促释磷肥的结构特征及其有效性机理研究

【目的】揭示促释磷肥结构特征与磷素有效性的内在联系,探讨促释磷肥的有效性量化测定方法。【方法】采用连续浸提和乙酸-乙酸钠测活性磷法,通过再活化手段及光谱学技术从持续活化能力及理化结构特征方面揭示促释磷肥的有效性机理。【结果】木质素磺酸钠处理能显著提高磷矿粉的水溶性磷和活性磷含量,4种促释磷肥的8次累积水溶性磷含量分别是对应磷矿粉的14.0、5.6、8.8和5.1倍;且乙酸-乙酸钠测得的活性磷与未处理磷矿粉相比,提高了9.8%—93.1%。红外光谱和X-衍射分析结果表明,木质素磺酸钠对磷矿粉磷素的促释作用具有持续性,能有效改变磷矿粉本身的化学成键结构,促使难溶的或枸溶Ca-P键转化为活性高的H2PO42-,降低磷灰石结晶程度,提高其有效性。【结论】促释处理能持续促进难溶性或枸溶性磷向活性磷转化,采用连续浸提和乙酸-乙酸钠测活性磷法能够对促释效果进行评价。     

添加微晶化磷矿粉对白酒糟、糠醛渣发酵过程中养分动态变化的影响

通过对白酒糟和糠醛渣废弃有机物添加微晶化磷矿粉,利用恒温发酵的方式发酵30 d,并且每5 d从堆体中均匀取样,研究发酵过程中有机废弃物的动态变化。试验结果表明,在30℃的恒温条件下,白酒糟及糠醛渣在发酵30 d内,随发酵时间的延长可以改变发酵物的pH值,腐殖酸、枸溶性磷的含量也发生了变化。在发酵的20、25 d,糠醛渣和白酒糟分别可以实现pH值达到中性范围,腐殖酸、枸溶性磷含量增加效果较佳。     

酸性土壤上磷矿粉释磷机理与农学效应

在3种酸性土壤上,进行了直接施用磷矿粉的高粱幼苗试验和培养实验,结果表明:供试土壤严重缺磷,不施磷肥的对照处理,高粱幼苗表现出严重的缺磷症状。若以施磷(P)量为50mg/kg的过磷酸钙为参照,除JX-PR外,其它磷矿粉的肥效高于过磷酸钙的处理;四种磷矿粉的肥效一般顺序为:NPR>MPR>HJP-PR>JX-PR,与2%柠檬酸浸提的枸溶性磷和土壤速效磷(P)的增加量相一致;从幼苗的实验结果看,土壤速效磷(P)含量与高粱幼苗干物质量有良好的线性关系。磷矿粉中SiO2和CaO含量的高低影响磷矿粉直接施用的效果。     

石灰性土壤中高效磷细菌群解磷动力学研究

通过室内培养试验,对石灰性土壤中6组磷细菌群的解磷动力学进行了研究。结果表明,当底物(磷矿粉)浓度一定时,产物形成速率与磷细菌生长速率及菌体浓度成正比;比较得到的不同磷细菌群解磷动力学曲线和无效磷转化动力学方程得出,黄杆菌+巨大芽孢杆菌(无机)的组合转化效率最高,其无效磷转化动力学方程为Y=28.29lgX+45.99,且在磷矿粉为2 g时有效磷含量最高,达到50.24 mg/L。     

水热化学法活化磷矿粉的生物有效性研究

本文研究了水热化学法活化磷矿粉的效果及对油菜生长的影响。结果表明:磷矿粉经水热及酸热活化后水溶性磷、有效磷含量及枸溶率较普通磷矿粉均有较大提高;磷矿粉经活化后提高了其生物有效性,对油菜的各项生长指标产生了显著影响;磷矿粉经活化后磷肥利用率也有较大提高,水热活化的处理比普通磷矿粉的处理油菜植株磷肥利用率提高了60.9%;磷矿粉经活化后能提高土壤有效磷的含量,施水热活化磷矿粉的处理与施普通磷矿粉的处理相比可使土壤有效磷增加0.3 mg/kg。     

