潮土累积磷的供磷能力及其有效磷消耗特征

[目的]长期过量施肥极大地提升了土壤中磷的累积量.研究土壤累积磷的有效性及其消耗特征,可为发掘土壤中的磷资源,保持土壤磷肥力的可持续性提供理论基础.[方法]依托"国家潮土肥力与肥料效益长期监测站"26年的长期定位试验,从中选取5个磷地力水平地块,其土壤基础Olsen-P含量分别为1.2、14.3、27.6、55.4、7...     

植物内部磷循环利用提高磷效率的研究进展

  【目的】  磷素作为植物生长发育过程中必需的大量营养元素之一,因其在土壤中的难移动性使得根系对磷的获取有限。植物为满足其生长对磷素的需求,已经进化出一系列相应的机制提高对内部磷的再利用,以减少磷肥投入,保证产量的同时实现环境友好。本文以植物内部磷的高效利用为核心,重点剖析植物有机磷库与无机磷库中磷素的活化再利用的途径,综述释放出的无机磷在不同组织和器官中的转运过程,并对今后深入研究磷再利用的有关方向作出展望。  主要进展  植物体内磷的存在形式主要包括无机磷和有机磷两种。植物吸收的多余无机磷会被暂时储存在液泡中,并在植物缺磷时外流到胞质以满足植物对磷的需求,位于液泡膜的磷酸盐转运蛋白负责无机磷在液泡和胞质之间的分配。存在于核酸和磷脂中的有机磷在磷缺乏时由酶类(核酸酶、磷脂酶和紫色酸性磷酸酶等)水解并释放无机磷以供植物生长需要。植物遭受低磷胁迫,营养器官(老叶等)中活化的无机磷由多种磷酸盐转运蛋白转运到幼叶等新的生长中心被利用,从而显著提高磷的再利用效率。磷转运蛋白(PHTs)通过调控磷向籽粒的运输降低了磷在禾谷类作物籽粒中的积累,提高了磷利用效率,同时降低环境风险。  展望  现阶段的研究较为详细地阐述了植物体内磷素再活化的生理分子机制,但对磷转运功能蛋白参与特定磷转运过程的相关研究仍不够全面,比如液泡磷能调控细胞磷稳态,目前已鉴定得到的与其外排有关的转运蛋白极少,其调控机制也有待深入探索。国内外关于PHT1、PHT2、PHT3和PHT4蛋白如何将磷素从源器官转运到库器官缺乏系统的研究。无机磷库和有机磷库中磷的利用对植物应对缺磷的贡献也鲜有报道。因此,植物体内与磷再活化后转运利用相关的分子生物学调控机理还需进一步研究。     

土壤磷的化学行为与有效磷的测试

本文对土壤磷的化学行为在理论上作了较系统的论述,包括土壤中不同形态和不同状态的磷化合物的组成、含量、性质及其在土壤中的转化等。并据此对现行主要的土壤有效磷的测试机理作了一定的剖析。     

不同磷水平下玉米-大豆间作对红壤无机磷组分及有效磷的影响

通过2年盆栽试验，探讨不同磷水平下玉米–大豆间作根际土壤无机磷组分、土壤有效磷含量及作物磷吸收的差异，明确土壤无机磷组分、土壤有效磷与作物磷吸收之间的相互关系。试验设置玉米单作、大豆单作、玉米–大豆间作3种种植方式以及3个P2O5施用水平(0、50、100 mg/kg，分别记作P0、P50、P100)，共9个处理。结果表明：与单作相比，2018年和2019年在P0、P50和P100水平下，间作显著提高玉米和大豆的籽粒产量，并显著提高玉米和大豆植株的磷素吸收量。与常规施磷水平(P100)下的单作处理相比，玉米–大豆间作在磷肥减少50%(P50)的条件下，并未降低玉米和大豆的磷吸收量与籽粒产量。3个磷水平下，间作提高了玉米和大豆根际土壤有效磷含量，而降低了根际土壤总无机磷以及Fe-P、Al-P、Ca-P、O-P的含量；同时适当增施磷肥显著提高了玉米和大豆根际土壤总无机磷及各无机磷组分的含量。本试验条件下，间作促进土壤中Fe-P、Al-P、Ca-P和O-P的活化(尤其是Fe-P)，是低磷胁迫下间作土壤有效磷含量与作物磷吸收量增加的重要原因。玉米–大豆间作具有节约磷肥、维持作物产量及根际土壤有...     

