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磷改性生物炭与沸石配施对土壤有效磷释放的影响

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环境科学研究 2022年第1期35卷 219-229页

作者：葛启隆田琦丰开庆汪素芳侯瑞太原理工大学环境科学与工程学院山西太原030024 太原学院建筑与环境工程系山西太原030032 太原理工大学土木工程学院山西太原030024 中国科学院南海海洋研究所广东广州510301

针对盐碱地土壤有效磷含量低且保肥能力差等问题,采用磷酸浸渍-水热法制备了菜花叶生物炭(CLH)和香蕉皮生物炭(BPH),分析了不同水热温度(120、160、200、240℃)对合成生物炭特性和其中磷组分含量的影响;同时,采用碱熔-水热法将煤矸石合... 详细信息

针对盐碱地土壤有效磷含量低且保肥能力差等问题,采用磷酸浸渍-水热法制备了菜花叶生物炭(CLH)和香蕉皮生物炭(BPH),分析了不同水热温度(120、160、200、240℃)对合成生物炭特性和其中磷组分含量的影响;同时,采用碱熔-水热法将煤矸石合成沸石(ZL),然后通过土壤培养试验及磷释放动力学试验,将生物炭单施及与合成沸石配施,研究其对土壤有效磷释放的影响与缓释机理.结果表明:水热温度为200℃时,合成的菜花叶生物炭(CLH200)与香蕉皮生物炭(BPH200)表面含磷与含氧官能团量较高,且铁/铝结合磷含量最高,分别占CLH200与BPH200中总磷的36.58%、31.15%.土壤培养120 d,与单施化肥和单施CLH200相比,CLH200与ZL配施(CLH200+ZL)处理下土壤有效磷含量分别提高了45.72%和19.64%,BPH200与ZL配施(BPH200+ZL)处理下分别提高了32.25%和12.13%.此外,BPH200+ZL与CLH200+ZL处理均能显著提高土壤有机质含量、阳离子交换量及脱氢酶活性.用准一级动力学模型、准二级动力学模型和颗粒内扩散模型对数据进行拟合发现,准二级动力学模型拟合曲线与CLH200和BPH200处理下试验测定值的相关性良好,而颗粒内扩散模型拟合曲线与CLH200+ZL和BPH200+ZL处理下试验测定值的相关性良好,两种改良剂配施后有效磷的释放主要通过离子交换进行,且扩散过程是磷释放的限制步骤.研究显示,磷改性生物炭与煤矸石基沸石配施不但可以改善土壤特性,而且有助于土壤有效磷缓释,满足植物生长对有效磷养分的长期需求.

关键词：沸石磷改性生物炭有效磷释放改良剂土壤改良

氢氧化物系离子液体在碱性土壤有效磷含量测定中的应用

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岩矿测试 2024年第5期43卷 802-811页

作者：李志雄刘振超陆迁树和成忠张松杨金江张连凯自然资源部三江成矿作用及资源勘查利用重点实验室云南昆明650051 云南省三江成矿作用及资源勘察利用重点实验室云南昆明650051 中国地质调查局昆明自然资源综合调查中心云南昆明650100

土壤中有效磷的含量水平对植物生长、土壤肥力和农业生产效益等都有重要影响。然而,在碱性土壤中磷的移动性较低,并且通常与矿物和有机质紧密结合而干扰浸提过程,盐酸、氟化铵和碳酸氢钠等传统浸提剂的单一性导致浸提效率不稳定,影响土... 详细信息

土壤中有效磷的含量水平对植物生长、土壤肥力和农业生产效益等都有重要影响。然而,在碱性土壤中磷的移动性较低,并且通常与矿物和有机质紧密结合而干扰浸提过程,盐酸、氟化铵和碳酸氢钠等传统浸提剂的单一性导致浸提效率不稳定,影响土壤有效磷测定准确性。近年来浸提剂的研究主要通过组合不同化学物质来提高浸提效率和测定准确性。本文通过利用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)测定碱性土壤中有效磷,探讨了氢氧化钠和十六烷基三甲基铵(CTA)离子液体作为混合浸提剂对测定结果的可行性。实验表明,CTA的加入使得磷更容易与溶液中的水分子和其他离子发生相互作用,从而提高了有效磷的溶解度和提取率。实验条件优化后,混合浸提剂在提高碱性土壤有效磷的测定精度和效率方面具有明显优势,此外混合浸提剂对偏中性(NSA-4)和酸性(NSA-5)土壤样品的浸提效果也较好。因此该浸提剂在测定土壤有效磷方面具有潜在的广泛适用性和良好应用前景。

