全 文 ：收稿日期：!""#$"%$!# 接受日期：!""#$"&$!’
基金项目：国家高技术研究发展计划（!""())%"*’"#）资助。
作者简介：李俊艳（%+#!—），女，山西曲沃人，硕士研究生，主要从事土壤肥料方面的研究。,-./01：102345/4!""675/899: ;4
! 通讯作者 ,-./01：8<837./01 : 8=/3: >?3: ;4
改性磷矿粉对油菜幼苗生长和土壤性质的影响
李俊艳%，胡红青%!，李荣纪%，陈守文!，张素峰%
（%华中农业大学农业部亚热带农业资源与环境重点实验室，湖北武汉 ’@""("；
!华中农业大学农业微生物国家重点实验室，湖北武汉 ’@""("）
摘要：用!-聚谷氨酸（!- AB)）与摩洛哥磷矿粉（CAD）混合处理后，在红壤、黄棕壤、黄褐土上分别进行了油菜幼苗
盆栽试验和土壤培养试验。结果表明，盆栽试验中，@种土壤上改性磷矿粉处理的生物量都高于其他处理。红壤
上，改性磷矿粉处理与对照（EF）和磷酸二氢钙（GA）相比达到显著差异。改性磷矿粉处理的油菜幼苗含磷量和吸磷
量都高于相应的单施磷矿粉处理，甚至显著高于 GA；并可提高植株的磷吸收效率和磷肥利用率。在土壤培养试验
中，磷矿粉施入 @种土壤后，均能提高土壤 HI值、有效磷和交换性钙镁含量，降低红壤中交换性铝含量。上述各指
标增加或降低幅度大小顺序均为：改性磷矿粉 J磷矿粉 J对照。
关键词：!-聚谷氨酸（!- AB)）；磷矿粉；油菜
中图分类号：G%’@K! L % 文献标识码：) 文章编号：%""#$6"6M（!""+）"!$"’’%$"&
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9&0 7",#)：!-AB)；H89ZH8/W> Y9;]；Y/H>Z>>?
磷是植物生长发育的必需营养元素之一，在土
壤$植物$动物生态系统中起着不可替代的作用［%］。
磷矿是不可再生的矿产资源，全世界的耕地中约有
’@^缺磷，我国耕地中大约 ! _ @ 缺磷。磷肥的供求
是农业生产的突出矛盾之一［!$’］。我国磷矿资源在
数量上比较丰富，但以中低品位为主。如何充分利
植物营养与肥料学报 !""+，%6（!）：’’%$’’&
""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""
A1/4W S3WY0W094 /4? ‘>YW010=>Y G;0>4;>
用中低品位磷矿粉中的磷，促进其释放，对于充分利
用我国磷矿资源具有重要的意义。
国内外大量研究表明，有机酸可影响土壤对磷
的吸附和解吸，并通过对金属离子的络合作用而提
高难溶性磷的有效性。因此，根际土壤中磷的有效
性较高、施用有机肥可提高土壤有效磷含量［!"#］。
!$聚谷氨酸（!$%&’）是微生物发酵的产物，已在
农业、环境领域有不少应用［("))］。作为含有羧基功
能团的有机酸之一［)*］，!$%&’与磷矿粉等难溶性磷
肥混合施用可能会增强磷的有效性，但目前这方面
的研究报道比较少。为此，对!$%&’与磷矿粉混合
后有效磷的含量变化及在土壤上的施用效果进行了
初步研究，旨在为!$%&’作为磷矿粉增效剂的应用
提供科学依据。
! 材料与方法
!"! 试验材料
供试磷矿粉为摩洛哥磷矿粉（+%,），其全磷和
枸溶性磷含量（以 %*-!计）分别为 .)/01和 2/#21，
供试磷酸二氢钙（3%）全磷含量 !2/!1。供试土壤
采自湖北省咸宁、孝感、枣阳旱地表层 4—*4 56，其
基本理化性质见表 )。
将!$%&’配成 4/4) 7 8 69的溶液，与磷矿粉按
) :)的比例混合均匀，在 *!;<下培养 * =，风干磨细，
即得供试（改性）磷矿粉，简称 +%, > %&’。
表 ! 供试土壤基本理化性质
