有机肥(物)对土壤中磷的活化作用及机理研究──Ⅱ.有机肥(物)分解产生的有机酸及其对不同形态磷的活化作用

通过有机肥在不同土壤水分状况下分解产生的有机酸种类和数量检测、各种有机酸对不同磷酸盐的溶磷试验,对有机肥活化土壤磷的机理进行了研究。结果表明,无论在好气或淹水条件下,猪粪、稻草和纤维素均能明显增加土壤中有机酸含量,其作用为猪粪＞稻草＞纤维素;7种检出的有机酸对不同形态人工合成磷酸盐的溶磷能力为:草酸和乙酸对钙磷的溶磷均有一定效果,多数有机酸对铝磷的溶磷效果均不错,而柠檬酸对铁磷的溶磷效果最好。柠檬酸虽数量不及其它有机酸,但在有机肥活化土壤磷中所起的作用是最大的。铁磷在有机肥活化磷中的贡献较其它形态无机磷大。     

有机肥(物)对土壤中磷的活化作用及机理研究──Ⅰ.有机肥(物)对土壤不同形态无机磷的活化作用

采用逐级去磷的土壤研究在好气与淹水条件下猪粪、稻草和纤维素对土壤中不同形态磷的活化作用。结果表明,在好气条件下,猪粪、稻草和纤维素均能对土壤中各种形态的无机磷起活化作用,其效果为猪粪＞稻草＞纤维素。在淹水条件下,有机肥则表现为明显增加土壤对磷的固定,这主要是土壤中的铁氧化物强烈吸附磷所致。但当土壤去除Fe－P和O－P后,有机肥则能对土壤磷起明显的活化作用。采用人工合成磷酸铁加入去磷、去铁氧化物土壤的试验表明,有机肥对磷酸铁的活化率可高达30％。由于土壤中存在的铁氧化物对活化的磷起掩盖作用,因此,有机肥对土壤磷,尤其对Ca2－P、Ca8－P、Al-P和Fe－P的实际活化作用有可能比测定值还要高。     

有机肥(物)对土壤中磷的活化作用及机理研究──Ⅰ.有机肥(物)对土壤不同形态无机磷的活化作用

采用逐级去磷的土壤研究在好气与淹水条件下猪粪、稻草和纤维素对土壤中不同形态磷的活化作用。结果表明,在好气条件下,猪粪、稻草和纤维素均能对土壤中各种形态的无机磷起活化作用,其效果为猪粪＞稻草＞纤维素。在淹水条件下,有机肥则表现为明显增加土壤对磷的固定,这主要是土壤中的铁氧化物强烈吸附磷所致。但当土壤去除Fe－P和O－P后,有机肥则能对土壤磷起明显的活化作用。采用人工合成磷酸铁加入去磷、去铁氧化物土壤的试验表明,有机肥对磷酸铁的活化率可高达30％。由于土壤中存在的铁氧化物对活化的磷起掩盖作用,因此,有机肥对土壤磷,尤其对Ca₂－P、Ca₈－P、Al-P和Fe－P的实际活化作用有可能比测定值还要高。     

低分子量有机酸对红壤无机磷活化的作用

采用室内模拟试验研究了低分子量有机酸,如草酸、柠檬酸、酒石酸和苹果酸在红壤无机磷活化中的作用。结果表明,相同浓度下,有机酸活化土壤磷的能力为柠檬酸酒石酸苹果酸。低浓度(0.5mmolL-1)时,草酸活化能力最小;高浓度(≥5mmolL-1)时,其活化能力最大。对同一种有机酸而言,土壤各无机磷形态活化量均随pH的升高而降低;且在同一酸度下,其活化量以铝磷(Al-P)为最多,铁磷(Fe-P)和钙磷(Ca-P)次之,闭蓄态磷(O-P)则最少。有机酸活化土壤无机磷酸盐应该是质子酸效应和有机酸阴离子络合效应共同作用的结果,且与磷酸盐的溶度积常数密切相关。研究结果对根系土壤无机磷素循环研究有着重要的意义。     

低分子量有机酸对土壤磷释放动力学的影响

模拟植物在缺磷条件下,根系所分泌的有机酸种类和数量,用流动法研究了柠檬酸,苹果酸,草酸和酒石酸对土壤磷释放的影响。结果表明：有机酸能明显促进土壤中磷的释放,不同有机酸对石灰性土壤活化能力大小的次序为草酸≥柠檬酸〉苹果酸〉酒石酸;而对酸性土壤磷的释放量与Ｆｅ＋Ａｌ释放量之间呈极 相关,有机酸活化土壤磷能力大小的次序为柠檬酸〉草酸〉酒石酸〉苹果酸。     

