磷素增效剂对壤土果园速效磷及无机磷的影响

梁运江　李安淮　傅民杰　许广波　刘海峰

摘要：为了提高磷肥利用率，以延边地区苹果梨园的壤土为试验材料，通过室内培养的方法，研究生化黄腐酸、草酸和EDTA对苹果梨园土壤速效磷含量及土壤无机磷组分的影响。结果表明，3种增效剂都能在一定时期内有效地增加壤土中速效磷、Ca2-P和Fe-P的含量；对于Ca8-P和Al-P，前期抑制其含量的增加，后期则有促进作用；与不施增效剂相比，3种增效剂在整个培养期内都有效地抑制了O-P的生成。增效作用较好的为生化黄腐酸 ∶[G-3]P2O5=1 ∶[G-3]2 和草酸 ∶[G-3]P2O5=1 ∶[G-3]4混合，3种增效剂的综合增效作用顺序为生化黄腐酸>草酸>EDTA。

关键词：增效剂；果园土；速效磷；无机磷分级

中图分类号： S1432文献标志码： A

文章编号：1002-1302（201412-0356-04[HS][HT9SS]

[HJ14mm]

收稿日期：2014-03-04

基金项目：[JP2]延边大学自然科学基金[编号：[JP3]延大科合字（2012第 28号]。

作者简介：梁运江（1972—，男，吉林前郭人，博士，副教授，从事土壤与植物营养研究。E-mail：lyjluo@ybueducn。[HJ]

我国农业磷肥利用率较低[1]，施入土壤的磷肥当季利用率一般仅有10%～25%[2-3]，低于发达国家15～20百分点，磷肥施入土壤后80%以上被土壤固定[5]，1949—2003年全国土壤积累磷为9 000万t P2O5以上[6]，相当于每年施肥量的几倍到几十倍。没有被植物利用的磷肥还可随土壤的侵蚀而流失，造成水体污染，如水体的富营养化[7-8]。我国的磷矿资源大部分为中低品位磷矿[9]，磷肥生产成本高。因此提高磷肥利用率，减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与钙、镁、铁、铝、锰等金属离子结合成难溶性的磷化合物[10]。因此，提高磷肥的利用效率和释放土壤中残余磷的有效途径是开发、研制出一种能抵御磷肥被土壤固定的磷肥保护剂和磷素活化剂。本研究选择生化黄腐酸、草酸和EDTA 3种磷素增效剂为试验试剂，以期提高磷肥利用效率和挖掘土壤积累态磷生产潜力，达到降低农业投入、缓解我国磷肥供需矛盾和减少污染的目的。

1材料与方法

11供试材料

供试土壤采自吉林省龙井市三合镇胜迹村禹迹屯果园，质地为壤土，pH值为55，有机质含量为1301 g/kg，速效氮含量为10652 mg/kg，速效磷含量为5910 mg/kg，速效钾含量为30267 mg/kg，全氮含量为111 g/kg，全磷含量为 078 g/kg，全钾含量为1350 g/kg。

生化黄腐酸由上海通微农用生物化工研究所提供，草酸、EDTA为国产。

12室内培养试验方法

取风干的土壤过1 mm筛，装入210 mL的塑料水杯中，每个水杯装200 g土样。将磷素增效剂与磷酸二氢钾混合均匀后施入土中，置于恒温箱内培养，温度设定为25 ℃。定期浇水，保持土壤水分在田间持水量的70%左右。施磷水平按照施P2O5量计算为400 mg/kg，氮、磷、钾肥按照比例N ∶[G-3]P2O5 ∶[G-3]2O=1 ∶[G-3]05 ∶[G-3]05进行施肥[11]。生化黄腐酸的施入量设为P2O5质量的50%、100%、200%、400%；草酸和EDTA的施入量设为P2O5质量的25%、50%、100%、200%。每种磷素增效剂分别设4个不同浓度处理，每个处理3次重复。在培养1、5、15、25、40、55 d后取样测定速效磷含量，在培养5、15、25、40、55 d后取样测定土壤中无机磷含量。试验具体方案见表1。

