浅述磷迁移与固定的室内研究方法

袁凤英，于南树,3，庞世花,3，郭宗端*

(1.金正大生态工程集团股份有限公司,山东 临沭；2.国家缓控释肥工程技术研究中心,山东 临沭；3.养分资源高效开发与综合利用国家重点实验室，山东 临沭 276700)

浅述磷迁移与固定的室内研究方法

袁凤英1,2，于南树1,2,3，庞世花1,2,3，郭宗端1,2*

(1.金正大生态工程集团股份有限公司,山东 临沭；2.国家缓控释肥工程技术研究中心,山东 临沭；3.养分资源高效开发与综合利用国家重点实验室，山东 临沭 276700)

磷是植物生长所必须的重要元素，在土壤中容易被固定，移动距离短，当季利用率低。文章简述了磷迁移和固定的室内模拟研究方法，为开发高效磷肥和保护环境提供一定的依据。

磷;迁移;固定;室内模拟

磷是植物生长所必须的大量元素之一，在植物的生长过程中起着重要的作用，参与植物体内的各种生理代谢，是细胞质和细胞核的重要组成成分，具有促根、抗逆等性能。植物对磷的吸收可通过叶片和根系，通过叶片吸收的磷有限，主要还是通过根系吸收磷。根系主要吸收正磷酸盐形态的磷，然正磷酸盐形态的磷在土壤中容易被固定，移动距离短。然而，随着土壤磷施入量的累积，土壤中磷达到一定程度，又会带来水体富营养化的风险，对磷的迁移和固定的研究，可在一定程度上为磷的高效利用肥料的开发提供一定的依据，又可为磷肥的施用带来的环境影响做预防。关于磷素迁移和固定的研究已有大量报道，主要研究方法有室内模拟法、野外原位法和同位素示踪法。这里主要介绍磷素室内模拟的研究方法。

1 磷素迁移的室内模拟研究方法

磷素迁移的室内模拟研究方法主要有室内土柱淋洗试验和室内土柱培养试验。

1.1

室内土柱淋洗试验是研究磷迁移的一种常用的方法，又根据肥料性质、肥料使用方式和当地的降雨灌溉有所不同。

基肥中磷素迁移的室内模拟研究。生产中磷肥常作为基肥在耕层施用，模仿田间的土壤结构，参考当地降雨量及水利条件，淋溶试验方法如下：采用 PVC材料制成土柱管，装填土柱，容重 1.2 g/ cm3。参考当地的施肥量，对表层土设不同处理，混施肥料。参考当地的降雨量和灌溉量确定淋洗水的量。在预定的时间进行淋洗，并承接淋洗液进行分析。淋滤结束后采集土柱不同土层的土样并进行分析, 模仿土壤结构耕层施肥的土柱淋溶装置见表1。

图1 模仿土壤结构耕层施肥的土柱淋溶装置[1]

金圣爱等[1]以该法研究了山东寿光设施菜地富磷土壤磷素淋溶特征，结果表明，在淋溶的前八天时间里，是可溶性磷淋出较快的时间段，有机态磷早于无机态磷淋出。周全来等[2]利用该模式的研究表明，水稻土施 P后立即进行高强度的淋洗，当用量低于400 kg/hm2时，施入的P没有移出上层土壤(20cm)。刘星等[3]利用该模式研究了施磷对水稻土磷素淋溶的影响，结果表明，施磷400 kg/hm2时，表土中的P开始产生下移现象；当施P高于800 kg/hm2时，P在30 cm土层有明显累积，P移动距离可达10 cm甚至以上。对上层土壤磷素淋失临界值进行预测，得到当土壤Olsen-P阈值为46.11 mg/kg，超过该值，土壤磷就有可能产生垂直移动，导致磷素流失。

另有直接以耕层施肥土为研究对象，研究土壤中磷的迁移。具体做法大致为：处理后耕层土和肥料混匀后装柱，据降雨量等直接用一定量的在预定的时间进行淋洗，承接淋洗液并进行分析。王静等[4]以该模式研究了丹江库区典型土壤磷的淋溶特征，发现淋溶液中钼酸盐反应磷的淋溶量与土壤粘粒含量呈负相关，以耕层施肥土为研究对象的淋溶装置见图4。王宝申等[5]以该模式做了生物有机肥对土壤氮、磷、钾淋溶试验，发现施用生物有机肥可以阻止土壤中磷的淋溶损，增加土壤中磷的含量。500g土中分别加入5，10，15g生物有机肥，磷的淋失率分别比对照减少75.8%、84.8%、87.1%。

图2 以耕层施肥土为研究对象的淋溶装置[4]

张翠荣[6]在进行室内土柱模拟土壤磷素淋溶研究时，直接以肥料溶液对未加肥料处理的土柱进行淋洗。大致做法为，处理后的土装柱，使容重达到要求，进行吸水平衡，以预定量的磷素溶液在预定的时间对土柱进行淋洗，承接淋洗液并进行分析。结合目前水溶肥的施肥方式，可以考虑直接用肥料溶液淋洗土柱或先用一定量的肥料溶液再用一定量的水淋洗土柱的模式作为水溶肥磷素迁移的室内模拟研究模式。

