土壤磷扩散规律及其能量特征的研究 Ⅳ.土壤磷扩散的预测

根据扩散系数受温度影响即温度影响水粘度的特性,提出了不同温度下磷扩散预测的修正Ｎｙｅ模型的Ｄ＝Ｄ０ｋｆθ／ｂ（式中ｋ为粘度校正系数,其值等于２５℃与预测温度水粘度之比）,并采用低的水／土比及低浓度范围吸附等温线的斜率（ｂ）用该模型可以相当准确地预测土壤中磷的扩散系数,常温下尤其如此,在土壤水低吸力范围内,预测值与实测值相差一般不超过２倍。     

土壤磷扩散规律及其能量特征的研究 Ⅲ.土壤磷扩散的动力学及能量特征

用³²P标记扩散池法测定了不同时间下土壤磷的扩散量,并用5种动力学模型对其拟合,结果表明土壤磷扩散过程最符合抛物线扩散方程。20%含水量下,磷扩散速率温度商Q₁₀。为1.20左右,与扩散是一个物理过程相吻合。由阿尼乌斯公式求得的磷扩散活化能(E_a^D)随土壤水分增加而降低;在土壤水低吸力范围内(<10⁵Pa水吸力)为12-34kJ/mol,平均为25kJ/mol左右,与溶液中离子扩散活化能较接近,说明低吸力下磷扩散主要在液相进行。将绝对反应速率理论移植用于磷扩散,所求出的磷扩散净活化能、活化熵变、活化焓变和活化自由能变在供试土壤中相同含水量下均呈规律性变化,且与E_a^D变化趋势基本一致,证明这些参数可用于表征磷扩散的能量特征。     

土壤磷扩散规律及其能量特征的研究Ⅱ.施磷量及水肥温相互作用对磷扩散的影响

非饱和土壤在施磷量０－４００ｍｇ／ｋｇ下的磷自扩散系数随施磷量近线性增加,但增加的幅度以缓冲性能小的轻质土壤最高。不同土壤磷扩散受土壤水分,施磷量和温度等因素相互作用的影响程度不同,为表征这种差异利用其多元非线性拟合方程的偏微分,本文提出了磷扩散率的水分系数,肥料系数和温度系数等概念。     

土壤磷扩散的影响因素研究

对3种不同质地土壤磷扩散特征以及影响因素进行了试验研究。结果表明,随着土壤含水率的增加,土壤磷的扩散系数明显增加,土壤磷的扩散系数与土壤含水率的关系呈显著的幂函数相关;随土壤质地加重,土壤磷扩散系数增大;温度升高,土壤磷扩散系数增大,土壤磷扩散系数的温度效应可用磷扩散系数的温度系数定量表示;随着土壤施磷量的增大,土壤的磷扩散系数明显增加;土壤容重对磷扩散的影响与土壤的质地有关。对于质地较重的土壤,随着土壤容重的增加,磷扩散系数有降低的趋势;而对于质地轻的沙土,磷扩散系数有增加的趋势。     

不同水分条件下施用稻草对土壤有机酸和有效磷的影响

稻草在分解过程中产生有机酸。高浓度的有机酸一方面对水稻生长产生毒害作用，另一方面，有机酸可通过酸溶、螯合和竞争吸附等机制活化土壤难溶态磷，提高磷的生物有效性。所以，研究稻草分解过程中有机酸和有效磷的动态变化，对于评价稻草还田在水稻营养中的作用，指导秸秆管理具有十分重要的意义。     

