土壤磷素分级方法研究评述

讨论了土壤磷素形态和有机磷有效性研究进展,分析了传统土壤磷素分级方法局限性,综述了土壤磷素分级方法的研究进展,特别详细地描述了Hedley法和Guppy法。     

石灰性土壤无机磷分级方法的应用

土壤磷素形态的分级,对研究磷素形态转化及有效性,对了解土壤供磷状态,指导磷肥的合理施用等都是极其重要的。石灰性土壤无机磷的分级,过去一直沿用张守敬等(1957)的方法^[1],但该法对石灰性土壤中占主要成份的Ca-P没有从有效性上进一步分级。     

中亚热带不同植被恢复阶段林地土壤磷库特征

以湘中丘陵区檵木—南烛—杜鹃灌草丛(LVR)、檵木—杉木—白栎灌木林(LCQ)、马尾松—柯(又名石栎)—檵木针阔混交林(PLL)、柯—红淡比—青冈常绿阔叶林(LAG)4种林地为对象,采用Tiessen和Moir修正后的Hedley磷(P)分级方法,研究不同植被恢复阶段林地土壤P各分级组分含量及其组成比例。结果表明:随着植被恢复,同一土层全磷(TP)、总无机磷(Pi)、总有机磷(Po)含量增加,NaHCO_3-Pi、NaOH-Pi、HCl-Pi和NaHCO_3-Po、NaOH-Po属于快速积累型,Residual-P属于缓慢积累型,Resin-Pi属于稳定型;不同植被恢复阶段林地土壤Pi以NaOH-Pi为主,Po以NaOH-Po为主,土壤P以Residual-P和Po为主;随着植被恢复,同一土层Po含量占TP的百分比增加,Pi先增加后减少,而Residual-P逐渐下降;不同林地土壤TP及P各分级组分含量均随着土壤深度增加而降低;随着植被恢复,群落植物多样性、群落生物量和凋落物层养分含量及质量的变化显著影响着土壤P各分级组分的含量及其组成比例。     

土壤有机磷分级研究进展

大多数土壤的有机磷（P_o）占全磷30% ~ 65%,矿化后可被植物直接利用,成为生态系统生物有效磷重要来源。准确测定P_o形态组成及矿化速率是科学利用土壤P_o库的基础。本文目的是对目前常见土壤P_o形态组成和矿化速率测定技术的优缺点、适用范围进行总结分析,为研究人员选择合适测定技术提供依据。搜集并分析近20年来中国知网和Web of Science数据库中92篇关于P_o形态组成与矿化速率方法研究论文。介绍了3种常用P_o形态测定技术（连续分级法、酶水解法和核磁共振法）和近年来兴起的3种P_o矿化速率测定技术（同位素稀释技术、连续观测－差减法和模型法）的基本原理,分析了几种技术适用范围、主要优缺点和互补性。尽管目前仍无针对土壤P_o形态组成和矿化速率“最佳”测定方法,但是,研究人员可根据待测土壤理化性质和实验目的选择“合适”的测定技术。提出未来应在酶水解技术标准化、¹³C和³¹P核磁共振技术联用、发展包含植物因素P_o矿化速率测定技术、联用形态和矿化速率测定技术等方面开展深入研究。     

酸性土壤磷分级新方法建立与生物学评价

土壤磷分级方法可用于估算土壤有效磷数量、不同土壤磷组分库数量及其对土壤有效磷的补充能力。以云南赤红壤、黄红壤及湖北棕红壤为供试材料,运用张守敬方法、蒋柏藩方法及本文提出的新方法,对三种酸性土壤和其石灰改良后的土壤磷进行分级研究,探讨石灰改良对酸性土壤磷组分数量及其生物有效性的影响。结果表明:Ca2-P、Al-P和Fe-P是酸性土壤主要的有效磷源,O-P(闭蓄态磷)也是潜在有效磷源,土壤中活性有机磷库相对比较稳定,可转化为高活性有效磷源供植物吸收利用。与两种经典磷分级方法相比,新方法将O-P划分为O-Al-P和O-Fe-P,O-Fe-P较好地反映了石灰处理与对照之间的土壤磷植物有效性差异。     

