磷素增效劑對壤土果園速效磷及無機磷的影響

梁運江　李安淮　傅民杰　許廣波　劉海峰

摘要：為了提高磷肥利用率，以延邊地區(qū)蘋果梨園的壤土為試驗材料，通過室內(nèi)培養(yǎng)的方法，研究生化黃腐酸、草酸和EDTA對蘋果梨園土壤速效磷含量及土壤無機磷組分的影響。結(jié)果表明，3種增效劑都能在一定時期內(nèi)有效地增加壤土中速效磷、Ca2-P和Fe-P的含量；對于Ca8-P和Al-P，前期抑制其含量的增加，后期則有促進(jìn)作用；與不施增效劑相比，3種增效劑在整個培養(yǎng)期內(nèi)都有效地抑制了O-P的生成。增效作用較好的為生化黃腐酸 ∶[G-3]P2O5=1 ∶[G-3]2 和草酸 ∶[G-3]P2O5=1 ∶[G-3]4混合，3種增效劑的綜合增效作用順序為生化黃腐酸>草酸>EDTA。

關(guān)鍵詞：增效劑；果園土；速效磷；無機磷分級

中圖分類號： S1432文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號：1002-1302（201412-0356-04[HS][HT9SS]

[HJ14mm]

收稿日期：2014-03-04

基金項目：[JP2]延邊大學(xué)自然科學(xué)基金[編號：[JP3]延大科合字（2012第 28號]。

作者簡介：梁運江（1972—，男，吉林前郭人，博士，副教授，從事土壤與植物營養(yǎng)研究。E-mail：lyjluo@ybueducn。[HJ]

我國農(nóng)業(yè)磷肥利用率較低[1]，施入土壤的磷肥當(dāng)季利用率一般僅有10%～25%[2-3]，低于發(fā)達(dá)國家15～20百分點，磷肥施入土壤后80%以上被土壤固定[5]，1949—2003年全國土壤積累磷為9 000萬t P2O5以上[6]，相當(dāng)于每年施肥量的幾倍到幾十倍。沒有被植物利用的磷肥還可隨土壤的侵蝕而流失，造成水體污染，如水體的富營養(yǎng)化[7-8]。我國的磷礦資源大部分為中低品位磷礦[9]，磷肥生產(chǎn)成本高。因此提高磷肥利用率，減少磷肥施用量迫在眉睫。磷肥利用率低的主要原因是水溶性磷在土壤中易與鈣、鎂、鐵、鋁、錳等金屬離子結(jié)合成難溶性的磷化合物[10]。因此，提高磷肥的利用效率和釋放土壤中殘余磷的有效途徑是開發(fā)、研制出一種能抵御磷肥被土壤固定的磷肥保護(hù)劑和磷素活化劑。本研究選擇生化黃腐酸、草酸和EDTA 3種磷素增效劑為試驗試劑，以期提高磷肥利用效率和挖掘土壤積累態(tài)磷生產(chǎn)潛力，達(dá)到降低農(nóng)業(yè)投入、緩解我國磷肥供需矛盾和減少污染的目的。

1材料與方法

11供試材料

供試土壤采自吉林省龍井市三合鎮(zhèn)勝跡村禹跡屯果園，質(zhì)地為壤土，pH值為55，有機質(zhì)含量為1301 g/kg，速效氮含量為10652 mg/kg，速效磷含量為5910 mg/kg，速效鉀含量為30267 mg/kg，全氮含量為111 g/kg，全磷含量為 078 g/kg，全鉀含量為1350 g/kg。

生化黃腐酸由上海通微農(nóng)用生物化工研究所提供，草酸、EDTA為國產(chǎn)。

12室內(nèi)培養(yǎng)試驗方法

取風(fēng)干的土壤過1 mm篩，裝入210 mL的塑料水杯中，每個水杯裝200 g土樣。將磷素增效劑與磷酸二氫鉀混合均勻后施入土中，置于恒溫箱內(nèi)培養(yǎng)，溫度設(shè)定為25 ℃。定期澆水，保持土壤水分在田間持水量的70%左右。施磷水平按照施P2O5量計算為400 mg/kg，氮、磷、鉀肥按照比例N ∶[G-3]P2O5 ∶[G-3]2O=1 ∶[G-3]05 ∶[G-3]05進(jìn)行施肥[11]。生化黃腐酸的施入量設(shè)為P2O5質(zhì)量的50%、100%、200%、400%；草酸和EDTA的施入量設(shè)為P2O5質(zhì)量的25%、50%、100%、200%。每種磷素增效劑分別設(shè)4個不同濃度處理，每個處理3次重復(fù)。在培養(yǎng)1、5、15、25、40、55 d后取樣測定速效磷含量，在培養(yǎng)5、15、25、40、55 d后取樣測定土壤中無機磷含量。試驗具體方案見表1。

