磷素进入土壤后会被土壤胶体吸附,移动性差,进而固定为无效态磷,使有效性迅速降低,导致我国磷肥当季利用率只有10%~25%。降低磷素在土壤中固定率是提高磷肥利用率最直接、最有效的途径。γ-PGA具有良好的保水能力,可以改进土壤团粒、缓冲土壤酸碱值变化,付文杰等研究了γ-PGA增效磷肥对土壤中有效磷、磷形态转化和土壤理化性质的影响。
三种磷肥增效剂对
土壤有效磷含量的影响
3种磷肥增效剂对土壤有效磷含量的影响结果见表3。在一定的温度和湿度条件下,CK0中的有效磷也会有变化,但变化幅度不大;单施磷肥组则不同,磷肥施入土壤后,很容易被固定,前20d有效磷含量降低了118.67mg/kg,固定率达到50.1%,占到总固定率的78%;加入3种磷肥增效剂的不同处理中,尽管有效磷含量降低,但幅度明显低于单施磷肥组,可见这3种磷肥增效剂对增加土壤中的磷素含量是有效的。相比较而言,γ-PGA处理组的效果最好,在前20d抑制效果显著,有效磷含量只降低了37.03mg/kg,30~90d有效磷含量也明显高于前两组。
每一个γ-PGA分子大概有10000~20000个竣酸基团,当γ-PGA施入土壤中,这些竣酸基团就会与石灰性土壤中的Ca、Mg、Al、Fe等碱土金属结合,降低了这些金属离子与有效磷结合成为无效磷的可能性,使得土壤中有效磷增加。以下就γ-PGA加入量、在土壤中的效应等进行分析,进而推断出其在土壤中解磷的可能机理。
γ-PGA不同加入量对
土壤有效磷含量的影响
由图1试验结果可以看出,尽管有效磷在土壤中显示出被固定的趋势,但γ-PGA不同加入量处理组的有效磷含量均高于单施磷肥处理组,且随着γ-聚谷氨酸加入量增加效果更加明显。在试验的第90d,加入量从低到高(0.25:1〜1.5:1)与单施磷肥处理组相比有效磷含量分别提高了8.35%、42.6%、57.85%和71.36%,说明在本试验加入量范围内随着γ-PGA加入量的增加有效磷含量增加的越显著;从增加趋势来看,γ-PGA的加入量每增加25%,土壤有效磷含量的增加率分别为410.01%、17.94%和11.67%,说明随着γ-PGA量的增加,土壤有效磷含量虽然也在增加,但是增加速率放缓。
γ-PGA增效磷肥对
土壤无机磷形态的影响
由表4可以看出,单施磷肥处理组和γ-PGA处理组的Ca2-P含量都在随时间延长降低,Ca8-P含量随时间延长增加,表明土壤中有效态磷向无效态转化。γ-PGA处理组Ca2-P含量始终高于单施磷肥处理组,在培养90d后,Ca2-P增加了27.73mg/kg,提高了67.58%。γ-PGA处理组和单施磷肥处理组的Ca10-P含量有增大的趋势,说明部分的Ca2-P转化成Ca8-P,再转化成难溶态Ca10-P,但是转化速率较慢。
γ-PGA增效磷肥
对土壤pH的影响
图2是γ-PGA对土壤pH的影响。从图中可以看出γ-PGA处理组和单施磷肥组的pH在0~20d均有不同程度的增加,20~90dγ-PGA处理组的pH值显著降低并趋于稳定。可见,γ-PGA增加土壤有效磷从原理上不同于腐殖酸、草酸和柠檬酸等,它们是通过增加土壤酸性、酸解出难溶磷酸盐中的磷增加土壤有效磷含量的。
γ-PGA增效磷肥对
土壤碳酸钙含量的影响
图3是γ-PGA磷肥增效剂对土壤中碳酸钙含量的影响。在整个试验周期内,γ-PGA处理组、单施磷肥处理组和CK0的碳酸钙平均含量分别为37.42、38.36和39.23g/kg,γ-PGA处理组明显降低土壤中碳酸钙含量,在第60d时含量达到最低,为36.79g/kg,与对照组相比降低了2.38g/kg,与单施磷肥处理组相比降低了1.00g/kg;γ-PGA处理组比单施磷肥处理组和对照组的碳酸钙分别降低了2.47%和4.62%,γ-PGA磷是通过降低土壤中的碳酸钙含量增加土壤有效磷。石灰性土壤碳酸钙含量较高,形成不溶性磷酸钙的几率高,当γ-聚谷氨酸磷施入土壤中,其中的钙离子会交换到γ-PGA中使得土壤对磷的固化能力下降。
结 论
1. γ-PGA可显著提高土壤磷素有效性,当其与磷酸一铵质量比为1:1时有效磷含量可提高57.85%;
2. γ-PGA能够降低土壤中碳酸钙的含量,减少石灰性土壤磷的吸附位点。
3. γ-PGA能够提高磷肥利用率,在γ-PGA与磷酸一铵配施的条件下,限制Ca2-P快速向无效态磷转化,减少磷的吸附位点是γ-PGA提高石灰性土壤磷素有效性的主要途径。
引用
付文杰,万亚珍,张文辉,等. γ-聚谷氨酸磷肥增效剂对石灰性土壤有效磷的影响[J]. 中国土壤与肥料,2021(2):17-22.
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版权说明
文案 | 来源 付文杰,万亚珍,张文辉,等. γ-聚谷氨酸磷肥增效剂对石灰性土壤有效磷的影响[J]. 中国土壤与肥料,2021(2):17-22.
图片 | 来源 付文杰,万亚珍,张文辉,等. γ-聚谷氨酸磷肥增效剂对石灰性土壤有效磷的影响[J]. 中国土壤与肥料,2021(2):17-22. 其它产品图来源光华时代(海南)生物科技有限公司拍摄或设计(不可作其它商用)
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