有机酸对三峡库区消落带土壤无机磷形态转化和有效性的影响

以三峡库区分布最广的紫色潮土、灰棕紫泥为对象,采用室内土柱模拟淋洗试验,研究了淋溶液中3种简单有机酸(草酸、柠檬酸和酒石酸)对三峡库区2种典型土壤无机磷形态转化及有效性的影响。结果表明:紫色潮土和灰棕紫泥2种土壤中磷均以Ca10-P为主,分别占无机磷总量的48.93%和28.20%,活性磷(Al-P、Fe-P、Ca2-P和Ca8-P)总量分别占无机磷总量的13.12%和36.91%。添加50mg/kg的外源无机磷经陈化后,磷主要向Al-P形态转化,2种土壤中Al-P分别增加了1.49倍和0.71倍,活性磷总量分别占无机磷总量的19.53%和43.51%。淋溶过程中,有机酸的存在对于土壤无机磷形态转化具有显著影响,有机酸促进了土壤磷向高活性形态转化,从而增加了土壤磷的淋出风险。灰棕紫泥土壤上,草酸、柠檬酸和酒石酸添加量同Fe-P和Ca10-P呈极显著负相关关系[r(Fe-P)分别为-0.938,-0.865,-0.935,r(Ca10-P)分别为-0.933,-0.896,-0.916,P0.01,N=12],有机酸对Fe-P和Ca10-P的活化效应显著。2种土壤有机酸对无机磷的活化能力为灰棕紫泥紫色潮土。灰棕紫泥上,草酸和酒石酸处理土壤有效磷与Fe-P和Ca10-P之间呈极显著负相关(r≤-0.795,P0.01,N=12),而柠檬酸处理下灰棕紫泥有效磷与各形态无机磷之间的相关性规律不明显。     

山东主要土类有机质及其与供磷特性的关系

山东省3大土类中棕壤的有机质含量最高,平均为10.69g kg-1,其次为褐土和潮土;高产农田的有机质含量平均为10.9g kg-1,高于中低产田。相关分析结果表明,土壤的主要养分含量中有机质含量与土壤有效磷含量的密切正相关,进一步分析表明,土壤的有机质含量与土壤全磷、有机磷、有效磷、磷酸化酶活性和土壤微生物转化难溶性磷的强度均呈正相关,而与磷吸附最大缓冲容量MBC、固磷百分率、解吸能Qm呈负相关;逐步回归结果表明有机质对棕壤中的中度活性有机磷MLOP、潮土中的Ca2-P、褐土中的A l-P、高产农田中的A l-P,中低产田的Fe-P均显著的正相关;而且这种相关性均是高产农田大于中低产田。有机质不仅直接丰富了高产农田的磷库,而且通过提高磷酸化酶的活性,降低土壤磷的吸附、固定,促进解吸,增加了土壤磷的有效性。     

山东省主要土类的有机磷及其与磷酸化酶和解磷微生物的相关性研究

山东省三大土类的有机磷含量平均为61.59mg kg-1,约占全磷含量的12.37%,其中潮土的有机磷含量极显著高于褐土和棕壤。三大土类土壤不同活性有机磷中,以中稳性活性有机磷(MLOP)为主,平均占有机磷总量的76.37%,3大土类间MLOP、HROP差异极显著,MROP、LOP差异显著;4种不同活性有机磷以活性有机磷(LOP)的有效性最高,是反映土壤磷素有效性的主要指标之一,与土壤肥力密切相关。通过3大土类两个产量水平的有机磷与解磷微生物的数量、强度和各种酶的活性的相关性分析,探讨了土壤有机磷通过土壤微生物和磷酸化酶的生物活性进行转化的机制,为3大土类和两个产量水平的土壤培肥提供了理论依据。     

