土壤中磷的存在形态及分级方法研究进展

土壤中的磷直接决定植物生长发育和作物产量,但磷在土壤中的存在形态复杂,能被植物吸收利用的磷形态占全磷含量很少一部分。因此,研究土壤中磷的存在形态及分级方法对提高磷的作物利用效率、探寻提高磷有效性的途径、减少磷损失尤为重要。笔者通过查阅国内外文献报道,系统阐述了磷在土壤中的存在形态、影响磷有效性的影响因素和磷素分级方法等方面的研究进展。研究表明,磷在土壤中的存在形态包括无机磷和有机磷2类,被植物吸收利用的主要是无机磷中的水溶态磷,其他形态的磷很难被植物吸收利用,使得磷在土壤中的利用效率很低。导致磷利用效率低的因素有很多,主要有钙、铁、铝等离子、其他有机质、pH、温度、水分等,研究清楚各因素影响的机制加以改进,能有效提高磷的利用效率。同时,国内外学者不断对磷素分级方法进行完善改进,对磷有效形态的研究不断深入准确,目前,Bowman-Cole的有机磷分级法和Hedley的磷分级方法是应用最广泛的2种方法。     

长期施肥下黄壤无机磷组分空间分布特征

利用土壤无机磷分级方法,研究长期施肥对黄壤中不同组分磷累积、迁移的影响。结果表明,施肥土壤全磷、有效磷、无机磷的含量均较不施肥处理有明显增加,随土层深度的加深而显著减少,施肥主要增加了Ca_2-P、Ca_8-P、Fe-P、Al-P含量,而对Ca_(10)-P、O-P含量影响较小。Ca_2-P、Ca_8-P、Fe-P、Al-P、Ca_(10)-P、O-P以表聚为主,同一土层上表现为O-PFe-PAl-P、Ca_(10)-PCa_2-PCa_8-P。不同形态的无机磷含量随土层深度呈现垂直分布规律,在0~100 cm土层中无机磷形态以O-P、Fe-P为主,且该比例随土层深度的增加而增加。因此,从长远来看,有机无机配施促使无机磷组分在土壤剖面的移动得以放缓,还不足以影响到地下水质量,更有利于黄壤区农业的可持续发展。     

模拟降雨条件下施磷量对褐土无机磷含量及形态转化的影响

采用室内土柱模拟试验,研究在山东平均降雨条件下不同施磷量对褐土各组分无机磷含量及形态转化的影响.结果表明,经过模拟降雨后,在0～10 cm土层中,各施磷处理的无机磷总量随着施磷量的增加而升高;随着土层的加深(10～50 cm),各土层无机磷总量是施磷量为P2(180 kg/hm2)时最高.而在10-30 cm土层,是施磷量为P3(1440 ks/hm2)的土壤无机磷总量高于P1,而在30～50 cm则是P1高于P3.同时,不同施磷量对磷组分含量及其占无机磷总量的比例都发生了改变,当施磷量分别为P1、P2和P3时,各无机磷组分的含量及所占比例按高低排序分别为:Ca10-P>Al-P,O-P>Ca8-P>Fe-P>Ca2-P;O-P>Ca8-P,Ca10-P>Fe-P,AI-P>Ca2-P和Ca10-P,O-P>Fe-P,Ca8-P>Al-P>Ca2-P.随着土层深度的加深,O-P、Fe-P和Ca10-P的含量保持相对稳定,而有效态无机磷源(Ca2-P、Ca8-P和AI-P)有降低的趋势;在小雨强度下,不同施磷量处理的土壤磷淋失量差异不显著,而随着降雨强度的加大,P3处理的土壤磷淋失量明显高于PI和P2处理的磷淋失量.以上结果说明,施磷量显著影响无机磷总量、各组分无机磷含量及其转化;在大于中等降雨条件下,高磷处理磷淋失量明显高于低磷处理磷淋失量.     

