磷肥增效剂的筛选及机理研究

【摘要】：磷肥在石灰性土壤中移动性差、容易被固定,利用率低。本文拟通过室内培养试验筛选出合适增效剂,加入到磷肥中,减少和抑制土壤对磷的固化速率,提高磷肥利用率。以γ-聚谷氨酸、木质素、丙二酸和硫磺粉等8种物质为增效剂,以磷酸一铵为磷源,以三种石灰性土壤郑州地区潮土、周口地区褐土和昌图地区风沙土为供试土壤,通过90天室内培养试验研究不同增效剂对土壤有效磷含量的影响和合适的增效剂与磷酸一铵配比;采用无机磷分级方法以及磷吸附试验,研究了增效剂对无机磷形态和磷吸附特征的影响;通过测定部分土壤理化性质,分析增效剂影响磷素固定和吸附特征差异的原因;通过90天室内培养试验研究了增效剂对三种石灰性土壤磷素有效性的影响,并探讨了产生这种差异的原因。主要研究结论如下。添加8种增效剂处理的土壤与单施磷酸一铵相比磷素有效性分别提高了47.7%、17.8%、13.2%、8.8%、5.6%、5.5%、12.8%和5.5%,其中γ-聚谷氨酸在提高磷素有效性方面的效果最好;不同添加量的γ-聚谷氨酸、木质素、丙二酸和硫磺粉与磷酸一铵混合施入中均能够提高磷肥有效性,增效剂与磷酸一铵添加量为0.5 g:0.5 g时,效益最好;通过对土壤无机磷含量进行分级,发现增效剂的加入能够降低Ca_2-P转化为Ca_8-P的速率,这是土壤磷素有效性提高的原因。磷的吸附动力学试验表明添加了γ-聚谷氨酸、木质素、硫磺粉和丙二酸处理的土壤与空白对照(CK)相比,磷的吸附速率和磷的最大吸附量均发生了改变。在吸附动力学试验开始的0～1 h内,磷的吸附速率分别降低了22.7 mg·kg~(-1)·h~(-1)、9.0 mg·kg~(-1)·h~(-1)、9.1 mg·kg~(-1)·h~(-1)和6.8 mg·kg~(-1)·h~(-1),说明增效剂的加入能够降低土壤对磷的吸附速率;磷的等温吸附结果表明添加4种增效剂的处理组与CK相比,最大磷吸附量分别降低了67.3 mg·kg~(-1)、47.8 mg·kg~(-1)、13.2 mg·kg~(-1)和37.0 mg·kg~(-1),说明增效剂的加入能够降低土壤对磷的吸附;通过对土壤理化性质进行分析,发现增效剂的加入降低了土壤中碳酸钙(CaCO_3)的含量。因此,分析认为增效剂是通过降低土壤中碳酸钙含量来降低土壤磷素固定的几率,提高磷素有效性的。添加4种增效剂均能够提高潮土、褐土、风沙土的磷素有效性,但作用效果不尽相同。以γ-聚谷氨酸处理的三种土壤为例,在培养的第90天,与单施磷酸一铵处理组相比磷肥有效性分别提高了57.9%、26.8%和10.1%;冗余分析结果表明,γ-聚谷氨酸作用效果差异的主要原因是三种土壤中碳酸钙和土壤有机质(SOM)的含量的不同。