对不同磷源的磷素释放率和释放形态的影响。结果表明:(1)螯合剂对不同磷源磷素的释放均具有促进作用,且不同磷源的磷素释放率均随螯合剂浓度的增加而显著增加;(2)随着螯合剂浓度的增加,酸性红壤和石灰性土壤浸提液中钼酸盐非反应磷占总磷的比值均显著下降,DCP、OCP、FA浸提液中钼酸盐非反应磷占总磷的比例则显著增加,而Al-P和Fe-P浸提液中钼酸盐非反应磷占总磷的比例变化不大;(3)浸提液中的磷只有极少量以游离态磷酸根的形态存在,3.00 g·L~(-1)的DETA-2Na处理下,DCP、Al-P和Fe-P浸提液中游离态的磷酸根占总磷含量的比例分别仅为0.43%、1.12%、0.63%;(4)螯合剂对不同磷源磷素释放后,溶液中总磷与相应金属离子的摩尔比基本不变。     

施用土壤调理剂对酸性土壤中芝麻菜吸收砷的影响

选择亿鼎土壤调理剂、硅钙钾镁肥、木本泥炭3种土壤调理剂,采用酸性土壤进行盆栽试验,探究光照培养箱内不同土壤调理剂施用量(1.3 g · kg~(-1)和13 g · kg~(-1))对土壤砷的钝化效果及芝麻菜砷吸收的影响。结果表明:施用13 g · kg~(-1)亿鼎土壤调理剂、硅钙钾镁肥可显著提高土壤pH,而施用13 g · kg~(-1)木本泥炭显著提高了土壤有机碳含量。施加1.3 g · kg~(-1)木本泥炭时,土壤中有效态砷含量显著降低了5.17%。与不添加任何土壤调理剂的对照相比,3种土壤调理剂均能促进芝麻菜生长,施用1.3 g · kg~(-1)亿鼎土壤调理剂时芝麻菜地上部鲜质量最大,相比对照显著增加了51.3%,且施用土壤调理剂均能显著降低芝麻菜地上部的砷含量。     

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。     

化学和黏土矿物钝化剂对牛粪秸秆堆肥磷形态转化的影响

盲目施用粪肥导致农田土壤磷素(P)积累和产生的面源污染等环境风险已引起人们的重视。该文通过在牛粪秸秆堆肥过程中,添加质量分数2.5%的化学物质或黏土矿物2类磷素钝化剂,研究其对磷素形态转化的影响。结果显示,和对照相比,添加氧化钙、氧化镁、硫酸亚铁和明矾可明显降低堆肥产品中磷素的活性,水溶性磷(water extract phosphorus,WEP)占总磷(totalphosphorus,TP)百分比分别为:38.0%、60.2%、58.8%、28.9%;添加蛭石和沸石使堆肥产品中WEP占TP百分比分别下降11.7%、17.3%。第35天堆肥样品的Hedley磷分组结果显示,添加氧化钙和氧化镁主要促进了H_2O-Pi向更稳定态的NaHCO_3-Pi、HCl-P(Pi和Po)、残余态-P转化;添加硫酸亚铁和明矾主要促进了H_2O-Pi向更稳定态的NaOH-P(Pi和Po)、残余态-P转化。添加黏土矿物钝化剂均略微促进了不稳定态磷H_2O-Pi和NaHCO_3-Pi向稳定态磷HCl-Pi转化。堆肥结束时添加MgO明显提高了堆体的pH值,其他处理均对pH值影响较小。综合来看硫酸亚铁、明矾、沸石和蛭石依次为较好的磷素钝化材料。