全 文 ：© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
核 农 学 报 , 一
扭 八 八 之。 尸 如之 延, 云
高固磷土壤中的有效磷库似不宜用
值或 值评估
王光火
浙江农业大学土化系 杭州
广泛分布于我国南方地 区 的砖红壤 、 红壤 以及发育于 红 色拈土 的水稻土 , 大 多数
属于 高固碑土壤 。 本文从强度 、数量和缓冲容量 因素 出发 , 对有效磷的有关参数进行
了讨论 。 探讨 了 值和 值评枯 土攘有效磷库的适 用性 。 实验 室 和盆 栽试验 的 结
果表 明 , 由 于 高固磷土壤对 和 的 不 可逆 固定 作用 , 不 能 满足 同位素稀释技 术
浏定土攘 活 性碑的基本 原理 川 , 不论 用 值 还是 值对这类土攘有效磷库进行评
话 , 都不 能获得满意的结果 。
关往词 高固磷土峨 值 值
月 台
应用同位素稀释技术测定土壤活性磷库 , 并不干扰土壤成分之间的平衡 , 因而 比化学提取
方法优越 。 许多试验结果表 明 , 植物吸收的磷来 自土壤 中的同位素交换性磷 , ’。〕。 但是 , 应
用同位素稀释法测定高固磷土壤有效磷存在不少 问题 。 靠分析土壤平衡溶液中 , 比例
的变化来测定土壤交换性磷库 值 的做法 , 会导致高估土壤有效磷数量 , 礴
, “, ‘’, ‘ 〕。 造成高
估土壤有效磷的原因主要有二 一是土壤溶液 中磷浓度过低而使溶液中 ‘ 测定值偏高 , 二
是 被固定于非交换性点位 。 测 定土壤同位素交换性磷的另一种方法是测定土壤的 值 。
值是通过生长于 标记土壤上的植物来测定 , 用 值评价土壤有效磷 比 值优越 。
但是 , 对于高固磷土壤 值的测定 , 是否满足 同位素稀释原理 , 是否可以 获得满意的结果 , 文
献中至今未见有报道 。
我国南方地区广泛分布的砖红壤 、红壤以及红壤型水稻土 , 一般含有大量游离的铁 、 铝氧
化物和氢氧化物 。 它们的大多数对磷肥吸持容量大 , 有效磷含量低 , 归之于高固磷土壤 。 本研
究在测定高固磷土壤吸附等温线的同时 , 还测 定了相应的 值 , 以探讨不同施磷水平下土壤
同位素交换性磷的变化 。 同时 , 选择一种高固磷土壤进行盆栽水稻试验 , 观察在 不同标记
时期以及磷肥不同施用水平的土壤条件下 , 水稻植株对 ’ 和犯 的吸收情况 , 并对高固磷土
壤 值的可靠性进行评价 。
材 料 与 方 法
选择我国南方 种砖红壤和 种红壤型水稻土 水稻土 作为高固磷土壤的试验材料 。
此文于 年 月 日收到 。
国家 自然科学基金资助项 目 。
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核 农 学 报 卷
并以 种固磷能力低
、 磷素水平高的水稻土 水稻土 , 小粉土 作为对照 。 土样的一些基本性
质列于表 土壤吸磷容量按 的方法测定 ‘ 〕, 其它性质均按常规分析方法测定 。
表 供试土样的一些基本性质
阮
土壤 名称
〕
‘ 有机贡 粘 粒
胖
吸磷容量
酬
一
吨
母 质
‘
砖红壤
】刀 阳
,
水稻土
、 , 工
水稻土 皿 、
玄武岩
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第四纪红土
浅海沉积物
】
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磷吸附等温线及交换性磷变化曲线 称取相当于 干土的风干土多份于离心管中 , 分
别加入 溶液 , 内含不同等级磷数量 从 , 于 ℃恒温室中振荡
科 , 随后加入无载体 , 继续振荡平衡 , 然后离心 。 用铝锑抗 比色法和液
闪法分别测定离心液中磷浓度和放射性活度 。 以溶液中添加磷的减少计算出土壤的吸磷量 ,