连续施用解磷菌肥对复垦土壤磷酸酶和Hedley磷形态的影响

为了研究增施解磷菌肥对土壤供磷状况的改善和土壤中磷有效性的提高状况,通过田间小区试验研究了连续施用解磷菌肥对复垦5年土壤碱性磷酸酶活性及Hedley磷形态的影响。结果表明:施用无机肥+有机肥+解磷菌肥处理的土壤碱性磷酸酶活性最高,为30.65μg/(g·h),比对照提高了83.86%。本试验年与第3年复垦土壤相比,土壤中Hedley磷形态的含量都有不同程度的增加,H_2O-Po含量以无机肥+有机肥+解磷菌肥处理为最高,比对照提高了93.90%;NaOH-Pi、HCl-Pi、HCl-Po含量以无机肥+解磷菌肥处理最大,分别比对照提高了194.2%、61.87%、105.8%;残渣态磷含量以无机肥处理影响最大,比对照提高了22.87%;H_2O-Pi、NaHCO_3-Po含量以有机肥处理最大,比对照提高了129.2%、85.89%;NaHCO_3-Pi、NaOH-Po含量以有机肥+解磷菌肥处理提高最大,分别提高了176.9%、114.4%。可以得出:施用解磷菌肥的处理增加复垦土壤中H_2O-Po、NaHCO_3-Pi、NaOH-Pi、NaOH-Po、HCl-Pi、HCl-Po含量的效果较好。H_2O-Pi、H_2O-Po、NaHCO_3-Pi、NaHCO_3-Po、NaOH-Pi、NaOH-Po、HCl-Pi与碱性磷酸酶均呈极显著相关。解磷菌肥在一定程度上增强了复垦土壤碱性磷酸酶活性,影响土壤中Hedley磷分级的各形态磷素含量,从而提高磷的有效性。     

赤红壤有效磷分级指标的研究

用盆栽试验方法得到玉米幼苗干物质相对积累量与赤红壤土壤有效磷含量的关系曲线可以用一元二次响应方程来拟合,土壤Olsen P含量的响应方程为:y=-0.4831x2+13.88x+2.664,决定系数为0.9555**;土壤Mehlich 3 P含量的响应方程为:y=-0.2621x2+9.4821x+18.891,决定系数为0.9400**。赤红壤区的土壤有效磷分级指标为:Olsen P,小于4.0 mg kg-1为"极低",4.0~6.8 mg kg-1为"低",6.8~10.5 mg kg-1为"中",大于10.5 mg kg-1为"高";Mehlich 3 P,小于3.6mg kg-1为"极低",3.6~7.5 mg kg-1为"低",7.5~12.0 mg kg-1为"中",大于12.0 mg kg-1为"高"。     

施肥对采煤塌陷区复垦土壤理化性质和磷分级的影响

以山西省晋城市采煤塌陷区复垦土壤为研究对象,连续3年定位施肥研究施用有机肥(M)、无机肥(NPK)、有机肥+无机肥(NPK+M)对土壤理化性状、土壤磷分级的影响。结果表明:试验结束后,不同施肥处理土壤的pH、容重、全氮、全磷含量差异均不显著;单施有机肥处理的有机质含量显著高于单施化肥处理;有机肥+无机肥处理土壤速效磷含量高于其余处理,但处理间差异不显著。有机肥+无机肥处理能够明显提高土壤无机磷组分Ca_8-P含量;不同施肥处理均显著提高了Fe-P,处理间差异不显著;各处理的O-P、Ca_(10)-P增幅不明显;对照处理的不同无机磷组分含量总体保持下降趋势,其中Ca_8-P、Fe-P降幅较为明显。有机肥处理对活性、中活性组分,有机肥+无机肥处理对活性、中稳性有机磷效果明显,无机肥对有机磷组分效果不显著。相关性分析表明,Ca_2-P、Ca_8-P、Al-P、Fe-P、中活性、中稳性有机磷与速效磷均呈显著正相关性,Ca_8-P、中活性有机磷与速效磷极显著相关。     

土壤磷提取方法评价

综述关于土壤有效磷的各种提取方法，并就不同浸提溶剂和测试方法的限制因素进行评价。据近十多年的研究认为：Ｍｅｃｈｌｉｃｈ－３法和Ｏｌｓｅｎ法较适用于土壤有效磷的常规检测，而钙质土则以ＡＢ－ＤＴＰＡ法较好。在有机质含量高的土壤中由于Ｏｌｓｅｎ法所用浸提溶剂能与有机质形成有机复合物而使钼兰显色受干扰，从而降低该法的应用效果。     

未开垦干扰黑土土壤磷素形态垂直分布特征

以典型黑土区未经干扰的天然次生林土壤为研究对象,采用修正的Hedley分级方法,研究了0~190 cm土壤剖面中不同磷素形态的分布特征。结果表明:未开垦干扰黑土土壤剖面有机磷含量高于无机磷,不同形态磷素含量以中活性有机磷Na OH-Po比重较大,占土壤全磷总量的50.78%,而活性磷H2O-Pi、Na HCO3-P含量及分别占土壤全磷总量的比重较低;垂直空间上,土壤各磷素形态含量以0~10 cm土层含量显著高于其他土层(P0.05),并且除Na OH-Po除外,其他磷组分随土壤深度的增加均表现为0~70 cm土层范围内逐渐降低,之后先增加后下降的一致性变化规律;相关分析表明,不同形态磷素与土壤有效磷均呈显著的相关关系,均可以作为植物吸收利用磷素的重要来源,其中Na HCO3-Pi、Na OH-Pi和Na OH-Po对有效磷的贡献较大。研究结果可为黑土区土壤磷素有效性评价提供本底值参考。     