粪肥对不同磷水平土壤磷流失潜力的影响

田间试验结果表明,因施肥方式不同,粪肥施用对不同磷水平土壤磷流失潜力的影响也不相同。在施用的粪肥与表土混合的情况下,粪肥对土壤磷流失的增加量随土壤磷水平的提高而升高。但当粪肥表施不与土壤混合时,情况有所不同。在粪肥表施初期,无论是高磷土壤还是低磷土壤,地表径流中磷浓度都达到较高水平,施肥引起的土壤磷流失的增加量以低磷土壤更为明显。但粪肥表施较长时间后,粪肥对土壤磷流失的增加量也随土壤磷水平的提高而升高。总的来说,控制地表径流磷流失的效果是粪肥与土混施优于表施,流域内粪肥处置应优先施于土壤磷水平较低的土壤中。     

球形红杆菌磷耐受能力和除磷特性的研究

通过纯种培养试验，考察了废水生物除磷优势菌球形红杆菌的磷耐受能力和除磷特性。结果表明，球形红杆菌具有较强的磷耐受能力，且磷酸盐含量会对其除磷特性产生一定的影响。缺磷环境会使菌体产生过量摄磷现象；而在高磷环境下，菌体摄磷量的变化趋势与直接转入富磷培养类似：磷酸盐含量为1％时，菌体摄磷量基本未发生变化，当磷酸盐含量达到2％时，由于菌体的生长受到影响，摄磷量略有下降。结果还表明，球形红杆菌在微好氧培养过程中能达到与厌氧－－微好氧培养过程相似的除磷效果，从而提示只要废水中存在足够的碳源，即使全部是微好氧过程，该菌也能有效地摄取磷酸盐而达到较好的除磷效果，由此可见，将球形红杆菌应用于高浓度含磷废水的实际处理工艺中前景看好。     

潮土磷库组成及累积磷的消耗转化特征

【目的】长期施用磷肥致使潮土中累积了大量的磷,为精确管控和合理利用累积磷素,我们研究了小麦–玉米连续种植下,停止使用磷肥后磷库的组成和消耗转化特征。【方法】本研究依托位于河南新乡的“国家潮土肥力与肥料效益长期定位试验基地”进行,连续26年施用不同量磷肥,处理间土壤磷积累量差异很大。利用单个处理或两个处理耕层土壤混合的方法,制备Olsen-P含量分别为6.7、14.3、27.6、55.4、72.3 mg/kg的土壤(分别记为L1、L2、L3、L4、L5),用于进行微区耗竭试验,种植制度为冬小麦–夏玉米轮作。在耗竭试验的5年间,测定了土壤全磷、Olsen-P和各磷库组分含量。【结果】潮土磷库中无机磷占比超过90%,L5处理土壤中的有效磷库组分Resin-P、NaHCO₃-Pt、NaOH-Pt含量分别为L1的5.0、3.5、2.8倍。L1处理(缺磷土壤)的有效磷组分在全磷中的比例仅为10.4%,而难利用磷组分(C.HCl-Pt, Residual-P)的比例高达24.0%;L5处理(高磷土壤)有效磷组分比例高达20.6%,难利用组分比例低至14.3%。缓效磷组分(D.H...     

土壤有机质对有效磷及水提取磷含量的影响

为了解土壤有机质对有效磷与总磷、水提取磷与有效磷关系的影响,采用田间调查的方法,对洛阳市郊主要农田4种土壤耕作层土壤进行取样调查,并采用常规土壤测试方法,分别测定土样有机质、金磷、有效磷和水提取磷含量.根据有机质含量(高于或低于16.0 g·kg-1)把土样分成两组,对两组土样的总磷与有效磷、有效磷与水提取磷分别做相关关系分析.结果表明:与低有机质土样组相比,高有机质土样组有效磷与总磷相关方程的斜率较大,水提取磷与有效磷相关方程的斜率较小,这一趋势在以Olsen法和Mehlich-3法测定有效磷时均相同.表明在缺磷环境中,有机质增加条件下,虽然磷的生物有效性降低,但有助于在土壤溶液中维持相对较高的磷酸根浓度,这可能是由于磷的周转加快;随着土壤磷含量增加,有机质增加有助于更快提高磷的生物有效性,但土壤溶液中维持相对较低的磷酸根浓度,这可能有助于减轻农田磷的渗漏流失.     