#$%&’ ! ()*’ +,’*-+$& ./).’/0-’1 )2 0,’ 0’10’3 1)-&1
土壤类型
3?@A BCDEF
采样地点
3G6DA@H7 F@BEF DI
有机质
-+
（7 8 J7）
碱解氮
’KG@A L M
（67 8 J7）
速效钾
’KG@A L N
（67 8 J7）
速效磷
’KG@A L %
（67 8 J7）
红壤 ,E= F?@A 咸宁 P@GHH@H7 Q/!4 ))/) 2#/2 )4./ 2 )Q/0 )/2)
黄棕壤 REAA?S TU?SH F?@A 孝感 P@G?7GH !/#4 )(/! 2*/# )*Q/ 0 )#/( 2/!Q
黄褐土 REAA?S 5@HHG6?H F?@A 枣阳 VG?CGH7 0/)0 )(/0 20/* ).)/( *0/# )2/(
!"4 试验处理
)/*/) 盆栽试验 试验设 ! 个处理：)）不施磷肥
（
%&’）4/. 7 8 J7；!）施磷酸二氢钙 4/). 7 8 D?B（3%）。
.）、Q）和 !）处理的施磷量相等。每盆装风干土 (44
7，. 次重复，随机区组排列。M、N*-的施用量均为
4/)! 7 8 J7。油菜品种为华双 ! 号，播种 # = 后间苗，
每盆保留 )4株。生长 ## =后，齐土剪下油菜苗，备
用。
)/*/* 土壤培养试验 土壤 )!4 7和磷矿粉（按每
J7土加磷矿粉 4/Q! 7计）放入封口袋中混合均匀，
设 Q个处理为：)）不加磷矿粉（
> %&’），.次重复。每袋加入去离子水使土壤含水
量为 *!1，在 *!W恒温培养箱中培养 .4 =，风干，磨
细过 4/(! 66筛供土壤 DI值，有效磷含量，交换性
钙、镁、铝的测定。
!"5 测试方法
收获的植株称鲜重后，在 )4!W下杀青，0!W烘
干后称重，粉碎备用。用 I*3-Q "I*-* 消煮，钒钼黄
比色法测定植株全磷量。同时采集收获后各处理土
壤样品，用 -AFEH法测定土壤有效磷含量。DI值用
DI计测定（水土比 ) : )）。交换性钙、镁经 ) 6?A 8 9
的乙酸铵溶液浸提，原子吸收分光光度法测定。交
换性铝用 ) 6?A 8 9氯化钾溶液平衡浸提，滴定法测
定。所有试验数据均采用 X%3K./4)（专业版）分析
软件处理。
4 结果分析
4"! 改性磷矿粉对油菜幼苗的影响
*/)/) 对油菜苗期生物量的影响 油菜在前 *4 =
生长正常，各处理间没有差别，这可能是因为油菜生
长初期主要靠吸收种子中的养分生长［).］。生长一
个月后，油菜长势开始出现不同变化，各处理间开始
出现差别。表 *看出，.种土壤中，改性磷矿粉处理
（+%, > %&’ ）的生物量都高于其他处理，但只有红
壤上的生物量与
> %&’）的生物量较 3%和 +%,处理分别增加 *2!1
和 )Q01、)4/.1和 0/Q1、)/#1和 4/01，显然，改性
磷矿粉在低肥力的酸性土壤中直接施用具有良好的
肥效［)Q］。
*QQ 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 )!卷
表 ! 不同处理对油菜苗期生物量的影响（" # $%&）
’()*+ ! ,--+.&/ %- &0+ 12--+3+4& &3+(&5+4&/ %4 )2%5(// %- 3($+/++1 /++1*24"
处理
!"#$%&#’%(
红壤 )#* (+,- 黄棕壤 .#--+/ 0"+/’ (+,- 黄褐土 .#--+/ 1,’’$&+’ (+,-
鲜重
2"#(3 /%
干重
4"5 /%
鲜重
2"#(3 /%
干重
4"5 /%
鲜重
2"#(3 /%
干重
4"5 /%
67 89:8 1 89;< 1 =<9>? 0 @9?A 0 =B9=A $ <9@A $