杉木凋落物源有机酸对土壤磷有效性的影响

以不同林龄(10 a、22 a、34 a)杉木人工林为研究对象,测定其凋落物及土壤中有机酸的组成,比较不同林龄杉木林土壤酸度及不同形态磷的含量,分析杉木凋落物源有机酸对土壤磷有效性的影响。结果表明,在杉木凋落物中检测到草酸、丙二酸、苹果酸、反丁烯二酸、丁二酸及柠檬酸等6种低分子有机酸。其中,草酸含量最大,且凋落叶的有机酸含量最高。不同林龄杉木凋落物的有机酸含量表现为:34 a>22 a>10 a。在土壤中,仅检测到草酸这一凋落物源有机酸的优势有机酸,而不同林龄杉木林的土壤有机酸含量与凋落物一致,也随着林龄的增加而增加,并随着土层加深而减少。因土壤有机酸的存在,不同林龄杉木林土壤存在明显的酸化现象,且林龄越大pH值越低。土壤有效磷与有机酸变化规律一致,表现为:34 a>22 a>10 a,且随土层加深逐渐减少。O-P、Fe-P、Al-P与Ca-P等无机磷则反之,呈现10 a>22 a>34 a的变化规律。可见,不同林龄杉木林中土壤有机酸(主要是草酸)能降低土壤pH值,且有效促进土壤磷的活化,致使土壤有效磷含量的增加,而凋落物源有机酸是土壤有机酸的重要来源之一,对土壤磷有效性的提高起着重要作用。     

有机肥对土壤磷吸附一解吸的直接影响

本文采用自行设计的一种扣除来自有机肥中磷的方法,对有机肥影响土壤磷吸附与解吸的直接作用进行了研究。结果表明,猪粪和牛粪均能明显降低两种水稻土对磷的吸附,增加磷解吸;而纤维素只有在土壤磷水平较高时才起作用。上述作用在红壤性水稻土中优于青紫泥;在同一土壤上,对磷水平高的土壤的作用明显大于磷水平低的土壤。在有机肥对土壤磷吸附—解吸的直接影响中,其中的可溶性有机机物起主要作用。     

有机肥对土壤磷吸附一解吸的直接影响

本文采用自行设计的一种扣除来自有机肥中磷的方法,对有机肥影响土壤磷吸附与解吸的直接作用进行了研究。结果表明,猪粪和牛粪均能明显降低两种水稻土对磷的吸附,增加磷解吸;而纤维素只有在土壤磷水平较高时才起作用。上述作用在红壤性水稻土中优于青紫泥;在同一土壤上,对磷水平高的土壤的作用明显大于磷水平低的土壤。在有机肥对土壤磷吸附解吸的直接影响中,其中的可溶性有机机物起主要作用。     

低分子量有机酸对土壤磷活化影响的研究

研究两种低分子量有机酸（柠檬酸和苹果酸）对土壤磷活化影响,并用修正的Hedley法测定土壤磷活化前后磷组分的变化。结果表明,低分子量有机酸能持续活化土壤磷,活化强度随低分子量有机酸浓度的增大而增强,并且柠檬酸活化土壤磷的能力强于苹果酸。低分子量有机酸能促进作物有效态无机磷组分（H2O-P和NaHCO3-Pi）的释放;同时还促进有机磷组分（NaHCO3-Po和NaOH-Po）的矿化。在低分子量有机酸浓度达到0.5 mmol/L以上时,其对土壤磷组分的活化量的顺序为:NaOH-Pi HCl-P NaHCO3-Pi H2O-P,即铁铝结合态磷 钙结合态磷 作物有效态磷。低分子量有机酸活化土壤磷的过程中伴有大量铁、铝释放,且铁或铝的释放量与磷活化量之间显著正相关（P0.05）。说明铁、铝结合态磷是低分子量有机酸活化土壤磷的主要磷源,并且其活化机制可能与铁、铝结合态磷的螯合溶解有关。     

