土壤磷素化学行为及影响因素研究进展

综述了近４２年来关于土壤磷素中化学行为、磷素平衡及影响因素的研究进展。土壤磷素包括无机磷、有机磷、生物态磷、土壤无机、有机磷又根据其有效性分为各种形态的无机磷、有机磷组分;施入土壤的磷素主要转化为土壤无机磷、土壤类型、作物种植方式、作物根限、磷肥种类及用量对土壤磷素转化均有不同程度的影响;各种高分子有机物料,作物根系分泌有机酸对土壤磷素有明显的活化作用;ＶＡ菌根真菌明显地促进了作物吸收利用根际、非极际土壤的Ｃａ２－Ｐ,Ｃａ８－Ｐ,Ａｌ－Ｐ等形态的夫机磷。土壤磷素积累与消耗以无机磷为主,长期大量施用磷肥明显地增加了耕层以下土壤磷素含量。     

低分子有机酸对淹水土壤磷释放动力学的影响

采用室内模拟淹水方法研究了不同浓度的草酸、柠檬酸、酒石酸对三峡库区典型土壤-紫色潮土磷释放动力学的影响.研究结果表明：3种有机酸能明显促进土壤磷的释放,不同有机酸活化土壤磷的能力大小为草酸＞柠檬酸＞酒石酸;土壤磷释放与有机酸浓度的关系,可用一次线性方程来描述,根据所建立的模型可对不同浓度、不同种类有机酸影响消落区土壤水污染风险进行定量评估.淹水过程中有机酸对土壤磷的释放量与土壤铁的释放量之间呈显著正相关,不同有机酸在浓度为10 mmol/L时对Fe的释放能力的大小为柠檬酸＞草酸＞酒石酸.有机酸影响土壤磷的释放是酸溶解作用和与金属离子络合反应共同作用的结果.淹水可使上覆水pH值逐渐上升.加入有机酸能显著降低土壤pH,原因是其质子的离解.微酸性或微碱性都有利于磷释放,中性条件下,土壤磷的吸附能力增强,释放能力减弱.     

低分子有机酸对淹水土壤磷释放动力学的影响

采用室内模拟淹水方法研究了不同浓度的草酸、柠檬酸、酒石酸对三峡库区典型土壤-紫色潮土磷释放动力学的影响.研究结果表明:3种有机酸能明显促进土壤磷的释放,不同有机酸活化土壤磷的能力大小为草酸＞柠檬酸＞酒石酸;土壤磷释放与有机酸浓度的关系,可用一次线性方程来描述,根据所建立的模型可对不同浓度、不同种类有机酸影响消落区土壤水污染风险进行定量评估.淹水过程中有机酸对土壤磷的释放量与土壤铁的释放量之间呈显著正相关,不同有机酸在浓度为10 mmol/L时对Fe的释放能力的大小为柠檬酸＞草酸＞酒石酸.有机酸影响土壤磷的释放是酸溶解作用和与金属离子络合反应共同作用的结果.淹水可使上覆水pH值逐渐上升.加入有机酸能显著降低土壤pH,原因是其质子的离解.微酸性或微碱性都有利于磷释放,中性条件下,土壤磷的吸附能力增强,释放能力减弱.     

草甘膦对土壤磷形态及有效性的影响

草甘膦与磷酸盐具有非常相似的结构,它们在土壤中的主要吸附位点相似,草甘膦可能影响到磷在土壤中的化学行为和有效性。以福建分布最广的红壤、黄壤为对象,采用室内培养试验,研究了草甘膦对2种典型土壤无机磷形态转化及有效性的影响。结果表明:高于2 mg·kg^-1的草甘膦显著提高了红壤磷的有效性,而草甘膦对黄壤磷的活化效果不及红壤明显。草甘膦对红壤Al-P和Fe-P的活化作用较强,Ca-P次之,而O-P含量则有所增加,黄壤各形态无机磷在草甘膦作用下均有不同程度地减少。红壤速效磷含量与其pH达显著正相关水平,而与红壤无机磷之间不存在显著相关性;但不同浓度草甘膦作用下红壤Al-P含量与Fe-P、O-P和Ca-P含量存在此消彼长的趋势。黄壤速效磷与Al-P和Fe-P呈显著负相关关系,即Al-P和Fe-P是黄壤速效磷的主要贡献者。     