按下式计算土壤同位素性磷 值
液 。 一
式中 , ‘ 液 表示平衡溶液中磷含量 , 。 和 “ , 分别表示起始时加入的和 反应后残留在溶液 中
的 ’“ 含量。
盆栽试验 采用水稻土 , 每盆装土 , 施尿 素 , 作基 肥 。 置于玻璃
房中淹水培养 , 然后移栽水稻秧苗 。 水稻品种 为早稻 , 砂培育苗 不施磷 , 秧龄
, 每盆 丛 , 每丛 株 , 共 种处理 , 次重复 , 完全随机排列 。 每盆共施无载体 ,
具体安排如下 处理 、 于水稻移栽前 次施入 处理 、 于移栽前 次施入 处理
一
于移栽前 及 移 栽 前 各施一 半 。 处理 、 不施 磷肥 , 其余 处理 每盆施磷
【 认 , 于移栽前 施入 。 每次施犯 或磷肥后 , 都将所有盆钵 的土壤 充分搅匀 。 水
稻移栽后一直保持 一 厚水层 。 于移栽后 施氮肥 次 , 每盆 氮 尿素 。 移栽
后 收获植株地上部分 , 测定干物重 , 分析植株含磷量和放射性活度 。 假定来 自种子的磷忽
略不计 , 依下式计算不施磷处理土壤的 值
民 哩
式中 , 凡 二 施入土壤的 ’“ 放射性活度 , 。 植株放射性 比活度 。
结 果 与 讨 论
供试土壤对磷的吸附特征如吸附等温线所示 图 。 在任一平衡磷浓度下 , 以 砖红壤 吸
持的磷最多 , 水稻土 工次之 , 水稻土 最低 。 在土壤对磷的吸附研究中 , 以 吸附等温
线应用得最为广泛 。 方程可以表示为
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期 高固磷土壤中的有效磷库似不宜用 值或 值评 估
式 中 , 二 磷吸附量 , 。 二 最大吸附量 , 结合能常数 ,
中磷浓度 。 对上式微分
平衡溶液
血 二
当 时 , 二 。 称为最大缓冲容量 , 是表 征吸附等温线的重要参
数 , 可用来比较不同土壤对磷的吸附能力困 。 图 中各曲线数据 对 方 程都 比较 适
合 , 相关系数在 至 之间 。 按照 方程计算得的有关参数列于表 从表
可以看出 , 砖红壤和红壤型水稻土的 及 值都远远大于水稻 土 。 在砖红壤和红壤
型水稻土之间 , 尽管 值差别很大 , 但其结合能常数则接近 。 与吸附等温线相 比
, 这两种
土壤的交换性磷曲线的 则低得多 。 这也表现在图 中 , 在较低平衡浓度下 , 交换性磷 曲
线 比吸附曲线平缓得多 。 对于大多数作物来说 , 在 左右的溶液磷浓度下 , 均 生长得
很好 , 在评价土壤磷素状况时 , 通常把平衡磷浓度 为 时土壤对磷的吸附量作 为磷 肥
需要量的指标 , 供生产上参考 。 表 表 明 , 种土壤要达到这一浓度水平所需磷肥 的数量相差
悬殊 。
图 不同土壤对磷酸根的吸附及吸附磷的同
位素交换性
印 阳 日
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平衡溶彼碑谁度
实线表示磷吸附等温线 , 虚线表示 卫 交换性磷 曲
线
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表 按 等湿吸附方程计算的图 各曲线的有关参数
阴
交换性磷曲线
土壤名称
〕
磷吸附等温线
八
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砖红壤
‘泛习
呀
水稻 土
水稻土
﹃‘︸、卜︸、还妇︸卜工,︸衬
‘ 平衡溶液磷浓度为 一 时土壤对磷的吸附量
犯 四
比较磷吸附等温线和相应的交换性磷曲线可以发现 , 在任一施磷水平 下
,
砖红壤和红壤型
水稻土 水稻土 的同位素交换性磷量均低于相应的磷吸附量 , 且这 一差距随着施磷水平的
增加而增大 。 这一现象表明 , 在试验条件下 , 土壤新吸附的磷并 不能全部 为艾 所交换
,
有相