磷钼杂多酸修饰电极伏安法测定肥料中磷

介绍了磷钼杂多酸修饰电极，用于肥料中磷的测定方法。测定结果与光度法和重量法相符，以测定肥料中总磷为例，相对标准偏差（ｎ＝６）为２．０６％，回收率分别为９７．６％－１０２．０％。在选定的最佳条件下，磷（Ｐ）的浓度在０．０５－３０μｇ／ｍｌ范围内与第一氧化峰呈线性，检测线低于０．０５μｇ／ｍｌ的Ｐ。     

苗期耐低磷烟草基因型筛选及其磷效率

【目的】筛选耐低磷及磷高效作物是充分利用土壤磷素和磷肥,减少磷肥施用对环境污染的重要手段。调查烟草基因型的磷素利用效率可为培育磷高效烟草品种提供理论依据。【方法】以71个烟草品种为供试材料进行了水培试验。以Hoagland营养液为基础(1.0 mmol/L KH₂PO₄),调整营养液磷水平0.01 mmol/L KH₂PO₄ (低磷)。烟苗在完全营养液中生长至4叶1心时进行处理。处理21天后,采样分析烟草主要生长、形态和生理指标,筛选耐低磷基因型判别指标,并对品种进行磷效率类型划分。【结果】全株磷累积量、地上部干重、根干重、株高、总根长及根直径可作为鉴定耐低磷烟草基因型的苗期筛选指标。将全株磷累积量和地上部干重的耐低磷相对值进行聚类热图分析,鉴定出8个耐低磷品种、21个低磷敏感品种及42个中间型品种。同时,依磷效率综合值作散点图发现,耐低磷品种中有4个低磷低效正常磷低效型、2个低磷高效正常磷高效型和2个低磷高效正常磷低效型,低磷敏感品种中有14个低磷低效正常磷低效型、1个低磷高效正常磷高效型和6个低磷低效正常磷高效型。【结论】初步确定K326和云烟105为耐低磷且磷高效品种,G28、闵烟3号、DB101、Oxford 2028、14P10、CV70、云烟98、MSB44、单育2号、净叶黄、CB1、中烟101、RG11和MSB31等14个为不耐低磷且磷低效品种。     

VA菌根真菌对石灰性土壤不同形态磷酸盐有效性的影响

用32P示踪法研究了VA菌根真菌对石灰性土壤不同形态磷酸盐有效性的影响。结果表明，VA菌很真菌显著增加了玉米吸收肥料和土壤的磷量。菌根植物和非菌根植物都可不同程度地吸收利用土壤中的Ca2-P、Ca8-P、Fe-P和Al-P，VA菌根真菌增加了玉米对它们的吸收。试验结果还表明，施Ca10-P时接种VA菌很真菌对玉米生长的促进作用比施用其它磷酸盐明显，但Ca10-P不能直接被玉米植株所利用。说明VA菌根真菌能提高土壤中的有效性磷（Ca2-P和Al-P）和缓效性磷（Ca8-P和Fe-P）的有效性。     

合成磷源在石灰性潮土中的形态转化及氮肥形态对其的影响

利用盆栽试验研究了几种人工合成磷源在轻粘质潮土根际和本体土壤中的形态转化及配施不同形态氮肥对其形态转化的影响 ,结果表明 ,作物耗竭引起根际所有形态无机磷不同程度的下降。施入土壤的DCP(CaHPO4 ·2H2 O)、OCP(Ca8(PO4 ) 6 )、Al P(AlPO4 ·nH2 O)等大部分转化为其它形态无机磷 ,而Fe P(FePO4 ·nH2 O)和FA(Ca10 (PO4 ) 6 F2 )大部分以自身形态存在 ,尤其是FA很少向其它形态转化 ,根际条件促进了它们向其它无机磷形态的转化。Al P和FA等的形态转化明显受氮肥形态的影响 ,Al P配施NO- 3 N下 ,绝大部分转化为磷灰石 ,NH 4 N配施下促进了FA向其它形态的转化 ,在所有的磷源处理中 ,根际和本体磷酸铁都有显著地增加 ,NH 4 N和CO(NH2 ) 2 处理下存在磷酸铁的根际累积 ;其次是磷酸二钙和磷酸铝也有明显地增加 ,二者存在根际的亏缺。不同磷源的形态转化规律与其有效性大小相一致。     