天然有机质和金属离子在矿物表面的共吸附

天然有机质(NOM)在土壤、沉积物和水体等环境中无处不在,其中富里酸和胡敏酸是主要形态。富里酸及胡敏酸活性高,易与天然矿物颗粒和金属离子发生相互作用,影响矿物的表面化学特性以及金属离子的形态与迁移性,进而在控制环境中金属离子的生物有效性和毒性等方面起重要作用。本文主要综述了富里酸和胡敏酸等NOM和金属离子在矿物表面共吸附特性与主要影响因素,归纳了表面络合模型和现代光谱技术在上述三元体系研究中的应用及其反应机制研究进展。NOM在较大程度上改变了金属离子在矿物表面的吸附特性和反应机制,并受体系pH、金属离子类型和浓度、NOM浓度、NOM和金属离子的添加顺序、矿物类型等因素的影响。低pH时,NOM通常促进矿物对金属离子的吸附。NOM和金属离子在矿物表面的共吸附机制包括:NOM和金属离子竞争吸附表面活性吸附位点;在溶液中形成NOM-金属离子络合物;形成金属离子桥接矿物表面位点与NOM的A型三元络合物(矿物-金属离子-NOM)或NOM联接矿物表面与金属离子的B型三元表面络合物(矿物-NOM-金属离子);静电作用改变表面电荷特征。最后展望了天然有机质等配体与金属离子在矿物表面共吸附有关的研究热点和方向。     

根际土壤磷素有效性的研究进展

综述了土壤磷素的形态(无机态磷、有机态磷)、土壤磷素的分级和根际土壤磷素有效性的影响因素(根系、土壤、微生物和环境);浅析了根际土壤磷素有效性的研究现状,发现现有研究大多是针对农田的,而针对林地的研究较少,同时缺乏对土壤-根系-微生物系统中土壤磷素有效性作用机制的系统研究.最后讨论了未来在根际土壤磷素有效性方面的研究方...     

有机-矿物缓释材料对土壤速效磷及玉米吸收磷的影响

[目的]研究不同有机-矿物缓释材料一次性基施对土壤速效磷及玉米吸磷量的影响,为提高磷的有效性及农业废弃物资源的合理利用提供理论依据。[方法]利用盆栽试验,以等NKP无机养分为对照,研究4种有机-矿物缓释材料组合（N1：污泥＋膨润土＋NPK,N2：污泥＋沸石＋NPK,F1：腐植酸＋膨润土＋NPK,F2：腐植酸＋沸石＋NPK）土壤速效磷的变化和玉米吸收磷的状况。[结果]在玉米的整个生育期中,4种有机-矿物缓释材料组合土壤中的速效磷有增加的趋势,而CK有下降的趋势;有机-矿物缓释材料对玉米的吸磷量及在不同器官的磷素营养转化率均有明显的影响,不同程度地促进了玉米对磷的吸收,且F2〉F1〉N1〉N2〉CK;籽粒中磷营养转化率比为N1〉N2〉F2〉F1〉CK,而根系磷营养转化率比CK有所下降。[结论]各种有机-矿物缓释材料不同程度地提高了土壤中磷的有效性,作为磷素的缓释载体有良好的效果。     

低分子量有机酸对土壤磷的活化作用

模拟缺磷胁迫下植物根系分泌的有机酸种类和数量。用化学浸提法研究了柠檬酸、酒石酸、苹果酸和草酸对石灰性土壤和红壤磷的活化。结果表明,有机酸能明显促进石灰性土壤和红壤中磷的释放。柠檬酸和草酸对石灰性土壤磷的活化较强,苹果酸和酒石酸的活化作用较弱;柠檬酸和草酸对红壤磷的活化较强,酒石酸的作用次之,而苹果酸的活化作用较弱。经比较发现,有机酸对红壤磷的活化作用要大于对石灰性土壤磷的活化。在红壤上,有机酸对磷的活化与土壤中 Fe 和 Al 释放有显著正相关关系。质子对有机酸活化土壤磷起着十分重要的重要。在低 pH 时,柠檬酸所活化的磷大约有38%是质子的作用;32%左右是柠檬酸阴离子的贡献,质子和柠檬酸阴离子的交互作用占30%。     

