溶磷微生物菌剂对土壤营养元素及玉米生长的影响

为比较不同溶磷菌剂在田间应用效果,通过田间小区试验,研究3种菌剂草酸青霉I1(I1)、黑曲霉H1(H1)和巨大芽孢杆菌BM(BM)对土壤营养元素动态变化以及玉米产量的影响。结果表明:施用3种菌剂,土壤有效磷含量显著提高,在不同磷水平下,土壤有效磷含量比对照提高6.47%-37.13%。在P₂O₅92 kg·hm^-2水平下,在玉米生长前期,施用3种菌剂,土壤pH值显著降低,土壤交换性Ca、Mg和有效性Fe、Cu、Zn含量以及玉米叶片SOD、POD和CAT酶活性显著增加,而有效Mn的含量降低;总体上,各处理间提高土壤交换性钙、镁和有效锌的能力为H1>I1>BM,提高土壤有效铁能力为H1≥BM>I1,提高土壤有效铜能力为BM>H1>I1。不同磷水平下,施用3种菌剂后,玉米产量显著提高,在P₂O₅92 kg·hm^-2水平下,施用微生物菌剂玉米产量比CK增加8.2%-12.1%,总体上,增产效果为I1>H1>BM。     

溶磷细菌及组合对复垦土壤磷素有效性的影响

为研究溶磷细菌对复垦土壤磷素有效性的影响,通过PVK平板稀释法从石灰性土壤中分离筛选溶磷细菌,将溶磷能力强的作为试验菌株,采煤沉陷区复垦第3年土壤为供试土样通过盆栽试验研究单菌株及其组合对复垦土壤有效磷、磷吸附特性、油菜产量和吸磷量的影响。试验筛选出7株溶磷能力在296. 5～563. 5 mg·L~(-1)之间的菌株,其溶磷能力与溶磷圈直径(D)/菌落直径(d)的比值呈显著正相关;结合形态特征、生理生化及16sRNA序列分析得出,W1、W6属于Enterobacter sp.,W2、W4属于Burkholderia sp.,W3、W5属于Rahnella sp.,W7属于Fluorescent pseudomonas。选择W3、W4、W7作为试验菌株,试验结果表明溶磷细菌可以提高复垦土壤有效磷、磷酸酶、蔗糖酶、油菜产量以及吸磷量,与单菌株试验相比,组合溶磷细菌对复垦土壤磷素影响较大,W3、W4、W7菌株组合复垦土壤有效磷、磷酸酶、蔗糖酶、油菜产量和吸磷量在所有组合中最高;溶磷细菌可以降低复垦土壤最大吸磷量(Xm)和吸附常数(k),W3、W4、W7 3株菌株组合复垦土壤最大吸磷量和吸附常数最小,分别为555. 6 mg·kg~(-1)和0. 002 8;因此在复垦土壤上W3、W4、W7 3株菌株共同施用对磷素有效性的效果最佳。     

溶磷细菌筛选及对复垦土壤磷素有效性的评价

【目的】为了评价溶磷微生物对提高复垦土壤有效性的作用.【方法】通过PVK平板稀释法从石灰性土壤中分离筛选出7株溶磷细菌,7株菌株的溶磷能力在296.5～563.5 mg/kg之间,菌株的溶磷能力与溶磷圈直径(D)/菌落直径(d)的比值呈显著正相关;16sRNA序列分析表明,W_1、W_6属于Enterobacter sp.,W_2、W_4属于Burkholderia sp.,W_3、W_5属于Rahnella sp.,W_7属于Fluorescent pseudomonas.选择W_1、W_3、W_4、W_7作为试验菌株,研究其对复垦土壤有效磷、磷酸酶及各形态无机磷含量的影响.【结果】溶磷细菌可以提高复垦土壤有效磷含量、降低pH、增加磷酸酶含量,与接种灭菌菌液处理相比,4株溶磷细菌对复垦土壤有效磷增加在0.30～3.72 mg/kg之间,降低pH 0.03～0.09之间,土壤碱性和酸性磷酸酶提高幅度在9.68～34.22 mg/kg和0.21～47.66 mg/kg;溶磷细菌不仅可以增加复垦土壤Ca_2-P、Ca_8-P、Fe-P、Al-P的含量,而且可以显著减少复垦土壤Ca_(10)-P,与接种灭菌菌液处理相比,4株菌株增加Ca_2-P、Ca_8-P、Fe-P、Al-P的范围分别在4.7%～33.8%、11.1%～26.0%、5.3%～24.1%、4.8%～30.0%,Ca_(10)-P的减少幅度在12.9%～14.9%,溶磷细菌对O-P影响不显著.【结论】溶磷细菌在提高复垦土壤磷素有效性方面发挥着重要的作用.     

