畜禽粪便中磷释放运移特征

随着畜禽粪便农田施用量的增加,畜禽粪便中磷流失也越来越引起人们的重视。采用取样分析和室内土柱模拟的方法,研究了猪粪和鸡粪中磷在水、0.5mol·L^-1NaHCO3和土体中的释放运移特点。结果表明,猪粪经H2O和NaHCO3连续提取后,H2O提取液中无机磷（P）i占猪粪全磷（TP）的21.58%,NaHCO3提取液中Pi占猪粪TP的28.92%;鸡粪经H2O和NaHCO3连续提取后,H2O提取液中Pi占鸡粪TP的18.09%,NaHCO3提取液中Pi占鸡粪TP的17.88%;施用猪粪和鸡粪处理土柱淋溶液中水溶性总磷（TDP）、水溶性无机磷（DRP）和水溶性有机磷（DOP）浓度均随着淋溶次数的增加呈先上升后降低的趋势,施用猪粪处理磷释放速率比施用鸡粪处理快;大量施用猪粪和鸡粪后,0～30cm土体中土壤全磷（TP）和0～60cm土体中土壤速效磷（Olsen-P）的含量显著增加。     

施加粪肥对潮土有机磷形态转化的影响

施加粪肥是提高土壤肥力的重要措施,为了解粪肥磷在潮土中的化学行为,通过室内培养试验,采用NaOH-EDTA 浸提和 31P 核磁共振技术分析比较了鸡粪、牛粪及施肥后土壤中的磷形态及含量,并研究了施肥对潮土有效磷的影响。结果表明,粪肥磷主要以无机态形式存在,2 种粪肥的有机磷形态及含量有明显不同,肌醇六磷酸在鸡粪中的含量明显高于牛粪。粪肥施加到潮土后丰富了土壤有机磷的形态。随时间延长,潮土中各形态磷发生相互转化,以肌醇六磷酸为主的正磷酸单酯含量明显降低,核酸等正磷酸双酯显著升高。鸡粪处理的土壤有效磷含量逐渐升高,牛粪处理则表现出相反的趋势。施加粪肥后,土壤有效磷呈现不同的变化规律可能是无机磷在土壤中固定或沉淀,有机磷矿化和无机磷被微生物固持这三方面综合作用的结果。     

外源草酸影响下植酸酶对土壤磷素的活化效果

通过室内培养,采用Hedley修正体系磷素分级的方法,阐述了外源草酸影响下,植酸酶对土壤中磷素的活化效果。结果表明:同时施入草酸与植酸酶处理可提高土壤有效磷含量,显著高于空白、单施草酸或植酸酶的处理。从磷素各组分看,同时施入草酸与植酸酶处理能够显著提高土壤中水溶态磷(H2O-P)、活性无机磷(NaHCO3-Pi)、中等活性无机磷(NaOH-Pi)和中等活性有机磷(NaOH-Po)含量,均随着培养时间的延长而不断上升,在第40 d上升至最大值,与空白对照比较,分别高37.76%,21.14%,15.52%,24.44%;草酸+植酸酶处理的土壤,除NaHCO3-Pi外,其他活性高的磷含量均高于植酸酶处理;施入植酸酶各处理的土壤磷石灰型磷以及残留态磷含量均低于空白对照及草酸处理,且随着培养时间的延长其含量下降,到第40 d开始逐渐趋于平稳,此时,草酸+植酸酶处理磷石灰型磷以及残留态磷含量分别比培养前降低了28.71%与32.56%。得出结论,在外源草酸影响下,植酸酶可使土壤磷由活性低的组分转化为活性较高的组分,从而提高磷素的利用率。     