红壤植蔗区施磷的淋溶风险评估

【目的】研究红壤地区施用磷肥对甘蔗吸收磷的影响及进行磷淋溶流失风险评估,为蔗区科学合理施用磷肥提供参考依据。【方法】田间试验设不同施磷量处理,测定蔗茎和蔗叶产量及磷素养分含量、土壤Olsen-P含量等指标;室内试验按种植区主汛期的年均降雨量分批次进行模拟降雨,分别收集易溶性和枸溶性磷肥淋溶液,分析磷浓度和总量。【结果】施磷处理比不施磷处理的蔗茎、地上部生物量分别提高了3.0%~8.3%和2.4%~7.1%,其中均为150 kg P_2O_5/hm~2处理增产最高;施磷比不施磷处理的地上部的磷素吸收量提高16.1%~30.1%,大于150 kg P_2O_5/hm~2施磷量处理间,磷素吸收量差异不显著;随施磷量的增加,土壤CaCl_2-P和Olsen-P含量分别提高35.9%~778.6%和25.8%~230.2%;淋溶液磷的浓度和总量均随土壤有效磷含量的增加而增加,增幅达26.38%~53.68%和23.67%~49.70%,且处理间增幅差异显著。施用易溶性磷肥的淋溶液中磷浓度比枸溶性磷肥高10.44%。【结论】施磷量为150 kg P_2O_5/hm~2对红壤地区甘蔗生长较好,但可使土壤淋溶液总磷浓度的提高0.03~0.05 mg/L,施用易溶性磷肥比枸溶性磷肥淋溶液中磷浓度高10.44%,磷淋溶风险更大。     

原生磷肥的诞生 可缓解我国高品位磷矿资源匮乏的问题

<正>中科院沈阳应用生态研究所肥料工程中心石元亮博士开发的原生磷肥是利用机械化学的原理,通过超细加工激发磷矿粉使之与活化剂达到融合反应的方法,对磷矿进行直接加工而形成的具有较高活性的磷肥。该技术可以使磷矿粉中的水溶性磷含量提高7-12倍,使枸溶性磷达到总磷量的47%-81%,能够满足作物整个生育期对磷养分的需要。     

土壤吸附磷特性对磷矿粉供磷的影响

该文讨论了土壤对磷的吸附/解吸特性与磷矿粉供磷关系。结果表明,土壤磷的吸附数据符合Langmuir和Fruendlich等温吸附方程,磷的最大吸附量（mg/kg）为郴州红壤（1167）〉黄棕壤（1111）〉棕红壤（651.7）;磷的亲和力b值（L/mg）为郴州红壤（0.38）〉棕红壤（0.09）〉黄棕壤（0.04）;磷的最大缓冲容量（L/kg）为郴州红壤（441）〉棕红壤（58.4）〉黄棕壤（44.2）;磷吸附的相对容量Kf值（L/kg）为郴州红壤（434.9）〉黄棕壤（226.7）〉棕红壤（195.0）;比较相关系数和标准误差,Freundlich方程更适合拟合磷的吸附数据。郴州红壤对磷的亲和力较大,吸附磷量也大,但磷的解吸量较小,供磷能力弱,土壤中有效磷含量也低;黄棕壤和棕红壤对磷的亲合力弱,吸附磷量少,但磷的解吸量较大,供磷能力强,土壤中有效磷含量也较高。不同的磷矿粉供磷能力也与2%枸溶性磷含量有良好的线性关系。     

磷矿粉缓解酸性土壤铝毒的研究

 用培养试验研究了贵州昆阳磷矿粉（GPR）、湖南黄荆坪磷矿粉（HPR）和湖北荆襄磷矿粉（JPR）与酸性土壤混合培养后，对小麦幼苗根生长和土壤化学性质的影响。结果表明：⑴三种磷矿粉与供试土壤混合培养后，均可使土壤上生长4天的麦苗根长度增加，与对照土壤上麦苗根长相比，统计结果相差极显著。⑵土壤经磷矿粉处理后，Ph值增高，易溶性钙（用0.015mol/LKCl提取）和交换性钙含量增加。易溶性铝含量降低，表明施用磷矿粉有供钙、缓解铝毒和促进小麦幼苗根系生长的作用。⑶测定了不同处理土壤的溶液离子组成，初步探讨了磷矿粉缓解铝毒的原因。这些结果为我国中、低品位磷矿粉的直接施用提供了依据。     

不同类型解磷剂对施入磷矿粉土壤有效磷含量的影响

【目的】研究施用不同解磷剂对土壤中难溶性磷的解磷效果,以提高难溶性磷的利用率。【方法】采用室内土培实验法,研究不同解磷剂对石灰性土壤难溶性磷的活化效果。【结果】γ-聚谷氨酸处理可提高土壤有效磷含量,磷矿粉和γ-聚谷氨酸处理土壤中有效磷含量与对照(只用磷矿粉处理)相比最高净增量达到60.10%。【结论】γ-聚谷氨酸能促进土壤中的难溶性磷向有效磷转化。     