杭州市郊典型菜园土壤磷素状况及磷素淋失风险研究

    采用化学测试方法研究杭州市郊25个典型菜园土壤的磷素状况以及农学和环境磷素测试值间的相互关系,以建立磷素淋失的评价指标结果表明,菜园土壤全磷(TP)和土壤测试磷如水溶性磷(CaCl2-P)、速效磷(Olsen-P)、Mehlich Ⅲ提取的磷(PM3)均存在较大的变幅,分别为07～29 gkg-1、048～1964 mgkg-1、1065～15160 mgkg-1和5053～90495 mgkg-1,72%的土壤超过菜园土磷素丰缺的有效磷临界值(Olsen-P＝60 mg·kg-1)草酸浸提的土壤磷饱和度(DPSox)和Mehlich Ⅲ浸提的土壤磷饱和度(DPSM3)分别在691%～4915%和582%～5256%之间,与TP、Olsen-P、PM3之间存在极显著的正相关,DPSox与DPSM3间存在极显著正相关通过分段线性模型分析水溶性磷与Olsen-P、DPSox和DPSm3的关系,均存在一个明显的突变点(土壤磷素淋失的临界值),该值分别为Olsen-P＝7619 mg·kg-1,DPSox＝26%,DPSM3＝22%,供试土壤中超过上述Olsen-P或者DPS临界值的占60%以上,存在磷素淋溶的风险土壤磷素淋失的Olsen-P临界值高于农学磷素丰缺的临界值,因此,合理施用磷肥和有机肥使土壤磷水平低于上述磷素淋失临界值,不仅可以满足作物的磷素营养需要,而且可以避免磷淋溶进入水体     

土壤磷素状况和磷肥的合理施用

我省50年代农民很少施用磷肥,农田每年每亩投入磷肥折合P_2O_5仅为0.29千克。60年代的1967年,全省磷肥年亩施用量(P_2O_5)增加到1.14千克。1973～1978年已增加到2.59千克。到1985年又猛增到3.96千克。磷肥用量的迅速增加,在提高粮食产量、增加经济效益和调节土壤磷素方面起着重要的作用。     

关中西部耕地土壤磷素历史演变状况分析

陕西关中西部1984-2010年38 199个土壤样品化验资料的统计分析结果表明：26a间,全市耕地土壤磷素总的呈持续上升趋势;目前的区域分布状况是南部山区〉川塬地区〉北部山区。针对土壤磷素和磷肥利用率不高,磷素积累明显等问题,应采取因地因作物施用磷肥、控制磷肥用量、选用适合的磷肥品种、改进施肥方法等措施,提高土壤磷素的有效性和磷肥利用率,减少磷素的积累。     