河北省典型土壤磷库状况及对长期施磷和秸秆还田的响应

通过大面积田间土壤养分测定及与1978年第二次土壤普查结果比较,系统研究了河北省不同农业生态类型区典型褐土、潮土、水稻土土壤磷素状况及其演变规律,并基于肥料定位试验系统研究了河北省典型褐土、潮土上长期施用磷肥、秸秆还田对土壤各形态磷库的影响。结果表明:河北省主要农业生态类型区土壤全磷、无机磷总量、Olsen-P含量均表现为太行山山麓平原褐土区海河冲积低平原潮土区冀东滨海平原水稻土区。1978年二次土壤普查至2014年的36年间,褐土、潮土、水稻土土壤全磷分别增加66.5%、32.8%、23.2%;Olsen-P分别增加了444.9%、533.4%和171.8%,有效磷占全磷的比重呈逐渐增加趋势。太行山山麓平原典型褐土上连续7年施用P2O575~210 kg/hm2,与P1相比,土壤Olsen-P占全磷比重以及Ca2-P、Ca8-P占全磷、无机磷的比重均随磷用量的增加呈增加趋势,O-P占无机磷比重随磷肥用量的增加呈降低趋势。山麓平原典型潮土中小麦秸秆还田22年,土壤全磷、无机磷总量、Olsen-P无显著增加,土壤无机磷中Ca2-P、Al-P、Fe-P、O-P、Ca10-P均无显著变化,Ca8-P显著增加。     

长期秸秆还田对潮土土壤各形态磷的影响

基于黄淮海低平原区潮土上33年长期肥料定位试验,采用蒋柏藩―顾益初的石灰性土壤无机磷分级方法,研究冬小麦―夏玉米轮作中长期不同氮磷用量下秸秆还田对土壤全磷、有效磷(Olsen-P)及各形态无机磷的影响。结果表明:黄淮海低平原区潮土上冬小麦―夏玉米轮作中P2O5用量0~240 kg hm~(-2),随磷肥用量的增加,土壤全磷、Olsen-P、无机磷总量及无机磷中Ca2-P、Ca8-P、Al-P和Fe-P均显著增加,O-P和Ca10-P无显著变化;当土壤输入磷量低于作物输出磷量时,无论秸秆还田与否,土壤全磷、无机磷总量、Olsen-P和无机磷中除Ca8-P外的其他各形态磷均无显著变化;当土壤输入磷量高于作物输出磷量时,随秸秆用量的增加土壤全磷、Olsen-P和无机磷中的Ca2-P、Ca8-P、Al-P均显著增加,其中以Olsen-P增幅最大,无机磷中以Ca2-P增幅最大,其次为Ca8-P,再次为Al-P;土壤磷素盈余和亏缺量与土壤中各磷形态含量均呈显著正相关关系。     

山东石灰性潮土、褐土无机磷的形态、转化和有效性

应用蒋柏藩、顾益初提出的“石灰性土壤无机磷分级方法”研究了山东省石灰性潮土、褐土、砂姜黑土的无机磷组成、转化和对作物的有效性。结果表明,石灰性土壤无机磷中以Ca10-P占绝对优势,约占无机磷总量的54.52％,其次为O-P,占21.55％,Al-P、Fe-P,Ca8-P分别占5～10％,Ca2-P只有1.08％;在土壤剖面中各级无机磷皆随剖面深度增加而减少;水溶性磷肥施入土壤后,在作物一个生长季节内主要转化成Ca8-P,占全部转化量的50～70％,其次是Ca2-P,占10～30％,Al-P占11～13％,Fe-P很少,占5％左右;在各级无机磷中对作物有效性顺序是Ca2-P>Al-P、Fe-P>Ca8-P>O-P、Ca10-P。     

