长期施肥条件下灰漠土磷的吸附与解吸特征

通过等温吸附与解吸试验,研究了长期施肥条件下不同水平的灰漠土耕层0～ 20 cm土壤磷素吸附与解吸特征.结果表明,在实验浓度范围内,不同Olsen-P水平的灰漠土土壤,随外源磷量的增加,磷的吸附量、解吸量及解吸率均逐渐增大,吸附率逐渐减小.土壤Olsen-P含最水平与土壤磷素吸附饱和度(DPS)的大小呈正相关关系.处理间比较,土壤最大吸附量(Xm)值为CK＞ NPK≈NPKM＞ PK≈NPKS、且处理间达到极显著差异水平;NPK处理的吸附常数(K)值与土壤最大缓冲容量(MBC)值均极显著地大于CK、PK、NPKM和NPKS处理.该4个处理间比较:K值无显著差异,MBC值CK极显著大于PK和NPKS处理、CK与NPKM、PK与NPKS处理间差异不显著.化肥配施有机肥或秸秆的处理土壤易解吸磷(RDP)值极显著大于单施化肥的处理,释磷效果以化肥有机肥配施为最优.     

长期施肥条件下石灰性潮土磷的吸附解吸特征

采用Langmuir方程、Freundlich方程及其扩展形式对长期施肥土壤磷的吸附和解吸特征进行了研究。结果表明,双面Langmuir方程和三种Freundlich方程能较好描述石灰性潮土壤对磷的吸附,方程决定系数r2均接近0.99。长期施用有机肥能减少土壤对磷的吸附,表现在土壤对磷的理论最大吸附量（Qm）降低以及吸附结合能常数K值下降。与长期施用化肥相比,长期施用有机肥土壤新吸附的磷也更容易解吸,土壤磷的解吸率从化肥处理的15%左右提高到20%以上。钾肥的施用增大了石灰性潮土对磷的吸附容量,磷的吸附结合能明显提高,意味着化肥钾的施用可能导致土壤磷向作物难利用方向转化,但有机肥与钾肥配合施用,钾肥的这种不良作用得到明显的改善。     

长期施肥对白浆土磷吸附与解吸的影响

对白浆土在长期施肥条件下磷的吸附与解吸进行了研究。试验结果表明，供试白浆土磷的等温吸附曲线符合langmuir方程，在低磷浓度下其吸磷能力较强，随着磷浓度的增大，吸磷能力减弱。在不同施肥处理中，CK处理的最大吸附量（Xm）最大，OM处理最小，各处理吸附常数（K）值变化较小，均在0．2左右，而Xm变化较大；不同施肥处理总的解吸趋势是一致的，即解吸量随着浓度的增加而增加，而后逐步趋于平稳。施有机肥的处理土壤吸附磷能力降低，但解吸磷能力增强；长期不施肥土壤固磷能力增强。     

长期施肥对灰漠土无机磷组分的影响

以国家灰漠土土壤肥力与肥料效益长期监测站为平台,采用蒋柏藩-顾益初土壤无机磷分组方法,对23年长期定位施肥条件下、不同施肥处理土壤无机磷总量(IOP)及组分(Ca_2-P、Ca_8-P、Al-P、Fe-P、O-P、Ca_(10)-P)进行测定,以掌握长期施肥对干旱区灰漠土无机磷组分的影响规律并指导合理施肥。结果表明,长期不施肥(CK)处理土壤无机磷总量无显著变化,组分间主要发生Ca_2-P、Ca_8-P向Ca_(10)-P的转化;长期施肥(NPK、NPKM、NPKS)处理IOP极显著增加,其增加量主要为Ca_2-P、Ca_8-P、Al-P和Fe-P,其中前三者增加作用极为显著;长期施肥条件下,土壤无机磷组分中Ca_8-P转化率最高、占土壤无机磷转化总量的39%~50%,其次是Al-P、占16%~30%,再次是Ca_2-P、占10%~29%,三者合计占78%~88%,其余三种组分Fe-P、O-P、Ca_(10)-P占12%~22%。     