长期施肥磷素盈亏及其对土壤磷素状况的影响

利用12年长期定位试验研究了长期施肥不同处理土娄土磷素去向和盈亏(平衡)及其对耕层土壤全磷、Olsen P的影响,结果表明,作物吸磷量随施磷量的增加而有所增加,作物对磷的利用有奢侈吸收现象;土壤耕层全磷、Olsen P及其增加量与土壤磷素盈亏呈极显著直线正相关;随肥料施入土壤的磷主要累积在土壤耕层(0~20 cm),施肥过高,特别是化肥配合有机肥施用会引起磷向土壤剖面下层淋移,M1NPK、M2NPK、SNPK、NPK和PK处理分别有34.7、33.0、2.2、8.8和6.4%的磷在100 cm土体内去向不明,有可能被淋洗到更深的土体中。长期不平衡或大量施磷,磷累积表观利用率低于15%,而平衡施肥,可以达到40%以上。     

缺磷型稻田土壤施磷增产效应及土壤磷素肥力状况的研究

在不同缺磷土壤上进行定位试验,研究磷肥效应和土壤磷素的供应状况.试验在红黄泥和河沙泥两种土壤上进行,包括施(CK)、氮钾肥(NK)、氮磷钾肥(NPK)、氮磷钾肥加稻草还田(NPK+RS)4个处理.结果表明,施磷能够提高水稻的产量,平均增产率表现为严重缺磷土壤高于中度缺磷土壤、早稻高于晚稻、磷肥与稻草配合施用高于单施磷肥处理;中度缺磷和严重缺磷土壤上施用磷肥能够显著的提高作物产量,尤其在早稻上效果更明显;中度缺磷土壤上施用磷肥早稻平均增产6.3%,晚稻平均增产6.1%;在严重缺磷土壤上施用磷肥,早稻平均增产达到17.9%,晚稻平均增产达到10.5%;磷肥与稻草配合施用的水稻产量提高幅度略高于施用磷肥处理;土壤连续施用磷肥和磷肥与稻草配合施用能够提高土壤有效磷含量,且磷肥与稻草配合施用效果最佳.中度缺磷土壤磷肥与稻草配合施用处理连续两年试验后,土壤有效磷平均上升50.4%,严重缺磷土壤连续两年磷肥与稻草配合施用处理连续两年试验后,土壤有效磷平均上升91.4%.在中度和严重缺磷土壤上施用磷肥或磷肥与稻草配合施用有利于提高水稻产量、磷素吸收量和土壤的供磷能力.     

高效溶磷微生物菌株的筛选、鉴定及其对磷素效率的影响

从我省中部地区种植玉米的贫磷土壤样品进行分离筛选获得了综合能力较强的细菌24株;通过DNA测序和16S rRNA系统发育分析,分别鉴定为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis strain Q1)、苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis serovar kurstaki strain AR-10)、荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens Pf0-1)、蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)、伯克金氏菌(Burkholderia sp.CEB01056)、Oxalobacteraceae bacterium NR186和肠杆菌(Enterobacter ludwigii strain K9);田间试验结果表明:溶磷发酵液与化肥配施的情况下,磷肥用量减少1/3或2/3的处理与全量磷肥产量差异不显著,各个处理与对照相比均表现明显的增产效应。     