生物质炭对茶园土壤水溶性氟吸附特性的影响

采用室内培养试验法对添加生物质炭的茶园土壤水溶性氟吸附特性进行了研究。结果表明,茶园土壤随生物质炭添加量增加对水溶性氟的吸附量和吸附率均逐渐降低,应用等温吸附Langmuir方程、Freundlich方程和Temkin方程均能够较好地描述其吸附规律,其中以Freundlich方程拟合曲线最佳。随生物质炭添加量的增加土壤氟净吸附量逐渐降低。各处理土壤的氟吸附动力学过程包含吸附快反应和慢反应阶段,平衡时间小于120 min区间为吸附量快速上升期,平衡时间达到1 440 min后0.25%和0.50%生物质炭添加量处理土壤基本达到平衡状态。从双常数方程、Elovich方程和一级动力学方程拟合方程计算得到的理论吸附量与试验实测吸附量之间的符合程度较高,可准确描述添加生物质炭土壤对水溶性氟的吸附过程。添加生物质炭使土壤pH值升高与茶园土壤对水溶性氟最大吸附量、吸附强度和净吸附量的降低密切相关。     

玉米根分泌物对喀斯特地区土壤吸附磷的影响

磷是作物生长发育的必要养分,喀斯特地区的土壤中碳酸钙是主要的磷吸附基质,使得喀斯特土壤中可利用的磷含量低。农作物根的分泌物在活化磷的过程中起重要作用。利用平衡法模拟喀斯特地区土壤在有根分泌物存在时的磷吸附反应。结果表明,玉米根分泌物能抑制土壤对磷的吸附,即使得土壤中可供作物利用的磷增加。土壤对磷的等温吸附反应能被Freundlich方程很好地拟合,拟二级速率方程是描述土壤对磷的吸附动力学的最优方程。     

长期施肥红壤及其有机无机复合体非交换性钾释放动力学

【目的】研究长期不同施肥土壤及复合体中非交换性钾释放动力学特征,深入探索长期不同施肥引起的土壤供钾能力差异,明确不同施肥土壤及其有机无机复合体中非交换性钾的供应能力。【方法】以持续20年以上的进贤和祁阳旱地长期试验为研究基础,采用超声波打散,虹吸管法分离土壤＜2、2-10、10-50、50-100、＞100 µm粒级有机无机复合体,制备钙饱和样品,通过草酸连续浸提,得到原土及不同粒级有机无机复合体非交换性钾释放量并建立动力学方程,探索非交换性钾释放规律。【结果】浸提300 h,土壤非交换性钾累积释放量变化表现为进贤试验点化学氮、磷、钾肥与有机肥配施（NPKM）处理和化学氮、磷、钾肥配施（NPK）处理较化学氮、磷肥配施（NP）处理分别增加98.0和81.0 mg·kg^-1,增加率分别为30.7%和25.4%;祁阳试验点NPKM和NPK较NP处理分别增加130.0和40.0 mg·kg^-1,增加率分别为52.1%和16.0%。施用钾肥较不施钾肥显著增加＜2 µm粒级复合体非交换性钾累积释放量。采用一级动力学方程和Elovich方程对土壤及复合体非交换性钾释放特性进行拟合均达到极显著水平(P＜0.001),同时一级动力学方程a值、Elovich方程b值均与非交换性钾释放量呈极显著正相关（P＜0.001）。【结论】红壤长期施用钾肥及其配施有机肥提高土壤非交换性钾供应能力,这种能力的变化主要集中在＜2 µm粒级复合体;一级动力学方程a值和Elovich方程b值可以很好地模拟土壤及复合体非交换性钾的释放能力。     

磷和硅在湖泊沉积物上的释放特征及形态变化研究

以乌梁素海(WLSH)和岱海(DH)表层沉积物为吸附剂,开展了磷硅在2个湖泊沉积物上的释放实验研究,同时采用连续提取法探讨了释放后的磷硅形态变化。结果表明,磷和硅在2个湖泊沉积物上的释放行为均可用Elovich方程描述;0～20min为磷的快速释放阶段,此时段内约有75%的吸附磷迅速从沉积物上解吸并释放至上覆水中;0～2h为硅的快速释放阶段,此阶段内约有40%的吸附硅从沉积物上解吸并释放至上覆水中;总体上,沉积物中Ex-P、Al-P、Fe-P及IEF-Si、CF-Si具有较强的释放潜力。     

石灰改良对酸性土壤磷解吸动力学特征的影响

采用连续液流法研究了石灰施用对酸性土壤磷解吸动力学特征的影响.结果表明,石灰处理并不影响动力学模型对磷酸根的解吸机制,选用的抛物线方程、Elovieh方程、权函数方程等6个动力学模型对磷酸根解吸过程的拟合效果均达到显著水平,其中,以权函数方程和抛物线方程拟合度最佳.与对照相比.石灰改良后,赤红壤和黄红壤对磷的解吸具有较高的初始瞬时速率,黄红壤具有较低的初始瞬时速率.扩散机制是磷从固相表面向溶液的移动机制.抛物线扩散方程的扩散系数R可望成为较好的指示土壤磷素生物有效性的良好指标.     