施磷对不同质地棉田土壤磷素有效性及磷肥利用率的影响

为阐明施磷对不同质地棉田土壤磷素有效性及磷肥利用率的影响,以盆栽试验为基础,在不同质地(粘土、壤土、砂土)上设计5个磷素水平(P0、P150、P300、P600、P1200)研究棉田磷素状况和棉花磷素积累及磷肥利用率。结果表明:不同质地棉田土壤有效磷含量在苗期和蕾期均随施磷量的增加而增加,苗期时粘土、壤土、砂土的土壤有效磷含量在P1200处理下与对照相比分别增加了80.94%、85.78%、94.41%,蕾期则分别增加了76.82%、85.10%、94.20%。苗期时,土壤全磷含量分别在粘土P600、壤土P1200、砂土P600处理下达到最大值;蕾期时粘土、壤土和砂土的全磷含量均在P1200处理达到最大值,土壤磷素活化系数在苗期时表现为粘土砂土壤土,蕾期磷素活化系数在粘土和砂土基本呈持续递增状态,最大值与对照(P0)相比分别增加了34.22%、85.71%。植物整株干物质积累在不同土壤质地表现为粘土砂土壤土。植物全磷含量则是壤土略低于粘土,砂土最低。棉花整株磷素积累量在不同土质上表现为粘土最高,壤土次之,砂土最低,且分别在P600、P300、P600处理时达到最大值。不同磷水平下,磷肥表观利用率在3种土壤质地上表现不同,粘土、壤土、砂土分别在P150、P300、P600时达到最大值,与P0相比分别提高了16.84%、29.19%、10.68%。同一磷水平下不同土壤质地磷素生理利用率表现为砂土壤土粘土。因此,在生产中应针对土壤质地合理施磷,粘土土质下棉田施磷量应控制在约150 kg/hm~2,壤土土质应控制在150～300 kg/hm~2,砂土土质施磷量总体应控制在300～600 kg/hm~2,才能促进土壤中磷的有效性和棉花磷素吸收,从而提高磷肥利用率。     

土壤水分和氮添加对3种质地紫色土氮矿化及土壤pH的影响

为正确认识土壤水分、质地和外源氮添加对紫色土氮矿化作用和土壤pH的影响,以西南地区典型的紫色土为研究对象,通过90d的室内恒温(25℃)好气培养,研究了3种质地(粘土、粉粘壤土和砂土)紫色土在不同含水量(55%,65%和75%田间持水量)和尿素氮添加水平(0mg/kg土和250mg/kg土.)条件下,土壤氮矿化作用和pH的变化。结果表明:前30d的累积矿化氮量可占培养期间(90d)的78.48%~91.55%,且各处理的土壤累积矿化氮量和净矿化速率均随着培养时间的延长而快速增加;第30~90d,土壤累积矿化氮量增长缓慢,净矿化速率迅速下降并趋于稳定。土壤累积矿化氮量和净矿化速率在各培养阶段均随土壤水分含量的增加而逐渐增大,其中75%WHC(75%田间持水量)和75%WHC+U(75%田间持水量+尿素)处理的矿化作用最强。土壤质地从一定程度上对土壤的矿化产生影响,但其影响并不显著。外源氮添加能促进土壤氮矿化,其净氮矿化量和净矿化速率在各培养阶段均极显著(p0.01)高于未加氮处理,分别为未施氮处理的1.68~4.56倍,0.60~6.47倍。外源氮添加使土壤pH显著下降,55%WHC+U、65%WHC+U和75%WHC+U处理分别下降了0.57,0.66,0.72个pH单位,土壤有酸化趋势。土壤pH值与土壤氮素净矿化速率呈极显著线性相关,净矿化速率对pH变化贡献巨大。总之,土壤含水量增加和外源氮添加均促进了土壤氮矿化,增加了土壤矿质氮含量,同时外源氮添加也加速了土壤pH下降,土壤有酸化趋势。     

pH和质地对土壤供硼影响的研究

取广东省花生主产区５种代表性土壤,在连续栽种的情况下,研究土壤ＰＨ和质地对花生植株硼的积累及土壤有效变化的影响,结果表明,随着苛种次次增加,土壤ＰＨ值呈显著上升趋势,而花生植株的硼积累最则呈显著下降趋势,二者表现出极显著负相关。土壤质地明显影响植株硼的积累量,不同粒级的土壤颗凿对花生各茬硼积累量的影响左异。土壤ＰＨ值和土衣效硼的相关不显著,而质地为有效硼表现正相关,并达到极显著水平。     