2結(jié)果與分析

21磷素增效劑對壤土速效磷的影響

由圖1可以看出，生化黃腐酸在培養(yǎng)的前40 d，以50%P2O5濃度處理的速效磷含量較高，40 d后效果才漸漸消失。草酸處理在培養(yǎng)的前25 d，100%P2O5濃度處理作用較好，后30 d則是25%P2O5濃度處理作用較好；且在培養(yǎng)40 d后，幾個草酸處理的速效磷仍呈上升趨勢，說明草酸處理在促進(jìn)土壤磷的釋放方面作用較好。EDTA處理的速效磷含量在整個培養(yǎng)期間呈W形變化，可能是因為EDTA對磷的釋放與土壤對磷的固定存在一個平衡位點，在不同時期土壤對磷的固定和EDTA對磷的釋放分別占據(jù)優(yōu)勢，且處理后的速效磷含量波動較大，甚至在培養(yǎng)25 d后，EDTA處理的速效磷出現(xiàn)了負(fù)增長。結(jié)合生化黃腐酸和草酸處理效果，推薦50%P2O5濃度生化黃腐酸和25%P2O5濃度草酸混合施用。[FL]

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[FL（22]22磷素增效劑對壤土Ca2-P的影響

Ca2-P被認(rèn)為是最有效的磷源。從圖2的C處理可以看出，施入磷肥后，土壤中的Ca2-P含量呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。大部分生化黃腐酸和草酸處理的Ca2-P含量均高于C；EDTA處理呈現(xiàn)“上升-下降-上升-下降”的局勢，2個高峰值分別出現(xiàn)在培養(yǎng)15、40 d。比較生化黃腐酸各濃度處理，50%P2O5和100%P2O5 2個濃度處理的Ca2-P含量在不同時期分別較高。草酸處理在培養(yǎng)的前25 d， 50%P2O5濃度處理作用較好，培養(yǎng)的后30 d則是25%P2O5濃度處理作用較好。EDTA處理能有效地增加土壤中Ca2-P含量，但每個濃度處理作用都是時好時壞。3種增效劑中，前25 d草酸處理作用較大，后30 d生化黃腐酸作用較大。[FL]

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[FL（22]23磷素增效劑對壤土Ca8-P的影響

Ca8-P為緩效態(tài)磷源。從圖3可以看出，C處理磷肥施入土壤后，迅速轉(zhuǎn)化為Ca8-P，由于Ca8-P不穩(wěn)定，一方面Ca8-P向有效性更高的Ca2-P轉(zhuǎn)化，另一方面向穩(wěn)定性更高的Ca10-P轉(zhuǎn)化。造成前15 d，Ca8-P含量從一個相對較高的水平開始下降。土壤對肥料的快速固定過程結(jié)束以后，土壤開始緩慢釋放磷酸根離子，Ca8-P含量開始回升，培養(yǎng)40 d后，Ca8-P向Ca10-P迅速轉(zhuǎn)化，導(dǎo)致Ca8-P含量迅速降低。生化黃腐酸處理在前5 d有效抑制了Ca8-P的生成，作用較好的濃度為200%P2O5，后期作用較差，在培養(yǎng) 40 d 后，各濃度處理的Ca8-P含量都出現(xiàn)了負(fù)增長。草酸處理無論在前15 d的磷素固定期間對Ca8-P的抑制，還是15～40 d的土壤釋放磷的階段對Ca8-P含量的促進(jìn)，都有較好的作用，且作用最好的濃度處理是25%P2O5。通過數(shù)值比較發(fā)現(xiàn)，EDTA處理的Ca8-P含量明顯高于生化黃腐酸和草酸處理，前25 d作用較好的濃度為50%P2O5，后30 d作用較好的濃度為200%P2O5。3種增效劑在培養(yǎng)的前5 d都能有效抑制Ca8-P的生成，且作用相差不大， 在培養(yǎng)的15～40 d[FL]

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[FL（22]為土壤釋放磷的階段，以EDTA對Ca8-P含量增加的促進(jìn)作用明顯高于生化黃腐酸和草酸。

24磷素增效劑對壤土Al-P的影響

Al-P以無定形和晶質(zhì)2種形態(tài)的磷酸鋁鹽存在于土壤中，在施肥初期，磷肥與鋁鹽結(jié)合的多為無定形態(tài)鋁鹽，隨時間延長，晶質(zhì)磷酸鋁鹽逐漸增加。無定形態(tài)磷酸鋁鹽有效性較高，晶質(zhì)磷酸鋁鹽有效性極低。同Ca8-P一樣，磷肥施入土壤后，磷酸根迅速和土壤中的鋁離子結(jié)合，形成無定形磷酸鋁鹽。由于無定形鋁鹽很不穩(wěn)定，因此在前15 d出現(xiàn) Al-P 先下降的情況（圖4。3種增效劑在前期都抑制磷肥從有效性更高的Ca2-P向緩效態(tài)磷轉(zhuǎn)化，因此前5 d對Al-P含量存在一定的抑制。后期抑制Al-P向無效性更高的O-P轉(zhuǎn)化，增效劑處理的Al-P略高于C。生化黃腐酸和草酸處理對Al-P含量的變化都起到了一定的積極作用，但是各濃度處理在不同時期的作用大小沒有明顯的規(guī)律。而EDTA的作用要明顯好于生化黃腐酸和草酸，并且規(guī)律性較好，EDTA各濃度處理中在整個培養(yǎng)期都以50%P2O5濃度處理的作用較好。[FL]