关键词：十六烷基三甲基铵浸提剂有效磷碱性土壤电感耦合等离子体发射光谱法

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环境中磷化氢对水稻根际环境与土壤有效磷的影响研究

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环境科学学报 2015年第6期35卷 1851-1857页

作者：李丽牛晓君陆美青邹定辉华南理工大学环境与能源学院广州510006

以稻田湿地中磷化氢为研究对象,采用室内模拟的方法,考察了不同浓度的磷化氢(0,1.4,4.2,7.0 mg·m-3)对水稻根际与非根际土壤的p H值、氧化还原电位、Fe2+、Mn2+、磷酸酶活性及有效磷的影响.结果表明:磷化氢导致根际土壤p H明显下降,非... 详细信息

以稻田湿地中磷化氢为研究对象,采用室内模拟的方法,考察了不同浓度的磷化氢(0,1.4,4.2,7.0 mg·m-3)对水稻根际与非根际土壤的p H值、氧化还原电位、Fe2+、Mn2+、磷酸酶活性及有效磷的影响.结果表明:磷化氢导致根际土壤p H明显下降,非根际土壤中p H变化不明显.而氧化还原电位(Eh)则不同,磷化氢使水稻根际与非根际土壤的Eh均增大.磷化氢对Fe2+、Mn2+和碱性磷酸酶的影响具有相似性,磷化氢处理的前15 d,根际土壤中的Fe2+、Mn2+和碱性磷酸酶变化不明显,随着水稻的生长,根际土壤中的Fe2+和Mn2+随磷化氢浓度的增大而增加,随暴露时间的增加而减少;而根际土壤中的碱性磷酸酶随磷化氢浓度和暴露时间的增加而增加.非根际土壤中的Fe2+、Mn2+和碱性磷酸酶在磷化氢作用下变化不明显.水稻在磷化氢的环境影响下,根际与非根际土壤的有效磷含量都提高,表明一定浓度的磷化氢对土壤磷表现出活化效应.

关键词：磷化氢水稻土根际非根际有效磷

增温对南亚热带森林土壤磷形态的影响及其对有效磷的贡献

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植物生态学报 2021年第2期45卷 197-206页

作者：蒋芬黄娟褚国伟程严刘旭军刘菊秀列志旸中国科学院华南植物园植被退化与生态系统管理重点实验室广州510650 中国科学院核心植物园广州510650 中国科学院大学北京100049

磷(P)是森林生态系统生产力的重要限制性元素。土壤磷的有效性取决于磷的存在形态及其转化过程。目前有关增温如何调控磷形态转化过程,从而促进土壤有效磷含量增加的机制尚未明确。该研究以南亚热带森林为研究对象,采用沿海拔高度从300 ... 详细信息

磷(P)是森林生态系统生产力的重要限制性元素。土壤磷的有效性取决于磷的存在形态及其转化过程。目前有关增温如何调控磷形态转化过程,从而促进土壤有效磷含量增加的机制尚未明确。该研究以南亚热带森林为研究对象,采用沿海拔高度从300 m下降至30 m以模拟温度自然上升的方法,采集该林型0–10、10–20、20–40 cm的土壤,并用适用于酸性土壤的连续浸提方法分离不同形态磷,研究增温对土壤不同形态磷含量的影响,探讨土壤不同形态磷与有效磷的关系,识别对土壤有效磷在增温背景下增加有重要贡献的磷组分。结果表明增温使0–10cm的无机钙磷(Ca-Pi)及20–40cm的无机铁磷(Fe-Pi)和总无机磷含量分别显著增加了65.5%、17.9%和18.5%,但对总有机磷及各有机磷组分含量均无显著影响。土壤不同形态磷与有效磷含量的相关分析表明,有效磷与无机态的不同形态磷及有机铝磷、有机铁磷含量均显著正相关,其中与Fe-Pi含量的相关性最强。通过土壤不同形态磷与有效磷含量的通径分析进一步发现,无机铝磷、Fe-Pi是土壤磷转化过程中的重要中间过渡性磷组分,且Fe-Pi是促进有效磷含量增加最重要的直接贡献磷组分。结合前期研究结果,增温可能增大了凋落物磷对土壤磷的输入,还可能强化了土壤的吸附和沉淀过程,使得更多进入到土壤的溶解态磷转化为Ca-Pi、Fe-Pi等缓效磷源,其中Fe-Pi可能成为南亚热带森林在气候变暖背景下最重要的有效磷来源。

关键词：增温磷形态有效磷吸附-解吸附过程溶解-沉淀过程通径分析

长期施肥紫色土有效磷变化及其对稻麦轮作产量的影响

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中国农业科学 2021年第21期54卷 4601-4610页

