长期施磷黑土中磷的吸附–解吸特征及其影响因素     

王琼  陈延华  张乃于  秦贞涵  金玉文  朱平  彭畅  Colinet Gilles  张淑香 《植物营养与肥料学报》2022,28(9):1569-1581

  【目的】  比较长期不施磷与施磷黑土对外源磷的吸附–解吸特征,为黑土区磷素管理提供理论基础。  【方法】  供试黑土长期定位试验位于吉林省公主岭市,始于1990年。2018年选择其中不施肥(CK),施氮钾肥(NK),施氮磷钾肥(NPK)和氮磷钾+有机肥(NPK+M) 4个处理小区,采集0—20、20—40和40—60 cm土层的土壤样品,分析了土壤理化性质,采用恒温平衡法测定了土壤磷的吸附–解吸特征,并由此计算得到磷最大吸附量(Q_m)、吸附亲和力常数(K_Q)、最大缓冲容量(MBC)、磷吸附饱和度(DPS)、最大解吸量(D_m)和解吸率(D_r)。  【结果】  随着平衡溶液中磷浓度的增加,磷的吸附量与解吸量均呈先快速增加后逐渐趋于平衡的过程。与不施磷处理(CK和NK)土壤相比,施磷处理(NPK、NPK+M)减少了磷的吸附量,增加了磷的解吸量。与不施磷处理相比,施磷处理在0—60 cm剖面上的Q_m和MBC值分别降低了4.94%～63.46%和15.90%～75.18%,D_r值增加了8.52%～474.0%,以NPK+M处理变化量最大。施磷处理比不施磷处理在0—60 cm土壤剖面上全磷和有机质含量分别增加了34.40%～145.5%和12.77%～50.07%,游离态铁铝氧化物(Fe_d+Al_d)含量降低了5.14%～11.35%。冗余分析表明,不施磷处理土壤的有机质、Fe_d+Al_d和全磷,以及施磷处理中的Fe_d+Al_d、络合态铁铝氧化物(Fe_p+Al_p)、pH和有机质是影响磷吸附解吸特征参数的主要土壤因子,分别解释了不施磷和施磷处理全部变异的77.59%和90.62%。土壤有效磷(Olsen-P)与磷吸附饱和度(DPS)相关关系表明,所研究的黑土DPS环境界限值为8%左右,NPK+M处理中3个土层的DPS_M-P值(由Mehlich-3 浸提的磷、铁和铝计算)为7.77%～25.96%,DPS_O-P值(由Olsen-P和Q_m计算)为17.24%～24.75%,均高于此环境界限值,具有磷素流失的风险。  【结论】  长期施磷降低了黑土对外源磷的吸附量,增加了磷解吸量。长期不施磷肥,土壤对磷的吸附和解吸主要受有机质、游离态铁铝氧化物的影响。而长期施肥,特别是有机肥与化肥配合处理,土壤中游离态和络合态铁铝氧化物、有机质及pH是影响磷吸附解吸特征的主要因素。  相似文献   

黑土有效磷阈值区间的磷形态特征及对土壤化学性质的响应     

秦贞涵  王琼  张乃于  金玉文  张淑香 《中国农业科学》2022,55(22):4419-4432

【目的】 土壤有效磷（Olsen P）的农学阈值及环境阈值是土壤磷素管理的重要依据,但不同阈值区间磷形态学特征尚不明确。研究黑土有效磷不同阈值区间的磷形态特征及其影响因素,有助于理解土壤磷的转化过程,为优化有效磷管理和提高磷资源利用效率提供参考。【方法】 采集吉林公主岭市9个有效磷含量不同（11、21、31、40、57、69、128、331、490 mg·kg^-1）的农田耕层（0—20 cm）土壤,利用TIESSEN-Moir修正的HEDLEY磷分级法,对土壤无机磷和有机磷进行分级,并分析其与土壤有机质（SOM）、C/P、铁铝氧化物等土壤化学性质之间的关系,明确土壤有效磷不同阈值区间的磷形态特征及主控因素。【结果】 黑土磷库以无机磷为主,占比为71.25%—96.19%,有机磷占比较小,约为3.81%—28.75%。有效磷水平低于农学阈值（7.4—13 mg·kg^-1）时,活性态磷（LP）占比最小（19.89%）;有效磷水平低于环境阈值（51.0—56.4 mg·kg^-1）时,中活性态磷（ML-P）和稳定态磷（OP）占比接近,分别为36.03%和35.49%,均高于LP占比（28.48%）;有效磷水平高于环境阈值时,LP占比最高（42.86%）。有效磷水平高于环境阈值时,土壤的LP、ML-P的含量显著高于有效磷水平低于环境阈值的土壤,树脂磷（Resin-P）是环境阈值前后区间变幅最大的磷形态。PAC、M3-Al、游离态铝（Ald）、络合态铁铝（Fep、Alp）、非晶质态铁铝（Feo、Alo）随有效磷水平的增加而显著增加,C/P随有效磷水平增加而显著降低。相关分析表明,有效磷水平低于环境阈值时,SOM和活性较高的无机态磷（Resin-P、NaHCO₃-Pi、NaOH-Pi）呈显著正相关关系;有效磷水平高于环境阈值时,Fep+Alp与无机态磷（Resin-P、NaHCO₃-Pi、NaOH-Pi、D.HCl-Pi、C.HCl-Pi）呈显著正相关关系。冗余分析结果表明,有效磷水平低于环境阈值时,SOM和M3-Fe是影响黑土磷形态变化的关键因子,分别解释了全部变异的50.2%和24.1%;有效磷水平高于环境阈值时,Fep+Alp是造成磷形态差异的关键因子,解释了全部变异的68.1%。【结论】 活性态磷在有效磷水平低于农学阈值时占比最小,在有效磷水平超过环境阈值时,其占比最大,Resin-P是在环境阈值前后区间变幅最大的磷形态。SOM和M3-Fe是土壤有效磷水平低于环境阈值、Fep+Alp是高于环境阈值土壤影响磷形态变化的关键因子。  相似文献