长期施磷黑土中磷的吸附–解吸特征及其影响因素

  【目的】  比较长期不施磷与施磷黑土对外源磷的吸附–解吸特征,为黑土区磷素管理提供理论基础。  【方法】  供试黑土长期定位试验位于吉林省公主岭市,始于1990年。2018年选择其中不施肥(CK),施氮钾肥(NK),施氮磷钾肥(NPK)和氮磷钾+有机肥(NPK+M) 4个处理小区,采集0—20、20—40和40—60 cm土层的土壤样品,分析了土壤理化性质,采用恒温平衡法测定了土壤磷的吸附–解吸特征,并由此计算得到磷最大吸附量(Q_m)、吸附亲和力常数(K_Q)、最大缓冲容量(MBC)、磷吸附饱和度(DPS)、最大解吸量(D_m)和解吸率(D_r)。  【结果】  随着平衡溶液中磷浓度的增加,磷的吸附量与解吸量均呈先快速增加后逐渐趋于平衡的过程。与不施磷处理(CK和NK)土壤相比,施磷处理(NPK、NPK+M)减少了磷的吸附量,增加了磷的解吸量。与不施磷处理相比,施磷处理在0—60 cm剖面上的Q_m和MBC值分别降低了4.94%～63.46%和15.90%～75.18%,D_r值增加了8.52%～474.0%,以NPK+M处理变化量最大。施磷处理比不施磷处理在0—60 cm土壤剖面上全磷和有机质含量分别增加了34.40%～145.5%和12.77%～50.07%,游离态铁铝氧化物(Fe_d+Al_d)含量降低了5.14%～11.35%。冗余分析表明,不施磷处理土壤的有机质、Fe_d+Al_d和全磷,以及施磷处理中的Fe_d+Al_d、络合态铁铝氧化物(Fe_p+Al_p)、pH和有机质是影响磷吸附解吸特征参数的主要土壤因子,分别解释了不施磷和施磷处理全部变异的77.59%和90.62%。土壤有效磷(Olsen-P)与磷吸附饱和度(DPS)相关关系表明,所研究的黑土DPS环境界限值为8%左右,NPK+M处理中3个土层的DPS_M-P值(由Mehlich-3 浸提的磷、铁和铝计算)为7.77%～25.96%,DPS_O-P值(由Olsen-P和Q_m计算)为17.24%～24.75%,均高于此环境界限值,具有磷素流失的风险。  【结论】  长期施磷降低了黑土对外源磷的吸附量,增加了磷解吸量。长期不施磷肥,土壤对磷的吸附和解吸主要受有机质、游离态铁铝氧化物的影响。而长期施肥,特别是有机肥与化肥配合处理,土壤中游离态和络合态铁铝氧化物、有机质及pH是影响磷吸附解吸特征的主要因素。     

长期施用牛粪条件下草原土壤磷的等温吸附与解吸动力学

应用Ｌａｎｇｍｕｉｒ等温吸附方程和二次曲线模拟等温解吸方程对连继２７年施用不同量牛粪以及施用无机肥的草原土壤磷等温吸附、解吸动力学进行研究。结果表明长期施用１００ｍ＾３／ｈａｙ以上牛粪，表层及表下层土壤磷的最大吸附缓冲容量及键合强度大在降低，当施用量达到２００ｍ＾３／ｈａｙ时，零吸附平衡浓度（ＥＰＣ）显增加，进入土壤的磷较难以充分固定；对表层土壤的吸附缓冲容量、吸附亲合力强度以及活性铝的含量呈显     