岩溶区不同土地利用类型土壤无机磷形态分布特征

采用蒋柏藩、顾益初的土壤无机磷分级体系,对桂林毛村岩溶区旱耕地、灌丛、林地、水田土壤的无机磷形态分布特征进行研究。结果表明,岩溶区土壤全磷含量较高,速效磷和无机磷的含量均较低。4种土地利用类型总无机磷含量在49.87～489.80g/kg之间,占全磷的比例在6.08%～56.64%之间。各无机磷形态分布除Fe-P以外,均以水田最高,总无机磷含量水田也为最大。在同一土壤剖面不同发生层次上,Ca2-P、Ca8-P、Al-P、Fe-P、Ca10-P的含量随着深度的增加而减小,O-P含量随着深度增加而升高,对比各无机磷形态含量大小发现:Ca10-PO-PFe-PAl-PCa8-PCa2-P。对各无机磷形态与速效磷相关性分析表明:Ca2-P、Ca8-P、Al-P、O-P与速效磷呈极显著正相关关系;各无机磷形态之间,除Ca2-P与Ca10-P相关性不显著,Ca8-P、Al-P、Fe-P与O-P、Ca10-P相关性不显著,其余各形态无机磷之间均存在极显著的相关性。4种土地利用类型土壤磷素活化系数(PAC)除了水田耕层为2.5%2.0%外,其余土地利用类型的PAC均小于2.0%,说明岩溶区全磷不易转化为速效磷,有效性较低。     

有机酸对不同磷源施入石灰性潮土后无机磷形态转化的影响

采用室内培养和化学分析的方法研究了几种有机酸对石灰性潮土无机磷形态转化的影响。结果表明,1)石灰性潮土中磷素主要以有效性很低的磷酸盐(Ca10-P等)形式存在,而有效性较高的磷酸盐(Ca8-P等)含量较少,Ca2-P就更少。2)不同磷源施入土壤后,无机磷总量相应增加。磷酸二氢钾与磷酸二钙主要向Ca8-P、Al-P等有效性相对较差的磷素形态转化,磷酸八钙、氟磷灰石、磷酸铁、磷酸铝等有效性较差的磷源,在较短的时期内主要以自身的形态存在。3)施加各种有机酸可以不同程度地降低土壤中Fe-P、Al-P和Ca10-P含量,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植物可以利用的形态转化。这种促进能力因有机酸种类和性质的不同而不同,其作用大小顺序为草酸柠檬酸酒石酸。     

长期定位施肥对棕壤无机磷形态及剖面分布的影响

对棕壤26年长期定位试验的无机磷分级表明:长期施入有机肥或化学磷肥,除了Ca10-P含量在耕层减少外,其它各形态无机磷含量都有所增加;仅施N肥或不施肥,Al-P,Fe-P,O-P,Ca10-P含量均减少,Fe-P,Al-P,Cas-P,Ca2-P占无机磷总量的比例增加,而O-P,Ca10-P则下降了.各形态无机磷的剖面分布相似,均为先下降而后略微上升.相关分析和逐步回归分析表明,Ca2-P,Ca8-P,Al-P,Fe-P,O-P与速效磷之间达到1%的极显著水平,Ca10-P与速效磷之间达到5%的显著水平.Ca2-P,Cas-P对速效磷的贡献最大.     

连续淋洗对山东省主要土壤磷素有效性及磷库的影响

研究采取室内模拟降雨淋洗的方法,研究了连续淋洗对山东省3大土类磷素有效性和磷库的影响。结果表明,3种土壤的磷淋失量均随着供磷水平的提高而升高。3种土壤出现磷淋失量峰值的时间有着明显差异,褐土施磷处理的磷淋量峰值分别出现在第3 d,4 d和5 d;而潮土高磷和低磷处理的磷淋洗最高值分别出现在第2 d和3 d;而棕壤不同施磷处理的磷淋洗高峰值均出现在第2 d。在相对较低的施磷水平下(P3以下),3大土类的速效磷含量基本均保持在20μg/g左右,再提高供磷水平,褐土和棕壤的土壤速效磷含量随施磷量的增加显著升高,而潮土的速效磷含量则随着施磷量的增加先升高后降低。在3大土类中,全磷含量最高的是褐土,其次是潮土,再次是棕壤。在淋洗条件下,褐土的土壤磷库相对变化不大,而潮土和棕壤的磷库则随施磷量的变化有着较大的起伏。因此,施磷水平控制在P3水平(180 kg P/hm2),3大土壤的磷淋失量较低,土壤速效磷变化不大,有利于减少土壤磷素淋失到水体的风险,也保证了土壤磷的供应能力。     