2结果与分析

21磷素增效剂对壤土速效磷的影响

由图1可以看出，生化黄腐酸在培养的前40 d，以50%P2O5浓度处理的速效磷含量较高，40 d后效果才渐渐消失。草酸处理在培养的前25 d，100%P2O5浓度处理作用较好，后30 d则是25%P2O5浓度处理作用较好；且在培养40 d后，几个草酸处理的速效磷仍呈上升趋势，说明草酸处理在促进土壤磷的释放方面作用较好。EDTA处理的速效磷含量在整个培养期间呈W形变化，可能是因为EDTA对磷的释放与土壤对磷的固定存在一个平衡位点，在不同时期土壤对磷的固定和EDTA对磷的释放分别占据优势，且处理后的速效磷含量波动较大，甚至在培养25 d后，EDTA处理的速效磷出现了负增长。结合生化黄腐酸和草酸处理效果，推荐50%P2O5浓度生化黄腐酸和25%P2O5浓度草酸混合施用。[FL]

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[FL（22]22磷素增效剂对壤土Ca2-P的影响

Ca2-P被认为是最有效的磷源。从图2的C处理可以看出，施入磷肥后，土壤中的Ca2-P含量呈现先上升后下降的趋势。大部分生化黄腐酸和草酸处理的Ca2-P含量均高于C；EDTA处理呈现“上升-下降-上升-下降”的局势，2个高峰值分别出现在培养15、40 d。比较生化黄腐酸各浓度处理，50%P2O5和100%P2O5 2个浓度处理的Ca2-P含量在不同时期分别较高。草酸处理在培养的前25 d， 50%P2O5浓度处理作用较好，培养的后30 d则是25%P2O5浓度处理作用较好。EDTA处理能有效地增加土壤中Ca2-P含量，但每个浓度处理作用都是时好时坏。3种增效剂中，前25 d草酸处理作用较大，后30 d生化黄腐酸作用较大。[FL]

[F（W10][TPLYJ22tif][F]

[FL（22]23磷素增效剂对壤土Ca8-P的影响

Ca8-P为缓效态磷源。从图3可以看出，C处理磷肥施入土壤后，迅速转化为Ca8-P，由于Ca8-P不稳定，一方面Ca8-P向有效性更高的Ca2-P转化，另一方面向稳定性更高的Ca10-P转化。造成前15 d，Ca8-P含量从一个相对较高的水平开始下降。土壤对肥料的快速固定过程结束以后，土壤开始缓慢释放磷酸根离子，Ca8-P含量开始回升，培养40 d后，Ca8-P向Ca10-P迅速转化，导致Ca8-P含量迅速降低。生化黄腐酸处理在前5 d有效抑制了Ca8-P的生成，作用较好的浓度为200%P2O5，后期作用较差，在培养 40 d 后，各浓度处理的Ca8-P含量都出现了负增长。草酸处理无论在前15 d的磷素固定期间对Ca8-P的抑制，还是15～40 d的土壤释放磷的阶段对Ca8-P含量的促进，都有较好的作用，且作用最好的浓度处理是25%P2O5。通过数值比较发现，EDTA处理的Ca8-P含量明显高于生化黄腐酸和草酸处理，前25 d作用较好的浓度为50%P2O5，后30 d作用较好的浓度为200%P2O5。3种增效剂在培养的前5 d都能有效抑制Ca8-P的生成，且作用相差不大， 在培养的15～40 d[FL]

[F（W11][TPLYJ33tif][F]

[FL（22]为土壤释放磷的阶段，以EDTA对Ca8-P含量增加的促进作用明显高于生化黄腐酸和草酸。

24磷素增效剂对壤土Al-P的影响

Al-P以无定形和晶质2种形态的磷酸铝盐存在于土壤中，在施肥初期，磷肥与铝盐结合的多为无定形态铝盐，随时间延长，晶质磷酸铝盐逐渐增加。无定形态磷酸铝盐有效性较高，晶质磷酸铝盐有效性极低。同Ca8-P一样，磷肥施入土壤后，磷酸根迅速和土壤中的铝离子结合，形成无定形磷酸铝盐。由于无定形铝盐很不稳定，因此在前15 d出现 Al-P 先下降的情况（图4。3种增效剂在前期都抑制磷肥从有效性更高的Ca2-P向缓效态磷转化，因此前5 d对Al-P含量存在一定的抑制。后期抑制Al-P向无效性更高的O-P转化，增效剂处理的Al-P略高于C。生化黄腐酸和草酸处理对Al-P含量的变化都起到了一定的积极作用，但是各浓度处理在不同时期的作用大小没有明显的规律。而EDTA的作用要明显好于生化黄腐酸和草酸，并且规律性较好，EDTA各浓度处理中在整个培养期都以50%P2O5浓度处理的作用较好。[FL]