作者：任嘉欣刘京陈轩敬张跃强张勇王洁石孝均西南大学资源环境学院重庆三峡库区土壤质量国家野外科学观测研究站

【目的】通过总结分析长期施肥处理下紫色土稻麦轮作土壤有效磷的变化特征,以及土壤磷素变化对作物产量的影响,为紫色土稻麦轮作磷素管理提供理论依据。【方法】依托国家肥力监测网紫色土肥力监测试验站27年的稻麦轮作定位试验,选取10... 详细信息

【目的】通过总结分析长期施肥处理下紫色土稻麦轮作土壤有效磷的变化特征,以及土壤磷素变化对作物产量的影响,为紫色土稻麦轮作磷素管理提供理论依据。【方法】依托国家肥力监测网紫色土肥力监测试验站27年的稻麦轮作定位试验,选取10种不同施肥处理:CK处理(只种作物不施肥);N、NP、NK、PK、NPK为不同氮(N)、磷(P)、钾(K)化肥配施处理;M、NPKS、NPKM、1.5NPK+M为有机肥(M)、秸秆还田(S)及其与化肥配施处理。试验数据涵盖1991—2018年,测定不同施肥处理下土壤有效磷含量和作物产量,计算100 kg籽粒磷素吸收量和磷肥利用率,分析土壤磷素变化对累积磷盈亏的响应,采用不同模型计算土壤磷素农学阈值。【结果】长期施用磷肥能够显著提高土壤有效磷含量,各施磷处理有效磷年均增量为0.80—2.32 mg·kg-1;而不施磷处理CK、N、NK和单施有机肥处理M的土壤有效磷含量则逐年下降至平稳状态。不施磷处理土壤磷素一直处于亏缺状态,施磷各处理27年后土壤累积磷盈余量为244.8—698.2 kg P·hm-2,其中1.5NPK+M处理累积磷盈余量最高;施磷处理土壤累积盈余量与土壤Olsen-P增量呈显著线性相关,土壤每盈余磷100 kg·hm-2,土壤有效磷含量提高4.27—6.5 mg·kg-1。磷肥施用能显著提升稻麦轮作系统作物产量和吸磷量,100 kg水稻籽粒需磷量为0.17—0.41 kg,100 kg小麦籽粒需磷量为0.25—0.57 kg;试验各处理的磷肥利用率为10.3%—39.7%;4种模型(线性-平台模型、双直线模型、BoxLucas模型和米切里西模型)均能较好地拟合作物产量与紫色土有效磷含量的响应关系,其中双直线模型的拟合度最好,其计算的水稻和小麦的土壤有效磷农学阈值分别为13.28和9.93 mg·kg-1。【结论】在紫色土水稻-小麦轮作体系中,合理施用磷肥能显著提高作物吸磷量、产量以及土壤有效磷含量。推荐双直线模型用于计算紫色土稻麦轮作体系下土壤有效磷的农学阈值,生产上应根据土壤有效磷含量及其农学阈值调整磷肥施用量。

关键词：紫色土稻麦轮作长期施肥有效磷累积磷盈亏农学阈值

不同土壤条件下解磷菌处理对巨尾桉土壤有效磷含量的影响

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应用与环境生物学报 2015年第4期21卷 740-746页

作者：崔邢张亮林勇明吴承祯谢安强陈灿李键洪滔福建农林大学林学院福州350002 福建省高校森林生态系统经营与过程重点实验室福州350002 武夷学院生态与资源工程学院南平354300

为探究高效解磷菌株与土壤磷素含量之间的关系,提高土地连载生产力,利用课题组前期筛选的3株高效解磷菌P19(A)、P7(B)、YP17(C)作为解磷菌剂,以盆栽巨尾桉幼苗作为研究对象,以3种森林土壤和未有植被覆盖的砖红壤作为基质进行盆栽试验,设... 详细信息

