北方石灰性土壤磷的研究动向

<正> 中国北方石灰性土壤地区,土壤磷普遍缺乏已成为作物增产的主要限制因子之一。上壤磷研究将围绕如何提高磷肥利用率的中心问题,深入开展土壤无机磷形念、转化及其有效利用等方面地研究。这些研究将使磷肥的施用趋向经济合埋。1 研究历史概况本世纪初土壤磷研究简单,一般将土壤中的磷分为全磷、有效磷和有机磷等,对这几类磷的认识肤浅。土壤磷分级研究是1935年 Fisher、1937年 Dean 两人较早提出,他们将土壤磷分为三级:酸碱溶性无机磷、难溶     

有机酸对石灰性土壤磷素的活化效应

Ｌｏｕ土中添加不同浓度的柠檬酸、酒石酸及草酸，在９６ｈ恒温培养过程中其有效磷含量均有增加。随加入酸的浓度增大，土壤中磷的活化率提高。土壤中添加的有机酸浓度分别为：４，８，１２及２０ｍｍｏｌ／ｋｇ土。磷素最大活化率分别为：耕层１２．０％￣９５．２％；粘化层１０．３％￣１９９％。     

水分和秸秆对石灰性土壤磷素形态转化影响的研究

采用室内恒温培养试验，主要研究了不同水分条件和加秸秆对石灰性土壤磷素形态转化的影响，结果指出，淹水促进石灰性土壤无机磷特别是外加磷向Ｆｅ－Ｐ和Ｏ－Ｐ转化，而拟旱则使土壤维持较高的Ｃａ２－Ｐ和Ｃａ２－Ｐ；淹水－回旱的土壤以Ｃａ２－Ｐ和Ｃａ８－Ｐ较高，淹水后回旱比淹水更能使土壤拥有较多的Ｃａ２－Ｐ和Ｃａ８－Ｐ，而拟旱后淹水比拟旱有较高的Ａｌ－Ｐ，Ｆｅ－Ｐ和Ｏ－Ｐ。     

不同施磷水平下水稻产量、养分吸收及土壤磷素平衡研究

通过2年(2014~2015)田间定位试验,研究不同磷肥用量对水稻产量、养分积累、磷素利用效率、土壤有效磷含量变化及磷素收支平衡的影响。试验施磷量(P2O5)从低到高设P0(不施磷)、P1(40 kg/hm~2)、P2(80 kg/hm~2)、P3(120 kg/hm~2)和P4(160 kg/hm~2)5个处理。2年的试验结果表明,施磷可增加水稻产量,且在施磷量40~120 kg/hm~2范围内,水稻产量随着施磷量的增加而增加,磷肥用量增加至160 kg/hm~2,水稻产量下降。施磷可显著提高水稻成熟期子粒氮、磷、钾积累量。磷肥利用率、农学利用率和偏生产力均随施磷量的增加而下降,分别由31.8%、15.9 kg/kg和241.0 kg/kg下降至19.2%、9.5 kg/kg和65.8 kg/kg。磷收获指数表现为随施磷量的增加先增后降,以施磷量120 kg/hm~2处理最高,为68.9%。与不施磷肥处理相比,施磷可增加0~40 cm土壤有效磷含量,并随施磷量的增加而增加。连续种植2季水稻后,P0、P1和P2处理的土壤磷素平衡值均表现为亏缺,亏缺量随施磷量的增加而下降。P3和P4处理的土壤磷素表现为盈余,并随施磷量的增加而增加。对磷肥用量(x,kg/hm~2)与土壤磷素表观盈亏量(y,kg/hm~2)进行拟合,得出与土壤磷素盈亏持平的水稻施磷量为98.2 kg/hm~2。综合考虑施磷水稻产量、养分积累、磷肥利用效率、土壤有效磷变化和表观平衡等方面的因素,在本试验条件下,适宜磷肥用量应控制在98.2~120 kg/hm~2范围内较为适宜。     