当部分新吸附的磷 已转变成非交换性磷 , 且这部分磷的数量随着 施磷 量的增加而增加 很 明
显 , 在测定高固磷土壤的活性磷时 , 及其载体也将遇到与此相 同的情况 由于高固磷土壤
对添加磷 , 或 的强烈固定作用 , 很难应用 值对土壤 的有效磷进 行评 估 水屯土 的
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核 农 学 报 卷
情况则不同 , 磷吸附曲线位于交换性磷 曲线的下方 , 且两者近乎平行 。 这表 明
一
不仅所有新吸附
的磷全部属于交换性磷 , 而且土壤原有的活性磷在测试条件下为一定值 。 显然 , 应用同位素稀
释法测定它的活性磷 , 满足 的假定川 。
表 不同施用期对植株比放射性活度及土壤 值的影响
记
处 理 干物重 吸磷量 植株比活度
洲 , 二 们
且护
值
因
母
创 、
具体处理见正文
, , 同列数值后带有不 同字母者 , 表示按 法测定达 显著差异水准
。
, 朋 二
,
水稻盆栽试验的结果列于表 。 施磷肥可以显著提高植株的干物重和吸磷量 。 由于磷肥
的稀释作用 , 在相 同的 施用期 , 施磷肥处理植株的 比放射性活度 比不施磷肥者低 。 表 清
楚地表 明 , “ 施用时期不 同 , 对植株 比活度有极显著的影响 。 水稻移栽前 , “ 施用得越
早 , 植株对 吸收越少 , 比活度越低 。 已有试验表 明 , 水溶性磷肥施于高固磷土壤后 , 其同位
素交换性随着反应时 间的延长而降低 〔’
, ’〕, 有越来越 多 的磷酸根离子被 固定于土壤高能点
位 〔‘’〕, 或渗透到土壤固体颗粒内部 , 或生成难溶性化学沉淀 , 而成为非交换态 。 结果是磷
肥的肥效随着施用时间的延长而降低 。 施入高固磷土壤的 “ , 其命运与磷肥完全相同 。 表现
在本试验中 表 , 对于不施磷处理 , 于移栽前 施的 , 植株比活度大约只相当于移栽前
施的植株 比活度的 , 计算得的 值 , 前者约为后者的 倍 对于施磷处理 , 前者植株的
比活度约为后者的 。 等闭 和 等 〕在测 定高固磷土壤 值时均发现 , 土壤固
磷能力越强 , 土壤固相从溶液中移走 的百分数越高 , 计算得 的同位素交换性磷越高 , 越是
高估土壤活性磷数量 。 正是由于高固磷土壤对 的强烈固定作用 , 不仅 值 , 而且 值亦同
样导效高估土壤有效磷数量 。 就 值而言 , ’“ 施用期离作物移栽期越远 , “ 与土壤接触时
间越长 , 被土壤固定的数量越多 , 高估有效磷就越严重 。 由于不能满足同位素稀释技术测定土
壤活性磷的基本原理 , 不论采用实验室方法测定 值 , 还是采用植物生长系统测定 值来
评定高固磷土壤的有效磷库 , 都不能获得令人满意的结果 。
综上所述 , 采用测定 值或 值的方法来评估高固磷土壤的有效磷库 , 可能存在不少 间
题 。 主要原因在于 , 这类土壤容易发生对放射性同位素磷的不可逆吸附 , 因而不能完全满足同
位素稀释原理 。 但是 , 本研究所采用的土样数 目不多 , 试验结果是否具有广泛的代表性 , 尚待
更加深入的研究 。
致谢 本研究得到 了本校核农所张勤争教授 、 徐寅良副教授等的热情帮助和指导 , 植株样品的放射性活度 由徐寅良副教
授分析测定 , 在此表示衷心的感谢 。
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参 考 文 献
工光火 土壤吸持态磷的同位素交换性研究 土壤通报 , , 巧 一
王光火 , 朱祖祥等 石灰性土坡与磷酸盐的反应及 吸待态磷的同位素交换性 土壤学报 , , 一
王光火 同位素稀释法在测定高固磷土壤活性磷中的局限性 核农学通报 ,
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