天鹅湖泻湖表层沉积物中各形态磷的空间分布特征

以山东半岛天然泻湖—荣成天鹅湖为研究对象,研究了表层沉积物中总磷、各形态无机磷、有机磷的含量水平及空间分布特征,明确了不同湖区沉积物磷的潜在生物可利用性,并对各形态磷与磷酸酶的相关性进行了分析。结果表明,天鹅湖表层沉积物总磷含量变化在236.9~689.7 mg kg-1之间;在大多数样点,无机磷含量高于有机磷,钙结合态磷是无机磷的主要存在形式。有机磷含量变幅为40.57~198.7 mg kg-1,中等活性和非活性有机磷之和占有机磷总量的90%以上。相关性分析表明,有机磷与无机磷、铁铝结合态磷、总磷呈极显著相关关系,碱性磷酸酶与总磷、有机磷、铁铝结合态磷等呈极显著相关(P0.01)。天鹅湖沉积物的总磷及各形态磷含量存在较大的空间差异性,其中西北部和东北部铁铝结合态磷、生物可利用磷和活性有机磷含量均较高,说明此湖区沉积物中的磷具有较大生物可利用性。     

外源性碳磷输入对宁夏灌淤土磷素变化的影响

以宁夏引黄灌区水旱轮作种植模式为背景,以灌淤土为研究基础,采用室内培养法研究水旱轮作淹水培养90 d后灌淤土磷素的演变特征。结果表明,与对照相比外源性鸡粪、秸秆生物炭和磷肥添加均显著提高了灌淤土全磷、有效磷含量,增幅在6.4%～165.2%之间,输入外源性鸡粪与对照相比土壤Ca-P提升了88.4%,且随施磷水平增加无机磷(Pi)占土壤总磷比例提高。输入外源性秸秆生物炭显著增加土壤O-P含量,与施磷量的高低差异不显著,添加外源性鸡粪土壤全磷、有效磷含量较秸秆生物炭提升45.9%和45.4%。施用外源性鸡粪和秸秆生物炭前者较后者无机磷总量增加176.1 mg/kg,增幅34.5%,但无机磷占全磷相对比例后者较前者平均提高了8.5%,这可能与外源性鸡粪和秸秆生物炭对土壤全磷增量大小不同有关。     

体外透析法评定饲料磷的透析率及其可透析磷预测模型研究

采用体外透析法测定了19种植物性饲料和2种混合饲粮磷的透析率,考察了饲料总磷、植酸磷和植酸酶与透析率之间的关系,建立了体外法预测饲料可消化磷的数学模型。结果表明:外源植酸酶的添加可以显著提高磷的透析率,且这种作用对内源植酸酶含量低的饲料效果更加明显;从绝对值看,体外法测得的透析率比真消化率低,但体外法可以较准确地比较不同饲料有效磷的高低;用于预测饲料可透析磷的方程为:Y=-0.725+0.566×总磷(g/kg)-0.35×植酸磷(g/kg)+0.0044×植酸酶(g/kg)(R2=0.918,RSD=0.207,P<0.001);可以通过体外法与体内法建立的回归模型来预测饲料真可消化磷的含量,预测方程为:真可消化磷(g/kg)=0.542+1.017×可透析磷(g/kg)(R2=0.899,RSD=0.261,P<0.0001)。     

双功能域β- 折叠桶植酸酶提高土壤有效磷含量研究

农业生产中过度使用无机磷肥引发了土壤板结等一系列问题,因此有必要寻找一种替代的可持续的磷肥来源。土壤有机磷主要以植酸的形式存在,植物不能直接吸收和利用。植酸水解释放植酸磷可提供一个生态友好型的解决方案。通过向土壤中添加来自Bacillus sp.HJB17 的双功能域β- 折叠桶植酸酶(phyHT),研究其在土壤中的稳定性,探究phyHT 提高土壤有效磷含量、改善土壤理化性质以及促进植物生长的作用效果。结果显示,在湿润土壤中,土壤微生物对phyHT 影响很小,phyHT 可在较宽的温度(20 ～ 40℃)和pH 值(6.0 ～ 9.0)范围内稳定存在12 h 并发挥高效催化功能。外源性添加phyHT 后:(1)土壤植酸含量减少了17.00%,有效磷含量增加了22.52%;(2)土壤pH 下降,电导率上升,CaCO3 含量降低了3.55 个百分点,土壤有机质、铵态氮和速效钾含量分别增加了10.54%、18.38% 和27.49%;(3)小麦幼苗生长长度、干物质积累量以及芽、根部组织全磷含量均显著增加。因此,外源性添加phyHT 能够促进土壤植酸水解,增加土壤有效磷含量,提高土壤磷素有效性,同时,在一定程度上改善土壤理化性质,促进植物生长。     