长期施肥下灰漠土有机碳组分含量及其演变特征

采用湿筛和重液悬浮的物理分组方法分析了18年不同施肥模式下灰漠土有机碳组分含量差异及其演变特征。结果表明:与不施肥相比,长期有机无机肥配施(NPKM和1.5 NPKM)增加各有机碳组分的效果最显著,且粗和细自由颗粒有机碳、物理保护有机碳、矿物结合有机碳增加速率最高,平均分别达到0.12、0.06、0.08及0.17g/(kg.a);秸秆还田使粗和细自由颗粒有机碳分别以0.05和0.03 g/(kg.a)的速率增加,而撂荒和施化肥维持着各有机碳组分的含量。不同有机碳组分间存在显著的相关性,其中以粗自由颗粒有机碳含量增幅最高,不同施肥模式下平均增幅是其它有机碳组分的2.18~.0倍;以矿物结合有机碳所占比例最高,达到56.9%7~7.8%,说明粗自由颗粒有机碳对施肥较敏感,而矿物结合有机碳是灰漠土固存有机碳的主要形式。综上分析,长期有机无机肥配施是提高灰漠土有机碳组分含量和培肥土壤的有效模式。     

长期不同施肥对黄壤磷素吸附–解吸特性的影响

[目的]磷吸附–解吸特性对土壤磷素有效性和环境流失风险有重要影响.研究长期不同施肥对黄壤旱地磷吸附–解吸特性的影响,可为黄壤区合理施用磷肥提供理论依据.[方法]供试黄壤肥力长期定位试验位于贵阳,始于1995年.设有对照(CK)、施氮钾肥(NK)、施氮磷钾肥(NPK)、单施有机肥(M)和有机肥化肥配施(MNPK)5个处理...     

长期不同施肥下黑土与灰漠土有机碳储量的变化

采用长期试验,研究了20年不同施肥下1 m深黑土与灰漠土有机碳含量与碳储量的剖面变化。结果表明,单施化肥和不施肥对黑土1 m土层有机碳储量没有显著影响,但灰漠土略有降低。有机肥配施化肥能显著提高土壤有机碳含量和储量。高量有机肥配施化肥（NPKM2）能提高020 cm和2040 cm土层土壤有机碳含量,黑土分别提高56.6%和49.6%、灰漠土提高143.1%和46.9%;常量有机无机配施（NPKM）效果较差,增幅分别为黑土35.1%和35.3%,灰漠土80.2%和4.1%。两种土壤1 m土体的有机碳储量,NPKM2处理分别提高了C 30.7 t/hm2与C 40.6 t/hm2。显然,有机无机肥配施可以显著提高1 m深土体中有机碳储量,主要是由于提高了040 cm土层土壤有机碳含量。     

柠檬酸对不同施肥处理灰漠土遗留磷的活化特征

明确土壤磷的活化潜力及释放特征是土壤遗留磷资源化利用的前提,以长期定位施肥的灰漠土为试验材料,选取不施肥（CK）、施氮磷钾化肥（NPK）、氮磷钾化肥与有机肥配施（NPKM）3种处理,以高浓度（10 mmol·L^-1）和低浓度（2 mmol·L^-1）柠檬酸对土壤遗留磷进行多次浸提,探究柠檬酸对长期不同施肥处理灰漠土遗留磷的活化潜力及特征。研究发现：不同施肥处理土壤遗留磷的活化总量为NPK > NPKM > CK,与土壤总磷含量变化一致;高、低浓度柠檬酸对供试灰漠土遗留磷的活化潜力基本相当（>80%）。供试土壤遗留磷的急剧释放伴随土壤pH的大幅下降,说明酸溶解是主要活化机制。高浓度柠檬酸活化整个阶段,NPK处理土壤磷的释放量均高于NPKM处理;而在低浓度柠檬酸处理前期,NPKM释放的磷量大于NPK,相关元素中仅与镁元素的释放一致,可见低浓度柠檬酸活化前期NPKM处理土壤磷的活化很可能来自镁磷。高浓度柠檬酸对灰漠土遗留磷的活化前期以无机Ca₈-P活化为主,后期以无机Ca₁₀-P活化为主。综上,柠檬酸可显著促进不同施肥处理灰漠土遗留磷的活化,鉴于灰漠土遗留磷的高活化潜力,可通过适当减量施肥及土壤磷高效利用管理等措施促进作物再利用。     

长期定位施肥对灰漠土农田土壤质量的影响

试验研究不同施肥方式下长期定位施肥对灰漠土农田土壤酶活性和土壤理化特性的影响结果表明:经过长期定位施肥试验,灰漠土土壤的生物活性(蛋白酶、脲酶、磷酸酶、蔗糖酶活性)与土壤基本肥力比试验前有所提高;不同施肥处理下土壤酶活性和土壤理化性质存在明显差异,N素和有机质含量是制约灰漠土土壤酶活性和影响作物产量的关键因子。     