长期不同施肥处理黑土磷的吸附-解吸特征及 对土壤性质的响应

目的 长期不同施肥处理影响土壤磷库和土壤性质的变化。研究不同施肥处理下黑土磷的吸附解析特征及其与土壤性质的响应关系,为黑土合理施用磷肥,提高磷有效性提供理论依据。方法 本研究依托于公主岭黑土肥力长期定位试验,供试作物为玉米。选取不施肥（CK）、施氮、钾肥（NK）、氮磷钾平衡施肥（NPK）、氮磷钾+有机肥（NPKM）4个处理。取1990、2000和2010年的0—20 cm土层的土壤样品,分析土壤性质,测定磷的吸附解吸值,并用 Langmuir方程拟合了磷的吸附曲线,计算磷最大吸附量（Q_max）、磷吸附常数（K）、最大缓冲容量（MBC）、磷吸附饱和度（DPS）以及土壤易解吸磷（RDP）。结果 Langmuir吸附等温线方程能很好的拟合土壤吸附磷和相应的平衡溶液磷浓度曲线（R ²=0.93—0.99）。不同施肥处理磷吸附解吸特征参数具有明显的差异。随试验年限的增加,不同处理各特征参数变化不尽相同,与1990年相比,2010年不施磷处理（CK和NK）,Q_max值分别增加了1.83和1.61倍,MBC值分别增加了0.80%和49.40%,DPS值分别降低了92.04%和87.50%,RDP值分别降低了20.00%和82.83%;NPK处理Q_max和DPS值分别增加了81.39%和90.74%,MBC和 RDP值分别降低了79.37%和48.57%;NPKM处理Q_max和MBC值分别降低了33.35%和78.52%,DPS和RDP值分别增加了11.36倍和1.48倍。施肥21年后,与CK和NPK处理相比,NPKM处理的Q_max值降低了64.66%和 49.52%,MBC值降低了81.87%和79.56%,DPS值增加了110和3.81倍,RDP值增加了4.36倍和78.57%。NPKM处理显著增加了土壤全磷（Total-P）、有效磷（Olsen-P）、有机质（SOM）和CaCO₃含量,降低了比表面积,维持pH、游离铁铝氧化物值不变。冗余分析结果表明：SOM和Total-P是造成磷吸附解吸特征参数差异的主要因素,分别解释了全部变异的49.5%和18.7%（P＜0.05）。 结论 长期有机无机配施可显著增加SOM和土壤中磷素累积,降低土壤对磷的吸附能力,增加土壤对磷的解吸,提高土壤磷的有效性,但同时显著提高了土壤磷吸附饱和度,易引起磷素流失的风险,对于NPKM处理应考虑有机肥与无机肥的投入量。     

黑麦草对土壤中Cd不同赋存形态的吸收规律

通过在3种典型土壤中种植黑麦草的盆栽实验,研究了黑麦草吸收镉量和土壤中镉负荷及土壤镉赋存形态的相关关系。结果表明,随着镉负荷增加,黑麦草吸收镉量明显增加。在3种土壤中黑麦草吸收镉量大小顺序为:红壤>黄棕壤>潮土。黑麦草吸收镉量除受镉负荷影响外,与镉在土壤中的形态分布密切相关,黑麦草吸收的镉主要是土壤中的交换态镉和松结有机态镉。     

磺胺嘧啶在黑土及其不同粒径组分中的吸附行为研究

采用批平衡吸附试验法,研究了磺胺嘧啶在黑土及其不同粒径中的吸附行为.结果表明,磺胺嘧啶的吸附不同程度地偏离线性模型,但均可用Freundlich模型和Langmuir模型进行良好地线性拟合.黑土(＜0.2mm)及其不同粒径(粘粒:＜0.002 mm、粉粒:0.002～0.02 mm、砂粒:0.02～0.2 mm)的Freundlich容量因子Kf值分别为29.6、53.1、32.9 L·kg-1和21.6 L·kg-1,说明磺胺嘧啶在黑土及其不同粒径中的吸附行为存在差异.将吸附参数Kf进行碳标化处理后,K∝值除粉粒外,其他基本一致.随着溶液pH的持续增加(1.0～10.0),黑土及其不同粒径中的磺胺嘧啶的吸附参数lgKf呈现先急剧降低然后稍微回升的趋势,由此推测,阳离子交换作用可能是磺胺嘧啶土壤吸附的重要机制.过氧化氢处理去除土壤有机质后,黑土的Kd值从1.92 L·kg-1降为1.22 L·kg-1,磺胺嘧啶的吸附量由16.5 mg·kg-1降低到11.2 mg·kg-1,说明有机质含量也是影响磺胺嘧啶吸附行为的重要因素.     