Bowman-Cole石灰性土壤有机磷分组法的改进

本文研究了Bowman-Cole土壤有机磷分组法应用于石灰性土壤存在的若干问题,并提出了改进法。改进法的四组土壤有机磷(P0)的分组为:在氯仿预处理土样后用0.5molL-1NaHCO3浸提活性P0;然后,先用0.05molL-1NaOH、后用1molL-1H2SO4处理残余土样浸提中度活性P0,0.05molL-1NaOH提取的无机磷和1molL-1H2SO4提取的有机磷属于中度活性P0;在氯仿和0.5molL-1NaHCO3处理后,用0.05molL-1NaOH浸提稳定性P0,把浸提液的酸度调至pH3.00时,上清液中的有机磷为中度稳定性P0,而沉淀中的有机磷为高稳性P0。结果表明,改进法能更好地区分具有不同矿化率的有机磷化合物,例如,核酸、甘油磷酸、植酸钙、肌醇三磷酸铁、植酸铁等。改进法增加了超声波处理,使震荡时间也明显缩短。因此,石灰性土壤有机磷分组的改进法比Bowman-Cole法更理想。     

调控措施对滨海盐渍土磷素形态及作物磷素吸收的影响

滨海盐渍化土壤存在磷素有效性低的问题。本试验采用根袋法盆栽试验,共设不施磷肥、常规磷肥、磷肥+生物质炭、磷肥+腐殖酸、磷肥+商品有机肥5个处理,分析不同调控措施对非盐渍土、轻度盐渍土和中度盐渍土有效磷含量、磷素形态以及大麦磷素吸收利用的影响。结果表明:①盐碱障碍降低根区内外土壤有效磷含量,表现为非盐渍土>轻度盐渍土>中度盐渍土。添加生物质炭能显著提高轻度、中度盐渍土根区内外土壤有效磷含量,较常规磷肥对照处理分别提高40.72%、84.80%。②盐碱障碍降低大麦产量,抑制地上部对磷素的吸收,不同调控措施均能促进盐渍土上大麦对磷素的吸收,提高磷肥利用率。轻度盐渍土上不同调控措施的增产效果不显著,中度盐渍土上添加生物质炭处理显著提高大麦产量,较常规磷肥对照处理提高63.20%。③盐碱障碍降低土壤活性无机磷、NaOH-Pi、NaHCO₃-Po、NaOH-Po比例,增加HCl-Pi比例。添加生物质炭处理能显著提高盐渍土活性无机磷比例,提高土壤磷的有效性。添加生物质炭和商品有机肥处理对中度盐渍土上HCl-Pi比例的降低效果优于轻度盐渍土。     

退耕还湖后不同植被群落湿地土壤剖面磷素形态分布特征

对菜子湖退耕还湖区不同植被群落(苔草、芦苇和酸模)下湿地剖面土壤进行分层采样,分析了土壤剖面有机磷(orP)、无机磷(inP)及无机磷组分铝磷(Al-P)、铁磷(Fe-P)、闭蓄态磷(O-P)和钙磷(Ca-P)的含量,探讨了植被群落对退化湿地生态恢复后土壤剖面磷素形态分布特征的影响。结果表明:研究区土壤剖面磷素以无机磷为主(301.94～645.17mg/kg)占全磷含量的52.59%～84.64%;除酸模群落下0～6cm土层外,土壤剖面有机磷含量范围为78.40～254.27 mg/kg。土壤剖面无机磷组分以钙磷和铁磷为主,分别占无机磷总量的29.67%～67.58%和21.90%～52.29%。除酸模群落下0～6 cm土层外,3种植被群落下土壤无机磷含量均随着剖面深度增加而增加,而有机磷含量则随着剖面深度增加先急剧降低后逐渐升高;土壤铝磷和铁磷含量总体上均随着剖面深度增加而降低;除酸模群落下0～6 cm土层土壤闭蓄态磷外,其他土壤剖面闭蓄态磷和钙磷含量总体均随着剖面深度增加而升高。研究区3种植被群落下土壤铝磷、铁磷和有机磷存在表聚现象,酸模群落下土壤剖面表现最为显著。研究区植物对土壤磷素吸收利用是磷素形态转化和表聚的驱动力,而钙磷是各形态磷表聚的主要来源。     