长期不同施肥红壤磷素特征和流失风险研究

为探索长期施肥对红壤磷素吸附固持的影响,分析不同施肥土壤磷流失风险及影响因素。在南方丘陵区红壤上开展了持续25年的长期定位试验,处理包括:不施肥(CK)、施氮肥(N)、施磷肥(P)、施钾肥(K)、施氮磷钾肥(NPK1)、施2倍量氮磷钾肥(NPK2)、单施有机肥(OM)和氮磷钾配施有机肥(MNPK)。研究了不同施肥下土壤全磷、Olsen-P、Mehlich1-P、CaCl2-P含量及磷吸持指数(PSI)、磷饱和度(DPS)的变化,探讨不同施肥处理土壤对磷的吸附和解吸特征,并分析了土壤磷指标与土壤有机碳、pH、CEC之间的关系。结果表明:长期施用化学磷肥有利于补充土壤磷素,特别是土壤全磷,并使Olesn-P和Mehlich 1-P有增加趋势,而对CaCl2-P影响不显著;施用化肥对DPS影响不显著,单施磷会降低PSI,低量氮磷钾提高了PSI,高量氮磷钾处理与对照差异不显著;长期施用有机肥(猪粪)土壤全磷增加,而Olsen-P、Mehlich 1-P和CaCl2-P则大幅累积, PSI显著降低, DPS显著增加。长期施用化肥处理土壤对新添加磷的吸附较强,长期施用有机肥降低了土壤对新添加磷的吸附;土壤全磷、Olsen-P、Mehlich1-P、CaCl2-P、PSI、DPS及最大吸附容量(Qm)与土壤pH、CEC、土壤总有机碳(TSOC)、土壤水溶性有机碳[冷水提取水溶性有机碳(CWSOC)和热水提取水溶性有机碳(HWSOC)]间相关性较高;土壤磷指标和土壤有机碳、pH、CEC指标之间存在典型相关关系,第1对和第2对典型变量的典型相关系数分别为0.997和0.951,达显著水平。研究表明,施用有机肥是调节土壤磷的供给和保持的重要措施,土壤水溶性有机碳和pH可能是反映红壤磷素供应和流失的关键指标。     

长期施肥下新疆灰漠土有机碳及作物产量演变

为明确长期不同施肥下新疆灰漠土有机碳和作物产量演变特征,依托始于1990年的灰漠土肥力长期定位监测试验,选择对照(CK,不施肥)、施氮磷肥(NP)、氮磷钾平衡施肥(NPK)、氮磷钾配合常量有机肥(NPKM)、氮磷钾配合高量有机肥(h NPKM,有机肥施用量为NPKM的2倍)、氮磷钾配合秸秆还田(NPKS)6个处理,分析不同处理下土壤有机碳和小麦、玉米产量演变特征,探讨碳投入及有机碳与作物产量的关系。结果表明:1)长期耗竭种植(CK)、连续施用NP或NPK肥,灰漠土有机碳含量持续下降,年均下降速率分别为0.094 g·kg~(-1)、0.043 g·kg~(-1)和0.053 g·kg~(-1),表明施化肥(NP、NPK)不能维持土壤有机碳含量,不利于土壤肥力的保持。NPKM和h NPKM处理,土壤有机碳显著增加,年均增加0.360 g·kg~(-1)和0.575 g·kg~(-1),增施有机肥是快速提高灰漠土肥力的重要措施。秸秆还田处理(NKPS),土壤有机碳年均增幅0.006 g·kg~(-1),与NPK处理对比,秸秆还田虽没有大幅度提高土壤有机碳,但维持了土壤肥力。2)较CK,长期化肥有机肥配施(NPKM、h NPKM)显著增加了作物产量(P0.05)。与NP和NPK比较,长期化肥有机肥配施显著提高了小麦产量(P0.05),但玉米产量与施化肥处理差异不显著(P0.05),玉米产量以平衡施肥(NPK)的增幅最高,达到220 kg·hm~(-2)·a~(-1)。小麦的产量变异系数(29.1%~43.9%)高于玉米产量变异(19.0%~32.7%)。化肥配合秸秆还田(NPKS)处理的小麦增产幅度与高量施用有机肥(h NPKM)处理接近,喻示了秸秆还田对作物增产的作用不可忽视。3)碳投入与土壤有机碳和小麦、玉米产量有显著线性正相关(P0.05)。基于以上分析,在干旱区灰漠土增加土壤碳投入(有机肥或秸秆)仍然是最基本的土壤培肥措施。     

