不同磷水平对山东褐土耕层无机磷形态及磷有效性的影响

 为了在褐土土壤上合理施用磷肥及提高磷的植物有效性,笔者采用室内土柱模拟试验,研究了不同施磷量对褐土耕层中不同磷组分的含量及磷素有效性的影响。结果表明,褐土耕层的速效磷含量与施磷量成极显著正相关,土壤磷素的活化系数也随施磷量的增加而显著提高;在褐土无机磷组分中对速效磷的贡献最大的是Ca2-P,其次是Fe-P,再次是Ca8-P。随着施磷量的增加,而作为作物迟效磷源的Ca10-P含量没有明显变化,说明在相当长的时间内是不可能被作物吸收利用的。石灰性磷仍是褐土耕层无机磷的主要形态,无机磷的各组分所占比例的高低依次是Ca10-P、O-P、Ca8-P、Al-P、Fe-P,所占比例最低的是Ca2-P。     

短期磷耗竭对褐土磷形态及细菌群落的影响

磷肥是作物高产的一个重要保障,然而过量施磷及其低利用率,易造成土壤中磷的累积,加剧磷矿耗竭和水体富营养化风险。因此研究土壤中累积磷素的耗竭特征,能为提高土壤累积磷的高效利用和降低环境风险提供理论依据。本研究以玉米为试验作物,以初始有效磷含量分别为 17.23 mg·kg^-1（ T1）、40.2 mg·kg^-1（ T2）、108.62 mg·kg^-1（ T3）和 181.33 mg·kg^-1（ T4）的褐土为供试土壤,通过盆栽试验,以连续种植5茬玉米的方式耗竭土壤中的累积磷,分析磷耗竭过程中土壤有效磷、磷形态（改进的Hedley法测定）、土壤理化性质和细菌群落结构的变化。结果表明,褐土磷耗竭过程中,有效磷含量总体呈下降趋势,而且初始含量越高,降幅越大。对于活性磷组分,T1处理显著升高,T2、T3和T4处理显著降低;中等活性磷含量降低,在耗竭中呈现先降低后升高的趋势,主要受稀盐酸提取态磷（Dil.HCl-Pi）和氢氧化钠提取态有机磷（NaOH-Po）的影响;稳定性磷含量升高,其中主要为浓盐酸提取态无机磷（Conc.HCl-Pi）和残渣态磷（Residual-P）含量升高。土壤有效磷和有机质与磷形态显著相关。磷耗竭过程影响了细菌群落结构和组成,T4处理最为明显。在门分类水平上,T4处理蓝细菌门（Cyanobacteria）等相对丰度在耗竭过程中显著下降;芽单胞菌门（Gemmatimonadota）等相对丰度在耗竭过程中显著上升 ;在属分类水平上 ,类诺卡氏菌属（Nocardioides）、norank_f_AKYG1722和节杆菌属（Arthrobacter）等相对丰度在耗竭过程中显著下降;norank_f_67-14和沙壤土杆菌（Ramlibacte）等相对丰度在耗竭过程中显著上升。属分类水平上相对丰度前40的多个细菌属与有效磷、活性磷、有机质显著相关。类诺卡氏菌属和节杆菌属等可能会促进中等活性磷转化为有效磷和活性磷;微枝形杆菌属和斯克尔曼氏菌属等则可能利用土壤中的稳定性磷。褐土磷耗竭会降低土壤有效磷含量,显著消耗土壤活性磷中的无机磷NaHCO₃-Pi和中等活性磷中的有机磷NaOH-Po,增加土壤中稳定性磷的含量。土壤磷耗竭过程中,门分类水平上的放线菌门、厚壁菌门等菌门和属分类水平上的类诺卡氏菌属、微枝形杆菌属、和斯克尔曼氏菌属等菌属与有效磷间相互影响。本研究为褐土磷耗竭过程中磷形态转化及微生物调控提供了理论依据,为土壤累积磷的利用提供支撑。     

潮土无机磷的形态及其分布特点

应用蒋柏藩、顾益初(1989)提出的石灰性土壤无机磷的分级方法,对黄淮海平原地区潮土的研究结果,在其无机磷中,Ca_(10)-P占平均无机磷总量的68.7％;其次是O-P和Ca_8-P,分别占10.6％和10.3％;再次是Fe-P和AL-P;以Ca_2-P最少,仅占1.32％。相关分析表明,AL-P、Fe-P、O-P更多地分布于粘粒上,而Ca_(10)-P则相反。     