土壤水分状况和质地对稻田N2O 排放的影响

１９９４年中国科学院封丘生态试验站通过小区试验研究了土壤质地和水分状况对稻田Ｎ２Ｏ排放的影响。结果表明稻田Ｎ２Ｏ排放主要受土壤水分状况的影响,淹水状态下,Ｎ２Ｏ排放很少,水分落于期间Ｎ２Ｏ排放量占水稻生长期Ｎ２Ｏ排放总量的８７．５０％～９８．６５％。土壤质地显影响稻田平均Ｎ２Ｏ排放通量,砂质土壤排放的Ｎ２Ｏ显或极显高于壤质和粘质土壤,水稻生长期砂质、壤质及粘质土壤的平均Ｎ２Ｏ排放通量分别为１３７．６３、８７．５４和６３．６μｇＮ２Ｏ－Ｎ／ｍ＾２．ｈ。     

可降解地膜对土壤、温度水分及玉米生长发育的影响

针对普通地膜覆盖导致的农田土壤污染现象,进行了可降解地膜、普通地膜覆盖及露地栽培玉米对比试验,探讨可降解地膜对土壤温度、土壤水分、玉米生长发育、产量及相关农艺性状的影响。结果表明,与露地栽培相比,可降解地膜覆盖能明显提高玉米播种后2个月的地表和地下10 cm的土壤温度,增加玉米播种至大喇叭口期0～20 cm、>20～40 cm的土壤水分含量,使玉米生育进程加快,出苗率和拔节期节根层数及条数增加,玉米不同生育时期株高、叶面积及地上部干物质积累量增加,玉米穗粒数增加9.6%,千粒质量增加20.9%,产量增加35.1%。可降解地膜和普通地膜间差异不显著。研究认为,以可降解地膜替代普通地膜应用于农业生产是可行的。     

互花米草入侵对滨海湿地不同质地土壤碳氮磷及其生态化学计量比的影响

为了阐明外来物种入侵对滨海湿地不同质地土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)及其生态化学计量比的影响，对福建省滨海地区东湖湿地两种质地土壤的土著种与入侵种植被下土壤C、N、P含量及其生态化学计量特征与影响因素进行了测定与分析。研究结果表明：相同植被下，壤质土的C、N、P及其计量比均高于砂质土。互花米草入侵增加了两种质地土壤的C、N含量及碳磷比(C/P)、氮磷比(N/P)，降低了土壤有效磷(AP)、P含量与碳氮比(C/N)，其中砂质土的土壤N含量显著增加了近1倍(P<0.05),AP含量下降近70%，壤质土的C/P增加了近2倍(P<0.05)。不同质地土壤中铵态氮(NH₄⁺-N)和硝态氮(NO₃^–-N)含量对互花米草入侵的响应不同，在壤质土中，互花米草入侵后降低了50%的NH₄⁺-N含量，增加了近3倍的NO₃^–-N含量(P<0.05)；而在砂质土中，互花米草入侵后土壤NH₄     

磷肥低量施用制度下土壤磷库的发展变化──Ⅰ．土壤总磷库和有机、无机磷库

在辽西碳酸盐褐土上进行的９年试验表明，平均每年每公顷施用相当或略低于作物收获产品中含磷量的化肥磷（Ｐ）１４．４ｋｇ，既可持续地保持较高的作物产量，又可持续耕层土壤的总磷库贮量几乎不变，甚至有微小增长，其增长部分主要是有机磷；施用磷肥结合８０％收获产品喂猪、猪粪回田，则既可保持作物丰产又可显著提高耕层土壤的有机磷含量；连续施氮肥而不施磷肥可使该贫磷土壤耕层总磷库贮备显著下降。与富磷土壤不同，９年中该     

不同质地和容重对Cl-在土壤中运移规律的影响

土壤的水分含量，质地，均一性，温度等因素都会影响化学物质在土壤中的运移，在室内条件下，采用垂直土柱易混置换法，就不同质地及不同容重对Cl^-在土壤中运移规律的影响进行了初步研究，研究结果表明，Cl^-在黏粒含量高的土壤中的水动力弥散系数（D）大于在黏粒含量低的土壤中的水动力弥散系数，而延迟因子（R）则小于黏粒含量低的土壤，在同一质地不同容重条件下，D值随容重的下降而减小，R值则增大。     