低分子量有机酸对土壤无机磷形态转化的影响

采用无机磷分级方法研究了有机酸对石灰性土壤和红壤无机磷形态转化的影响,结果表明,有机酸对石灰性土壤和红壤无机磷形态有明显的影响。石灰性土壤经柠檬酸和草酸浸提后,其Ｃａ２－Ｐ、Ｃａ８－Ｐ和Ｏ－Ｐ的含量增加;而Ｃａ１０－Ｐ、Ｆｅ－Ｐ和Ａｌ－Ｐ的含量下降。柠檬酸手酒石酸对红壤无机磷的形态也产生明显影响,表现为Ａｌ－Ｐ含量增加,Ｆｅ－Ｐ和Ｃａ－Ｐ含量下降,Ｏ－Ｐ变化不大。有机酸通过影响土壤中无机磷组分,促     

沼液和秸秆还田对土壤氮磷淋溶的影响

通过分析沼液和秸秆还田对土壤氮磷浓度及淋溶的影响,为指导农业废弃物利用和农田面源污染防控提供理论支撑。采用田间小区试验,设置4个处理即空白对照(CK)、常规施氮(CON)、优化施氮(OPT)和秸秆+沼液还田(SMB),通过测定作物产量、土壤硝态氮残留与总磷淋溶,探讨秸秆和沼液还田后土壤氮磷浓度变化和淋溶特征。结果表明：SMB处理产量分别达到CON和OPT处理的99.6%和95.4%,氮、磷吸收量分别达到84.9%、78.4%和85.7%、82.4%,但是氮磷农学效率比CON和OPT处理提高了13%。SMB处理土壤硝态氮浓度和淋溶量分别比施氮处理降低43%和77.3%,表观淋失系数仅4.83%,硝态氮残留量仅为施氮处理的28.9%。SMB处理总磷平均淋溶量为0.045 kg/hm²,土壤无机磷浓度为常规施磷量80.7%,80%无机磷转化为Fe-P和Ca-P,同时SMB处理活性有机磷占比为55.8%显著高于常规施磷34.2%,说明沼液和秸秆还田提高土壤磷有效性。综上所述,沼液和秸秆还田是一种环境友好的资源化利用途径。     

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。     

长期施肥对黄土丘陵区土壤各形态磷之间关系的影响

采用Bowman-Cole的土壤有机磷分级体系及蒋柏藩-顾益初的无机磷分级体系,运用相关分析,通径分析和回归分析,研究了长期不同施肥条件下土壤有机磷组分、无机磷组分与土壤速效磷相关关系。结果表明,Ca2-P(0.985 5)、Ca8-P(0.938 0)、Al-P(0.887 4)、Fe-P(0.850 7)、中活性有机磷(0.851 0)和中稳性有机磷(0.8905)与速效磷的相关性达极显著水平,O-P(0.790 4)、Ca10-P(0.752 7)与速效磷的相关性达显著水平;通径分析结果表明,无机磷各形态对速效磷的直接作用大小顺序为:Al-P(-1.189 0)>Ca2-P(1.027 4)>O-P(0.763 4)>Ca8-P(0.663 8)>Fe-P(-0.423 0)>Ca10-P(0.323 2),有机磷各形态对速效磷的直接作用大小顺序为:中活性有机磷(0.762 9)>中稳性有机磷(0.276 3)>高稳性有机磷(-0.238 4)>活性有机磷(0.195 2);逐步回归分析表明,Ca2-P、Ca8-P、O-P和中活性有机磷都是土壤速效磷的有效来源。     

大豆水溶性蛋白质测定的影响因素探讨

在国家标准的基础上,对大豆水溶性蛋白质测定方法中水溶性蛋白质的提取条件进行探讨。结果表明,振荡方式及频率、提取温度对测定结果影响较大,得到最优条件为:提取温度为25℃、采用回旋式恒温振荡器、振荡器的振荡频率为180r/min。该提取条件测得水溶性蛋白质含量具有重复性好、精密度高等特点。     

岩溶农业区典型土地利用土壤磷素空间分布与成因

为了查明岩溶农业区不同土地利用下磷素在垂直和平面上的分布情况,分析岩溶农业区土壤中磷素的迁移特征及其影响因素,采集了凯掌水库周边草地、河滨带、水田及旱地等典型土地利用下的9个土壤剖面共计56个样品,分别测定各个土壤剖面的含水率、pH、有机质、交换性酸、全磷、有效磷、各无机磷形态等。结果表明：研究区全磷、有效磷含量分别在420.73~1669.53 mg/kg和2.50~64.14 mg/kg之间,土壤磷活化系数在0.34%~5.96%之间。农业用地表层土壤有效磷含量均超过15 mg/kg,需减少磷肥的施用以避免浪费,同时坝后农业区旱地表层土壤（有效磷平均含量64.14 mg/kg）中的磷存在向下淋溶进入地下水的风险。水田、旱地剖面土壤无机磷形态以Fe-P、Al-P为主,草地、河滨带剖面无机磷形态以Fe-P和O-P为主。土壤pH与有效磷、Fe-P和Al-P呈显著负相关,土壤有机质与全磷、有效磷、Al-P、Fe-P显著正相关。本研究阐明了岩溶农业区磷素及其形态的空间分布规律,可为磷的农业面源污染防控提供依据。研究区农业用地土壤磷素含量普遍高于非农业用地,不同土地利用类型对磷素分布具有显著影响。     