外源植酸酶对土壤有机磷组分含量的影响

采用室内培养的方法,研究了不同用量外源植酸酶在不同培养时期对土壤有机磷组分及数量的影响。结果表明,添加外源植酸酶各处理在各培养时期土壤活性和中等活性有机磷的含量和比例均高于对照,各处理间呈极高量>高量>中量>低量>对照,其含量随培养时间的延长呈增加趋势,至培养第40 d达最高值;而中稳性和高稳性有机磷含量均低于对照,各处理间呈极高量<高量<中量<低量<对照,其含量随培养时间的延长呈减少趋势,至培养第40 d达最低值;添加外源植酸酶各处理的有机磷总量均低于对照,并随植酸酶添加量的增加而减小。外源植酸酶可以促进土壤稳定性有机磷向活性有机磷转化,乃至向无机磷转化,从而提高了土壤有机磷素的有效性。     

无机有机肥磷配施对作物产量及土壤磷形态变化

采用盆栽模拟生物试验,研究等量施磷条件下无机有机肥磷不同配比处理对作物产量及土壤磷形态的影响.结果表明:无机肥磷:有机肥磷为80∶20的处理较100∶0处理前两季小麦和水稻产量略低,后两季小麦和大豆产量显著增高;80∶20处理的土壤活性有机磷和中等活性有机磷含量分别比100∶0处理增加60.0％和51.7％; 80:20处理的铁磷和闭蓄态磷含量较100∶0处理显著降低,铝磷和钙磷含量变化不大;80∶20和70∶30处理的土壤微生物生物量碳、磷含量均显著高于100∶0处理.因此,80∶20处理是本试验条件下无机有机肥磷配施的最佳比例,可为农业生产上提供借鉴.     

闽江口湿地沉积物各形态磷分布特征及风险评价

为探究湿地植被、理化性质等对沉积物磷的各赋存形态的影响,评价闽江口湿地污染程度和潜在环境风险。2017年在闽江河口湿地由陆向海选取4个采样点,用SMT法提取各形态磷,测定分析了闽江口湿地沉积物各形态磷变化规律并进行风险评价。结果表明:沉积物中有机磷含量为0.176～0.369mg/g,约占总磷的32.03%;而无机磷含量为0.308～0.666mg/g,占总磷66.49%;总磷含量为0.491～0.998mg/g,其污染指数为0.819～1.618,总体上为轻度污染。各形态磷在不同植被类型沉积物中含量分布不同,其中沉积物有机磷含量芦苇最高,扁穗莎草最低;无机磷中的钙磷含量则是互花米草最少,短叶茳芏和扁穗莎草明显高于其他植被类型;而铁铝磷含量是互花米草远高于其他植物;因总磷受无机磷影响较大,以致无机磷含量与总磷含量分布相似,均是扁穗莎草最高,芦苇最低。沉积物中钙磷与容重呈极显著负相关,与含水率呈极显著正相关,有机磷含量与有机质呈极显著正相关;总磷与含水率呈极显著正相关,与电导率呈显著负相关。以上现象可能由植被类型与生长阶段、理化性质、陆源物质、水文环境、凋落物、人类生产活动等多个因素的综合作用所导致。     

