低分子有机酸对土壤中磷的释放动力学研究

磷是限制农业生态系统长期持续发展的关键养分元素，如何提高土壤中有效磷的含量一直是各国科学家关注的问题。低分子有机酸被认为对土壤难溶性营养溶解、解吸和作物有效性方面发挥重要作用。但是到目前为止该假说仍停留一些间接证据上，缺乏直接证据，尤其缺乏磷素动态活化过程和活化规律方面的讨论。本研究选取我国缺磷的石灰性和酸性农田土壤为研究对象，通过低分子有机酸的模拟土柱淋溶实验，主要研究不同种类、不同浓度、不同pH值、不同流速低分子有机酸淋溶下土壤中磷的淋溶曲线和累积淋溶曲线；有机酸淋溶后，土柱上磷形态转化和纵向分布特征；不同浓度低分子有机酸吸附对磷释放的影响以及土壤中有机酸赋存方式和相对含量对磷活化作用的影响。该研究对探索证明低分子有机酸对土壤中磷活化作用，揭示有机酸淋溶对于磷的动态解吸过程和解吸规律有重要意义，为推动低分子有机酸在土壤学和作物营养学等方面发挥更大的作用奠定基础。

磷是植物生长的必需大量营养元素之一，施入土壤中磷有效性很低。这导致在许多土壤上，磷成为植物生长的主要限制因子。本项目选取我国缺磷的石灰性和酸性农田土壤为研究对象，研究了土壤中磷的平衡态和动态淋溶释放规律，研究了有机酸对土壤磷形态转化和有效性影响，揭示了有机酸活化磷的规律和作用机制。动态淋溶试验表明，低分子量有机酸影响下，土壤磷的释放呈现先升后降的趋势。高浓度的有机酸均能明显促进土壤磷的释放。有机酸的初始浓度降低后，土壤磷的释放总量和最大释磷量有显著地降低。用抛物线扩散方程拟合得到磷的相对扩散系数R可知：低分子量有机酸提高了磷在土壤中的迁移速率，提高的能力大小为：柠檬酸>苹果酸>乙酸>草酸；并且低分子量有机酸的浓度越高，迁移速率也越大。低分子量有机酸（甲酸除外）和有机酸盐均可增加土壤中Resin-P的含量，而相应的NaHCO3-Pi、NaHCO3-Po、NaOH-Pi和NaOH-Po的含量有不用程度的降低。NaHCO3-Pi、NaHCO3-Po含量的降低幅度要高于NaOH-Pi和NaOH-Po的含量。柠檬酸影响下， NaHCO3-Po和NaOH-Po的含量分别上升了41%和29%。对于有效性低的磷，有机酸和有机酸盐的活化能力都不高。只有Dil.HCl-Pt在柠檬酸和草酸的影响下有小幅度的降低；而柠檬酸盐和草酸盐则不能活化Dil.HCl-Pt；Con.HCl-Po在柠檬酸的影响下下降了62%。在碱性土壤中低分子有机酸增加土壤中微生物量磷的含量和磷酸酶的活性。而在酸性土壤中，低分子有机酸只在短时间内能使土壤中微生物量磷的含量增加。该研究对探索证明低分子有机酸对土壤中磷活化作用，揭示有机酸淋溶对于磷的动态解吸过程和解吸规律有重要意义，为推动低分子有机酸在土壤学和作物营养学等方面发挥更大的作用奠定基础。通过本项目的实施，发表研究论文11篇，其中SCI收录论文10篇。指导培养硕士研究生2名，协助培养博士研究生1名。