长期定位施肥对棕壤钾素吸附解吸动力学特征的影响

【目的】研究32年连续不同施肥对耕地棕壤K+吸附解吸动力学特征的影响。【方法】采用去离子水淋洗土壤,连续液流法研究9个不同施肥处理耕层土壤钾吸附解吸动力学特征。【结果】不同施肥处理土壤对K+吸附、解吸平衡时间变幅分别为26-65 min和65-130 min;平衡吸附量和平衡解吸量范围分别为7.40-19.44 cmol•kg-1和0.070-0.258 cmol•kg-1;反应速度与反应时间的关系符合方程V=A+Blnt,且线性关系良好;CEC、黏粒、有机质、速效钾与吸附解吸各参数呈现不同程度的相关性;4种方程中,Elovich和一级动力学方程分别是拟合吸附和解吸过程的最优模型。【结论】不同施肥处理K+吸附解吸动力学特征差异很大,施用有机肥可以提高土壤对钾素的吸附能力;施钾量越高的处理,解吸能力越强;长期定位不同施肥通过改变土壤理化性质影响棕壤钾素吸附解吸动力学特性;长期不同施肥钾素在土壤中吸附解吸动力学过程不同。     

磷在不同类型湖泊沉积物上的吸附特征及形态再分布研究

以乌梁素海和岱海表层沉积物为吸附剂,开展了磷在沉积物上的吸附动力学和等温吸附实验研究,采用交叉型Langmuir模型描述了磷在2个湖泊沉积物上的吸附行为,并分析测定了等温吸附后沉积物中磷的形态分布。结果表明,不同浓度条件下沉积物对磷的吸附动力学过程基本相似,Elovich方程能较好地描述2个湖泊沉积物对磷酸盐的吸附动力学过程;Langmuir交叉型吸附等温式能较好地描述磷在岱海和乌梁素海沉积物上的等温吸附行为(R2=0.990),模型中的k、Qm、EPC0、NAP等参数较好地反映了2个湖泊沉积物在成因、粒度及矿物组成等方面的差异;吸附磷的形态再分布揭示颗粒物所吸附的水相磷主要分布于Ex-P,且Or-P是沉积物中重要的潜在生物有效性磷源,对湖泊富营养化的作用不容忽视。     

锑在不同土壤中的解吸行为比较

对锑(Sb)在黑土、红壤和褐土3种土壤中的解吸行为进行了比较研究。结果表明,Sb在3种土壤中的解吸过程是一个快速反应的过程,解吸反应在30 min左右基本完成,吸附态Sb的解吸量能达到最大解吸量的95%以上。Sb在3种土壤中的解吸率都比较低,相对于总吸附量而言,Sb在黑土、红壤和褐土中的解吸百分比分别低于17.1%、20.6%和26.23%。3种土壤吸附态Sb的解吸速率随Sb初始浓度的增加而增加,并随着解吸量的增加和解吸时间的延长而不断降低。Sb在3种土壤中解吸的动力学最优模型是:黑土和红壤为Elovich方程,褐土为双常数方程。这对探明土壤中锑的环境行为和风险具有重要意义。     

六氯苯在黄泥土表面吸附的动力学特征

采用动力学方法研究了六氯苯在黄泥土表面的吸附特征.结果表明,六氯苯在黄泥土表面的吸附量随着六氯苯吸附时间的延长而增加,并且在开始增加的速率较快,而后逐渐减缓,表现出明显的快反应和慢反应两阶段特征.六氯苯在土壤表面的吸附在192 h(8 d)基本可达到表观平衡,其吸附的动力学过程可以用一级动力学方程、Elovich方程和双常数方程进行很好的拟合,其相关系数(r)在0.90～0.98之间,达到显著水平.六氯苯在土壤表面的吸附以Elovich方程为最佳模型,其次为一级动力学方程和双常数方程,这说明六氯苯在土壤表面的吸附过程由表面吸附和内部扩散两个部分组成.