1.2 室内土柱培养试验

模拟农业生产中多采用条施或穴施的方式集中施用磷肥，利用磷素在土壤溶液中的扩散，研究了磷素在土壤肥际微域的迁移和转化。该法的具体做法是：自制蜡筒，底端用滤纸封口，均匀装土，使容重为1.22 g/ cm3。将装好的土柱垂直放在有去离子水的细砂盘上，使土柱均匀吸水至饱和持水量。去除重力水后，去掉蜡筒第端的封口滤纸，用保鲜膜密封，以防水分损失。将蜡筒垂直放于25℃室内平衡48 h。平衡后，去除保鲜膜和滤纸 ，将肥料均匀撒放于土柱顶面上的滤纸圆片上，然后再次用保鲜膜封口，在25℃室内培养。培养预定时间后，去除保鲜膜及滤纸，用切片取样装置从施肥端依次切成若干2mm厚土样供分析测试。同时设不施肥对照处理。金亮等[7]利用该法研究了石灰性土壤肥际磷酸一钙的转化及肥料磷的迁移，发现磷酸二氢钙施入石灰性潮土31天后，肥料P的迁移距离达45 mm，约30%肥料P残留在原施肥点。杜振宇等[8]利用该法研究了磷在潮土肥际微域中的迁移和转化，发现磷在土壤中的迁移主要发生在施肥后的短时间内，施肥7 d内的迁移量较大。杜振宇等[9]关于腐殖酸物质对磷在褐土中迁移影响的研究结果表明，腐殖酸可以促进磷在褐土中的迁移，而腐殖酸钠缩短了磷的迁移距离。

2 磷固定的室内研究方法

磷固定的室内模拟研究主要原理是：土壤与肥料在一定条件下接触一定时间后，有效磷含量与接触前的差值，即为被土壤固定的磷。目前其室内研究方法主要有恒温培养法和连续提取法。

2.1 恒温培养法大致做法

处理后的土与肥混匀，于恒温培养箱内培养，定期浇水，保持土壤含水量在一定水平。培养至预定时间取土样测定速效磷含量。初始土壤和肥料中有效磷与培养后土壤有效磷的差值即为磷的固定量。孙桂芳等[10]利用该法的研究表明，每千克红壤中添加0.2g低分子量有机酸类的钠钙盐(LA)，培养50d，有效磷含量较对照高91.27% ，磷固定率较对照降低22.3%。每千克黑土中添加0.5g低分子量有机酸类与混合氨基酸的钠钙盐(LAA)，培养50天，有效磷含量比对照高46.84% ，磷固定率较对照降低14.1%。利用该模式研究的腐植酸钾与速效磷肥结合形态对磷的有效性影响的结果表明[11]，腐植酸钾与磷酸二氢钙的反应产物的磷的有效性明显优于二者的混合物，更优于单施磷酸二氢钙。反应产物施入土壤后有效磷基本保持均衡，60天后有效磷比施混合物高12.7%，比单施磷肥高14.6%，抑制固定率是混合物的8.4倍。

2.2 液体连续提取法

风干过筛土，与肥、氯盐溶液按一定比例混合后，24±1℃振荡24h，离心，收集清夜；离心后剩下的部分再加入氯盐溶液，摇匀，24±1℃振荡24h，离心，收集清夜，连续重复多次。测定清夜中的磷含量。加入磷量与滤液中的磷量之差即为磷的固定量，固定量占土壤磷素加入量的百分率为固定率。该法较恒稳培养法时间短，可用于不同类型土壤对磷的固定能力的研究或者同种土壤对不同磷肥固定能力的研究。

陈金林等[12]利用该法的研究表明，土样加磷量为500 mg/kg时，腐殖酸加入量为2.0 g/kg时，柠檬酸和酒石酸的加入量均为4.0 g/kg时，对土壤磷的固定具有较强抑制作用。李寿田等[13]采用该模式的研究表明，加入外源磷2.97 g/ kg 时，红壤对磷的固定大于潮土和水稻土，固定率分别为95.48%、85.14%、69.89%。

3 结论

室内模拟研究不同形态磷在不同土壤中的迁移和固定、不同添加物对磷的在不同土壤中迁移和固定的影响，有助于在肥料开发的过程，磷高效利用肥料的开发，也有助有肥料应用过程中对磷用量的把握，防止过量应用带来的淋溶损失及对水体的污染。磷矿是有限的资源，磷资源的合理应用，可减少资源的浪费，更好的保护环境。

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(本文文献格式：袁凤英，于南树，庞世花，等.浅述磷迁移与固定的室内研究方法[J].山东化工，2017，46(04)：94-95，98.)

Brief Discussion Indoor Research Methods For The Phosphorus Migration And Fixed

YuanFengying1,2,YuNanshu1,2,3,PangShihua1,2,3,GuoZongduan1,2

(1.Kingenta Ecological Engineering Group Co．，Ltd., Linshu 276700,China;2.National Engineering Technology Research Center For SCRF, Linshu 276700,China;3.State Key Laboratory of Nutrition Resources Integrated Utilization,Linshu 276700,China)

Phosphorus is an important element essential for plants growth, fixed easily in the soil, mobile short distance, low utilization rate of the quarter. he article has summarized the phosphorus migration and fixed indoor simulation methods, for the development of efficient phosphorus fertilizer and protect the environment to provide a certain basis.

phosphorus；migration; fixed; indoor simulation methods

2016-12-29

山东省自然科学基金(ZR2015QL009)

袁凤英(1981—)，女，主要从事肥料的研发工作；通讯作者：郭宗端(1978—)，主要从事新型肥料的研发及产品工业化。

S143.2

A

1008-021X(2017)04-0094-02