塑料大棚内长期施肥对菜田土壤磷素组成及其含量影响

对塑料大棚内自1988年开始的蔬菜施肥长期定位试验田土壤磷索组分和含量进行了研究.结果表明,除了长期单独施用氮肥引起耕层土壤全P、有效P降低外.其他施肥处理均能提高土壤中全P和有效P含量.长期施用有机肥土壤闭蓄态P(O-P)含量最高.占无机P总置的35%～47%;不施有机肥土壤磷酸钙(Ca-P)含量最高,占无机P总量的29%～39%.施用有机肥可以显著提高土壤有机P总量,有机肥组各处理土壤活性有机P和中等活性有机P含量均显著高于不施有机肥组各对应处理,而稳定性有机P和高稳定性有机P含量则低于不施有机肥组.长期施用磷肥会增加土壤中无机P积累,且有效性较高的Ca-P、磷酸铝(Al-P)积累程度高于较稳定的O-P、磷酸铁(Fe-P),土壤有效P含量与各组分无机P及其总量、活性有机P、中等活性有机P及有机P总量呈显著正相关.而与稳定性有机P、高稳定性有机P和全P含量的相关性不明显.因此,长期施用有机肥和磷肥能够改变土壤磷索组成.提高磷素有效性.     

不同有机肥中Cu、 Zn在农田土壤中的有效性与形态归趋

【目的】畜禽粪便有机肥的施用是造成我国农田土壤重金属污染的重要原因之一。本文选用两种典型规模化养殖场畜禽粪便有机肥,研究其在石灰性土壤和酸性土壤上施用1年后Cu、 Zn的有效性和形态归趋,为客观评价畜禽粪便有机肥中重金属进入土壤后的环境行为和生态风险提供理论依据。【方法】采用温室土壤培养试验,在石灰性土壤和酸性土壤上分别设对照(CK)、 施2%鸡粪(CM2%)、 施5%鸡粪(CM5%)、 施与CM2%、 CM5%含等量Cu、 Zn的重金属无机盐溶液(CS2%、 CS5%)、 施2%猪粪(PM2%)、 施5%猪粪(PM5%)、 施与PM2%、 PM5%含等量Cu、 Zn的重金属无机盐溶液(PS2%、 PS5%)9个处理,每个处理设3次重复,在温室条件下培养1年。测定土壤pH值, EDTA提取有效态Cu、 Zn以及采用改进Tessier连续提取法提取的各形态Cu、 Zn的含量,分析鸡粪、 猪粪及等量无机盐溶液中Cu、 Zn进入土壤后的有效性和形态归趋。【结果】施用鸡粪和猪粪1年后,石灰性土壤的pH值降低,酸性土壤的pH值升高,施用5%猪粪时石灰性土壤pH值降低了0.23个单位,酸性土壤pH值升高了0.87个单位。施入鸡粪、 猪粪1年后,石灰性土壤中有效态Zn和酸性土壤中有效态Cu、 Zn含量显著增加,施用5%猪粪时酸性土壤中有效态Cu含量增加了1.95倍,施用5%鸡粪时2种土壤中有效态Cu的含量均显著低于等量无机盐。施用鸡粪和等量无机盐后,2种土壤中交换态和有机结合态Cu的含量显著增加,交换态、 碳酸盐结合态、 有机结合态和铁锰氧化物结合态Zn的含量显著增加; 施用猪粪和等量无机盐后,2种土壤中交换态、 铁锰氧化物结合态和有机结合态Cu的含量显著增加,碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态Zn的含量显著增加。【结论】施用鸡粪、 猪粪提高了石灰性土壤中Zn和酸性土壤中Cu、 Zn的有效性,高用量条件下鸡粪中Cu的有效性低于等量无机盐。1年后, 通过畜禽粪便有机肥带入2种土壤中的Cu 主要以交换态和有机结合态的形式存在,Zn则主要以碳酸盐结合态、 铁锰氧化物结合态和有机结合态的形式存在。2种土壤上有机肥带入的Cu、 Zn转化为铁锰氧化物结合态的比例低于等量无机盐,2种有机肥带入2种土壤中的Cu转化为交换态和有机结合态的比例高于等量无机盐。鸡粪带入的Zn转化为交换态的比例在酸性土壤中低于等量无机盐,但在石灰性土壤中则高于等量无机盐。     

