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鲁东南设施菜地富磷土壤无机磷素分级特征

2018-03-28王恒

农业工程技术·综合版 2017年11期
关键词:分级

王恒

摘要:以山东蔬菜保护地富磷耕层土壤为试材,对0-30 cm表层土进行了30天土柱淋洗试验,研究无机态磷的分级。结果表明,淋洗后土壤中的无机磷总量有所下降,下降范围在218.7-388.5 mg/kg;空白处理无机磷含量损失最大,为349.5-392.8 mg/kg,添加明矾处理损失最小,仅为218.7-253.4 mg/kg。Al-P、Fe-P、O-P均呈下降趋势,Ca-P有不同程度的上升,但增加幅度不大。铝对土壤磷的淋失有一定的阻滞作用,且铝对土壤磷素的固持和阻滞磷素淋溶作用强于钙。

关键词:富磷土壤;淋溶;无机磷;分级

王 恒. 鲁东南设施菜地富磷土壤无机磷素分级特征[J]. 农业工程技术,2017,37(32):15-16.

近年来,全国农田土壤中磷素以11%的速度增长,土壤全磷和有效磷分别增长了210 mg/kg和5.7 mg/kg。磷肥施入土壤后的生物有效性较低,当季利用率在10%-25%的范围内。长期大量施用P肥不仅使0-20 cm耕层土壤P素大量积累,20-40 cm土层磷素也均有不同程度的增加。

土壤中磷可以分为有机磷和无机磷两大类,矿质土壤以无机磷为主,在无机磷含量较低,固磷能力较强的土壤上,植物吸收的磷有相当一部分来自有机磷的矿化。土壤中无机磷以吸附态和钙、铁、铝等磷酸盐为主,石灰性土壤中游离碳酸钙的含量对磷的有效性影响很大。随着钙磷比例增加,其溶解度和有效性逐渐降低,土壤磷的研究有必要对不同形态磷进行分离测定。本试验以鲁东南典型蔬菜保护地的0-30 cm富磷土壤为供试材料,采用土柱模拟试验,通过不同处理,分析化验了无机磷素的分级特征,为磷肥合理施用及环境管理提供更进一步的指导。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试土壤取自设施蔬菜主产区,土壤类型为潮褐土,日光温室种植蔬菜12年,按S形线路采取0-30 cm土壤,混匀后风干过筛供土壤分析用。土壤基本理化性状如表1,全磷含量为2.7 g/kg,土壤Olsen-P为269.1 mg/kg,分别大于土壤全磷环境敏感指标1.9 g/kg和Olsen磷“突变点”。

1.2 测试方法

土壤全磷利用H2SO4-HClO4消煮,钼锑抗比色法测定。土壤无机磷的分级,先用不同的浸提剂进行浸提,水溶性磷用1 mol/L NH4Cl溶液,Al-P用0.5 mol/L NH4F溶液,Fe-P用0.1 mol/L NaOH溶液,O-P用0.3 mol/L柠檬酸钠溶液和连二亚硫酸钠,Ca-P用0.5 mol/L(1/2 H2SO4)溶液,最后用钼锑抗比色法测定。

1.3 试验设计方案

试验采用直径10 cmPVC制成土柱,装填20 cm高土壤,容重1.2 g/cm3,仅对表层5 cm土壤设不同处理,三次重复。

(1)空白对照(CK):不添加任何物质;(2)混施磷肥(P):混施KH2PO4 0.26 g/kg,按照600 kg/hm2(P2O5)计算;(3)混施石膏(C):混施CaSO4 0.23 g/kg,按照供试土壤中交换性酸计算;(4)磷肥、石膏混施(H):混施KH2PO4 0.26 g/kg和CaSO4 0.23 g/kg;(5)混施明矾(M):施明矾0.14 g/kg,按照供试土壤中交换性酸计算;(6)混施有机肥(S):混施鸡粪0.13 g/kg(300 kg/hm2),参照当地农民的施用量。淋滤持续进行30天,每天淋洗水量300 mL,淋滤结束后采集土柱土壤,设四个土层:5 cm、10 cm、15 cm层取样,进行土壤无机磷的分级。

2 结果与分析

经淋洗后土壤Al-P含量普遍降低,与供试土壤相比,减少的范围在95.6-208.8 mg/kg,减少了13.3%-29.0%;土壤Fe-P含量都有所减少,减少的幅度在98.3-156.5 mg/kg,减少了29.3%-46.7%;O-P含量在淋洗后均比供试土样含量有所减少,减少的范围在11.3-95.1 mg/kg,减少了3.2%-26.8%;Ca-P含量比供试土壤有所增加,增加范围8.9-69.4 mg/kg,提高了3.5%-27.4%(表2)。

各處理间5 cm、10 cm层土壤Al-P含量显著性差异不显著,底层土壤15 cm差异显著。添加明矾处理各层次土壤中Al-P在各处理中均最高,且底层土壤比上层土壤含量高,外源铝离子在一定程度上促进了铝离子对磷的吸附,从而提高了Al-P的含量。5 cm层土壤Fe-P含量比其它层次高,可能与土壤中铁的移动性较差有关;施用有机肥处理各层土壤Fe-P含量高于其它处理。明矾处理O-P含量在各层中均较高,在底层其含量达到了最高343.3 mg/kg,说明明矾在淋洗过程中在土壤中有所迁移。添加石膏为土壤提供了一定的钙,促进了Ca-P的生成,石膏与磷肥混施处理在15 cm层次的Ca-P含量最高,达到了323 mg/kg,磷肥加石膏处理及石膏处理各剖层土壤Ca-P含量均高于对照且差异显著。

从表3可以看出,淋洗后各处理的土壤四种形态无机磷之和低于淋洗前的供试土壤。虽然土壤经淋洗后,土壤中Ca-P有所增加,但Al-P等形态的无机磷减少较明显,在本试验中一部分无机磷淋出了土体,四种形态的无机磷损失量为260-430 mg/kg。空白处理损失最大,为390-430 mg/kg,添加明矾处理损失最小,仅为260-290 mg/kg,Al对土壤磷的淋失有一定的阻滞作用。

3 结论与讨论

试验表明,淋洗后各处理各土层Al-P、Fe-P、O-P均呈下降趋势,Ca-P有不同程度的上升,但增加幅度不大。添加明矾处理各层次土壤中Al-P、O-P在各处理中均最高,且底层土壤比上层土壤含量高,明矾在淋洗过程中在土壤中有所迁移。各处理的不同土层土壤Fe-P含量都有所减少,范围在29.3%-46.7%,淋失较多,表明铁的迁移性较低。添加石膏处理的O-P含量在各个层次中均最低,铝对土壤磷素的固持和阻滞磷素淋溶作用强于钙。淋洗后土壤中的无机磷总量有所下降,损失260-430 mg/kg。空白处理无机磷含量损失最大,添加明矾处理损失最小。余海英等人认为,温室土壤无机磷各组分占全磷含量的比例表现为 Al-P(26.1%)>Fe-P(18.1%)>O-P(17.6%)>Ca10-P(14.4%)>Ca8-P (10.5%)>Ca2-P(5.6%)。其中Ca2-P的有效性最高,但累积量最低;O-P、Ca10-P的有效性低,但累积量高,从而导致土壤磷素的利用率降低。本试验仅研究了综合性的Ca-P,而没有考察Ca10-P、Ca8-P、Ca2-P等不同形态的Ca-P,有待于进一步优化。

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