山东主要土类中磷酸化酶及其与供磷特性的关系

山东3大土类中棕壤的3种磷酸化酶以酸性磷酸化酶活性最高,平均为0.9856μg 100g-1,其酸性磷酸化酶主要通过减少磷的吸附和固定,增加磷的解吸,提高缓效磷的含量,从而改善棕壤的供磷状况;潮土的3种土壤磷酸化酶以碱性磷酸化酶的活性最高,平均为0.7032μg 100g-1,其碱性磷酸化酶主要通过增加磷的解吸,提高缓效磷的含量,从而改善潮土的供磷状况;褐土的3种土壤磷酸化酶也是以碱性磷酸化酶的活性最高,平均为1.009μg100g-1,其碱性磷酸化酶主要通过减少磷的吸附和固定,提高有效磷和缓效磷的含量,从而改善褐土的供磷状况。高产农田的碱性磷酸化酶活性高于酸性磷酸化酶,酸性磷酸化酶活性高于中性磷酸化酶,其活性分别为0.8875μg 100g-1、0.7043μg 100g-1和0.2675μg 100g-1,而且高产农田的3种磷酸化酶活性均极显著高于中低产田,2类产量水平的农田,均主要通过酸性磷酸化酶来改善土壤供磷状况,其中高产农田的酸性磷酸化酶主要通过减少磷的固定,增加磷的解吸,提高缓效磷的含量;中低产农田的酸性磷酸化酶,主要通过增加磷的解吸,减少磷的固定,提高有效磷的含量。     

北方耕地和蔬菜保护地土壤磷素状况研究

以北方一般耕地和蔬菜保护地为供试土壤 ,研究了不同种植条件下土壤磷素状况 ,蔬菜保护地土壤磷素的空间分布特性。结果表明 ,蔬菜保护地土壤全磷、无机磷、有机磷、Olsen-P的平均含量是一般耕地土壤的 2.7～14.0倍 ,土壤Olsen P占全磷的比率 ,Ca2-P ,Ca8-P ,Al-P占土壤无机磷的比率显著高于一般耕地土壤。蔬菜保护地土壤各形态磷素主要积累在 0～20cm土层 ,并随土层深度的增加各形态磷素的含量逐渐降低 ,各土层Olsen-P ,Ca2-P ,Ca8-P ,Al-P含量降低幅度明显高于Fe-P ,O-P ,Ca10-P含量的降低值     

潮褐土上蔬菜产量和土壤各形态磷变化对长期过量施磷的响应

【目的】研究长期连续过量施用磷肥下蔬菜的产量响应、磷肥去向及土壤各形态磷库的动态变化。 【方法】在太行山山前平原典型潮褐土上,连续进行11年21茬露地蔬菜的长期定位肥料试验,P₂O₅年施用量设0 (P0)、360 (P1)、720 (P2)、1080 (P3)、1440 (P4) kg/hm2共5个处理,分别测定每茬蔬菜产量及各年土壤不同形态磷素含量。 【结果】与不施磷肥处理比较,单季P₂O₅用量180、360、540、720 kg/hm2均显著增加大白菜、菜豆产量,不同磷肥用量间蔬菜产量均无显著差异。P₂O₅年用量为360、720、1080、1440 kg/hm2,土壤年盈余磷为41.2～478.7 kg/hm2,积累率为26.2%～76.1%。与基础土比较,随着磷肥用量的增加,土壤有效磷、全磷、无机磷总量及无机磷中的Ca₂-P、Ca₈-P、Al-P、Fe-P含量均呈显著增加趋势,无机磷中的O-P、Ca₁₀-P含量无显著变化。P₂O₅年用量为720、1080、1440 kg/hm2处理土壤的有效磷年均增加量为2.3、4.2、5.0 mg/kg;土壤有效磷增加量与磷盈余量呈显著直线正相关关系,土壤磷素每盈余100 kg/hm2,有效磷、Ca₂-P、Ca₈-P、Al-P、Fe-P 含量分别增加1.13、2.41、15.27、4.14、1.37 mg/kg。随着土壤磷盈余量和施肥年限的增加,有效磷占全磷比重、Ca₂-P、Ca₈-P、Al-P占无机磷比重逐渐增加。 【结论】施用磷肥显著增加大白菜和菜豆产量,过量施用磷肥蔬菜产量无显著变化;土壤磷素处于盈余状态下,随着磷肥用量的增加或种植年限的增加,土壤积累磷的有效性随之增加。基于蔬菜对磷肥产量响应和土壤磷素收支表观平衡状况,露地大白菜P₂O₅推荐用量180 kg/hm2,菜豆270 kg/hm2。     

