黑土累积磷的释放动力学特征及主要影响因素
[目的]长期大量施用磷肥致使农田土壤磷快速累积,磷肥增产效率和利用率下降.研究不同施肥措施下土壤累积磷的释放动力学特征及其机制,为累积磷的活化利用和磷肥高效施用提供理论依据.[方法]黑土长期定位试验位于黑龙江省哈尔滨市,在5个不同处理采集土样,分别标记为P1、P2、P3、P4和P5,其Olsen-P含量依次为15.5、20.2、93.2、199和216 mg/kg.采用0.5 mol/L NaHCO3连续浸提法测定5个土壤样品中有效磷的释放量,以5个动力学方程拟合或描述有效磷的释放动力学.采用Hedley法测定了浸提前后土壤活性磷(Resin-P、NaHCO3-Pi、NaHCO3-Po)、中活性磷(NaOH-Pi、NaOH-Po、DilHCl-P)和稳性磷(ConcHCl-Pi、ConcHCl-Po、Residual-P)含量.[结果]连续浸提过程中,供试5个土壤的Olsen-P释放均呈先快后慢的趋势,在浸提1400 min (10次)时基本达到平衡.以米氏方程(Michaelis)、一级方程、Elovich方程、抛物线方程和幂函数方程描述有效磷的释放动力学特征,拟合方程的决定系数(R2)均在0.964及以上(P<0.01),其中又以米氏方程和一级方程为佳,其R2分别为0.9955和0.9922.由米氏方程可知,供试5个土壤的有效磷最大释放量分别为59.8、60.9、332.6、589.7和717.0 mg/kg,随Olsen-P含量的增加而增加,Olsen-P每增加1 mg/kg,磷释放量平均增加3.12 mg/kg;5个土壤有效磷的最大释放量占土壤全磷的比例分别为13.68％、14.86％、45.44％、60.67％和66.45％,也随Olsen-P含量的增加而增加,但土壤浸提残留磷(全磷与可提取有效磷之差)均为373.99 mg/kg左右,说明施磷对土壤残留磷的影响较小,长期施肥累积的磷具有较高的活性.一级方程和Elovich方程表明,黑土有效磷的释放是以扩散为主的动力学过程.连续浸提后,土壤活性磷平均减少了82.9％(67.8％～93.5％),中活性磷平均减少了34.6％ (17.2％～52.0％),稳定性磷无显著变化.活性磷中的Resin-P和NaHCO3-Pi显著降低了89.8％ (78.5％～96.0％)和84.5％ (72.9％ ～91.3％),这表明Resin-P和NaHCO3-Pi的有效性最高.土壤活性磷库、中稳态磷库、磷释放的动力学方程参数与土壤有机质、Olsen-P、全磷呈显著正相关,与pH呈显著负相关,说明土壤累积磷的释放过程主要受到土壤活性磷、中活性磷、土壤有机质、pH和全磷含量的影响.[结论]黑土固定的残留磷量受施肥的影响较小,施肥累积的磷大部分可以释放,尤其Resin-P和NaHCO3-Pi的有效性最高.黑土中磷的释放符合米氏方程和一级方程,磷释放量随Olsen-P水平的增加而增加.土壤有机质、pH和全磷含量是磷释放过程的主要影响因素.
黑土、磷释放动力学、Olsen-P、活性磷、中活性磷、有机质、pH
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S153.6;X524;X132
国家重点研发计划2021YFD1500205
2023-03-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
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