[F（W12][TPLYJ44tif][F]

[FL（22]25磷素增效剂对壤土Fe-P的影响

Fe-P也是一种有效性较高的缓效态磷，Fe-P的稳定性比Al-P高。从图5可见，Fe-P含量在整个培养期内呈现“上升—下降—上升”的趋势，C处理施肥培养之初，磷肥没有直接转化成Fe-P，因此Fe-P在培养前期处于较低水平，随着培养时间延长，Al-P慢慢转化成Fe-P，Fe-P量才开始增加。培养25 d后，Fe2+被氧化，形成O-P，Fe-P 含量迅速下降，培养40 d后，随着Ca2-P、Ca8-P等向Fe-P的转化，Fe-P含量开始回升。生化黄腐酸处理能有效地增加土壤中Fe-P的含量，各浓度处理作用相差不大，相对较好的浓度为50%P2O5。草酸和EDTA处理的作用明显低于生化黄腐酸处理，草酸各浓度处理在培养25 d的Fe-P的含量都低于C处理，EDTA各浓度处理在培养25、40 d的Fe-P的含量都低于C处理。比较培养25 d的数值，3种增效剂促进Fe-P含量增加的顺序是生化黄腐酸>草酸>EDTA。[FL]

[F（W10][TPLYJ55tif][F]

[FL（22]26磷素增效剂对壤土O-P的影响

O-P被认为是无效态磷。由图6可以看出，O-P呈现先下降后上升再下降的趋势，可能是因为土壤含水量突然增高，导致部分O-P发生还原反应，释放土壤中原有的一部分磷；随着时间延长，土壤中Fe元素氧化，培养25～40 d，土壤中的O-P含量急剧增加；而培养40 d后，O-P含量减少的原因尚不清楚，需要进一步的试验进行探究。3种增效剂在整个培养期内都有效地抑制了O-P的生成，且效果相差不大，EDTA处理的O-P含量略低于生化黄腐酸和草酸处理。比较增效剂不同浓度处理，生化黄腐酸作用较好的浓度为50% P2O5，草酸处理作用较好的浓度为200% P2O5，而EDTA则以100% P2O5浓度处理作用较好。

[FL]

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[FL（22]27磷素增效剂对壤土Ca10-P的影响

由图7可以看出，Ca10-P在培养的前40 d变化不大，含量略有下降，40 d后含量明显上升。在培养前5 d，3种增效剂抑制Ca8-P的生成，也客观地造成了培养前期各增效剂处理的Ca10-P含量高于C处理，而后期增效剂处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。生化黄腐酸作用较好的浓度为100% P2O5。3种增效剂中，生化黄腐酸的作用明显好于草酸和EDTA，生化黄腐酸在培养15 d后对Ca10-P含量已经起到抑制作用，而草酸和EDTA对Ca10-P含量还处于促进阶段。3种增效剂中，生化黄腐酸最早出现对Ca10-P的抑制作用，后期3种增效剂的抑制作用相差不大。[FL]

[F（W12][TPLYJ77tif；S+2mm][F]

[FL（22]

3结论

3种增效剂都能有效地增加壤土中速效磷、Ca2-P和 Fe-P 的含量；对于Ca8-P和Al-P，前期抑制其含量的增加，后期则有促进作用。与不施增效剂相比，3种增效剂在整个培养期内都有效地抑制了O-P的生成。壤土中增效作用较好的为50%P2O5生化黄腐酸和25% P2O5草酸。3种增效剂的综合增效作用顺序为生化黄腐酸>草酸>EDTA。

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