黑龙江省西部草地土壤无机磷的形态

本文通过牧场试验，探讨了黑龙江省西部草地土壤无机磷形态，结果表明，四种草地土壤均以Ｃａ－Ｐ为主，约占无机磷总量的６０％左右，Ｏ－Ｐ含量少于Ｆｅ－Ｐ和Ａｌ－Ｐ．草甸黑钙土无机磷总量最高，Ｃａ２－Ｐ、Ｃａ８－Ｐ和Ａｌ－Ｐ都是草甸黑钙土重要的贮磷库；草甸风沙土无机磷总量最低，但Ｃａ８－Ｐ含量相对较高；草甸碱土无机磷总量、Ｃａ２－Ｐ和Ａｌ－Ｐ含量显著高于碱化草甸土．向草甸碱土和碱化草甸土施磷酸二铵能显著增加土壤无机磷的总量，尤其显著提高土壤中Ｃａ８－Ｐ和Ａｌ－Ｐ含量．     

五台山土壤水稳性团聚体有机碳分布特征

为揭示五台山垂直带土壤不同形态团聚体有机碳的分布特征,以五台山垂直带土壤为研究对象,于2016年8月从高海拔至低海拔对亚高山草甸土、山地草甸土、棕壤、淋溶褐土、石灰性褐土样品进行采集,并且通过湿筛法和物理分组技术获得不同土壤类型中2,2~0.25,0.25~0.053,0.053mm水稳性团聚体,进一步分析了土壤及各级水稳性团聚体的总有机碳、颗粒有机碳(POC)和矿物结合有机碳(MOC)。结果表明:亚高山草甸土、山地草甸土和棕壤均以2mm团聚体为最多,达到总水稳性团聚体的45.13%。然而,淋溶褐土和石灰性褐土中分别以2~0.25mm和0.25~0.053mm团聚体为最多,分别达到33.79%和39.95%。随着海拔高度的降低土壤有机碳含量依次降低,且不同土壤类型中,2mm和2~0.25mm团聚体有机碳含量与其对应的土壤有机碳含量呈极显著正相关关系,相关系数分别为r2mm=0.986和r2~0.25mm=0.966(P0.01)。随着土壤团聚体粒径的减小,亚高山草甸土、山地草甸土、棕壤的POC含量呈现下降趋势,而淋溶褐土和石灰性褐土的POC含量呈现升高趋势。亚高山草甸土、山地草甸土、棕壤的MOC含量都以2mm团聚体为最大,淋溶褐土和石灰性褐土分别以2~0.25mm和0.25~0.053mm团聚体的MOC含量为最大。各土壤及团聚体中MOC的含量要明显大于POC的含量,而且在土壤和各级大团聚体中二者呈现正相关关系(P0.05)。此外,各土壤POC和MOC的含量与土壤有机碳含量也呈现正相关关系(P0.05)。因此,随着海拔高度的降低,各土壤团聚体组成由大团聚体向微团聚体转变,亚高山草甸土、山地草甸土、棕壤的碳截获能力强于淋溶褐土和石灰性褐土。     