施磷和培养时间对两种石灰性土壤无机磷形态转化的影响

采用培养试验研究了施磷和培养时间对两种石灰性土壤无机磷形态转化及其有效性的影响。结果表明:不施磷肥时,随着培养时间的延长,两种土壤各种无机磷均略有增加;施入不同数量磷肥后,两种土壤中各种无机形态磷均有不同程度的增加,但Ca2-P和Ca8-P在培养初期均急剧增加,而后Ca2-P逐渐下降,Ca8-P则为有增有减,Al-P、Fe-P、Ca10-P和O-P含量随培养时间呈持续增加趋势。     

不同石灰性土壤磷素形态及其有效性差异

研究了山西中部和中西部盆地与丘陵区26个石灰性土壤的磷素总量及其形态差异,并利用通径分析分析了不同磷素形态与速效磷的关系,以了解供试土壤利用状况对土壤磷素总量、形态分布及其有效性的影响。结果表明:供试土壤无机、有机磷总量均差异明显,无机磷以Ca-P为主,有机磷以MLOP为主。大棚石灰性褐土无机磷中Ca2-P、Ca8-P和Al-P显著高于其它供试土壤,且Ca8-P含量超过Ca10-P,有机磷中MLOP显著高于其它供试土壤,且LOP和MROP含量也较高。无机形态磷与速效磷均显著正相关,除HROP外,其余有机形态磷与速效磷均为显著正相关。通径分析进一步表明,Ca2-P对速效磷的直接影响达显著水平,其余无机形态磷的间接影响均达显著水平;MLOP和LOP对速效磷的直接影响均达显著水平,LOP和MROP的间接影响都达显著水平,HROP既无直接影响,也无间接影响。利用管理强度特别是施肥不同是导致供试石灰性土壤有机和无机磷总量及其不同形态分布差异的主要原因。通径分析不同形态磷素对土壤速效磷的影响更为简单明确。     

石灰性土壤无机磷分级体系的研究

本文提出了一个适用于石灰性土壤无机磷分级的新体系。它的特点是将石灰性土壤中的磷酸钙盐分成三种类型：⑴磷酸二钙型;⑵磷酸八钙型;⑶磷灰石型。并用混合浸提剂浸提磷酸铁盐。磷酸铝盐和闭蓄态磷酸盐的浸提方法与张守敬的土壤磷的分级体系同。新体系的三级磷酸钙盐之和相当于张的分级体系的NH#-4Cl和H#-2SO#-4溶性磷,非闭蓄态磷酸铁盐与闭蓄态磷酸盐之和,在这两个体系中也基本相当。但在张的体系中,磷酸钙盐绝大部分都进入H#-2SO#-4浸提液一级,而非闭蓄态的磷酸铁盐大多被混入闭蓄态磷酸盐之中。     

石灰性土壤钙磷分级测定法研究

笔者探索了石灰性土壤中Ca—P的分级测定方法,使Ca—P总量提取率高于张守敬法的41.3％、苏联的53.5％。相关分析证明,其有效性亦以笔者的方法(r=0.680)为优,从而使该法成为判断石灰性土壤储磷能力的可靠手段,也为土壤肥力的研究和土壤基层分类提出了依据。     

不同磷源在石灰性土壤中的供磷能力及形态转化

利用盆栽试验对不同磷源在石灰性土壤中的供磷能力、有效性及形态转化进行了研究。结果表明，磷肥的有效性为磷酸二铵＞过磷酸钙＞钙镁磷肥＞氟磷灰石。在贫磷土壤中小麦对磷的利用率以及碱性磷酸酶活性显著高于富磷土壤。在小麦生长季里，水溶性磷肥施入石灰性土壤后，绝大部分转化为缓效态Ca8－P，同时也有一定量的Ca2-P和Al-P生成，但很少生成Fe-P和Ca10-P。难溶性磷灰石在土壤中相当稳定，不仅肥效差，而且也很少转化。     