低分子量有机酸对石灰性潮土无机磷形态转化的影响

无菌培养条件下,模拟缺磷胁迫时植物根系分泌的低分子量有机酸种类和数量,采用石灰性土壤无机磷分级方法,研究了低分子量有机酸对石灰性潮土无机磷形态转化的影响。结果表明:①在石灰性潮土中无机磷主要以有效性较低的磷酸钙盐(Ca10-P等)形式存在,而有效性较高的形式(Ca8-P等)含量较少,Ca2-P就更少。②有机酸通过结合土壤中可以使磷固定的Ca、Fe及Al,致使根际范围酸化,促进磷酸盐的形态转换,增加磷的有效性。这种促进能力因有机酸种类和性质的不同而异,其促进能力大小顺序为草酸>柠檬酸>酒石酸。     

腐殖酸和柠檬酸对人工合成磷源释磷效应的比较

采用实验室合成和实验室模拟的方法,研究了高分子腐殖酸和低分子柠檬酸,在不同固液比、不同浓度条件下对几种人工合成磷源的释磷效应.结果表明,两种有机酸对人工合成磷酸盐中磷素的活化与有机酸的种类、浓度、固液比和磷酸盐的种类有关.供试的两种有机酸(腐殖酸、柠檬酸)均能不同程度地促进不同合成磷源(磷酸二钙、磷酸八钙、氟磷灰石、铁磷、铝磷)中磷素的释放,释磷量最高可达2490 mg·kg<'-1>;有机酸对合成磷酸盐中磷素的活化随着有机酸浓度的增加而增加,而固液比变化时,各合成磷源的活化情况无固定趋势;在相同条件下(短时间内),低分子的柠檬酸对合成磷酸盐中磷素的活化能力强于高分子的腐殖酸,且柠檬酸作用下的释磷量可以达到腐殖酸的3倍以上. 应.结果表明,两种有机酸对人工合成磷酸盐中磷素的活化与有机酸的种类、浓度、固液比和磷酸盐的种类有关.供试的两种有机酸(腐殖酸、柠檬酸)均能不同程度地促进不同合成磷源(磷酸二钙、磷酸八钙、氟磷灰石、铁磷、铝磷)中磷素的释放,释磷量最高可达2490 mg·kg-1;有机酸对合成磷酸盐中磷素的活化随着有机酸浓度的增加而增加,而固液比变化时,各合成磷源的活化情况无固定趋势;在相同条件下(短 间内),低分子的柠檬酸对合成磷酸盐中磷素的活化能力强于高分子的腐殖酸,且柠檬酸作用下的释磷量可以达到腐殖酸的3倍以上. 应.结果表明,两种有机酸对人工合成磷酸盐中磷素的活     

磷—金属(Fe、Al)—有机酸三元复合体在植物磷营养中的作用

本文论述了磷高效型植物活化土壤难溶磷时的磷—金属 (铁、铝 )—有机酸三元复合体机制 ,磷—金属 (铁、铝 )—有机酸三元复合体在植物磷、铁营养中的作用及研究意义 .土壤及植物根际中磷—金属 (铁、铝 )—有机酸三元复合体的研究进展及磷—金属 (铁、铝 )—有机酸三元复合体机制的应用前景     

有机肥对土壤磷素吸附的影响

本文研究发现,有机肥可以显著活化土壤本身的磷,并能减少磷的吸附,前者是由于有机肥分解所产生的有机酸,后者是由于有机肥中碳水化合物对吸附位的掩蔽。去除土壤有机质的试验进一步证明了有机质对吸附位的掩蔽作用。有机肥的水提液可以降低土壤对磷的吸附。证明了磷和有机物之间有竞争吸附的存在。     

低分子量有机酸对石灰性土壤磷素形态转化及有效性的影响

采用室内培养和化学分析的方法研究了几种低分子量有机酸对石灰性土壤中磷的活化作用。结果表明:供试有机酸通过溶解、螯合等作用均能不同程度地促进合成磷酸盐的磷素释放。活化DCP、ODP、Fe-P、A l-P的能力依次为柠檬酸>草酸>苹果酸>酒石酸>乙酸;活化FA的能力是草酸>柠檬酸>苹果酸>酒石酸>乙酸。同种有机酸作浸提剂时,有机酸浓度越高磷酸盐中磷素释放量也越大。施加各种有机酸可以不同程度地降低土壤中Fe-P、A l-P和Ca10-P,增加Ca2-P、Ca8-P和O-P含量,总的趋势是促进土壤中植物难以利用的无机磷形态向有效性较高的形态转化。这种促进作用大小顺序为草酸>柠檬酸>酒石酸。     