长期施用粪肥对3种地带性土壤水分散性磷含量及形态分布的影响

探究长期施用粪肥对3种地带性土壤中水分散性磷含量及形态分布的影响,为磷素流失风险评价提供参考。于2021年5—8月,按五点采样法分别采集北京大兴(潮土)、湖南岳阳(红壤)和广东湛江(砖红壤)3种农田的表层(0～20 cm)土壤,对土壤中水分散性磷的含量、形态分布及矿物含量等特征进行研究。与不施粪肥的处理相比,长期施用粪肥的大兴、岳阳和湛江3种地带性土壤中水分散性磷含量分别显著增加1.15,1.32,14.00倍。长期施用粪肥使不同形态水分散性磷在土壤总水分散性磷中的分布比例发生显著变化,其中大兴和岳阳土壤中颗粒态磷占比分别显著降低30.22,14.68百分点,而真溶态磷占比分别显著增加29.83,28.06百分点;岳阳土壤中胶体态磷占比显著降低13.37百分点;湛江土壤中真溶态磷占比显著增加8.24百分点。长期施用粪肥显著改变土壤水分散性矿物含量,与不施粪肥处理相比,大兴、岳阳和湛江土壤中水分散性钙含量分别显著增加0.55,1.66,4.15倍;水分散性镁含量分别显著增加0.66,1.46,8.39倍。冗余分析结果表明：土壤pH值、CEC、DOC以及水分散性矿物组成(Fe/Al/Ca/...     

坡度对云南红壤径流中磷素浓度的影响研究

水体富营养化的发生与农田土壤中磷的淋失有密切的关系。采用模拟降雨试验研究了土壤坡度对地表径流和亚地表径流中磷素浓度的影响。结果表明：在0°—10°范围内,地表径流中总磷、水溶性磷和颗粒态磷浓度和亚地表径流中水溶性磷浓度都随土壤坡度的增加而增加。亚地表径流中总磷和颗粒态磷在坡度为15°时均有一定程度的下降,其下降机理将做下一步分析研究。     

土壤磷的动态积累及土壤有效磷的产量效应

采用田间磷肥试验和田间定位监测相结合的方法,研究了不同磷用量下土壤磷素的动态积累对土壤有效磷(Olsen-P)在大白菜和辣椒上的产量反应,探讨用土壤有效磷反映土壤供磷能力和作为推荐磷肥用量的依据。结果表明:磷肥和土壤Olsen-P在白菜和辣椒上的产量效应均符合一元二次式。土壤磷素收支平衡33.7%~680.4%,土壤Olsen-P占土壤磷积累量的17.7%~28.9%。0~20 cm日光温室土壤磷素收支平衡124.1%~293.6%,0~20 cm土壤Olsen-P的年均积累量为23.1~32.2 mg/kg,土壤Olsen-P占土壤磷积累量的16.6%~24.2%。20~100 cm日光温室土壤Olsen-P的增加量随着施磷时间的延长而逐渐增加。土壤Olsen-P在植物上的产量效应符合一元二次式。农田磷的积累量与土壤Olsen-P的增加量呈直线正相关,土壤Olsen-P的增加量占农田积累磷的17.7%~28.9%。土壤供磷能力和磷素平衡是确定磷肥用量的重要参数。     