土壤速效氮磷钾测定进展

本文就过去大约二十年来土壤速效氮磷钾的测定方法的进展做一综述。主要进展表现在硝态氮测定中水杨酸法、试纸法、氮测定中梅森瓶法、磷测定中孔雀绿法的应用及依据不同原理的流动分析方法等方面。     

长期轮作施肥对棕壤磷素形态及转化的影响

对沈阳地区棕壤定位试验地各施肥处理土壤按Hed ley等建议的分级方法进行测定。结果表明,棕壤磷中残留态含量最高,无机磷主要以NaOH-P i和HC l-P i形态存在,有机磷主要以NaOH-Po形态存在,NaHCO3-Po在各组分中所占比例最小。施用有机肥能明显增加潜在活性有机磷(NaOH-Po)的数量。1.0mol L-1HC l浸提的Ca-P i存在着缓慢的动态转化过程,是棕壤中的潜在磷源。     

影响土壤磷有效性变化作用机理

土壤磷有效性对植物生长以及磷的生态系统生物循环过程具有重要意义,一直以来也是国内外磷素研究的重点之一,文章综合介绍了土壤环境中影响磷有效性的一些因子及其作用机理,以期为系统的认识土壤中磷的有效性的变化提供借鉴。     

外源磷添加会增加不同年限稻田磷素生物有效性

为明确不同数量外源磷添加对稻田磷生物有效性组分的影响，以江西鹰潭孙家小流域内新稻田(NP, 2 ~ 3 a)、中期稻田(MP, 20 ~ 30 a)和老稻田(OP, 400 ~ 500 a)为研究对象，基于不同浓度外源磷[0 (CK)、125 (P1)、250 (P2)、500 (P3)、625 (P4)、750 (P5) mg?kg-1（以P计）]添加的淹水培养实验(0 ~ 80 d)，采用模拟生物活化的磷素分级方法(BBP法)，分析了淹水条件下外源磷添加后稻田BBP组分磷的增量(?)动态变化，探讨了各组分磷增量的相关关系及影响因素。结果表明：淹水条件下，稻田有效磷(Bray-P)及BBP组分磷增量随磷添加量的增加而显著增加。BBP组分磷增量由小到大依次为：氯化钙磷增量(?Ca-P)、酶提取磷增量(?En-P) 、柠檬酸磷增量(?Ci-P)、盐酸磷(?HC-P)。培养15天时，新稻田?Ca-P 与?Ci-P达到最大值；培养60天时，中期稻田?Ca-P 、?En-P 、?HC-P 及?Bray-P达到最大值；而老稻田中各组分磷随时间变化不明显。通径分析表明：外源添加磷对新稻田和老稻田?Bray-P有显著直接正效应。外源磷添加虽能显著增加稻田磷素生物组分有效性，但其增量最大值的出现时段不同，新稻田与中期稻田中生物有效磷增量最大值分别出现在磷添加后的第15天与60天，因此，适时适量地施用磷肥对稻田磷素肥力提升与稻田磷素流失风险管控具有重要意义。     

Phosphorus fractionation in lowland tropical rainforest soils in central Panama

Phosphorus availability is commonly assumed to limit productivity in lowland tropical rainforests, yet there is relatively little information on the chemical forms of soil phosphorus in such ecosystems. We used the Hedley sequential fractionation scheme to assess phosphorus chemistry in five soils supporting tropical rainforest on Barro Colorado Island, Republic of Panama. The soils represented a range of orders (Inceptisols, Alfisols, and Oxisols) formed on contrasting geological substrates and topography, but under uniform climate and vegetation. Total phosphorus in surface horizons ranged between 315 and 1114 mg P kg^− 1, being lowest on a soil derived from marine sediments and highest on soils derived from andesite. The majority of the phosphorus occurred in recalcitrant forms, although between 14% and 39% occurred as organic phosphorus. Readily-available phosphate, as extracted by anion-exchange membranes, occurred in small concentrations (4–13 mg P kg^− 1), although labile phosphorus, defined as phosphate extracted by anion-exchange membrane plus inorganic and organic phosphorus extracted by 0.5 M NaHCO₃, accounted for between 4.7% and 11.4% of the total soil phosphorus. Our results indicate a strong control of geology and topography on soil phosphorus in tropical rainforests, which may have important implications for understanding the diversity and distribution of plant species in such ecosystems. Further, some of the most common soils on Barro Colorado Island, including those on the 50 ha forest dynamics plot, are rich in phosphorus despite their relatively advanced stage of pedogenesis.