低分子量有机酸对石灰性土壤磷吸附动力学的影响

根据植物在缺磷胁迫下,根系分泌的有机酸种类的数量,用流动法研究了柠檬酸、苹果酸、草酸和酒石酸对石灰性土壤磷吸附动力学的影响。结果表明：有机酸均能明显降低土壤对磷的吸附,不同有机酸降低磷吸附的能力大小的次序为草酸≥柠檬酸〉苹果酸≥酒石酸。     

不同有机肥及用量对矿区复垦土壤有效磷含量及供磷特性的影响

为研究有机肥培肥复垦土壤过程中磷的有效性如何变化、不同有机肥在什么施磷水平下能使作物取得最大生产效率以及合理培肥土壤,依托采煤塌陷定位培肥试验基地(山西省孝义市偏城村),在4个磷水平下(0,25,50,100 kg/hm²)研究不同肥料(鸡粪、猪粪、牛粪和化肥)对玉米产量及土壤速效磷含量的动态变化。经过2年的田间试验,结果表明:(1)施用有机肥和化肥均能显著提高玉米籽粒产量,随着施磷量的增加,玉米籽粒产量呈先增加后基本不变的趋势,通过构建2年磷肥效应方程发现,化肥、鸡粪、猪粪和牛粪处理的最佳施磷量范围分别为67.54~83.02,24.91~38.65,26.10~29.26,50.33~58.38 kg/hm²,可见,3种有机肥推荐施磷量均小于化肥处理;(2)玉米吸磷量和磷肥利用率在各施磷水平下均表现为鸡粪≥猪粪>牛粪>化肥。玉米吸磷量随施磷水平的增加呈先增后基本不变的趋势,磷肥当季回收率表现为随施磷水平的增加呈下降趋势;(3)连续施肥2年后,不同施肥处理在采煤塌陷区复垦土壤上影响的土壤有效磷深度不同。其中,化肥处理在50,100 kg/hm²磷水平下显著提高0—60 cm土层Olsen-P含量;鸡粪处理在50 kg/hm²磷水平下显著提高0—40 cm土层Olsen-P含量,而100 kg/hm²磷水平下显著提高Olsen-P含量到60 cm土层;猪粪处理在50,100 kg/hm²磷水平下显著提高0—40 cm土层Olsen-P含量;牛粪处理仅对表层Olsen-P含量有影响。总之,不同有机肥处理之间对作物生长和土壤Olsen-P含量的影响均表现为鸡粪≥猪粪>牛粪,且不同有机肥对于新复垦土壤的推荐施肥量不同,鸡粪和猪粪的推荐施磷量最少,其次为牛粪处理。     

有机肥种类对土壤有效磷累积量的影响及其流失风险

为研究不同有机肥种类对土壤有效磷累积量的影响,采用鸡粪、猪粪、牛粪3种有机肥,于2008~2009年间在河北省廊坊进行了大田试验。结果表明:在总磷量相同条件下施入不同种类有机肥,耕层土壤中水溶性磷和有效磷含量显著不同。施入牛粪、鸡粪、猪粪的土壤0~5 cm土层中土壤水溶性磷分别为15.64、12.06、9.95mg/kg,有效磷含量分别为91.87、73.47、65.26 mg/kg;综合0~20 cm土层,施入牛粪、鸡粪、猪粪的土壤水溶性磷分别为6.42、4.84、4.41 mg/kg,有效磷含量分别为47.60、35.50、35.14 mg/kg。表现出有机肥中有效磷含量高则表层土壤中水溶性磷和有效磷含量也高。由于表层土壤的高量水溶性磷和易溶性磷在降雨条件下易于造成农田磷素流失,在确定环境友好的有机肥施用量时,不仅要考虑有机肥带入的总磷量,还要重视有机肥中有效磷含量对农田表层土壤水溶性磷和易溶性磷富集的影响。     