长期施肥下不同有机质含量农田黑土水稳性团聚体中氮、磷的分布特征

研究长期施肥对不同有机质含量农田黑土水稳性团聚体分级特征、不同粒级团聚体中全氮、全磷含量分布及相关性的影响,为阐明施肥对黑土肥力演变的影响机制提供理论依据。利用中国科学院海伦生态实验站空间移位长期定位试验,研究2种施肥方式下5种不同有机质含量的农田黑土不同粒级水稳性团聚体、水稳性团聚体中全氮、全磷分布特征。结果表明：长期施用化肥对2~1 mm粒级大团聚体含量影响最大,施肥处理在该粒级团聚体分别增加了1.95%~4.59%之间,且各粒级水稳性团聚体随土壤有机质含量的增加而呈递增的趋势。不同农田黑土全氮、全磷在2~1 mm粒级大团聚体中含量最高,在>5 mm和<0.25 mm含量最低。2~0.5 mm土壤团聚体含量与土壤全氮、全磷存在显著的正相关关系,>5 mm和<0.25 mm与土壤全氮、全磷存在显著负相关关系。土壤全氮、全磷主要存在水稳性大团聚体中,施用化肥可提高水稳性大团聚体中全氮、全磷的含量,是改善农田黑土土壤结构,提高土壤肥力的有效措施。     

雷竹林集约经营过程中土壤磷库的变化特征研究

为了研究雷竹林集约经营中土壤磷素的演规律,采集集约经营下种植雷竹不同年限（1年、5年、10年和15年）的雷竹林土壤,用Hedley法分析土壤的不同形态磷素组分含量,并测定pH、有效磷和全磷、酸性磷酸酶活性等指标。结果表明：土壤pH随着集约经营时间增加而显著下降(P<0.05)。雷竹林土壤磷素随种植年限增长而增加,1年、5年、10年和15年的全磷含量分别是0.70、0.89、1.37、1.86 g/kg;有效磷含量分别为46.6、137.3、225.1、283.1 mg/kg。在1~15年集约经营过程中,雷竹林土壤磷素组分Resin-Pi和NaHCO3-Pi随着集约经营时间的增加而显著上升;组分NaHCO3-Po、NaOH-Pi、NaOH-Po和Residual-P在集约经营初期变化不大;集约经营10年后显著增加;而HCl-Pi在集约经营前10年随着集约经营时间的增加而显著上升,10年后无显著变化。雷竹林土壤酸性磷酸酶活性随着集约经营时间的增加而显著降低。相关性分析表明,雷竹林土壤酸性磷酸酶活性与土壤的有机磷组分（NaHCO3-Po和NaOH-Po）均呈显著的负相关。综上所述,长期集约经营措施会引起雷竹林土壤磷素超量积累,对林地周边水体存在较大的污染风险。     

不同施肥模式对菜稻轮作产量和菜田氮磷平衡的影响

通过马铃薯-毛豆-晚稻轮作制2 年定位田间试验,研究不同施肥模式对菜稻轮作产量和菜田氮磷浓度的影响。结果表明：经济施肥使三季作物获得显著增产效果,一个轮作周期下净增收比CK处理增加23.7%,比习惯施肥处理增加10.5%。一个轮作制中,氮磷肥表观利用率分别达到60.5%和16.0%,比习惯施肥提高了15.6 个百分点和7.3 个百分点。马铃薯-毛豆连作在经济施肥下,土柱渗漏水硝态氮和总磷浓度分别比基础土壤提高了63.3%和30.6%,但与晚稻轮作后,土柱渗漏水硝态氮和总磷浓度与基础土壤大致持平。因此,菜稻轮作结合经济施肥是菜田养分管理的有效技术模式。     

长沙植烟区土壤养分丰缺状况评价

为掌握长沙植烟土壤养分的时空变异与丰缺状况,以第一（2000年）、二次（2014年）植烟土壤普查为基础,2020年开展了第三次植烟土壤普查,在主产烟区布置401个采样点,测定其耕作层(0~20 cm)土壤主要养分含量,利用经典统计方法和地统计学方法对植烟土壤养分含量的丰缺状况和空间变异特征进行分析。结果表明,与2000年相比,2020年长沙烟区土壤pH上升,土壤全量磷钾、有效磷、速效钾与中微量元素交换性钙、交换性镁、有效铁、有效锰、有效锌、有效硼、有效钼的平均含量有所增长,其中土壤速效钾和有效铁平均含量呈大幅增长趋势;土壤有机质、全氮和碱解氮、有效硫、有效铜、水溶性氯的平均含量有所下降。长沙植烟土壤pH、有机质、全氮、全钾、碱解氮、交换性钙、有效钼的平均含量适宜,土壤全磷、交换性镁、水溶性氯偏低,土壤有效磷、速效钾、有效硫、有效铁、有效锰、有效铜、有效锌、有效硼偏高。土壤有效磷、有效锰、水溶性氯具有强变异性,有效硫、有效铜、有效锌、有效硼、有效钼为中强变异性,土壤速效钾、有效铁、交换性钙、交换性镁为中弱变异性,土壤pH、有机质、全量氮磷钾、碱解氮的变异性相对较弱。长沙不同区域植烟土壤养分的丰缺状况呈现不同程度的空间异质性,长沙烟区应根据植烟土壤养分的丰缺状况进行精细化分区管理与施肥方案的优化。     

