磷矿促释处理的动态释磷特征及有效性机理

我国面临严峻的磷资源短缺，长期以来"采富弃贫"的利用方式以及磷肥利用率低下使供求形式更为尖锐。磷矿粉经促释处理后生物有效性得到显著提高是一个有价值的科学问题，对高效利用中低品位磷矿缓解磷资源危机、保障粮食安全具有重大战略意义。课题组多年研发和应用已表明促释磷肥优于常规磷肥，主要与动态释磷所显示的有效性有关。本项目对此进行深入的研究，采用不同浸提液通过连续抽提的方式从供磷强度和持续性二方面探明促释磷肥的释磷特征，并通过数学模拟建立释磷动力学模型；通过盆栽试验和室内培养试验，与常规磷肥比较，评价其生物有效性并探讨抗土壤固定特征及机理的异同；运用XRD、IR等谱学方法对促释磷肥的成键特点和晶体结构进行研究，揭示其与动态释磷的内在联系以阐明有效性机理；在此基础上综合考虑肥效和释磷特征提出相应的动态测定方法和评价指标。本项目将为中低品位磷矿的高效利用和常规磷肥的升级换代提供新的思路和科学依据。

磷矿是一种不可再生且不可替代的重要战略资源，长期以来“采富弃贫”的利用方式以及普通磷肥利用率低下加剧了磷富矿资源的耗竭。磷矿粉经促释处理后生物有效性显著提高为高效利用我国资源丰富的中低品位磷矿缓解磷资源危机提供了可行的技术途径，揭示磷矿促释处理的微观结构特征及其与有效性的内在联系、探明其动态释磷特征与肥效的关系，将为磷矿促释技术的发展提供创新思路和科学依据。.本研究针对33种国内外不同类型和含量的磷矿，系统研究了磷素活化剂对不同磷矿的活化效率。采用红外光谱、X射线衍射分析对多种磷矿促释处理前后的微观结构进行对比分析研究，结果表明促释活化后能有效改变磷矿粉本身的化学成键结构，降低磷灰石的晶体度，促使难溶的或枸溶的Ca-P键转化为活性高的HPO42-，提高其水溶性从而提高磷素有效性；通过连续活化-浸提后促释磷肥化学成键和晶体结构分析表明活化剂对磷矿的磷素活化具有持续性。化学分析表明，促释磷肥具有持续平稳释放水溶性磷的特征，其有效磷、活性磷和易交换态磷含量与相应的磷矿粉相比有较大幅度提高，但远低于传统水溶性磷肥，采用连续浸提和乙酸-乙酸钠测活性磷能够对促释效果进行有效评价；促释型磷肥的肥效与动态释磷量呈正相关。研究结果不仅从分子键转化和磷灰石结晶程度两方面直接揭示了促释型磷肥有效性提高的内在原因；同时也进一步表明传统的一次静态提取有效磷评价体系无法正确的评价促释磷肥磷素有效性，为促释型磷肥生产工艺技术的优化和产品质量标准制定提供了科学依据。