不同类型土壤中肥料磷的形态转化与调控途径

【作者】 冯雄汉； 刘凡； 熊娟； 袁会敏； 崔丽； 李娟； 冯固；

【机构】 华中农业大学资源与环境学院； 中国农业大学资源与环境学院； 中科院城市环境研究所； 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所；

【摘要】 [目的]由于磷在土壤中易固定,施入农田的肥料磷大量变成土壤累积态磷或随地表径流迁移到环境中,因而作物利用率低,大大增加生产成本的同时还导致水体污染,成为制约我国农业生产和环境可持续性的重大问题。本课题思路旨在从分子尺度上构建"肥力水平-土壤界面过程-养分利用效率"的内在联系与作用机制,获得不同形态磷肥与土壤物理化学和生物学性状的匹配机制与调控途径。[方法]目前有关磷-土壤界面作用研究主要集中在磷与土壤矿物间的反应特征与机理探讨上,并通过化学试剂异位连续提取来描述磷的形态,然而这不能真实反映磷-土壤界面反应的原位动态过程与形态转化,限制了对其与磷素扩散迁移的耦合机制的了解,从而难以进行不同区域、不同种植体系土壤中磷活化-固定的有效调控,本课题建立和发展了现代原位分析与同位素示踪方法,结合长期定位实验、盆栽实验和实验室模拟,研究土壤中肥料磷在土壤的形态,及其转化与分配的土壤学过程和机制。[结果]发展了研究土壤微生物对固定态磷的活化的单细胞拉曼光谱技术,该技术可在不依赖纯培养的条件下,从土壤环境中挖掘出具有高效解磷功能的微生物;建立了定量研究肥料磷在土壤中转化与分配的～(32)P示踪方法。[结论]初步明确了潮土和红壤中肥料磷的固定、分配及磷库演变规律;采用物理、化学及生物等方法筛选及制备多种磷素活化剂,探明了其对作物的促根效果与对不同类型土壤难溶性磷活化作用;建立了我国主要类型农田土壤磷维持高产的速效养分临界指标体系。探明了石灰性潮土中不同形态钙对肥料磷固定和转化的影响,明确了交换性钙是影响磷固定的重要因素;初步揭示了红壤淹水-落干过程中磷的形态转化过程及其与铁形态转化的耦合机理。更多还原