低分子量有机酸对土壤磷组分影响的Meta分析

【目的】过量施用磷肥导致土壤磷素累积,全磷含量升高,但是有效磷含量往往较低。低分子量有机酸能活化土壤难溶性磷、提高土壤磷素有效性,已成为研究热点之一。为探索提高土壤磷素有效性的途径,本文综合分析了低分子量有机酸对不同类型土壤磷组分的影响,为低分子量有机酸的合理施用和土壤有效磷的提升提供理论依据。【方法】通过收集近30年 (1990—2018年) 来国内外发表的低分子量有机酸活化土壤磷的文章,建立了831组包含“有效磷 (available-P)”相关内容的数据库。基于Meta分析 (Meta-analysis),定量研究了不同土壤pH、全磷、有效磷含量、不同培养方式和培养时间及不同酸种类 (苹果酸、柠檬酸及草酸等) 和浓度等条件下,低分子量有机酸对土壤有效磷含量的影响。【结果】检索论文中的低分子量有机酸添加浓度在0～1 mol/L范围内。与不施低分子量有机酸的对照相比,低分子量有机酸可使土壤中钙磷、铝磷、铁磷、闭蓄态磷和有机磷含量分别降低27.1%、21.3%、15.5%、8.22%、5.42%,有效磷含量增加213%。石灰性土壤中,低分子量有机酸可将难溶性八钙磷 (Ca₈-P)、十钙磷 (Ca₁₀-P) 转化为可吸收态的二钙磷 (Ca₂-P),Ca₈-P、Ca₁₀-P含量分别降低8.36%、11.8%,而Ca₂-P含量增加7.90%。在全磷含量 < 1 g/kg和有效磷含量 < 20 mg/kg的低磷土壤中,低分子量有机酸分别能使有效磷含量增加331%和343%,增磷效果分别比对应的全磷含量 ≥ 1 g/kg、有效磷 ≥ 20 mg/kg的高磷土壤高107%和189%。在酸性 (pH < 6) 和中性 (pH 6～8) 土壤中,低分子量有机酸分别能提高土壤有效磷含量329%和320%,在碱性 (pH > 8) 土壤中其增磷效果仅为56.9%。低分子量有机酸活化难溶性磷具有速效性和时效性,培养第1天土壤有效磷含量可增加257%,之后持续增加,在第10～20天达到最高值372%,20天后增磷效果持续减弱。振荡培养试验条件下,低分子量有机酸能使土壤有效磷含量增加334%,高于常规培养试验294%。当低分子量有机酸的添加浓度低于90 mmol/L时,酸浓度越高,其提升土壤磷有效性的效果越好。在所用的低分子有机酸中,草酸和柠檬酸提升磷有效性的效果较好,分别能增加有效磷含量288%和185%。【结论】低分子量有机酸活化土壤难溶性磷的效果受到土壤pH、全磷和有效磷含量的影响,也与添加的有机酸类型和浓度及添加的时间有关。低分子量有机酸提升土壤磷有效性的效果,在酸性和中性且全磷含量较低的土壤中较好。在低分子量有机酸添加量 < 90 mmol/L范围内,提升效果随添加量的增加而增加。作用的最佳效果出现在添加后的10～20天。添加草酸和柠檬酸对土壤有效磷的提升效果较好。     

不同有机酸对石灰性土壤磷的活化效应及机理

【目的】添加低分子量有机酸是活化土壤难溶性磷有效途径。比较研究几种低分子量有机酸及其组合对土壤磷的活化性能,为土壤磷的高效利用提供依据。【方法】低磷和高磷石灰性土壤选自新疆石河子,设置5个低分子有机酸添加处理：草酸、柠檬酸、黄腐酸、柠檬酸+草酸、草酸+柠檬酸+黄腐酸处理,和一个0.01mmol/L KCl对照。采用吸附平衡实验法测定土壤磷的吸附量;采用土壤吸附动力学实验法测定土壤磷的解吸动力学。采用常规和灭菌土壤培养方法,通过连续浸提法研究低分子有机酸及其组合对磷组分动态转化的影响和pH对磷的活化效应。【结果】Langmuir与Elovich模型均可较好地拟合土壤对磷的吸附热力学(R²=0.852～0.994)与吸附动力学过程(R²=0.882～0.975)。低磷土壤的最大吸附量(Q_max)、最大缓冲容量(MBC)、吸附力常数(K_L)和吸附速率(b)均高于高磷土壤,表明低磷土壤对磷的吸附更强。低分子量有机酸添加均降低了Q_max、MBC和b。草酸对Q_max和...     

有机肥对旱地红壤供磷效应的研究

研究了施用有机肥对土壤磷形态的影响 ,分析了不同有机肥施用量下土壤各种磷组分变化。结果表明 ,施用有机肥能显著增加旱地红壤的速效磷含量。有机肥对土壤速效磷的影响随其 C/P比不同而不同。有机肥能提高土壤中等活性有机磷的含量。中等活性有机磷是土壤速效磷主要的有机磷源。施用有机肥 ,能增加土壤磷的供应和贮备 ,并能增加作物的吸磷量及产量