为探究高效解磷菌株与土壤磷素含量之间的关系,提高土地连载生产力,利用课题组前期筛选的3株高效解磷菌P19(A)、P7(B)、YP17(C)作为解磷菌剂,以盆栽巨尾桉幼苗作为研究对象,以3种森林土壤和未有植被覆盖的砖红壤作为基质进行盆栽试验,设置3个菌浓度处理——较高浓度107 cfu mL-1(a)、中等浓度0.5×107 cfu mL-1(b)、较低浓度106 cfu mL-1(c)以及空白对照(CK),以此研究解磷菌处理对不同土壤条件下有效磷含量的影响.结果显示:在不同浓度处理下,各解磷菌浓度对有效磷含量的影响差异不显著.相比较而言,北山阔叶林下土壤(Soil of north broadleaved forest,NBL)中b浓度处理促进效果较佳,南山针叶林下土壤(Soil of south coniferous forest,SC)和南方砖红壤(South latosol,SL)中c浓度处理表现较佳,而南山阔叶林下土壤(Soil of south broad-leaved forest,SBL)中有效磷含量在3个浓度梯度下影响差异不显著;不同解磷菌单菌及混合菌对各种土壤有效磷的影响总体上表现为混菌处理效果优于单菌,除SL土壤影响差异不显著外,3种森林土壤均表现出解磷菌处理显著提高土壤有效磷含量,其中在NBL土壤中,以BC、B、AC促进效果较佳,在SBL土壤中以B、BC、AC促进效果较佳,在SC土壤中以AC、ABC、BC促进效果较佳,在SL土壤中虽较空白处理差异不显著但以BC、A影响效果较佳.本研究表明,解有机磷菌与解无机磷菌的组合对提高土壤有效磷含量具有较好的促进作用.

关键词：解磷菌土壤有效磷巨尾桉

长期施用有机肥对设施番茄土壤有效磷含量及磷素淋失风险的影响

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中国生态农业学报（中英文） 2023年第11期31卷 1792-1803页

作者：孙德龙王莹周珺付瑞桐张玉玲虞娜邹洪涛沈阳农业大学土地与环境学院/农业农村部东北耕地保育重点实验室/土肥资源高效利用国家工程研究中心沈阳110866

探讨设施蔬菜长期施用有机肥的土壤有效磷含量及磷素淋失风险,可为设施蔬菜栽培合理施肥提供重要参考。以连续8 a设施番茄栽培田间定位施肥试验为依托,选择不施肥(CK)、单施化肥(NPK)及与低、中、高量有机肥配施(M1NPK、M2NPK、M3NPK)5... 详细信息

探讨设施蔬菜长期施用有机肥的土壤有效磷含量及磷素淋失风险,可为设施蔬菜栽培合理施肥提供重要参考。以连续8 a设施番茄栽培田间定位施肥试验为依托,选择不施肥(CK)、单施化肥(NPK)及与低、中、高量有机肥配施(M1NPK、M2NPK、M3NPK)5个处理,研究各施肥处理土壤全磷(Total-P)、有效磷(Olsen-P)和可溶性磷(CaCl_(2)-P)含量及其剖面分布特征,分析了土壤磷素环境阈值和农学阈值随剖面分布的变化以及设施番茄栽培适宜的磷素施用量。结果表明:在0~50 cm土层,各处理土壤Total-P、Olsen-P和CaCl_(2)-P含量均随土层深度的增加呈逐渐下降趋势,其含量均表现为0~10 cm土层显著高于30~50 cm土层(P磷素环境阈值随土层深度的增加呈先上升后下降趋势,其数值依次为139.6 mg·kg^(−1)、152.4 mg·kg^(−1)、133.5 mg·kg^(−1)、86.1 mg·kg^(−1)和42.3 mg·kg^(−1);在0~10 cm、10~20 cm、20~30 cm和30~40 cm土层,土壤磷素农学阈值随土层深度的增加而逐渐降低,依次为185.1 mg·kg^(−1)、120.5 mg·kg^(−1)、92.8 mg·kg^(−1)和56.0 mg·kg^(−1)。以土壤磷素农学阈值所对应的土壤Olsen-P含量作为磷素淋失风险评价标准,通过土壤Olsen-P含量与施磷量(P2O5)之间的相关关系,求出设施番茄栽培适宜磷素(P2O5)用量为344.9~530.3 kg∙hm^(−2),其中有机肥供应的磷素(P2O5)用量为119.9~305.3 kg·hm^(−2)。综上,连续8 a设施番茄栽培定位施肥条件下,在施用化学氮磷钾肥(N 375 kg·hm^(−2)、P2O5225 kg·hm^(−2)和K2O 450 kg·hm^(−2))的基础上配施低量有机肥(15000 kg·hm^(−2)),不仅可以提高0~20 cm土壤有效磷含量,使番茄产量显著增加,而且可以有效控制土壤磷素淋失风险。