不同质地棉田土壤对磷吸附与解吸研究

研究了不同质地棉田土壤对磷吸附与解吸的影响。结果表明:不同质地磷素等温吸附曲线与Langmuir、Temkin和Freundlich方程拟合度都达极显著水平,尤以Langmuir方程拟合度最高,相关系数均在0.94以上;磷吸持指数(PSI)、土壤最大缓冲容量(MBC)和吸附量均随粘粒含量的增加而增大,即粘土壤土砂壤土,而易解吸磷(RDP)、解吸量、解吸率和标准需磷量(SPR)呈下降趋势,即砂壤土壤土粘土。以Langmuir方程估算棉田土壤的需磷量,砂壤质棉田需磷量为12.87mgkg-1,壤质棉田需磷量为12.66mgkg-1,粘质棉田需磷量为10.00mgkg-1。     

磷细菌筛选及其对土壤无机磷转化的影响

从潮土、水稻土、砂姜黑土和石灰土等土壤的植物根际土壤和根中分离了86株磷细菌,通过液体摇瓶培养3d,培养液水溶磷含量为4.2～387.3mg/L,水溶磷含量与培养液pH呈显著负相关(R2=0.621 6)。用筛选出的1株磷细菌(HCW115)进行玉米盆栽试验,结果表明,磷细菌处理的玉米干物重和吸磷量与对照相比分别增加了37.5%和40.2%,达到显著差异。磷细菌对土壤Al-P、Fe-P和O-P转化无明显影响,但可以促进土壤Ca2-P、Ca8-P和Ca10-P向有效磷转化而被玉米吸收,与原土相比,Ca2-P、Ca8-P和Ca10-P含量分别减少了74.9%,12.3%和1.51%。     

土壤磷素循环及其对土壤磷流失的影响

农业非点源磷的输出是造成地表水营营养化的主要因素之一，弄清土壤磷的流失机理可为进一步控制农田径流磷的流失提供理论依据，文章总结了国内外在土壤磷素循环研究成果，并对其加以评述，在此基础上分析了土壤磷素循环对研究土壤磷的径流流失的重要作用。     

不同质地土壤对烤烟地上部生长动态的影响

不同质地土壤的烤烟叶片品质有差异,探明造成这种烟叶品质差异的烤烟地上部生长动态,可以为不同土壤质地条件下烤烟栽培措施的提出和完善提供依据。2012年选取不同质地土壤:砂质壤土、粉砂质黏土和壤土,以烤烟品种NC89为试验材料开展试验。结果表明:砂质壤土处理的烤烟株高较大、茎围较小,地上部干重较小,地上部干重和叶片淀粉积累速率较低但积累时间长,叶片色素含量显著高于其他两个处理,色素降解速率较低;壤土处理的地上部干重和叶片淀粉含量较高,干重积累速率较高而淀粉积累速率在生长前期较高;粉砂质黏土处理在生长初期叶片色素含量较高,但色素降解速率也高,成熟期叶片色素含量较低,淀粉含量在成熟期显著高于其他两个处理。砂质壤土处理烤烟叶片的品质最好,粉砂质黏土烤烟叶片的品质不佳。烤烟在株高不超过120 cm,茎围不超过12 cm的前提下,地上部干重和叶片淀粉积累速率较低但积累时间较长,同时叶片色素含量在成熟期稍高有利于优质烤烟的形成。     