合成磷源在石灰性潮土中的形态转化及氮肥形态对其的影响

利用盆栽试验研究了几种人工合成磷源在轻粘质潮土根际和本体土壤中的形态转化及配施不同形态氮肥对其形态转化的影响,结果表明,作物耗竭引起根际所有形态无机磷不同程度的下降.施入土壤的DCP(CaHPO4*2H2O)、OCP(Ca8(PO4)6)、Al-P(AlPO4*nH2O)等大部分转化为其它形态无机磷,而Fe-P(FePO4*nH2O)和FA(Ca10(PO4)6F2)大部分以自身形态存在,尤其是FA很少向其它形态转化,根际条件促进了它们向其它无机磷形态的转化.Al-P和FA等的形态转化明显受氮肥形态的影响,Al-P配施NO-3-N下,绝大部分转化为磷灰石,NH+4-N配施下促进了FA向其它形态的转化,在所有的磷源处理中,根际和本体磷酸铁都有显著地增加,NH+4-N和CO(NH2)2处理下存在磷酸铁的根际累积;其次是磷酸二钙和磷酸铝也有明显地增加,二者存在根际的亏缺.不同磷源的形态转化规律与其有效性大小相一致.     

A菌根真菌外生菌丝对难溶性无机磷酸盐的活化及利用Ⅰ.~(32)P间接标记法

采用三室栽培装置培养三叶草 ,接种VA菌根真菌Glomusmosseae。将根系与VA菌根真菌外生菌丝隔开 ,在菌丝室施用 5种磷酸盐和32 P间接标记磷肥 ,研究外生菌丝对难溶性磷酸盐的活化利用能力。结果表明 ,外生菌丝可以活化吸收磷酸二钙、磷酸八钙、磷酸铝和磷酸铁 ,无法活化利用磷酸十钙 ;各种磷酸盐被活化吸收的量及其对三叶草磷营养的贡献率的大小顺序是磷酸二钙 >磷酸八钙、磷酸铝 >磷酸铁     

Dicalcium phosphate reaction with soils during 2N ammonium sulfate extraction

The consistent method for fractionation of soil phosphorus has already been recommended by M.L. Jackson et al. (1,2,3) based on the solubility product of different soil phosphates, and being widely applied for soil research and practice. Lately, some criticism of the method arose as to the probability of dissolution in 0.5 M ammonium fluoride solution of freshly formed dicalcium phosphate and other reaction products of fertilizer recently added to soil. Since dicalcium phosphate is of nature soluble in ammonium fluoride, as well as aluminium phosphate, if dicalcium phosphate was contained in appreciable amount in soil, so that the value of aluminum phosphate to be dissolved into ammonium fluoride must become higher beyond the real value. It is, therefore, significant to know the fate of applied phosphate fertilizer and the status of native labile phosphate.     

《中国土壤磷素养分潜力概图》及其说明

《中国土壤磷素养分潜力概图》是以一千万分之一的《中国土壤图》为底图,收集国内有关单位的资料^1-5)(中国科学院南京土壤研究所,1978;熊毅等,1965)整理后编制而成。又缩影成一千八百万分之一。解放以来,我国土壤化学和农业化学工作者,在土壤磷素养分和磷肥方面进行了大量的工作,积累了一定的资料,为编制本图奠定了基础。但由于资料的平衡性和系统性不够,所以编制过程中仍有不少困难,尤其是西部和西北部地区,收集的资料较少,有待进一步补充和修改。     