磷高效转基因水稻对潮土无机磷形态的影响

为探究磷高效转基因水稻种植对潮土不同形态无机磷的影响,采用完全随机设计的方法分析了在施磷和不施磷条件下,磷高效转基因水稻OsPT4、磷高效突变体水稻 PHO_2及非转基因亲本日本晴(Nipponbare)在分蘖期、孕穗期、灌浆期、成熟期的种植土壤中无机磷组分特征差异。结果表明:在两种施肥处理下,同一生长期Os PT4和 PHO_2的土壤全磷含量与日本晴无显著差异,同一生长期的 PHO_2土壤有效磷含量、无机磷总量、Ca8-P、Al-P含量均显著低于日本晴,OsPT4的土壤Ca8-P、Al-P含量在灌浆期和成熟期均显著低于日本晴。不施磷条件下,Os PT4土壤Ca_2-P含量在灌浆期、成熟期显著低于日本晴,在施磷和不施磷条件下,同一生长期的Os PT4土壤Ca10-P含量与日本晴无显著差异。与对照相比,磷高效转基因水稻Os PT4强化了对Ca_2-P、Ca8-P、Al-P、Fe-P这4种植物有效性高的无机磷形态的吸收利用,但未对土壤全磷含量造成显著影响。由于仅分析了第一年的种植土壤,水稻磷高效基因的表达对土壤不同无机磷形态以及全磷含量产生的效应还有待于进一步调查研究。     

腐植酸对灰漠土棉田土壤无机磷形态的影响

石灰性土壤上常规施用磷肥,土壤有效磷固定严重,磷肥利用率较低.试验为新疆典型灰漠土棉田田间试验,通过常规施肥基础上施用不同量腐植酸,研究棉花不同生育期距地表不同深度及距棉株不同距离土壤有效磷及无机磷含量变化、各形态无机磷间动态转化以及施用腐植酸对棉花产量的影响.结果表明:对于典型灰漠土棉田,施用腐植酸能增加耕层土壤速效磷含量,并且随腐植酸用量的增加而增加,腐植酸能起到使土壤稳定持续供应土壤速效磷作用;施用腐植酸增加土壤有效磷含量的贡献依次主要是Ca2-P、Ca8-P和O-P增加的作用;腐植酸施用量必须达到一定水平才能有明显的激活土壤固定态磷、增加棉花产量的作用.     

长期定位施肥对无机磷形态转化及其有效性的影响

通过对不同施肥模式下灰漠土无机磷形态研究,结果表明:(1)新疆灰漠土磷素以无机磷为主,占全磷85 9%;无机磷中又以钙磷为主,其中Ca10-P和Ca8-P占无机磷总量的81.5%,Ca2-P仅占2.3%,O-P,Al-P,Fe-P分别占6.1%,5.9%,4.2%.(2)不施磷或施磷但不均衡施肥,均会导致土壤有效磷下降;氮磷钾均衡施肥和有机肥配施氮磷钾化肥,会使土壤有效磷持平或上升;(3)灰漠土磷素中,Ca2-P有效性最高,Q-P有效性最低,有效性顺序为:Ca2-P＞Fe-P＞Al-P＞Ca8-P＞Ca10-P＞O-P.     

长期冬绿肥翻压对土壤无机磷形态的影响

为科学种植绿肥,提高土壤磷素有效性,于2012-2019年进行冬绿肥—玉米轮作,并对土壤中无机磷形态进行分析与评价,探讨二月兰(Orychophragmus violaceus)、毛叶苕子(Vicia villosa Roth)、黑麦草(Lolium perenne L.)、冬油菜(Brassica campestris L.)等冬绿肥对土壤无机磷形态的影响;结合后茬玉米吸磷量,研究各形态无机磷的生物有效性.结果表明,施用4种冬绿肥均可有效增加土壤无机磷总量,但无机磷总量占全磷含量百分比整体上均有所降低.不同处理之间相比,长期翻压冬绿肥后,翻压冬油菜的土壤Ca2-P含量(40.71 mg/kg)增加最多、翻压毛叶苕子的土壤Ca8-P含量(169.41 mg/kg)增加最多、翻压黑麦草的土壤Al-P含量(60.08 mg/kg)增加最多、翻压黑麦草的土壤Ca10-P和翻压毛叶苕子的土壤O-P含量下降较多.玉米籽粒全磷含量与各形态无机磷的相关系数大小依次为Ca2-P(0.836**)＞Ca8-P(0.829**)＞Al-P(0.633*)＞O-P(0.452)＞Ca10-P(0.246)＞Fe-P(-0.299).     

不同来源有机肥及有机肥与无机肥混施对西瓜生长期土壤酶活性的影响

通过盆栽试验研究了有机肥及有机肥与无机肥混施对西瓜生长期间土壤酶活性的影响.结果表明,施用尿素和如皋有机肥(以动物毛发为原料)、上海有机肥(以鸡粪为原料)的过氧化氢酶活性降低,而施用常熟有机肥(以猪粪为原料)处理的土壤21 d前过氧化氢酶活性高于对照;施肥激发了土壤磷酸酶活性,施肥前期土壤磷酸酶活性升高,碱性和酸性磷酸酶活性分别在施肥7 d、14 d时较高,随后出现降低、升高的变化趋势.施肥28 d、14 d时,土壤脲酶、蛋白酶活性达到最高,随后酶活性逐渐减弱.上述结果表明,施用有机肥能显著提高土壤酶活性,从而提高土壤肥力.     