不同溶磷菌生物有机肥对玉米苗生长和土壤磷养分的影响

采用盆栽试验,研究5种不同溶磷菌生物有机肥对玉米苗生长的促生作用和养分吸收的影响。结果表明,与单施有机肥相比,5个溶磷菌生物有机肥处理不仅显著提高土壤有效磷含量,而且还可显著促进玉米苗的生长,株高、叶长、叶宽和干重分别增加5.1%~33.8%、14.0%~38.0%、17.7%~37.6%和31.7%~177.1%。玉米植株磷、氮和钾的吸收累积量分别比对照增加41.6%~366.6%、4.3%~143.7%和40.3%~226.3%。在供试的5种溶磷细菌生物有机肥中,以唐菖蒲伯克霍尔德菌(Burkholderia gladioli)P1的效果最佳,乙酸钙不动杆菌(Acinetobacter calcoaceticus)P3次之,而巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)P4和P5效果较差。这5种溶磷菌在土壤中定殖的总趋势是先下降再上升最后逐渐下降,定殖效果最好的是P4和P5处理。     

不同有机碳水平下塿土磷的有效性及无机磷形态转化

【目的】在土壤Olsen-P和全磷含量基本接近但土壤有机碳水平呈梯度的陕西省关中平原塿土上,研究有机碳对土壤各形态无机磷有效性及其形态转化的影响,为合理培肥土壤,有效利用土壤累积态磷提供理论依据。【方法】采集并选取了陕西省关中平原小麦-玉米种植体系下塿土Olsen-P含量相近（平均含量范围17.41—18.72 mg·kg^-1）,不同有机碳水平（有机碳平均含量分别为6.38、8.34、10.17、11.95、13.64和15.74 g·kg^-1）的土壤样品,采用蒋柏藩-顾益初改进的Chang和Jackson的石灰性土壤无机磷分级方法分别对土壤中各磷组分（二钙磷（Ca₂-P）、八钙磷（Ca₈-P）、铝结合态磷（Al-P）、铁结合态磷（Fe-P）、闭蓄态磷（O-P）和十钙磷（Ca₁₀-P））含量进行测定。【结果】在陕西关中平原小麦-玉米种植区塿土中,有机碳对土壤各形态磷素水平及形态转化起重要作用。随着有机碳含量的增加,土壤中Ca₂-P、Ca₈-P、Al-P、Fe-P、O-P、缓效磷库（Ca₈-P、Al-P和Fe-P）和难利用磷库（O-P和Ca₁₀-P）含量均显著增加（P≤0.05）,Ca₁₀-P相对稳定。有机碳含量与土壤活性磷库（Ca₂-P）、缓效磷库（主要为Al-P）的相对含量（占无机磷总量的比例）呈极显著正相关关系,与难利用磷库（主要是Ca₁₀-P）呈极显著负相关关系。土壤Olsen-P含量与难利用磷库含量呈显著正相关关系。【结论】在Olsen-P相近,全磷也基本相似的条件下,土壤有机碳促进了土壤中难溶态磷酸盐向缓效态磷库和活性态磷库的转化,提高了有效磷源占无机磷总量的比例,从而提高了土壤磷素有效性。研究结果表明可通过合理的措施培肥土壤,从而有效地促进土壤累积态磷的活化利用。     

山西省不同地区褐土对磷素的吸附特征

为了合理施用磷肥,减少农田土壤磷素流失风险,通过室内等温吸附解吸试验研究山西省境内太原市小店区、运城市永济市、长治市长子县3个地区不同土层褐土对磷的吸附、解吸特征,并在初始外源磷质量浓度为100 mg/L时,研究土壤对磷的吸附动力学特征。结果表明,不同地区的不同土层褐土对磷的吸附量及解吸量均随初始外源磷质量浓度的增加而增大,吸附量随土壤深度的增加而增大,而解吸量则随土壤深度的增加而减小。不同地区的不同土层褐土对磷的吸附过程与Langmuir方程拟合良好;拟合参数最大吸附量(Q_(max))、表面吸附系数(K)、最大缓冲容量(MBC)最大值均出现于长子县褐土。小店区、永济市、长子县0～20 cm土层Q_(max)值分别为740.74,781.25,787.40 mg/kg;20～40 cm土层Q_(max)值分别为757.58,793.65,806.45 mg/kg;40～60 cm土层Q_(max)值分别为769.23,806.45,813.01 mg/kg。不同地区的不同土层褐土对磷等温吸附结果均可与准二级动力学很好地拟合;吸附平衡时土壤对磷的吸附量qe最大值出现于长治市长子县褐土40～60 cm土层土壤,最小值出现于太原市小店区褐土0～20 cm土层土壤;准二级动力学模型速率常数k值的最大值、最小值分别出现于永济市40～60,0～20 cm土层土壤。由此可知,长子县褐土对磷有较强的吸附能力,而小店区褐土对磷的吸附能力相对较弱。在种植过程中,应根据当地土壤对磷的吸附能力,合理使用磷肥,减少土壤磷素流失风险。     