关键词：设施栽培番茄有效磷可溶性磷淋失风险农学阈值环境阈值

生物黑炭与无机肥料配施对旱作红壤有效磷含量的影响

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应用生态学报 2013年第4期24卷 989-994页

作者：靖彦陈效民刘祖香黄欠如李秋霞陈晨卢绍山南京农业大学资源与环境科学学院南京210095 江西红壤研究所江西进贤331717

针对我国南方旱地红壤有效磷含量普遍较低的问题,研究了生物黑炭与无机肥料配施对旱地红壤有效磷、有机碳含量和pH的影响.结果表明:生物黑炭与无机肥料配施后,红壤理化性质得到不同程度的改善;土壤pH值、有机碳和有效磷含量在油菜各生... 详细信息

针对我国南方旱地红壤有效磷含量普遍较低的问题,研究了生物黑炭与无机肥料配施对旱地红壤有效磷、有机碳含量和pH的影响.结果表明:生物黑炭与无机肥料配施后,红壤理化性质得到不同程度的改善;土壤pH值、有机碳和有效磷含量在油菜各生育期均得到不同程度的提高,在抽薹期、开花期、成熟期分别较种植前平均提高了16%、24%、26%,23%、34%、38%及100%、191%、317%.pH、有机碳和有效磷含量随着生物黑炭用量的增多而增加.施用生物黑炭处理的土壤有效磷与pH和有机碳呈显著相关性.研究结果可为改善旱地红壤缺磷状况及其理化性质提供科学依据.

关键词：红壤有效磷生物黑炭

1~4周龄“武禽10”肉鸭饲粮适宜代谢能、粗蛋白质、钙和有效磷水平研究

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中国粮油学报 2024年第4期39卷 141-150页

作者：余婕杨宇王丽霞叶胜强龚萍麻燕明周源王定发武汉市农业科学院畜牧兽医研究所武汉430208 华中农业大学动物遗传育种与繁殖教育部重点实验室武汉430070

通过研究不同营养水平饲粮对1~4周龄“武禽10”肉鸭生长性能、体尺指标、血液生化指标和养分表观利用率的影响,确定1~4周龄“武禽10”肉鸭饲粮适宜代谢能(ME)、粗蛋白质(CP)、钙(Ca)和有效磷(AP)水平。选用1日龄“武禽10”肉鸭576只,随... 详细信息

通过研究不同营养水平饲粮对1~4周龄“武禽10”肉鸭生长性能、体尺指标、血液生化指标和养分表观利用率的影响,确定1~4周龄“武禽10”肉鸭饲粮适宜代谢能(ME)、粗蛋白质(CP)、钙(Ca)和有效磷(AP)水平。选用1日龄“武禽10”肉鸭576只,随机分为9组,每组4个重复,每个重复16只实验鸭。采用4因素3水平L_(9)(3^(4))正交实验设计,设3个ME水平(11.7、12.1、12.5 MJ/kg)、3个CP水平(质量分数分别为18.5%、20.0%、21.5%)、3个Ca水平(质量分数分别为0.6%、0.8%、1.0%)和3个AP水平(质量分数分别为0.3%、0.4%、0.5%),共配制9种实验饲粮,开展饲养实验和代谢实验,实验期28 d。结果表明:1)随饲粮ME水平升高,1~4周龄肉鸭平均日增重(ADG)显著增加,料重比(F/G)显著降低(P<0.05);随CP水平升高,1~4周龄肉鸭的平均日采食量(ADFI)、ADG和F/G均显著增加(P<0.05)。2)饲粮ME和CP水平均显著影响1~4周龄肉鸭的龙骨长、胸宽、半潜水长(P<0.05);饲粮Ca、AP水平均显著影响1~4周龄肉鸭的胫围(P<0.05)。3)饲粮ME和CP水平均显著影响1~4周龄肉鸭血清总蛋白(TP)和白蛋白(ALB)含量(P<0.05);饲粮Ca水平显著影响1~4周龄肉鸭血清TP、Ca、尿酸(UA)、总胆固醇(TC)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL)含量(P<0.05);饲粮AP水平显著影响1~4周龄肉鸭血清Ca和P含量(P<0.05)。4)饲粮ME水平显著影响1~4周龄肉鸭对能量、CP、Ca和P的表观利用率(P<0.05);饲粮CP水平显著影响1~4周龄肉鸭对能量和CP的表观利用率(P<0.05);饲粮Ca水平显著影响1~4周龄肉鸭对能量和Ca的表观利用率(P<0.05);饲粮AP水平显著影响1~4周龄肉鸭对能量、CP和Ca的表观利用率(P<0.05)。在本实验条件下,综合考虑生长性能、体尺指标、血液生化指标等结果,1~4周龄“武禽10”肉鸭饲粮适宜ME、CP、Ca、AP水平分别为12.10 MJ/kg、20%、0.8%和0.5%。

关键词：肉鸭代谢能粗蛋白质钙有效磷

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