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[FL（22]25磷素增效劑對壤土Fe-P的影響

Fe-P也是一種有效性較高的緩效態(tài)磷，F(xiàn)e-P的穩(wěn)定性比Al-P高。從圖5可見，F(xiàn)e-P含量在整個培養(yǎng)期內(nèi)呈現(xiàn)“上升—下降—上升”的趨勢，C處理施肥培養(yǎng)之初，磷肥沒有直接轉(zhuǎn)化成Fe-P，因此Fe-P在培養(yǎng)前期處于較低水平，隨著培養(yǎng)時間延長，Al-P慢慢轉(zhuǎn)化成Fe-P，F(xiàn)e-P量才開始增加。培養(yǎng)25 d后，F(xiàn)e2+被氧化，形成O-P，F(xiàn)e-P 含量迅速下降，培養(yǎng)40 d后，隨著Ca2-P、Ca8-P等向Fe-P的轉(zhuǎn)化，F(xiàn)e-P含量開始回升。生化黃腐酸處理能有效地增加土壤中Fe-P的含量，各濃度處理作用相差不大，相對較好的濃度為50%P2O5。草酸和EDTA處理的作用明顯低于生化黃腐酸處理，草酸各濃度處理在培養(yǎng)25 d的Fe-P的含量都低于C處理，EDTA各濃度處理在培養(yǎng)25、40 d的Fe-P的含量都低于C處理。比較培養(yǎng)25 d的數(shù)值，3種增效劑促進(jìn)Fe-P含量增加的順序是生化黃腐酸>草酸>EDTA。[FL]

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[FL（22]26磷素增效劑對壤土O-P的影響

O-P被認(rèn)為是無效態(tài)磷。由圖6可以看出，O-P呈現(xiàn)先下降后上升再下降的趨勢，可能是因為土壤含水量突然增高，導(dǎo)致部分O-P發(fā)生還原反應(yīng)，釋放土壤中原有的一部分磷；隨著時間延長，土壤中Fe元素氧化，培養(yǎng)25～40 d，土壤中的O-P含量急劇增加；而培養(yǎng)40 d后，O-P含量減少的原因尚不清楚，需要進(jìn)一步的試驗進(jìn)行探究。3種增效劑在整個培養(yǎng)期內(nèi)都有效地抑制了O-P的生成，且效果相差不大，EDTA處理的O-P含量略低于生化黃腐酸和草酸處理。比較增效劑不同濃度處理，生化黃腐酸作用較好的濃度為50% P2O5，草酸處理作用較好的濃度為200% P2O5，而EDTA則以100% P2O5濃度處理作用較好。

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[FL（22]27磷素增效劑對壤土Ca10-P的影響

由圖7可以看出，Ca10-P在培養(yǎng)的前40 d變化不大，含量略有下降，40 d后含量明顯上升。在培養(yǎng)前5 d，3種增效劑抑制Ca8-P的生成，也客觀地造成了培養(yǎng)前期各增效劑處理的Ca10-P含量高于C處理，而后期增效劑處理都在一定程度抑制了Ca10-P的生成，5 d后都抑制Ca10-P的生成。生化黃腐酸作用較好的濃度為100% P2O5。3種增效劑中，生化黃腐酸的作用明顯好于草酸和EDTA，生化黃腐酸在培養(yǎng)15 d后對Ca10-P含量已經(jīng)起到抑制作用，而草酸和EDTA對Ca10-P含量還處于促進(jìn)階段。3種增效劑中，生化黃腐酸最早出現(xiàn)對Ca10-P的抑制作用，后期3種增效劑的抑制作用相差不大。[FL]

[F（W12][TPLYJ77tif；S+2mm][F]

[FL（22]

3結(jié)論

3種增效劑都能有效地增加壤土中速效磷、Ca2-P和 Fe-P 的含量；對于Ca8-P和Al-P，前期抑制其含量的增加，后期則有促進(jìn)作用。與不施增效劑相比，3種增效劑在整個培養(yǎng)期內(nèi)都有效地抑制了O-P的生成。壤土中增效作用較好的為50%P2O5生化黃腐酸和25% P2O5草酸。3種增效劑的綜合增效作用順序為生化黃腐酸>草酸>EDTA。

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