石灰性土壤吸磷差异及其与土壤性质的关系

采用等温吸附法研究了24个农田石灰性土壤和4个石灰性生土的磷吸附能力及其与土壤基本理化性质的关系,进而采用通径分析和多元逐步回归分析确定了影响供试石灰性土壤吸附固磷能力的主要土壤性质。研究结果表明:28个供试石灰性土壤的磷等温吸附曲线都很好地拟合了Langmuir等温吸附方程,最大吸磷量(Xm)以4个石灰性生土最大;其次为7个大田褐土性土,9个大田石灰性褐土;8个蔬菜大棚石灰性褐土最小。土壤pH值、CaCO3、活性钙、活性镁、活性铝和小于0.002 mm的土粒均与最大吸磷量呈显著或极显著正相关,而土壤有机质、全氮、速效磷、速效钾和0.2～2.0 mm的土粒均与最大吸磷量呈极显著负相关。经通径分析和反向逐步回归分析可知,影响供试石灰性土壤吸附固磷能力的主要因素为有机质,其次为速效磷和活性钙,土壤有机质、速效磷、活性钙和小于0.002 mm土粒共同决定了供试石灰性土壤95%的最大吸磷量。供试土壤中,8个蔬菜大棚石灰性褐土有机质、全氮、速效磷、速效钾含量相对较高,而吸附固磷能力相对较弱。连年大量有机和无机肥料的投入不仅导致磷在土壤中大量积累,而且由于土壤肥力的逐步提高,其吸附固磷能力下降,土壤中累积的磷素迁移性增强,造成水环境污染的风险增加。     

灌漠土的磷素吸附特性与供磷缓冲能力的初步研究

用Freundlich和Langmuir等温吸附方程能良好地描述灌漠土对磷素的吸附,相关系数在0.8以上。根据Langmuir方程计算的标准磷素需要量与土壤吸湿水、有机质和粘粒含量呈高度正相关。回归分析表明,最大缓冲容量(Mb)和吸附反应自由能(△G°)与吸湿水、有机质和粘粒含量呈高度正相关,与Olsen—P呈强负相关,与pH没有统计上显著的相关性。Mb和△G°间的相关系数达0.92。     

石灰性土壤中钴与磷关系的研究

采用土壤培养试验方法,通过在石灰性土壤上施用不同量的硫酸钴和磷酸二氢钾,分析研究了有效钴和速效磷含量的变化状况。初步研究结果表明:(1)土壤中有效钴和速效磷含量分别随着硫酸钴和磷酸二氢钾施用量的增加而增加;高浓度的钴磷配施下,土壤中有效钴(速效磷)含量随着磷(钴)施用量的增加而减少。(2)30天内,土壤中有效钴和速效磷含量都随时间的延续呈先增加后减少的趋势,试验结束时各处理的有效钴含量趋于一致,而速效磷含量仍在减少。(3)在土壤中钴和磷存在拮抗关系,原因可能是两者形成了低溶性的钴的磷酸盐。     

海藻提取物对石灰性土壤无机磷组分及速效磷的影响

通过室温培养-盆栽试验研究了施用海藻提取物对石灰性土壤无机磷组分和有效磷的影响,有效磷和无机磷分级测定结果表明,两种海藻提取物能够提高土壤中有效态Ca2-P和A l-P含量和有效磷含量,对Fe-P有降低趋势,对O-P无明显影响。     