低分子量有机酸对森林土壤磷的活化作用

采用化学浸提法，在添加了低分子量有机酸后对马尾松Pinus massoniana林和杉木Cunninghamia lanceolata林下酸性森林土壤惰性磷的活化影响进行研究。结果表明：低分子量有机酸能显著地活化酸性森林土壤中的惰性磷。在供试的3种土壤中，低分子量有机酸对磷的活化作用在暗红壤中尤为显著。供试的4种有机酸活化能力顺序依次为柠檬酸〉草酸或混合酸〉酒石酸，这一顺序基本与各有机酸logKAl（络合平衡系数）一致。在一定浓度范围内，低分子量有机酸对森林土壤磷的活化作用随有机酸浓度的增大而增强。但低分子量有机酸对森林土壤磷的活化量明显小于农业土壤，这可能与土壤本底磷的质量分数有关，农业土壤中磷的质量分数明显高于森林土壤。     

有机酸根阴离子对土壤无机磷生物有效性的影响

在黑麦草生长期间,施用柠檬酸钠、草酸钠、酒石酸钠、苹果酸钠等4种有机酸盐,研究不同有机酸根阴离子对黄棕壤和水稻土中不同形态无机磷的活化作用。结果表明:草酸根阴离子活化黄棕壤中总无机磷能力最强,酒石酸根阴离子活化水稻土中总无机磷能力最强。黄棕壤被草酸根阴离子活化的无机磷主要是Ca P和Al P,而水稻土被酒石酸根阴离子活化的无机磷则是Fe P和O P。4种有机酸根阴离子活化黄棕壤中总无机磷能力的大小顺序为草酸根>柠檬酸根>苹果酸根>酒石酸根,活化水稻土总无机磷能力的大小顺序为酒石酸根>柠檬酸根≈草酸根>苹果酸根。同一土壤中同一组分无机磷,不同有机酸对其活化能力不一;不同土壤中同一组分无机磷,同种有机酸对其活化能力也有较大差异。有机酸的施入虽可增加植物的总吸磷量,但增加量并非仅来自于无机磷的释放,很可能是土壤有机磷释放的增加。在大多数情况下施入有机酸钠促进了总无机磷的释放,但各无机磷组分间的消长情况不一。     

土壤颗粒态有机质中铜和铅的结合特征

为了解土壤颗粒态有机质(POM)中重金属的富集机理,采用化学试剂选择提取方法,把POM中铜和铅分为可交换态、络合态、有机质紧结合态和矿质态等4种形态.结果表明,与细土(＜0.05 mm)相比,POM中铜和铅的有机质紧结合态、可交换态和络合态比例较高;可交换态重金属比例随POM粒径减小而下降,络合态重金属比例却随POM粒径减小而增加.污染土壤中分离获得的POM有较高比例有机质紧结合态铜和铅,而人为添加的铜和铅在POM中主要向络合态和交换态转化.研究认为,污染土壤中有机质紧结合态重金属大多可能是经植物吸收进入土壤后分解残留所致;而POM中络合态和交换态重金属主要通过有机质与土壤重金属的交换和络合作用而富集.     

NPK量相等时，甘蔗施用有机无机肥试验研究

在连续三年的试验中研究了在ＮＰＫ养分相同的情况下，单施有机肥、有机肥＋化肥和单施化肥对甘蔗生长和对土壤农化性状的影响。结果表明，施用有机肥可以提高甘蔗的萌芽率、分蘖率，但降低了蔗糖分；施用化肥的甘蔗产量和公顷含糖量比单施有机肥的高。伸长盛期的叶片含氮量以施化肥的高，磷以施有机肥的高。各处理的土壤全氮和碱解氮含量逐年下降，速效磷含量逐年提高，有机质含量和速效钾含量有升有降。翻犁后一年的土壤有机质含量会下降，连续宿根栽培则可以提高或维持有机质含量。三年后，有机肥处理的土壤有机质、全氮和碱解氮含量下降的幅度比化肥处理的小，速效磷含量提高的幅度比施化肥的大，但处理间的差异不显著。     