橡胶林土壤中磷的动态变化特征规律研究

对西双版纳橡胶林保护带土壤种植距瓣豆豆科绿肥覆盖、野生杂草生长覆盖、及橡胶割胶和不割胶对种植带和保护带土壤中不同层次全磷和有效磷含量影响的季节动态变化进行了研究(2009年7月～2010年8月)。结果表明,橡胶林土壤中全磷和有效磷因橡胶生长,割胶及植被覆盖影响呈现垂直性空间变化和季节性动态变化。全磷和有效磷含量呈现表层(0～20 cm)>中层(20～40 cm)>底层(40～60 cm)的趋势。全磷7～10月变化趋势较大;11～12月变化趋势较小。未割胶条件下橡胶林土壤全磷含量高于割胶土壤,割胶对土壤中有效磷含量影响较大,7月份较低,12月份较高。割胶杂草覆盖土壤中有效磷含量>未割胶杂草覆盖和割胶绿肥覆盖。种植带土壤全磷含量高于保护带,未割胶杂草覆盖种植带有效磷高于保护带;绿肥覆盖条件下全磷与酸性磷酸酶呈显著正相关。说明割胶促进了橡胶对土壤中磷的吸收,绿肥覆盖能促进土壤中磷的循环,杂草生长和橡胶根系对土壤中磷具有富集作用。     

水分对梯度法估算土壤表面CO_2扩散通量的影响

土壤水分是土壤CO2产生和传输的主要控制因子,对其进行研究可以更好的理解土壤水分对土壤碳通量的影响。梯度法是估算土壤CO2扩散通量的一种常见方法,该方法利用菲克第一定律计算土壤CO2扩散通量,其关键参数是气体扩散系数(DP)和CO2浓度梯度。本实验用放置在恒温室内的土柱研究土壤水分变化对梯度方法估算土壤表面CO2扩散通量的影响,利用Millington-Quirk模型对气体扩散率进行模拟。结果表明,土壤CO2浓度随着土壤深度的增加而增加,15 cm处的土壤CO2浓度平均值(1991.8μmol mol-1)明显大于5 cm处土壤CO2浓度平均值(1495.1μmol mol-1),土壤水分与两层土壤CO2浓度变化趋势具有一致性。在土壤温度保持相对稳定的情况下,CO2通量随体积含水量的变化而变化,在干燥或含水量很高的条件下土壤CO2通量较低,接近田间持水量时CO2通量最大;在大多数情况下,梯度法和动态气室法测得的土壤碳通量具有较好的一致性。     

施磷对玉米吸磷量、产量和土壤磷含量的影响及其相关性

为了给玉米磷高效利用提供理论依据, 在低磷土壤(Olsen-P 4.9 mg·kg^-1)上, 通过田间试验, 研究了施磷0(T₀)、50 kg(P₂O₅)·hm^-2(T₁)、100 kg(P₂O₅)·hm^-2(T₂)、200 kg(P₂O₅)·hm^-2(T₃)、1 000 kg(P₂O₅)·hm^-2(T₄)对两个玉米品种"鲁单9002" (LD9002)、"先玉335"(XY335)的产量、磷素吸收利用及根际磷动态变化的影响。结果表明: 两玉米品种根际土、非根际土速效磷含量在不同生育时期都表现为T12O₅)·hm^-2的T₃处理非根际土转化为根际土土壤磷的量最大, 同时玉米生物量、产量、磷转移量也达到最高, 而施磷1 000 kg(P₂O₅)·hm^-2处理玉米生物量、产量与中磷水平相比没有显著增加, 但植株吸磷量较高。XY335的花后磷转移量小于LD9002。相关分析表明, LD9002根际土、非根际土速效磷含量与茎、叶吸磷量之间显著相关, 以播种后79 d与茎、叶磷浓度、吸磷量、生物量、产量之间的相关系数最高; 而XY335根际土、非根际土速效磷含量与茎、叶磷浓度之间显著相关, 在播种后47 d期间与茎、叶磷浓度、吸磷量、生物量、产量之间的相关性最好。因此, 在低磷土壤上, LD9002和XY335分别在播种后79 d和47 d时是植株对磷的敏感期, 可以通过测试根际土、非根际土速效磷含量来反映土壤的供磷状况; LD9002在79 d时最大吸磷量需要的根际土、非根际土速效磷含量分别为54.95 mg·kg^-1、32.99 mg·kg^-1, XY335品种在47 d时最大吸磷量需要的根际土、非根际土速效磷含量分别为51.24 mg·kg^-1、35.35 mg·kg^-1; 施磷量1 000 kg(P₂O₅)·hm^-2处理两品种玉米产量、生物量、磷积累量与施磷量100~200 kg(P₂O₅)·hm^-2处理没有显著差异。