石灰性土壤不同形态无机磷对作物磷营养的贡献

 应用蒋-顾石灰性土壤无机磷分级法、以原子反应堆和放射化学标记合成的Ca#-2- #+（32）P、Ca#-8-#+（32）P、Al-#+（32）P、Fe-#+（32）P盐直接标记石灰性旱地灰潮土壤中相应的磷酸盐的方法，评价了石灰性土壤中不同形态无机磷的有效性及对植物磷素营养的贡献。特别是对在石灰性土壤上，以往被人们忽视的Fe-P盐的有效性及贡献有了新的认识。研究表明，非晶质Fe-P盐的有效性与Al-P盐基本相当；不同形态无机磷酸盐有效性顺序为Fe-P≈Al-P>Ca#-2-P>Ca#-8-P；对植物磷营养的贡献大小顺序则为Al-P>Ca#-8-P>Ca#-2-P。二钙型磷酸盐有效性虽高于八钙型磷酸盐，但由于其含量少，对植物磷营养总的贡献却低于八钙型磷酸盐。至于石灰性旱地土壤中Fe-P盐对植物磷营养的贡献，非晶质Fe-P的有效性高，其贡献较大，而晶质磷酸铁盐的有效性及对植物磷营养的贡献还需进一步探讨。     

洛克沙胂在土壤中的吸附特性

洛克沙胂是广泛使用的畜禽促生长有机胂饲料添加剂,主要以原形从粪便排出,并随有机肥使用污染土壤。采用平衡振荡法研究了洛克沙胂在不同深度土壤中的吸附,结果表明,其吸附过程更符合Fettre线性模型,吸附常数在0．1941-0．5979。根据土壤有机吸附常数和吸附自由能的大小对洛克沙胂的移动性能进行了评价,认为其在3种土壤中均以物理吸附为主．且具有较高的移动性。通过对吸附常数Kd与土壤有机质含量、CEC和土壤溶液pH值的关系进行分析,发现土壤有机质含量、CEC量和土壤溶液pH值在吸附过程中均属支配因素,Kd与土壤有机质含量、CEC量、土壤溶液pH值呈负相关。     

四川盆地丘陵区农田土壤对磷的吸附与解吸特征

研究了四川盆地丘陵区典型水田和旱地土壤对磷的吸附与解吸特征,并讨论了吸附-解吸参数与土壤基本理化性质的关系。结果表明,不同pH的农田土壤对磷的吸附和解吸均存在显著差异,土壤对磷的吸持能力表现为中性土壤>酸性土壤>石灰性土壤,中性有利于土壤吸附磷;水稻土对磷的最大吸附容量(Qm)和最大缓冲容量(MBC)高于紫色土,而临界平衡磷浓度(EPC0)和解吸率(b)低于紫色土。农田土壤对磷的吸附与解吸参数还受土壤理化性质的影响,Qm和MBC与有机质含量、无定形铁(Fe-ox)含量呈极显著正相关(P<0.01,n=6);吸附常数(K)与有机磷含量呈显著负相关(P<0.05,n=6);EPC0与土壤pH、CaCO3含量呈显著负相关,与有机磷含量呈显著正相关(P<0.05,n=6);b与Fe-ox含量呈显著负相关(P<0.05,n=6)。     

纳米Ag在四种不同性质土壤上的吸附行为研究

纳米Ag的大量生产和使用增加了其进入土壤环境的风险, 其在土壤中的环境行为受纳米Ag胶体稳定性和土壤理化性质的影响。为探究纳米Ag颗粒在土壤上的吸附行为, 选取四种不同理化性质的土壤, 考察了土壤pH、有机质和二价阳离子Ca²⁺对纳米Ag在土壤上吸附的影响。结果表明, 纳米Ag在酸性土壤的吸附量高于中性土壤, 当土壤酸碱性相似时土壤有机质含量越高纳米Ag在其表面的吸附量越高, 纳米Ag在四种土壤上的吸附等温线都能较好地利用Freundlich方程进行拟合;Ca²⁺的存在均增加了纳米Ag在四种土壤上的吸附量, Ca²⁺浓度在0.1~10 mmol·L^-1范围内, 纳米Ag在中性土壤上的吸附量随Ca²⁺浓度的增加而增加, 而在酸性土壤上则随着Ca²⁺浓度的增加, 出现先增加后减小的趋势。这一结果有助于了解纳米银在不同性质土壤上的吸附行为, 为评价纳米Ag在环境中的毒性和生态风险提供了有用信息。