庐山山地红壤养分状况研究

为了明确庐山土壤剖面养分状况及各营养元素之间的关系,在庐山红壤分布区挖取土壤剖面观察土壤分层与形态,分析A、B、C不同层次的有机质、氮磷钾及微量元素的含量。结果表明,红壤有机质、速效钾和有效铜含量的变化趋势大致相同,即随着土壤深度的增加而减少。其中,有机质和有效铜含量随土壤深度的增加而下降明显,有机质含量从15.68 g/kg下降至5.67 g/kg,降幅63.84%;有效铜含量从0.52 mg/kg下降至0.06 mg/kg,降幅88.46%。与之相反,有效硼的含量则随着土壤深度的增加而增加,且增幅明显。红壤全氮含量在A、B层之间差异不明显,而在C层中含量较上面2层少,且降幅明显;速效磷的含量则出现了"高—低—高"的分布情况。红壤有机质与有效硼、有效铜在各层次中的分布均呈现出线性关系,其中有机质与有效硼成负相关,与有效铜则成正相关。庐山山地红壤养分含量不足,盐基淋失、酸化现象较为明显,各养分含量之间关系密切,本研究为今后的红壤改良提供了参考。     

秦淮河底泥投放对盆栽前后土壤养分含量的影响

以秦淮河南京市区段疏浚底泥为研究对象,将底泥按不同的比例进行土地投放,并进行盆栽试验,分析种植前后混合土样中的有机质、氮、磷、钾以及重金属含量的变化情况。盆栽试验结果表明,底泥中大量有机质分解将会增加混合土壤中有机质、氮和磷等养分的含量,施用后可以明显提高土壤有机质和氮含量,有利于培肥改土。综合速效钾与5种重金属元素对于小麦生长的影响,泥土比为1：3时底泥与农田土壤混合能达到最理想状态,按照这个比例将秦淮河底泥添加到农田中,在一定程度上能够促进小麦的生长。     

广东大宝山地区重金属污染水田土壤的Cu Pb Zn Cd全量与DTPA浸提态含量的相互关系研究

通过现场采样及室内测试，分析了广东大宝山地区酸性金属矿长期污染水稻田的土壤特性，研究了重金属Cu、Pb、Zn、Cd的全量与DTPA浸提态含量的相互关系。结果表明，除Pb外，Cu、Zn和Cd的全量不同程度超标，而4种重金属的DTPA浸提态含量均较高，Pb和Cu的DTPA浸提率高于Zn和Cd。金属全量及其DTPA浸提量之间极显著相关。土壤酸性和有机质对金属Pb、Zn、Cd的DTPA浸出率表现出显著的促进作用，而与Cu的浸出率相关不显著。DTPA态金属可以作为测定该类水稻土壤金属有效态含量的简便指标。金属的全量、种类，土壤pH、有机质等属性，以及农业耕作等因素影响金属的DTPA态含量及有效性。     

重金属污染对土壤颗粒态有机质和添加植物材料矿化的影响

    为了解重金属污染对土壤中有机物质和添加植物材料矿化的影响,采用室内培养试验,研究不同重金属含量的植物残体进入不同程度重金属污染土壤后土壤颗粒态有机物质矿化、微生物生物量和颗粒态有机质的动态变化.结果表明,土壤和植物残体重金属污染都会减弱颗粒态有机物质和植物材料在土壤中的矿化速率,增加颗粒态有机质对微生物的抵抗能力和颗粒态有机质在土壤中的积累.在植物残体矿化过程中.土壤微生物生物量主要与土壤污染程度有关,随土壤重金属污染程度的增加而减少;当加入土壤的植物材料重金属含量较低时,中量重金属污染可在一定程度上增加土壤的呼吸强度;而土壤颗粒态有机质的积累均随土壤或植物残体中重金属的积累而增加.其中植物中重金属积累对其影响更为明显.重金属在土壤颗粒态有机质中的积累可能是土壤有机质稳定的重要原因之一.     