北方耕地和蔬菜保护地土壤磷素状况研究

以北方一般耕地和蔬菜保护地为供试土壤 ,研究了不同种植条件下土壤磷素状况 ,蔬菜保护地土壤磷素的空间分布特性。结果表明 ,蔬菜保护地土壤全磷、无机磷、有机磷、Olsen-P的平均含量是一般耕地土壤的 2.7～14.0倍 ,土壤Olsen P占全磷的比率 ,Ca₂-P ,Ca₈-P ,Al-P占土壤无机磷的比率显著高于一般耕地土壤。蔬菜保护地土壤各形态磷素主要积累在 0～20cm土层 ,并随土层深度的增加各形态磷素的含量逐渐降低 ,各土层Olsen-P ,Ca₂-P ,Ca₈-P ,Al-P含量降低幅度明显高于Fe-P ,O-P ,Ca₁₀-P含量的降低值     

东北主要类型旱田土壤持水特性研究

土壤持水特性是对土壤水分有效性的一种反映,不同土壤持水特性存在差异。为了解东北地区主要旱田耕地土壤的持水特性,本研究通过定点采样方法,在不同地区选择了典型的黑土、草甸土、白浆土、碱土、褐土5类旱田耕地土壤,通过压力膜法得出不同水柱压力下土壤水分实测值,并通过Van Genuchten和Garden模型进行模型拟合,相关性极显著,通过Van Genuchten绘制土壤水分特征曲线,从曲线看出,不同类型土壤持水特性存在差异,0～10 cm土层各土壤水分特征曲线差异大、曲线分散,草甸土、白浆土、碱土含水量在各压力下均处于较高水平,褐土最低,黑土居中; 10～20 cm土层土壤水分特征曲线在低吸力阶段差异仍较大,高吸力阶段差异小,褐土含水量最低,草甸土、白浆土、碱土趋于一致,黑土居中; 20～30 cm土层差异减小,褐土、碱土、黑土趋于一致;通过Garden模型计算土壤比水容量,不同水吸力下,褐土比水容量最高,其次是黑土,草甸土、白浆土和碱土比水容量较低,说明褐土和黑土释水能力强;土壤饱和含水量与土壤容重显著负相关,土壤有效持水库容与土壤大颗粒、土壤0. 02 mm的颗粒呈极显著负相关,与0. 02～2 mm的颗粒含量呈显著正相关;草甸土、碱土、白浆土饱和持水库容高,但有效库容低,与褐土、黑土相反。因此,提高土壤持水能力要根据土壤的物质特性提出对应措施。     

石灰性潮土长期定位施肥对小麦根际无机磷组分及其有效性的影响

在长期定位施肥的基础上，采用网室盆栽试验，研究了石灰性潮土中不同施肥处理对冬小麦根际土壤与非根际土壤中无机磷组分及其有效性的影响。结果表明，不同施肥处理的供试土壤无机磷组分均以磷酸钙盐为主，平均占无机磷总量的73．9％，其它组分占26．1％。不施磷肥的各处理（CK、N、NK）中，小麦生物量和吸磷量均较低，小麦根际土壤与非根际土壤中无机磷总量变化不大，Ca2-P和Ca8—P在各处理的根际土壤中含量均很低。在施用磷肥的各处理（NP、PK、NPK）中，NP和NPK处理小麦的生物量和吸磷量均显著高于PK处理，而PK处理根际与非根际土壤中无机磷各组分的增幅明显高于NP和NPK处理。磷肥和有机肥处理，均显著提高小麦的吸磷量和生物学产量，各处理根际与非根际土壤中无机磷组分含量和总量增加的幅度以1．5（M＋NPK）处理最高。对不同施肥处理的小麦根际各无机磷形态及其与土壤速效磷间的相关分析表明，Ca2-P与土壤速效磷间的相关性达极显著水平，Ca8-P、Al-P、Fe—P达显著水平，O-P、Ca10—P不显著。