改性磷矿粉在石灰性土壤上的生物有效性及其机理研究

为缓解磷资源危机,充分利用不适于化学加工的磷矿资源,对磷矿采用活化技术开发利用,由此生产的改性磷肥已被证明在酸性土壤上有很高的生物有效性,但在石灰性土壤上的研究还比较少。本文选择4种不同产地(云南昆明、四川德阳、四川绵竹和贵州开阳)的磷矿粉,分别用有机活化剂和无机活化剂进行活化处理,制备改性磷矿粉,并就其在石灰性土壤对苗期春小麦的生物有效性进行了盆栽试验。结果表明,4种磷矿粉经活化处理后有效磷和水溶性磷含量均明显增加,无机活化剂提高了有效磷的含量,而有机活化剂对水溶性磷的提高幅度较大。改性磷矿粉处理均不同程度提高了石灰性土壤上春小麦的生物量干重、植株吸磷量和磷利用效率,有机活化剂处理制备的改性磷矿粉对春小麦生长的促进作用更为明显。运用红外光谱谱学技术对4种磷矿粉及相应的8种改性磷矿粉结构分析结果表明,磷矿粉经改性后其结构发生了明显变化,H2PO4和HPO42的特征谱带明显增加,增加的程度因磷矿粉的产地和活化剂种类不同而有差异。对磷矿粉化学成分分析结果表明,不同产地的磷矿粉其磷以及钙、铁、铝、镁等化学成分的含量差异较大,活化剂对磷矿粉的活化效果与磷矿粉本身的氧化物含量有关。在本试验条件下,磷矿粉Ⅲ(四川绵竹)的活化效果相对最好,与其氧化镁含量最高、总氧化物含量最低有关。不同类型活化剂对磷矿粉的活化效果不同,红外光谱分析结果表明,无机活化剂活化效果较好,而土培试验结果表明有机活化剂的活化效果较好,这一结果有待进一步的研究。     

石灰性土壤难溶态磷的微生物转化和利用

目前农业生产中大多通过施用可溶性磷肥为植物提供有效磷。磷酸根化学性质活泼,施入土壤后能很快与土壤中的其它成分发生反应,使植物对其利用的有效度随时间延长而降低,最终以难溶性磷酸盐或吸附态形式滞留于土壤中,难以被植物直接吸收。据估计,在石灰性土壤中约有80% 的磷肥以难溶性磷酸盐存在。为此人们采用了许多方法提高磷肥的利用率,其中利用植物根际与磷循环相关的生物学系统来调节植物根际磷的有效性是重要的途径之一。这个生物学系统包括植物本身对土壤难溶态磷的吸收与利用以及土壤中某些微生物参与的难溶态磷的释放与利用。本文论述了微生物( 细菌和真菌) 转化和利用石灰性土壤中难溶态磷的研究进展。     

Changes in phosphorus fractions in the rhizosphere of some crop species under glasshouse conditions

The aim of the present study was to evaluate the effect of cultivation of some agronomic plant species on inorganic soil‐P fractions in different sampling zones. The experiment was conducted as a completely randomized design as factorial in three replicates. The factors were plant species (10 different species and control) and soil‐sampling zone (soil adhering to root mat, rhizosphere soil, and nonrhizospheric soil). The thin‐slicing technique was modified and used to sample rhizosphere soil. The percentages of P fractions in the planted and control soils were near 64% apatite (apatite‐P), 24% octa‐Ca‐phosphates (OCP‐P), 7% Fe‐phosphates (Fe‐P), 4% di‐Ca‐phosphates (DCP‐P), 1% Al‐phosphates (Al‐P), and 0% occluded‐P (O‐P). All of the studied plant species decreased significantly all of the inorganic P fractions in soil adhering to root mat and in rhizosphere soil compared to those in nonrhizosphere soil. However, these decreases were not equal for each fraction and the percentage of apatite‐P increased in rhizosphere soil of the plant species. The means of total P, soluble P, DCP‐P, OCP‐P, Al‐P, and Fe‐P were lower in soil adhering to root mat compared to those in rhizosphere soil. However, this difference was only significant for OCP‐P. In contrast, the mean of apatite‐P in soil adhering to root mat was significantly higher than that in rhizosphere soil. The changes of apatite‐P may be more governed by microbial activities (especially mycorrhizal symbiosis) which may be higher in rhizosphere soil compared to soil adhering to root mat.