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1.土壤中的磷资源状况
1.1土壤中磷含量
土壤中的全磷量是指土壤中各种形态磷素的总和。由于受成土作用、土壤母质和耕作施肥的影响很大(HuangMetal,2003),土壤全磷含量会有很大变化,我国土壤全磷的含量(以g/kg表示),一般最高的可达到1.8g/kg,范围在0.44~0.85g/kg之间。南方土壤多为酸性的,全磷含量低于0.56g/kg;由于北方土壤多为石灰性,全磷含量相对来说比较高,一般在0.57~0.70g/kg之间。另外,土壤含磷量也会受到有机质的含量影响。如果土壤中有机质的含量丰富,那么含磷量也相对较高。土壤的质地也会影响磷含量。砂性土的磷含量低于粘土。除此之外,经过大量数据统计表明,由于土壤中磷资源容易形成难溶性化合物,即便在全磷含量比较高的土壤,作物能够直接被吸收利用的磷含量很低。比如,我国黄土性母质的土壤是是石灰性的土壤。由于大量的游离碳酸钙存在,大部分的磷与游离的碳酸钙形成难溶性的磷酸钙盐,所以即使全磷含量达到0.79g/kg,土壤可用的磷资源也十分有限。全国范围的土壤缺磷现状也十分严重,制约着农业的发展(Lynchetal.,1998;Runge-Metzger,1995)。在我国有效磷含量低的土壤占到全国耕地面积的75%,其中有40%达到了严重缺磷的状况。我国黄淮海地区成为最大的缺磷区,面积达到94%,其中耕地面积的67%的土壤达到严重缺磷。(章明奎等,2010)
1.2土壤磷的形态
土壤中的磷元素有不同的类型,大体分为两种,有机态和无机态,我国土壤有机磷的含量逐年有上升的趋势,一般占到总磷的25%~45%,土壤中占有相当大的比例。全世界土壤中有机磷含量也是很高,最高能够占到全磷含量的80%,土壤有机磷研究还面临很多困难,其原因是它复杂的成分以及结构。虽然土壤中的有机磷含量很高,但是它的有效性很低,因为大部分的有机磷都是以难分解利用的高分子状态存在。
1.2.1有机磷的成分
土壤中的有机磷主要是以磷酸酯(Rheinheimer,2003)形式存在的,可分为5类:磷脂和核酸,肌醇磷酸酯,磷酸酯类和核苷酸。其中肌醇磷酸酯,磷脂和核酸前三种是主要形式。磷酸酯的主要组成是六磷酸肌醇,肌醇六磷酸酯在酸性条件下与铁、铝,碱性条件下与钙形成大量的极难溶的盐类也会与一些蛋白质和其他的一些金属形成鏊合物,这种鏊合物十分难分解,是一种很稳定的化合物,因此,肌醇磷酸盐含量较高。磷脂由于在土壤中很容易分解利用,所以它的含量很低,核酸也类似于磷脂含量也很低。
1.2.2无机磷的成分
无机磷在土壤中主要以钙、铁、铝等的磷酸盐的形式为主,由于吸附在如铝、钙、铁、氟等化合物中无机磷的溶解度也相差很大,有的很容易溶解,有些很难溶。无机磷的存在形式也受到PH值的影响,比如磷酸铝和磷酸铁在偏酸性的土壤中存在,在中性土壤中以磷酸钙为主。
1.3土壤有效磷的检测方法
速效磷也称为有效磷,是土壤中能被植物利用的磷营养组分,它由全部水溶性磷、部分吸附态磷及有机态磷组成(王芹等,2009)。有效磷定义为:能与32P进行同位素交换的或者容易被某些化学试剂提取的磷及土壤溶液中的磷酸盐。检测土壤有效磷的测定方法很多,Olsen法、BrayⅠ法、MehlichⅢ法4、AL—abbas法、HAC—NaAC法、Troug法,H2SO4—(NH4)2SO4—EDTA法(Bowma,1989)等,其中Olsen法即用0.5mol/LNaHCO3是测定土壤有效磷测定比较常用的方法,特点是较多用于石灰性、中性或酸性土壤的有效磷的测定,在测量酸性土壤时,因为NaHCO3利用其OH-进行的浸提Fe—P、Al—P的能力不高,降低了代换吸附在Fe、Al胶体上磷酸根负离子的能力,所以不利于提取磷。因此这个方法不适合用于酸性土壤有效磷的测定,BrayⅠ法适于酸性土壤有效磷测定但是与Troug法比较,Troug法测得的有效磷量数值大而且与磷吸收量达到极显著水平,适于测定酸性土壤有效磷的。
2材料与方法
2.1材料
北京回龙观地区试验田土样
2.2方法
2.2.1活性有机磷的测定方法
有效磷的含量包括活性有机磷与中等活性的有机磷。活性有机磷测定方法:在250毫升三角瓶中加入0.5mol/LNaHCO350mL与无磷活性0.5g炭粉,在加入已经经过风干的土壤样品250mg,在20℃下振荡半小时,同时需要做空白试验,试液用漏斗和滤纸过滤于三角瓶里。
1.测定总磷的含量
(1)取滤液20毫升,在沸水浴上蒸,蒸干后加浓硫酸3毫升摇晃均匀,将溶液倒入定容至50毫升。(2)在上面已经蒸煮过的溶液中取出5毫升,再加10毫升水及1滴2,6-二硝基酚指示剂,用稀酸调节至淡黄色,再加入钼锑抗显色剂,摇匀后会有二氧化碳气体放出,等放完后再进行比色。
2.测定无机磷的含量
测定无机磷也是同样要取5毫升滤液于容量瓶,加入1滴2,6-二硝基酚指示剂,用稀酸调节至淡黄色,加入钼锑抗显色剂,摇匀后有二氧化碳气体放出,蒸馏水定容,半小时后开始比色。
3.活性有机磷的含量
活性有机磷W(P)=总磷量-无机磷,W(P)-土壤活性有机磷质量分数,mg/kg
4.绘制标准曲线吸取标准溶液0,l,2,3,4,5,6毫升于容量瓶中,稀释后加入钼锑抗显色剂,定容至50毫升,就得到了标准曲线:0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6(mg/l)。
2.2.2中等活性有机磷的测定方法
称取1g风干土壤通过2mm筛孔,加入1.0mol/LH2SO450mL,振荡3小时,过滤于三角瓶中。(1)总磷量的测定吸取5mL,置于沸水浴蒸干,消煮,调酸度,加显色剂,进行比色。(2)无机磷的测定吸取10mL放于烧杯中并加入0.3g活性炭,振荡半小时(150-180rpm)过滤,调酸度,加显色剂,进行比色。(3)中等活性有机磷W(P)=总磷量-无机磷,
3土壤中全磷及有效磷测定结果
回龙观地区试验田土样的12个区域取样,结果见表1。全磷含量属于中等水平但是有效磷含量属于极低水平,结果表明,所测土壤样品,有效磷含量属于极低水平,全磷含量属中等水平。
4、结语
实验结果表明回龙观试验田全磷含量中等,但有效磷含量极低,不利于农作物的生长。需要施用大量的磷肥,了解土壤中有效磷的供应状况,对于施肥有着直接的意义,既能指导磷肥的施用,又能避免过量使用磷肥对土壤造成的富养伤害。