不同改良剂对保护地次生盐渍化土壤改良效果的研究

研究旨在提高保护地次生盐渍化土壤肥力,探索建立适宜当地的次生盐渍化土壤改良模式。选择宿豫区典型保护地次生盐渍化土壤,以不施处理为对照,研究施用有机肥、土壤调理剂、米糠对土壤有机质、碱解氮、有效磷以及水溶性盐的影响。结果表明：各处理均能不同程度对次生盐渍化土壤进行改良,增加土壤养分,降低土壤含盐量。与对照相比,施用有机肥处理较对照土壤有机质、有效磷、速效钾分别提高41.6%、68.3%、121.6%,米糠处理较对照土壤有机质、速效钾显著增加41.4%、48.6%,土壤调理剂处理也有增加土壤有机质、碱解氮和速效钾含量的趋势。此外,各处理还对土壤水溶性盐分有降低效果。其中米糠处理较对照土壤电导率、水溶性盐总量、水溶性钙离子、水溶性镁离子、硫酸根离子含量分别显著降低43.3%、23.5%、28.9%、34.6%、23.2%。米糠、有机肥、土壤调理剂对次生盐渍化土壤改良效果依次递减,其中米糠改良效果较为显著。     

基于磷肥施用深度的夏玉米根层调控提高土壤氮素吸收利用

良好的根系构型能够促进作物高效获取土壤养分。基于磷肥施用深度的根层调控技术可以优化夏玉米根系的时空分布并促进其与土壤水分、养分供应的空间匹配性,为通过玉米根系挖潜实现节肥增效提供理论与技术支撑。本试验以不施磷肥处理为对照(CK),设置距离地表-5 cm (P5)、-10 cm (P10)、-15 cm (P15)和-20 cm (P20)深度施用磷肥处理,分析各处理对夏玉米根系分布、植株生长及产量形成、氮素吸收、积累与转运的影响。结果表明,磷肥适当深施显著促进夏玉米根系生长,根干重、根长密度、根系表面积和根体积均显著增加,整体表现为P15P10P20P5CK。随着磷肥施用深度的增加,深层玉米根系显著增加。P15和P20处理根干重所占比重,在20～40cm土层分别为12.3%和12.1%;在40～60 cm土层分别为6.7%和6.9%。根系分布深度的增加促进了对土壤氮素的吸收,深施磷肥处理各土层中尤其是20cm以下土层土壤氮素含量显著降低。根系分布的优化同时促进了植株氮素积累与转运, P15处理较P5处理氮素吸收效率、氮积累量、转运量及氮肥偏生产力2年平均分别提高14.5 kg kg–1、19.2%、48.9%和6.4kgkg–1,籽粒产量2年平均增产16.4%。在本试验条件下,磷肥集中施用在-15cm处理,能显著促进夏玉米深层土壤根系的生长,扩大根系养分利用空间,增加根系对深层土壤氮素的吸收,促进植株氮素积累及转运,提高其生产力,最终提高产量。     

长期施肥对红壤旱地磷的影响

以12年的红壤长期肥力监测定位试验不同处理土壤为材料,研究了连续施肥对土壤磷组分和土壤对磷吸附解吸的影响。连续施用化学磷肥和化肥加有机肥,均可提高土壤全磷、有机磷、无机磷数量。施用有机肥料,土壤中的磷以Ca-P和Al-P积累为主要表现形式,化学磷肥的施用能够提高土壤的全磷,并以Al-P增幅为最大,在所有处理中均表现为土壤O-P相对稳定。有机肥料处理土壤对外源磷的吸附强度明显少于施用化学磷肥和不施用磷肥的处理,有机肥料能够显著提高吸附磷的再利用,在NPKM处理中解吸磷占吸附磷的47.72%,M处理中占42.89%,其它处理中解吸磷占吸附磷数量一般少于8%。有机肥与化学肥料配合施用明显提高磷肥的利用率。