长期施肥下红壤磷素积累的环境风险分析

以长期(始于1988年)施肥的旱地红壤为材料,研究了土壤磷积累与磷吸附的关系,通过分析土壤磷素吸附特征参数及面向环境的土壤磷素表征值的变化,讨论了长期施肥下旱地红壤磷素积累的环境风险。结果表明:长期施磷可显著增加红壤磷素的累积量,降低土壤对外源磷的固持能力,提高土壤的有效磷及易解吸磷的量。供试的7个试验处理,除NK处理及花生秸秆本田还田处理外,土壤有效磷均高于20mg kg-1,已达到丰磷状态,但只有配施厩肥处理的土壤磷素存在环境风险。因此,应在兼顾土壤磷素的农业效应和环境安全的前提下,建立新的施肥制度,使磷素资源的利用更加合理化。     

长期施磷对土壤磷素吸附演变的影响

Knowledge of phosphorus （P） behavior in long-term fertilized soils is essential for programming fertilization practices and for sustaining environmental quality. The long-term （1984-1997） effects of various fertilization treatments on P changes and sorption isotherms as well as the relationship of soil properties to P sorption and P forms were evaluated in an Ustic Isohumisol, a calcareous soil, on the Loess Plateau, China. Compared to 1984, after 13 years of crop production, total soil P in the no-P treatments （control and N treatment） decreased by 5%-7%, but in the phosphorus fertilizer alone （P）, nitrogen and phosphorus fertilizers in combination （NP）, manure alone （M）, and nitrogen and phosphorus fertilizers and manure in combination （NPM） treatments, it increased by 22%, 19%, 28%, and 58%, respectively. Residual fertilizer P was found mainly in NH4Ac-soluble P （Cas-P）, followed by NaHCO3-soluble P （NaHCO3-P）, and NH4F-soluble P （Al-P）. Phosphorus sorption in the soils with different fertilization practices fit the Langmuir equations. Phosphorus sorption capacity in the no-P treatments increased, whereas it decreased in the P-included treatments （P, NP, and NPM treatments）. Phosphorus sorption maximum （Qm） was significantly and negatively correlated to inorganic P including NaHCO3-P, Cas-P, NaOH-Na2CO3-soluble P （Fe-P）, and Al-P （P ≤ 0.01）. Moreover, long-term fertilization increased soil organic carbon in the NP, M, and NPM treatments and decreased pH in the NP and NPM treatments. Thus, the ability of the soil to release sorbed P to the environment increased under long-term P fertilization.     

灰漠土长期定位施肥对小麦品质和产量的影响

新疆灰漠土不同施肥制度的12年长期定位试验结果表明,N、NP、NK、NPK处理小麦某些品质指标较CK有不同程度的改善;长期不施氮肥(PK处理),小麦子粒的蛋白质含量、总氨基酸和必需氨基酸含量、面粉品质和面团品质中的多数指标明显低于CK和长期施用氮肥的处理,灰分含量增加;有机无机常量配施(NPK+M)小麦面粉与面团品质中的多数指标优于单施无机肥(N、NP、NK、PK、NPK)和CK处理。与CK相比,秸秆还田(NPK+S)处理的小麦千粒重、面团抗延伸性略有提高,其它品质指标则有不同程度的下降。生产中,N、P、K化肥与有机肥合理配合施用对培肥土壤、提高小麦产量和改善品质具有重要作用。