腐殖酸磷肥中的腐殖酸对磷迁移的影响及机理

【目的】比较腐殖酸磷肥中的腐殖酸(PHA)与常规腐殖酸(HA)对肥料磷迁移、Ca^(2+)及磷酸盐吸附特征的差异,明晰腐殖酸在磷肥增效过程中的作用。【方法】在实验室分别制备腐殖酸、腐殖酸磷肥及普通磷肥,利用腐殖酸“碱溶酸析”的原理,通过调节腐殖酸磷肥溶液pH分离得到PHA。研究磷肥配施两种添加量的HA和PHA对肥料磷迁移状况的影响,HA和PHA的配施量分别为施磷量的0.5%与5%,代号分别为0.5HA+P、0.5PHA+P、5HA+P及5PHA+P,同时设置单施磷肥(P)及不施肥(CK)两个处理。并通过HA和PHA对Ca^(2+)及磷酸盐的吸附特征解释二者对肥料磷迁移存在差异的原因。【结果】HA和PHA配施磷肥,肥料磷的迁移距离与迁移量均高于P处理:P处理肥料磷可以迁移到距施肥层垂直距离42 mm处,而配施HA和PHA处理可以分别到达距施肥层46与50 mm处,这与HA和PHA对土壤Ca^(2+)存在较高的吸附容量,进而减少土壤对磷的固定有关。距施肥层42 mm以后,土壤速效磷总量占总施磷量的累积百分数基本趋于不变,且0.5HA+P≈5PHA+P>5HA+P>0.5PHA+P>P处理。PHA对肥料磷迁移的促进作用会随其添加量的提高而增强,而提高HA用量反而会减弱其对肥料磷迁移的促进作用,这与PHA移动性强于HA,对磷酸盐的吸附弱于HA有关。HA与PHA对Ca^(2+)的吸附均是膜扩散与颗粒内扩散综合作用的结果,但是与HA相比,Ca^(2+)向PHA颗粒表面扩散的难度降低,在PHA颗粒内部扩散的难度变大。Langmuir等温吸附模型可以很好地拟合HA或PHA和Ca^(2+)的等温吸附曲线,HA对Ca^(2+)理论最大吸附量高于PHA,然而PHA对Ca^(2+)的吸附以化学吸附为主。【结论】腐殖酸磷肥中的腐殖酸与普通腐殖酸均对Ca^(2+)存在一定的吸附能力,因此均可以促进肥料磷的迁移,但是磷肥配施腐殖酸磷肥中的腐殖酸,肥料磷的迁移距离大于常规腐殖酸,这可能是腐殖酸磷肥中腐殖酸增效磷肥的一个原因。

不同磺化腐殖酸磷肥提高冬小麦产量和磷素吸收利用的效应研究

【目的】腐殖酸对磷肥增效的调控效应与其结构性密切相关。本文比较了不同磺化反应方法制备的腐殖酸磷肥对冬小麦磷素利用的影响,为制备调控磷肥专用的腐殖酸增效载体提供依据。【方法】采用磷酸与氢氧化钾反应法制备普通磷肥(P)、普通腐殖酸磷肥(HAP),并采用加双氧水、硝酸等方法制备了四种磺化腐殖酸磷肥(HA1P、HA2P、HA3P和HA4P)。用田间土柱栽培试验方法,在等磷量基础上,设置普通磷肥(P)、普通腐殖酸磷肥(HAP)、磺甲基化腐殖酸磷肥(HA1P)、双氧水+磺甲基化腐殖酸磷肥(HA2P)、硝酸+磺甲基化腐殖酸磷肥(HA3P)、双氧水+硝酸+磺甲基化腐殖酸磷肥(HA4P) 6个处理,同时设置不施磷肥对照(CK)处理和施用等量腐殖酸处理(C-HA、C-HA1、C-HA2、C-HA3、C-HA4)。调查了小麦产量和产量构成及经济效益,分析了0—80 cm土壤有效磷含量。【结果】1)与CK相比,普通腐殖酸(C-HA)和磺化处理腐殖酸(C-HA1、C-HA2、C-HA3、C-HA4)对小麦籽粒产量无显著影响。与P处理比较,HAP、HA1P、HA2P、HA3P、HA4P处理的小麦籽粒产量分别提高了6.3%、17.8%、10.1%、17.5%、11.1%,4个腐殖酸磺化磷肥(HA1P、HA2P、HA3P、HA4P)处理均高于普通腐殖酸磷肥(HAP)处理。2)与HAP比较,磺化腐殖酸磷肥处理HA1P、HA2P、HA3P、HA4P分别提高小麦地上部磷吸收量12.3%、12.3%、9.2%、10.8%,其中HA1P和HA2P处理最高。3)与HAP比较,磺化腐殖酸磷肥处理HA1P、HA3P分别提高小麦磷肥农学效率23.6%和7.1%。4)与HAP比较,磺化腐殖酸磷肥处理HA1P、HA2P、HA4P可分别提高0—20 cm土层土壤速效磷含量17.5%、16.2%、17.2%。【结论】磺化腐殖酸磷肥比普通腐殖酸磷肥可以更有效地提高土壤中磷肥的有效性,提高冬小麦对磷素的吸收利用,进而提高冬小麦籽粒产量。四种磺化工艺中,以磺甲基化处理的腐殖酸磷肥(HA1P)效果最优。

Movement of Phosphorus in a Calcareous Soil as Affected by Humic Acid

When humic acid (HA) and phosphorus (P) fertilizer are simultaneously applied to soil, HA may affect the movement of P. A laboratory incubation experiment was conducted to quantify the effects of a commercial HA product co-applied with monocalcium phosphate (MCP) on the distance of P movement and the concentration of P in various forms at different distances from the P fertilizer application site in a calcareous soil from northern China. Fertilizer MCP (at a rate equivalent to 26.6 kg P ha-1 ) was applied alone or in combination with HA (at 254.8 kg HA ha-1 ) to the surface of soil packed in cylinders (150 mm high and 50 mm internal diameter), and then incubated at 320 g kg-1 moisture content for 7 and 28 d periods. Extraction and analysis of each 2 mm soil layer in columns showed that the addition of HA to MCP increased the distance of P movement and the concentrations of water-extractable P, acid-extractable P and Olsen P in soil. The addition of HA to MCP could enhance P availability by increasing the distance of P movement and the concentration of extractable P in soil surrounding the P fertilizer.