CDE 89>A 1 89;@ 1 =@9BA 0 @9?; 0 =@9A: $ <9;> $
FC ;9<@ 01 89== 01 @;98? $ B9=< $ =>9:8 $ <9>: $
GC) =9 $ <9:@ $
GC) H CDE A9=? $ 89:> $ @=9A> $ B9>: $ =:9>> $ <9:A $
注（I+%#）：不同字母表示差异达 BJ显著水平，下同。4,KK#"#’% -#%%#"( /,%3 ,’ %3# ($&# 1+-L&’ ,’*,1$%# (,M’,K,1$’% $% BJ -#N#-，!3# ($&# 0#-+/O
=9;9= 对油菜苗期磷吸收和利用率的影响 表 @
看出，在 @种土壤上，改性磷矿粉处理（GC) H CDE）
的油菜幼苗含磷量和吸磷量都显著高于 FC处理，其
中咸宁红壤和孝感黄棕壤上，油菜幼苗含磷量和吸
磷量显著高于单加磷矿粉处理（GC)）；在黄褐土上
虽也高于 GC)处理，但差异不显著。说明磷矿粉经
!PCDE 处理后对油菜苗期吸收磷有一定的促进作
用，可显著提高植物的磷吸收效率。
表 @ 还可看出，@ 种土壤上，改性磷矿粉处理
（GC) H CDE）的磷肥利用率都高于单施磷矿粉处理
（GC)），除黄褐土外，其他都达到了显著差异水平；
但只有在红壤上，改性磷矿粉处理的磷肥利用率显
著高于 FC处理。改性磷矿粉在提高植株的磷吸收
效率的同时，也提高了磷肥的利用率。
表 6 供试土壤不同处理对苗期植株含磷量、吸磷量和磷利用效率的影响
’()*+ 6 ,--+.&/ %- &0+ 12--+3+4& &3+(&5+4&/ %4 &0+ 7 .%4&+4&，7 8$&(9+ (41 7 8&2*2:(&2%4 +--2.2+4.; %- 3($+/++1 %4 &0+ &03++ /%2*/
处理
!"#$%&#’%(
红壤 )#* (+,- 黄棕壤 .#--+/ 0"+/’ (+,- 黄褐土 .#--+/ 1,’’$&+’ (+,-
含量
6+’%#’%
（M Q RM）
吸收量
ST%$R#
（&M Q T+%）
利用率
S%,-,U$%,+’
（J）
含量
6+’%#’%
（M Q RM）
吸收量
ST%$R#
（&M Q T+%）
利用率
S%,-,U$%,+’
（J）
含量
6+’%#’%
（M Q RM）
吸收量
ST%$R#
（&M Q T+%）
利用率
S%,-,U$%,+’
（J）
67 ;98> 1 89;B * ;9;@ * <9@ 1 >9A@ 1
CDE ;98> 1 89;< * ;9;@ * <9<= * ;9A@ 1 A9:8 1
FC ;9B< 0 89@< 1 ;9;8 01 ;9>: 1 ?9@; 1 =:9=8 $ =9;A 0 ;89@8 0 =:9@8 $
GC) ;9A? 0 89B? 0 ;9@? 0 =98A 0 ;;9=8 0 =;9=8 1 =9>= $ ;@9;8 $ ;>9=8 0
GC) H CDE =9<; $ =9;8 $ A9;= $ =9;= $ ;=9=8 $ =<9A8 0 =9:< $ ;@9:8 $ ;?9:8 0
=9;9@ 对土壤有效磷含量的影响 油菜生长 >> *
后，在 @种土壤上，改性磷矿粉（GC) H CDE）处理与
单独施用磷矿粉相比，土壤有效磷的含量都有所增
加，但差异不显著（图 ;）。红壤、黄棕壤、黄褐土中
改性磷矿粉处理比相应单施磷矿粉处理的土壤有效
磷含量分别增加了 ;9;;、89@B和 89<> &M Q RM，相当于
FC的 AB9;J、>B9@J、?=9@J。CDE处理与 67的土
壤有效磷含量没有显著差异。改性磷矿粉（GC) H
CDE）处理的植株不仅具有良好的生长状况，而且收
获后土壤的有效磷含量也高于相应的单施磷矿粉处
理（GC)），说明!PCDE对活化磷矿粉中的磷和促进