黄土高原旱地长期施肥条件下土壤有机磷的变化

采用Bowman和Cole提出的有机P分组方法,对长期施肥条件下土壤有机P的组成变化以及有机P及其组分与有机质、速效P的关系进行研究。结果表明,活性、中等活性、中等稳定性、高等稳定性有机P分别占有机P总量的 80.2%、9.8%、9.0 %、和2.0 %。有机无机肥配施可明显增加土壤有机P及活性、中等活性有机P、中等稳定性有机P含量,减少高等稳定性有机P含量。施肥对有机P各组分剖面分布规律影响不大。活性、中等活性有机P与速效P、有机质、有机P总量呈显著正相关,中等稳定性、高等稳定性有机P与速效P、有机质不相关。     

不同用量有机肥对陇东旱塬黑垆土磷素形态转化及有效性的影响

以覆盖黑垆土土壤为材料,研究了不同用量有机肥对土壤磷素有效性及不同形态无机磷含量的影响。结果表明:在陇东旱塬黑垆土上施肥能够增加全磷、有效磷含量,有机肥增加效果更明显,且随有机肥施用量的增加而增加。无磷肥输入的氮肥处理区,活性较强的Ca_2-P、Ca_8-P、A1-P和Fe-P含量都有所降低,而较稳定态的O-P和Ca_(10)-P含量则有所提高。与CK相比,有机肥处理随有机肥用量的增加,Ca_2-P、Ca_(10)-P、A1-P含量表现为增加,而Ca_8-P、Fe-P、O-P则相反。同时Ca_2-P与有机质、有效磷显著正相关,与p H值显著负相关。因此,在本试验条件下,从有效态的Ca_2-P和难溶性的Ca_(10)-P含量变化来看,在施等量氮的基础上配施农家肥60 000 kg·hm~(-2)更有利于活化土壤磷和减缓磷吸附,从而提高磷素的有效性。     

Extraction of organic phosphorus in Andosols by various methods

The amounts of inorganic (P_i) and organic (P_o) phosphorus extracted by the Truog, Bray II, Olsen, and Citrate methods, in upland soils consisting of three Andosols and a Yellow soil, with different levels of fertilization were determined. In the soils subjected to the application of both chemical fertilizers and organic matter, the amount of Po extracted by the respective extraction methods was much smaller than that of P_i. Especially, in the Andosol with yearly addition of manure for 28 y, the amount of extractable Po did not increase with the increase of the amount of manure applied even though the contents of total carbon, total phosphorus, and extractable P_i linearly increased. In the uncultivated high humic Andosols, on the other hand, P_o was the dominant form extracted by the Olsen and Citrate methods. In order to determine the P_o status, Pain each extract was further hydrolyzed by phosphatases (acid phosphatase, phytase, and alkaline phosphatase), and the amount of P_i released was measured. Citrate-P_o was hydrolyzed to a certain extent (30–40% by phytase, and 12–13% by acid phosphatase), whereas Olsen-P_o was not hydrolyzed by these phosphatases. These results suggest that the chemical structure or molecular size of the P_o extracted by these methods is different. Citrate-P_o may enable to evaluate plant available P to a certain extent, which is particularly important in Andosols with a low fertility.     

