磷矿粉的品位与化学组分对活化效果的影响

【摘要】： 选用有机活化剂(Organic Activator,OA)和无机活化剂(Inorganic Activator,IA)对16种不同的磷矿粉(Rock Phosphate,RP)进行活化处理,制备改性磷矿粉(Modified Rock Phosphate,MRP)-有机改性磷矿粉(OMRP)和无机改性磷矿粉(IMRP)。通过对磷矿粉品位和化学组分以及磷矿粉活化前后有效磷含量变化的系统分析,以探明OA和IA对磷矿粉的活化效果与磷矿粉化学组分之间的关系,在此基础上进一步探讨其活化机理。同时,选择其中6种RP及其MRP进行盆栽试验,以进一步明确MRP在石灰性土壤上的生物有效性。此外,选用一株具有较强溶磷能力和促生效应的溶磷细菌(Phosphate Solubilizing Bacteria,PSB)Jm170,在液体摇床培养条件下对其中4种RP及其MRP的溶磷效果进行研究,以了解磷矿粉品位和化学组分对溶磷菌溶磷能力的影响,比较活化剂和溶磷菌对磷矿粉的活化作用,并初步了解活化剂与溶磷菌对磷矿粉的协同溶磷作用,旨在为有限磷资源的合理利用提供依据。研究结果表明: 1 OA和IA均能显著提高供试磷矿粉的有效磷含量,且IA对RP的活化效果普遍优于OA;同一活化剂对不同磷矿粉的活化效果也不尽相同,主要原因是磷矿粉的品位和化学组分对不同活化剂活化效果的影响不同: 影响OA对磷矿粉活化效果的因素依次为:氧化镁含量(用MgO表示,下同)和全磷含量(用P2O5表示,下同)的比值,即MgO/P2O5品位CaOSiO2/P2O5R2O3(Fe2O3+Al2O3)/P2O5。其中,活化效果与MgO/P2O5、SiO2/P2O5和R2O3/P2O5的比值呈显著正相关,与品位和CaO含量呈显著负相关。说明OA更适合于MgO/P2O5、SiO2/P2O5和R2O3/P2O5比值较高、CaO含量较低的中、低品位磷矿粉的活化,这些磷矿恰恰是因为不能满足酸制法生产磷肥对原料的要求而无法利用的磷矿。 影响IA对磷矿粉活化效果的因素依次为:枸溶率MgOCaO /P2O5有效磷。其中,活化效果与磷矿粉的MgO含量和CaO/P2O5比值呈极显著正相关,与枸溶率和有效磷含量呈极显著负相关。说明IA更适合于枸溶率和有效磷含量较低、MgO含量和CaO /P2O5比值较高的中、低品位磷矿粉的活化。这一研究结果为活化剂和磷矿粉的优化组合提供了依据。 2盆栽试验结果表明,在石灰性土壤上,OMRP和IMRP对苗期玉米均有较好的肥效,且部分处理的效果特别明显,甚至优于过磷酸钙(SP)。与不施磷肥的对照(CK)和RP相比,MRP处理的玉米苗长势好,叶面积大、生物量高,且明显提高了根系磷利用效率和植株及根系的吸氮量,尤其是根系吸氮量。 盆栽试验结果还发现,MRP施入土壤的生物有效性并不与其化学有效性完全吻合。说明现有的化学有效性测定方法和生物有效性间的相关性较弱,有必要探求新的测试方法。 3液体摇床培养条件下的试验结果表明,以磷矿粉为唯一磷源时,溶磷菌Jm170对供试磷矿粉均有较好的溶磷作用,磷矿粉的品位与化学组分对溶磷菌的溶磷能力影响较大:磷矿粉的品位和CaO含量愈高,Fe2O3和Al2O3含量愈低,菌株Jm170的溶磷能力愈强。说明溶磷菌对磷矿粉的溶磷效果与活化剂的不同,溶磷菌更适于品位较高,Fe2O3和Al2O3含量较低的高品位磷矿粉的活化。 在液体摇床培养条件下,供试菌株和活化剂对磷矿粉的溶磷作用未表现出协同效应,活化剂的加入甚至不同程度的抑制了菌株Jm170对各磷矿粉的溶磷作用。