黑土长期定位原状土搬迁对土壤腐殖质结合形态的影响

为了明确遭到环境和土体变化时土壤腐殖质的变化情况,调查了黑土长期定位试验站原状土搬迁前(2008年)和搬迁后(2013年)4个典型处理(马粪+氮磷钾、马粪、氮磷钾、不施肥)的腐殖质结合形态的变化。结果表明:有机碳与重组碳呈极显著正相关,各处理间的规律表现为马粪+氮磷钾氮磷钾马粪不施肥,搬迁前后规律一致。各处理的原土复合量高低顺序为马粪+氮磷钾马粪氮磷钾不施肥;原土复合度高低顺序为马粪+氮磷钾马粪氮磷钾不施肥。搬迁后各处理原土复合量和原土复合度均有降低的趋势,变化幅度以马粪+氮磷钾处理最大。对比各处理搬迁前后松结态腐殖质相对含量变化不大,主要表现在稳结态腐殖质的降低和紧结态腐殖质的升高上,以马粪+氮磷钾处理的变异幅度最小,为0.2%~2.5%,马粪处理的变异幅度次之4.5%~6.0%,不施肥处理变异幅度最大为10.5%~20.0%。说明长期合理施肥,特别是有机无机肥配合施用,不仅能够活化土壤腐殖质,同时,还能在土壤遭到环境及土体变化时,提升增加土壤对外界环境的缓冲能力。     

长期定位施肥对棕壤无机磷形态及其有效性的影响：Ⅱ肥料中的磷向各形态无机磷的转化及其有效性

研究了棕壤中磷肥和有机肥带入的磷向土壤各形态无机磷的转化情况及其有效性。结果表明：在棕壤中存在着钙磷体系的有效性转化，Ca10-P在棕壤中难以积累；施肥增加的土壤无机磷的增量以形成Fe-P和Al-P为主，约占60％－78％；而形成Ca8-P和Ca2-P的比率则是有机肥的转化率明显高于磷肥；在棕壤中，Fe-P是作物吸收的重要磷源，Ca8-P的作用介于Fe-P和Al-P之间，Ca2-P虽也是棕壤中速效磷源，但对作物吸磷贡献不大。     

2株寒地黑土解无机磷青霉菌的分离鉴定

[目的]从北方寒地种植的农作物根系土壤中分离遗传性能稳定、安全可靠、亲和性好、高效解无机磷的真菌,为微生物磷肥的开发提供适于该地区优良菌种.[方法]从北方寒地种植的农作物水稻、玉米和大豆根系土壤中分离解无机磷的真菌,对其进行鉴定及解无机磷能力的测定.[结果]通过PVK平板初筛和NBRIP平板复筛法,从种植大豆和玉米的根系土壤分离得到2株解无机磷真菌.显微观察初步鉴定为青霉属真菌.溶磷指数(SI)为2.65～2.80.采用钼锑抗比色法对发酵液进行解无机磷能力测定,在试验条件下青霉菌1和2发酵上清液中可溶性磷含量分别高达281.46和238.67μg/mL.[结论]该试验得到2株解无机磷的青霉菌有望应用于生物磷肥的开发、生物防治和盐碱地的改良.