土壤磷營養(yǎng)與作物高產(chǎn)保護(hù)

世界耕地中約43%的磷不足。土壤磷肥的轉(zhuǎn)化速率受作物類型、土壤理化性質(zhì)(土壤溶液中游離Fe,活性CaCO1磷酸激活非生物方法1.1控釋和緩釋肥料系列產(chǎn)品研究20世紀(jì)60年代以來,美國、日本等發(fā)達(dá)國家就著手研究和改進(jìn)化肥的制作技術(shù),力求改變化肥本身的特性進(jìn)而提高肥料的利用率,研制并推廣了控釋和緩釋肥料系列產(chǎn)品,但大多為控釋氮肥的研究1.2合成柯特卡肥料20世紀(jì)30年代,芬蘭研究和生產(chǎn)了一種稱之為柯特卡肥料的部分酸化磷肥(Partiallyacidulatedphosphaterocks,簡稱PAPR)1.3膨潤土的生物改性對磷生物有效性的影響關(guān)于膨潤土提高土壤磷肥利用率的問題,很多人已經(jīng)作了大量工作改性膨潤土(bentonite)是一種以蒙脫石為主要成分的黏土礦物,具有很強(qiáng)的吸水性,吸水后體積膨脹,具有很強(qiáng)的交換能力,晶層間吸附陽離子,進(jìn)一步使得吸附離子晶層間距離增加而更容易吸收水分而膨脹,吸附的陽離子被置換時(shí),又增強(qiáng)了膨潤土的吸附性和陽離子交換量改性膨潤土與磷結(jié)合后水溶性弱,但不失有效性,抑制了土壤對水溶性磷的固定,減緩速效磷向遲效、無效態(tài)轉(zhuǎn)化,使得磷的生物有效性有較大的提高,磷肥利用率不僅僅以其本身的化學(xué)有效性作為標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)該同時(shí)考慮其生物有效性作為評判指標(biāo)1.4生物沸石的改性沸石是一種具有架狀結(jié)構(gòu)的含水的堿金屬和堿土金屬的鋁硅酸鹽礦物將沸石改性或改型處理可以提高天然沸石的吸附、離子交換等性能。沸石的改性方法有高溫灼燒、酸處理、離子交換及水冷卻處理等。目前關(guān)于改性沸石的研究多集中在銨飽和的沸石。Lai的研究日本研制了生物沸石有機(jī)肥料;還有的國家利用沸石肥料、微量元素、有機(jī)肥、腐殖酸等配制沸石復(fù)混肥1.5腐殖酸和其他有機(jī)活化劑用于磷礦粉活化的有機(jī)活化劑包括腐殖酸、糠醛渣、有機(jī)肥、造紙黑液(含有木質(zhì)素)以及化學(xué)有機(jī)高分子物質(zhì)等。1.5.1微量元素活化劑泥炭、褐煤、風(fēng)化煤等中都含有豐富的腐殖酸類物質(zhì),可作為常規(guī)化肥的添加劑而與其混合使用。腐殖酸是一種高分子有機(jī)酸,具有多種活性基團(tuán)(羧基、酚羥基、醇羥基、甲氧基等),有較高的陽離子交換能力,通過金屬離子(Fe有機(jī)肥也可以提高磷礦粉的肥效,因?yàn)橛袡C(jī)物中具有某些可以絡(luò)合Ca近十多年來,人們對植物根系分泌有機(jī)酸提高土壤磷素生物有效性機(jī)制的研究日趨活躍龐榮麗等對根系分泌的低分子量有機(jī)酸活化土壤磷的研究多是關(guān)于有機(jī)酸對磷素吸附解吸過程的影響,而關(guān)于不同的低分子量有機(jī)酸對不同形態(tài)磷酸鹽的活化作用、在有機(jī)酸影響下的土壤磷素形態(tài)轉(zhuǎn)化以及利用酸活化機(jī)理改性磷肥等問題,還缺乏較深入的研究。1.5.2聚丙烯酰胺保水劑楊瑩等聚丙烯酰胺為高分子材料,能促進(jìn)土壤細(xì)小顆粒相互凝聚成穩(wěn)定的團(tuán)聚體,增加土壤中大孔隙的比例,從而提高土壤的入滲能力,減少土壤侵蝕。同時(shí),聚丙烯酰胺具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),分子基團(tuán)與水分子之間可以相互締合,具有吸納和保水性能。因此,聚丙烯酰胺可作為土壤的改良劑、保水劑木素是由苯基丙烷單元通過醚鍵和碳一鍵連接而成的高分子化合物,具有三維空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。