油菜对磷的吸收具有明显的效果。
!质的影响
=9=9; 对土壤 TV的影响 土壤的 TV值直接关系
到土壤的各种理化性状［;BW;A］。图 = 可知，@ 种土壤
中加入改性磷矿粉后，TV值分别比对照高出 89;@
!89=8，变化趋势一致。土壤 TV值增加的大小顺序
为：改性磷矿粉 X磷矿粉 X对照。
=9=9= 对土壤有效磷含量的影响 图 @表明，添加
改性磷矿粉处理，土壤有效磷含量显著高于单施磷
矿粉处理。红壤、黄棕壤、黄褐土中改性磷矿粉处理
（GC) H CDE）比相应单施磷矿粉处理（GC)）的土壤
有效磷含量分别增加了 89>B、;9B?和 ;9=; &M Q RM。
@<<=期 李俊艳，等：改性磷矿粉对油菜幼苗生长和土壤性质的影响
图 ! 收获后不同处理的土壤有效磷含量
"#$%! &’()*() ’+ ,’#- ./.#-.0-* 1 #( )2* 3#++*4*()
)4*.)5*(), .+)*4 4.6*,**3 2.4/*,)
［注（!"#$）：%—红壤 &$’ (")*；+—黄棕壤 ,$**"- ./"-0 (")*；
1—黄褐土 ,$**"- 2)0034"0 (")*，下同 56$ (34$ .$*"-］
图 7 改性磷矿粉处理对土壤 68的影响
"#$%7 9++*:) ’+ )2* 5’3#+#*3 62’,62.)* 4’:; ’( ,’#- 68
图 < 改性磷矿粉对土壤有效磷含量的影响
"#$%< 9++*:) ’+ )2* 5’3#+#*3 62’,62.)* ’( )2* :’()*() ’+
,’#- ./.#-.0-* 1
78789 对土壤交换性铝含量的影响 铝毒是酸性
土壤中影响作物生长的重要限制因素之一。一般采
用 :8; 4"* < =氯化钾溶液浸提的交换性铝含量来衡
量酸性土壤是否存在铝毒，如果交换性铝含量大于
阳离子交换量的 :;>，说明土壤存在铝毒［:?@:A］。
供试红壤的交换性铝含量为 B8:; 24":（C）< DE，
是阳离子交换量的 F:8G>，说明红壤中存在铝毒。
图 F可知，红壤中加入磷矿粉降低了交换性铝的含
量，磷矿粉处理（HI&）、改性磷矿粉（HI& C IJ%）处
理的交换性铝含量分别为 K8A9和 K8G; 24":（C）< DE，
改性磷矿粉对缓解红壤铝毒的效果更好。黄棕壤和
黄褐土中，交换性铝含量分别为 ;8G7 24":（C）< DE、
;897 24":（C）< DE，是阳离子交换量的 F8B>、:89>，
不存在铝毒。
图 = 添加磷矿粉对土壤交换性铝含量的影响
"#$%= 9++*:) ’+ )2* 62’,62.)* 4’:; 6’>*4 ’(
)2* :’()*() ’+ ,’#- *?:2.($*.0-* @-
7878F 对土壤交换性钙、镁含量的影响 表 F 看
出，在红壤与磷矿粉混合培养后能提高红壤的交换
性钙、镁的含量，与对照相比差异显著。改性磷矿粉
处理（HI& C IJ%）的交换性钙、镁分别比单施磷矿
粉处理（HI&）高 ;8: 和 ;8;;B 24"*（C）< DE，差异显
著。
在黄棕壤上，交换性钙含量的变化趋势和红壤
一致，都是改性磷矿粉处理（HI& C IJ%）显著高于
单施磷矿粉（HI&）处理，而对照处理显著较低。交
换性镁含量的变化趋势和红壤的基本一致，磷矿粉
处理高于对照，但是单施磷矿粉处理与对照之间没
有显著差异，改性磷矿粉处理与单施磷矿粉处理之
间没有显著差异。
在黄褐土上，交换性钙、镁含量的变化趋势和红
壤、黄棕壤一致，但各处理之间差异均不显著。
FFF 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 :K卷
表 ! 磷矿粉对土壤中交换性钙、镁含量的影响［"#$%（&）’ ()］