长期氮磷化肥和有机肥配施对褐土钾素平衡及不同形态的影响

通过连续20 a的氮磷化肥与有机肥配施的定位试验,研究了氮磷化肥与有机肥配施对褐土耕层土壤钾素平衡、各形态钾素含量及其在全钾中的比例和全钾含量的影响。结果表明,单施氮磷化肥或与有机肥配施都可以增加作物产量,提高作物地上部对土壤钾素的吸收;土壤钾素除单施高量有机肥处理有所盈余外,其余处理都表现为亏缺,且随着有机肥施用量的增加,土壤钾素的亏缺量减少;只施用氮磷化肥处理,随着氮磷化肥施用量的增加,水溶性钾和非交换性钾含量呈先上升后下降的趋势,其他钾素形态含量变化无明显规律,水溶性钾、非交换性钾和矿物钾在全钾中的比例呈先下降后上升的趋势;氮磷化肥与有机肥配施处理,随着有机肥施用量的增加,钾素各种形态含量以及水溶性钾、非特殊吸附钾和特殊吸附钾比例均随有机肥施用量的增加呈上升趋势,矿物钾的比例则呈下降趋势,非交换性钾变化规律不明显。长期氮磷化肥与有机肥配施可以减缓土壤全钾含量的消耗。     

污染土壤中有机质和重金属互相作用的模拟研究

    为了解污染土壤中有机质积累与重金属积累之间的相互影响,在供试土壤中添加不同等级的有机物料和重金属元素Pb与Cu,在培养条件下研究有机物对土壤重金属稳定性的影响及不同重金属添加量对土壤生物呼吸强度和有机质矿化的影响.结果表明,随着重金属添加量的增加,土壤微生物生物量和有机质矿化速率显著下降,添加的有机物料残留增加,促进了土壤有机碳的积累.同时,有机碳的积累又增加了土壤对重金属的吸附固定,增加了土壤中重金属的稳定性,降低了其淋溶性,有利于重金属在土壤中的积聚.分析结果表明,颗粒态有机质中重金属的富集是土壤有机质矿化减弱和重金属稳定性增加的主要原因.由此推断,污染土壤中重金属和有机质可通过形成重金属-颗粒态有机质复合体发生相互促进稳定或积聚的作用.     

小兴安岭原始椴树红松林中幼龄林与成熟林土壤的理化性质

为评价小兴安岭不同森林植被类型对土壤碳氮库的影响,以小兴安岭原始椴树红松林成熟林和中幼龄林为研究对象,采样分析土壤总有机碳、全氮、磷、容重等土壤理化性质。结果表明:相同林龄条件下,随土层加深,椴树红松林成熟林和中幼龄林土壤容重增大,总孔隙度变小,土壤有机质、全氮、磷含量减少,但C/N、pH分布无规律性;不同林龄相同土层,中幼龄林的土壤有机质、全氮、磷略高于成熟林,且土壤有机质、全氮表层0~10cm差异显著,10~20cm、20~30cm差异不显著;含磷量差异均不显著。土壤有机质与全氮、孔隙度呈极显著正相关(P0.01),与容重呈极显著负相关(P0.01),与碳氮比呈显著相关(P0.05),与pH、含磷量相关关系不显著。     

矿区不同复垦年限土壤养分及有机碳特性研究——以抚顺矿区碳质页岩区复垦土壤为例

以抚顺矿区碳质页岩风化物区域的复垦土壤为例,对不同年限不同深度的复垦土壤进行分析,揭示了抚顺矿区复垦土壤养分的时空演变规律。结果表明,随着复垦年限的增加,矿山土壤pH值逐年降低,其变化范围在6.47~7.80;全氮、有效磷、碱解氮等呈现逐年增加的趋势,尤其以0~10 cm土层内增长幅度明显;随着深度增加,pH值、全氮、有效磷、氮等逐渐降低。矿山土壤中由于排弃物中含有含碳矿物和少量煤块的原因导致总有机碳含量较高;矿山土壤中有机碳随着复垦年限的增加及自然、人为活动影响,碳黑、颗粒状碳趋向于减少,而易氧化碳的数量增加。