有机无机肥配施对紫色土旱坡地土壤无机磷迁移的影响

为探索长江上游紫色土旱坡地麦玉轮作系统减少农田磷素流失的最佳施肥模式,降低磷对水体富营养化的影响。2011—2015年,以紫色土旱坡地典型农作冬小麦和夏玉米为材料,在西南大学试验农场进行田间定点试验。试验采用随机区组设计,共设置7个田间小区试验,分别为倍量施磷肥(2P)、优化施肥(P)、优化施肥+猪粪有机肥(MP)、优化施肥+秸秆还田(SP)、优化施肥量磷减20%+猪粪有机肥(MDP)、优化施肥量磷减20%+秸秆还田(SDP)、不施磷肥(P0)。测定了各农田土壤基础性质,以及0—20,20—40,40—60cm土层土壤全磷和有效磷含量,并对不同施磷水平以及磷肥减量配施不同有机肥条件下紫色土旱坡地土壤磷素迁移流失进行了原位定点研究。结果表明:不同施肥条件下紫色土旱坡地总磷(TP)和总可溶性磷(TDP)迁移流失量有明显的差异。TP流失量大小依次为2PPMPSPMDPSDPP0。2P处理总磷流失量最高,P处理是SDP和MDP处理的1.5~2倍。TDP流失量大小依次为2PMPPMDPSPSDPP0。坡上除了P0和P处理全磷含量有所减少外,其他各处理全磷含量都呈增加趋势,坡中、坡下的增长幅度要大于坡上,其中坡下处理MP比种植季前增加了0.400g/kg。除了P0处理土壤有效磷含量降低外,其他各个小区处理坡上、坡中、坡下土壤中有效磷含量都呈增加趋势。猪粪有机肥和秸秆还田对土壤中磷素有一定的活化作用,促进了磷素在土壤中的迁移,且猪粪有机肥对土壤磷素活化作用更强。化学磷肥减量并配施有机肥是应对农业面源污染"控源节流"的较好措施。     

动物粪液中可溶性磷在土壤中的吸附和迁移特性研究

农田土壤施用动物粪肥引入了大量的可溶性有机物、有机磷和无机磷,了解这些可溶性物质在土壤中的相对移动性及它们之间的相互作用有助于指导农田养分管理。本研究从粪液中分离获得含水溶性无机磷、有机磷和有机物（碳）的溶液,选择了具不同质地和有机质含量的4个土壤（含高量有机质的黄筋泥、含低量有机质的黄筋泥、淡涂泥和清水沙）,应用等温吸附和土柱模拟淋洗方法研究了可溶性有机碳、无机磷和有机磷共存条件下,粪液中可溶性有机态磷和无机态磷在土壤中的吸附和迁移特性。吸附试验表明,可溶性有机物（碳）的存在大大降低了土壤对有机态磷和无机态磷的吸附,表明施用液态有机肥比施用化肥具有更大的磷流失风险。供试土壤对无机态磷的吸附强度高于有机态磷,但对二者的吸附量大小为:黄筋泥>淡涂泥>清水沙;并与粘粒含量、氧化铁含量呈正相关。有机质较高的土壤对有机磷的吸附明显低于有机质低的土壤。淋洗试验表明,在供试土壤中,这3种可溶性物质在土壤中吸持(包括生物吸持)的顺序为:可溶性无机磷>可溶性有机碳>可溶性有机磷;有机态磷比无机态磷更易在土壤中迁移。     

Phosphorus forms and enzymatic hydrolyzability of organic phosphorus in soils after 30 years of organic and conventional farming

Lower P‐input levels in organic than conventional farming can decrease soil total and available P, which can potentially be resupplied from soil organic P. We studied the effect of 30 y of conventional and organic farming on soil P forms, focussing especially on organic P. Soil samples (0–20 cm) were taken in a field experiment with a nonfertilized control, two organic systems receiving P inputs as animal manure, and two conventional systems receiving only mineral P or mineral P and manure. Soils were analyzed for total, inorganic, organic, and microbial P, by sequential P fractionation and by enzyme additions to alkaline soil extracts. Samples taken prior to starting the experiment were also analyzed. Average annual P balances ranged from –20 to +5 kg ha^–1. For systems with a negative balance, labile and moderately labile inorganic P fractions decreased, while organic and stable inorganic P fractions were hardly affected. Similar quantities and proportions of organic P extracted with NaOH‐EDTA were hydrolyzed in all soils after addition of an acid phosphatase, a nuclease, and a phytase, and enzyme‐stable organic P was also similar among soils. Thus, neither sequential fractionation nor enzyme addition to alkaline soil extracts showed an effect of the type of applied P (manure vs. mineral) on organic P, suggesting that organic P from manure has largely been mineralized. Thus far, we have no indication that the greater microbial activity of the organic systems resulted in a use of stable P forms.