生物碳对新疆灰漠土壤无机磷形态的影响

[目的]研究生物碳对新疆灰漠土无机磷形态的影响.[方法]室内模拟试验,试验设置三种土壤处理,分别为空白土壤(CK)、施用等碳量的秸秆和生物碳;每种土壤磷肥(P2O5)施用量设三个水平,分别为0、0.25和0.5 g/kg.[结果]灰漠土无机磷各形态中以Ca10-P为主,占60;以上;其次是Ca8-P,占20;以上.施用磷肥可以显著提高土壤Ca2-P、Ca8-P、A1-P和Fe-P含量,但对O-P和Ca10-P含量均无影响.施用秸秆和生物碳可以提高土壤Ca2-P含量,尤其是施用生物碳可显著增加土壤Ca2-P和Al-P含量,但是Ca8-P和Fe-P含量有所减低.[结论]施用生物碳有助于提高灰漠土壤无机磷的有效性.     

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。     

施磷肥对土壤磷素形态转化和有效性的影响

通过室内土壤培育和盆栽试验，研究了施磷肥和培育时间对灌漠土、黑垆土和褐土无机磷形态转化及有效性的影响。结果表明施入石灰性土壤的磷肥，除作物吸收利用外，主要以Ｃａ＿２—Ｐ、Ｃａ＿８—Ｐ、Ａｌ—Ｐ的形态积累；随着培育时间的推移，Ｃａ＿２—Ｐ、Ｃａ＿８—Ｐ又明显降低，并经由Ａｌ—Ｐ、Ｆｅ—Ｐ逐渐向Ｃａ＿１０—Ｐ转化。经生物试验和相关分，Ｃａ＿２—Ｐ、Ａｌ—Ｐ和Ｃａ＿８—Ｐ均是灌漠土、黑垆土和褐土的有效磷源，以Ｃａ＿２—Ｐ的贡献最大。     

磷肥和有机肥对不同磷水平土壤磷渗漏影响研究

采用土柱培养的模拟试验方法研究了在不同磷水平土壤上大量施用磷肥和有机肥对土壤测试磷、土壤磷渗漏的影响及影响机理.结果表明,不同磷水平土壤施用磷肥或有机肥土壤CaCl2-P、Olsen-P和土壤渗漏液中可溶性磷均显著增加;单位量磷肥或有机肥所增加土壤各形态磷量随土壤磷水平的增加而增大;随着磷肥或有机肥用量的增加,单位量磷肥或有机肥所增加各形态磷量也逐渐增大,差异均达到显著和极显著水平.在施用磷肥的基础上增施有机肥可以提高土壤CaCl2-P、Olsen-P含量和土壤渗漏液中可溶性磷的增长幅度.土壤磷的渗漏量与土壤测试磷呈显著正相关;单位量磷肥或有机肥所增加的土壤渗漏磷量随着磷肥或有机肥用量以及土壤磷水平的增加而增加.Olsen-P含量与土壤磷吸持指数(PSI)呈显著负相关关系,与土壤磷的吸附饱和度(DPS)呈显著正相关关系.     

施磷对棉田土壤磷状况的影响

[目的]提高棉田磷肥利用率.[方法]磷酸二铵、重过磷酸钙两种肥料不同施肥水平在棉花各生育期对土壤全磷和有效磷的影响.[结果]施磷可以增加土壤有效磷、全磷含量;不同施磷水平在棉花苗期、蕾期重过磷酸钙对土壤有效磷、全磷的影响显著超过磷酸二铵;在棉花各个生育时期,磷酸二铵各水平、重过磷酸钙施P_2O_5 75、150和300 kg/hm~2与不施磷相比土壤有效磷差异不显著.[结论]建议施磷量为150 kg/hm~2即可满足棉花需要.     

长期不同肥料配施对设施土壤Hedly无机磷形态组成的影响

以设施蔬菜长期定位施肥试验土壤为研究对象,采用修正的Hedly磷素形态分级方法,探讨设施土壤不同肥料配施条件下,Hedly无机磷形态变化特征及其与氮钾养分之间的作用关系。结果表明:氮肥的施用能够在一定程度上降低设施土壤中活性无机磷和稳定性无机磷的含量,其中H2O-P对氮肥施用的响应程度最为明显,而对土壤中等活性无机磷(NaOH-Pi)含量有一定的提高作用。钾肥在与磷肥配施过程中对各个形态无机磷含量均有较大程度提高,但是在单独施用和与氮肥配施过程中对无机磷含量影响不大。可见,在设施栽培条件下土壤磷素形态组成发生了较大的变化,管理过程中磷肥要注意适当配合钾肥的施用,才能有效提高磷肥的利用效率。     