木素是植物體內(nèi)重要的組成物質(zhì),但在造紙工業(yè)中沒有被利用,而是作為制漿黑液的一部分被排入水體。近年隨著對環(huán)境治理力度加大,展開了對木素的回收利用的研究,發(fā)現(xiàn)木素能有效的活化磷礦粉1.6提高試驗(yàn)地的氧含量和穩(wěn)定一些含微量元素的化合物對磷肥在土壤中的移動(dòng)有推動(dòng)作用,能夠減少速效磷的固定和退化,同時(shí)補(bǔ)充土壤中量和微量元素的不足,增強(qiáng)作物抗病能力,刺激作物根系生長,利于磷的吸收,從而提高了磷肥的當(dāng)季利用率。莫桂英和謝偉2磷酸激活生物方法2.1對土壤中磷的吸收利用具有解磷功能的微生物可將難溶性的磷轉(zhuǎn)化為植物可利用的磷源,從而提高其肥效,機(jī)理是利用微生物分泌的有機(jī)酸或微生物呼吸釋放二氧化碳,一方面降低土壤pH值,另一方面與土壤中被固定的磷素形成可溶的絡(luò)合物或螯合物。前蘇聯(lián)和東歐國家在20世紀(jì)80年代中就開始研究磷細(xì)菌劑和真菌劑施用在土壤上能明顯促進(jìn)土壤中殘余磷的釋放,提高植物對磷的吸收。早在1903年就有研究者發(fā)現(xiàn)有溶解無機(jī)磷的微生物的存在。20世紀(jì)40年代,溶磷微生物(PSMs)就開始用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn),如印度施用溶磷菌劑Gerretsen土壤中的無機(jī)磷大部分是難溶磷。VA菌根植物常常對土壤施用的難溶性磷肥有良好反應(yīng)。菌根是菌根真菌菌絲與高等植物營養(yǎng)根系形成的一種聯(lián)合體,二者互惠共生。菌根提高宿主植物的吸磷能力,對土壤中水溶性、難溶性無機(jī)磷和有機(jī)磷的吸收機(jī)制不同,如改變根際土壤的pH值,擴(kuò)大吸收面積,促進(jìn)磷的運(yùn)輸或分泌有機(jī)酸活化難溶性磷,刺激土壤中其他微生物(如菌絲際磷細(xì)菌和真菌)的生長和繁殖。AM廣泛分布在田間,菌絲表面積較大,擴(kuò)大了根系對磷地吸收范圍,而且菌絲的表面對磷具有很強(qiáng)的親和力。菌根通過根系和菌絲的橋接(菌絲橋)作用,加速已吸收的磷向根運(yùn)轉(zhuǎn)。Tarafdar和Marschner2.2土壤有機(jī)磷生物有效性根系分泌物是植物作用于土壤環(huán)境的主要方式之一。在植物根系多種復(fù)雜的分泌物中,其中的酸性磷酸酶是植物對缺磷脅迫的最早和最劇烈的反應(yīng)之一根際磷酸酶對土壤有機(jī)磷生物有效性有較大的影響。磷酸酶是由活的生物體合成的對有機(jī)磷分解具有專性催化作用的蛋白質(zhì),是代表一組可催化磷酸或磷酸酐水解的酶,根系分泌的酸性磷酸酶對植物的磷素營養(yǎng)起著主要作用3開發(fā)控釋型磷酸活化劑,進(jìn)一步完善土壤理化指標(biāo)磷素轉(zhuǎn)化運(yùn)移規(guī)律和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需求使得如何減少肥料-尤其是利用率較低的磷肥的投入量成為研究的焦點(diǎn)。磷肥從骨料、磷礦粉、過磷酸鈣、重過磷酸鈣到磷酸一銨、磷酸二銨,已經(jīng)提高了磷肥的利用率,當(dāng)前對磷素活化劑的研究成為必要和必需的。雖然已經(jīng)有許多土壤調(diào)理劑廣泛應(yīng)用于土壤磷素活化,但生物解磷技術(shù)有較大的局限性,且其他非生物磷素活化劑真正用于制造肥料、用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的只有少數(shù)幾種,需要大力開發(fā)多種活化劑在磷肥中的應(yīng)用,同時(shí)開展區(qū)域土壤條件下磷肥活化劑的研究,做到研究與生產(chǎn)應(yīng)用緊密結(jié)合,綜合考慮活化效果和經(jīng)濟(jì)因素及與其相關(guān)的