*+,%- ! .//-"01 $/ 02- 32$132+0- 4$"( $5 02- "$50-501 $/ 1$6% -7"2+5)-+,%- 8+ +59 :)
处理
!"#$%&#’%(
红壤
)#* (+,-
黄棕壤
.#--+/ 0"+/’ (+,-
黄褐土
.#--+/ 1,’’$&+’ (+,-
2$ 34 2$ 34 2$ 34
25 6789 1 67::; 1 <7;< 1 =7=: 0 >>76< $ ?7?> $
@AB 6789 1 67:?6 1 <7;< 1 =7=? 0 >>76C $ ?7:8 $
3@) >7=C 0 67:C> 0 97?C 0 =7:6 $0 >>7:6 $ ?7?< $
3@) D @AB >7:C $ 67:CC $ 97CC $ =7<9 $ >>7=C $ ?7?9 $
; 讨论
盆栽试验表明，在供试 :种土壤上，改性磷矿粉
处理（3@) D @AB）的生物量都高于其他处理，但只
在红壤上的生物量显著高于 25和 E@处理，该土壤
中改性磷矿粉（3@) D @AB）处理的生物量较 E@ 和
3@)分别增加 =;
@AB加入磷矿粉后使得磷矿粉中的部分 2$= D被!G
@AB表面吸附或络合，从而增加了磷的释放，使磷矿
粉中有效磷含量增加［=6］。磷矿粉经与!G@AB混合
后不仅有利于植株对磷的吸收，同时也可提高磷肥
的利用率。!G@AB与磷矿粉作用后，可能引起磷矿
粉中的 2$= D进入其层间而使磷矿粉的供磷反应向
溶磷的方向进行，使作物吸收的磷量增加，从而促进
作物的生长。毛小云［=6］、吴平霄等［=>］运用现代光
谱学技术对活化磷矿粉的结构进行了研究，发现其
晶体结构发生了较大变化，这种晶体结构的变化减
少了活化磷矿粉中有效磷在土壤中的固定，从而可
提高其生物有效性。磷矿粉经!G@AB 处理后可明
显增加土壤有效磷含量，其中红壤、黄棕壤、黄褐土
中改性磷矿粉（3@B D @AB）处理比相应单施磷矿粉
处理（3@)）的土壤有效磷含量分别增加 67:7>>
&4 H I4，相当于 E@的 9<7>F、C<7:F、;=7:F。
土壤培养试验看出，供试 :种土壤上添加磷矿
粉后，土壤 JK值均升高，有效磷含量增加，原因可
能是：磷矿粉施入土壤后伴有 K=@L? M和 NM释放，
而这些阴离子又可置换出土壤胶体表面羟基，导致
溶液 JK值升高［==］。施加改性磷矿粉后，磷矿粉中
的结合钙和土壤中的沉淀态钙、镁可溶解，导致交换
性钙、镁含量增高，既可满足作物对钙、镁的需求，又
可增加 2$ H B> 比，提高土壤溶液中的离子强度，增
强各种养分的有效性。因而改性磷矿粉处理的交换
性钙、镁含量显著高于单施磷矿粉处理。磷矿粉的
施入降低了红壤中交换性铝的含量，随着土壤 JK
值的升高，单体铝可能与羟基、K=@L? M和 NM结合，
形成非离子态，从而交换态含量降低，缓解了红壤中
铝毒的危害。改性磷矿粉对缓解红壤中铝毒的效果
更好。上述各指标增加或降低幅度大小顺序均为：
改性磷矿粉 O磷矿粉 O对照。
!G@AB单独施用时，无论是盆栽试验还是土壤
培养试验，所测得的各项指标都与对照（25）基本相
同，说明!G@AB不能活化土壤中难溶性磷，而对磷
矿粉有活化作用。
改性磷矿粉价格低廉，磷肥利用率却比原磷矿
粉有很大提高，对开发我国中低品位磷矿资源有重
大意义。
参 考 文 献：
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究［Q］P 生态学报，>;;;，>;（:）：?>CM?=>7
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QEE 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 FT卷