等有机质 土有效磷和无机磷形态的关系

目的 在有机质含量相同的土壤上探讨土壤无机磷组分对有效磷的贡献,为合理的磷肥管理提供决策依据。方法 采集并筛选陕西关中平原冬小麦-夏玉米种植区 土有机质含量相近（10.03-10.68 g·kg ^-1）,有效磷含量梯度（平均分别为10.73、18.06、20.61、24.01、30.73、43.69和58.58 mg·kg ^-1）的土壤样品,采用蒋柏藩-顾益初改进的Chang和Jackson无机磷分级方法进行磷组分测定。 结果 西北冬小麦-夏玉米种植区耕层土壤的无机磷以钙磷为主,约占无机磷总量的66.67%,其中磷酸二钙（Ca₂-P）,磷酸八钙（Ca₈-P）和磷灰石（Ca₁₀-P）分别占2.80%、16.80%和47.09%;铝结合的磷酸盐（Al-P）,铁结合的磷酸盐（Fe-P）和闭蓄态磷酸盐（O-P）分别占16.28%、5.23%和11.81%。随着Ca₂-P、Ca₈-P、Ca₁₀-P、Al-P、Fe-P和O-P含量的增加,Olsen P呈显著线性增加;磷活化系数（土壤有效磷与全磷之比,PAC）与Ca₂-P、Ca₈-P、Al-P、Fe-P和O-P呈显著线性正相关关系。通径分析结果表明,该区域土壤无机磷对土壤有效磷（Olsen P）的贡献依次为Ca₂-P（0.974）＞Al-P（0.186）＞Ca₈-P（0.182）＞Fe-P（0.150）＞Ca₁₀-P（0.007）＞O-P（-0.074）,各形态无机磷对磷活化系数（PAC）的贡献为：Ca₂-P（0.768）＞Al-P（0.082）＞Ca₈-P（0.071）＞Fe-P（-0.018）＞Ca₁₀-P（-0.055）＞O-P（-0.388）,与土壤磷组分对有效磷的贡献大体一致。逐步回归分析结果表明,Ca₂-P和Ca₈-P对Olsen P贡献最大,但仅Ca₂-P对PAC的贡献最大。结论 在有机质相同或相近条件下,Ca₂-P是陕西关中平原小麦-玉米种植区 土最有效的磷源。土壤磷有效性的提高主要通过增加高有效性的磷形态比（例如Ca₂-P）和缓效磷形态（如Ca₈-P、Al-P）,降低土壤中有效性极低的Ca₁₀-P的比例来实现的。由此看来,关中平原长期施用磷肥土壤磷仍主要以有效性相对较高的磷素形态存在。     

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。     

溶磷细菌对复垦土壤有效磷及各形态无机磷含量的影响

为探索溶磷细菌在复垦土壤中对磷的作用效果,采用室内摇瓶培养的方法,研究了溶磷细菌及其组合对磷酸钙的溶解能力,从而确定最佳组合,并探讨最佳组合溶磷细菌对复垦土壤有效磷及各形态无机磷含量的影响。结果表明,拉恩式菌(W2)+荧光假单胞菌1(W3)+荧光假单胞菌2(W4)培养液的有效磷含量最高,为609.1 mg/L,其为最佳溶磷细菌组合。施用此溶磷细菌组合肥可以增加复垦土壤有效磷含量,复垦土壤有效磷含量表现为BG(溶磷细菌肥+磷酸钙)处理B(溶磷细菌肥)处理MG(基质+磷酸钙)处理M(基质)处理CK(空白),其中,B处理在苗期、拔节期、收获期分别比M处理显著增加15.7%、119.7%、54.1%,BG处理在苗期、拔节期、收获期分别比MG处理显著增加55.8%、91.8%、88.9%。在玉米苗期和收获期,施用溶磷细菌可以增加复垦土壤Ca_2-P、Ca_8-P、Fe-P、Al-P含量,其中收获期B处理比基质处理M分别显著增加86.6%、88.7%、38.6%、83.3%;复垦土壤O-P和Ca_(10)-P含量均表现为MGBGMBCK,溶磷细菌对复垦土壤O-P含量影响较小,对Ca_(10)-P含量影响较大,苗期和收获期B、BG处理Ca_(10)-P含量分别比对应的基质处理M、MG处理降低5.8%、23.1%和9.5%、24.4%,即溶磷细菌可以减少复垦土壤Ca_(10)-P的含量。土壤有效磷含量与土壤Ca_2-P、Ca_8-P、Al-P、Fe-P含量呈极显著正相关,与O-P、Ca_(10)-P含量无显著相关性。     

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。