【毕业学位论文】（Word原稿）海藻提取物对石灰性土壤磷及小油菜品质的影响植物营养学硕士论文

密级： 论文编号： 中国农业科学院 硕士学位论文 海藻提取物对石灰性土壤磷 及 小 油菜品质的影响 of on in of on in I 摘 要 通过室温培养和盆栽试验， 本试验 采用蒋柏藩 种海藻提取物（ 挪威及国产海藻提取物 ）对石灰性土壤磷形态的影响以及施用海藻提取物对小油菜生物量、品质和营养元素 吸收 的影响。 旨在寻找提高石灰性土壤磷素利用率、改善作物的磷营养状况、提高作物产量和品质的新途径。主要 研究结 果如下 : 培养条件下，两种海藻提取物均能增加土壤中 量， 挪威海藻提取物对 和 加较为显著，而国产海藻提取物对 四种形态的磷均有显著增加。 盆栽试验采用直接盆栽和土壤培养后盆栽两种方式。 试验 结果表明，两种 海藻提取物 均能显著提高 无论在培养条件下还是在种植条件下，海藻提取物均能提高土壤中有效磷 的含量。 在不同 施肥 方式 下， 除基施对小油菜生物量无影响外， 两种海藻提取物均能提高 小 油菜的生物量 。 追施（灌根）效果 好于基施（拌土）效果。 两种海藻提取物 对小油菜 的品质有良好的促进作用，在促进蔬菜 可溶糖含量增加的同时 ，并 不 增加油菜中 的 硝酸盐含量。 施用海藻提取物，对油菜的营养元素吸收具有明显的促进作用。海藻提取物对大量元素影响较小，而对一些中、微量元素影响较大。油菜中 量增加， 关键词 海藻提取物 ,石灰性土壤 ,无机磷组分 ,小油菜品质 in to of in of of of on of is to of in of of in as of in of is in of is no s of of be in of or of be in of is in of of of of is to to , P . It of It a, Cu n g in no n 录 第一章 引言 . 1 .国外海藻提取物研究的历史和现状 . 2 . 3 . 4 .石灰性土壤磷素组成及特性 . 6 . 7 . 8 . 9 第二章 材料与方法 . 10 .供试土壤 . 10 . 10 . 11 .海藻提取物对土壤无机磷的影响 . 11 油菜生物量和品质的影响 . 12 .三章 结果与分析 . 13 .土壤室温培养条件下海藻提取物对土壤磷的影 响 . 13 响 . 22 栽试验海藻提取物对石灰性土壤磷的影响 . 25 油菜生物量和品质的影响 .海藻提取物对 小 油菜生物量的影响 . 27 油菜 维生素 C、可溶性糖和硝酸盐 的影响 . 28 油菜营养元素的影响 . 30 四章 讨论与结论 . 33 .考文献 . 36 致 谢 . 43 中国农业科学院硕士学位论文 第一章 引言 1 第一章 引言 究目的和意义 磷是植物生长发育的必需营养元素之一，也是限制作物产量的主要因子之一。 在我国北方广泛分布着石灰性土壤，由于其特有的理化性质及磷酸盐的化学行为，作物对磷的利用率很低。 施用磷肥是提高农作物产量的有效途径之一。然而，大量的磷肥施入土壤后，由于 含 化合物以及粘粒对磷的吸附、固定、沉淀等，使磷 肥的当 季 利 用率只有 10%左右，加上后季作物的利用 率 也不超过 25%（王庆仁等， 1999） 。 因此，如何提高磷的利用率，一直是人们 所 关注的问题。 海藻 提取物 以优质海藻为原料，采用 先进 设备和化学降解或生物降解等工艺加工精制而成 ， 其 富含 海藻多糖（ 海藻酸 ） 、腐植酸、 B 族维生素、甘露醇、氨基酸、 中 微量元素和大量元素。 海藻多糖是海藻中含量最大的成分 。 已有的资料表明海藻酸具有螯合作用 ， 它能螯合与磷结合的金属离子，从而使固定态磷释放出来，不仅对改善作物的磷营养状 况、提高作物产量有重要 作用 ，而且对减少磷肥施用量、缓解磷资源不足的矛盾具有现实意义。 海藻提取物 属海洋生物资源利用的天然提取物， 是多种有效成分的混合物，除保留了海藻中丰富的 K， 等矿物质 元素 及维生素外，还极大的保留了海藻中的天然活性成分，如细胞分裂素、生长素、酚类 和 甜菜碱等生长调节物质和抗生物质 (纪明侯， 1997；范晓， 1999； P,1985； C,1969)。 对人、畜无毒无害，对环境无污染，运输方便，施用简单，对植物的生长起着较明显的调节和促进作用，可以有效弥补传统化肥使用上的一些问题，如养分单一、过量污染等。因此 海藻提取物 是无公害农产品的首选肥料 （史吉平等 ， 1999）， 在安全、优质、无污染农产品的生产中具有广阔的应用前景。它的应用将有利于 我国的农产品打入世界市场。 目前 海藻提取物 作为肥料， 在国内外已被广泛 施 用 于 苗木、花卉、果树、农作物及草坪等。在农作物、水果及蔬菜上所做的 一系列 试验表明，使用海藻提取物可提高种子发芽率（韩丽君， 2000），促进根系发育和主茎的粗大，刺激根茎对土壤养分的吸收（ 998），对农作物的成熟、产量和品质的提高（郑怀讯等， 1994；于遒功， 1999）、水果的保鲜以及抵抗病虫害方面均具有良好的作用（ 992； 984）。 目前国内外在海藻提取物提高种子发 芽率、提高产量和品质、水果的保鲜以及抵抗病虫害和增强作物抗性 等以上 方面研究较多，对石灰性土壤磷素影响的研究迄今还鲜有报道。磷的形态转化是磷素研究的核心，土壤磷的形态转化成为人们研究的重点，尤其在蒋柏藩和顾益初石灰性土壤无机磷分级体系提出以后（蒋柏藩， 1989；顾益初， 1990），不少学者针对石灰性土壤中磷的形态转化及有效性做了许多工作（尹金来， 1994；吕家珑， 1995）。但对海藻提取物对石灰性土壤磷形态转化的影响研究较少。本研究目的在于从石灰性土壤磷利用率低入手，研究石灰性土壤无机磷形态及有效性，了解其转 化状况，探讨石灰性土壤施用海藻提取物对无机磷的影响以及对小油菜生物量和品质的影响。 中国农业科学院硕士学位论文 第一章 引言 2 内外海藻提取物相关研究概况 外海藻提取物研究的历史和现状 自古以来，海藻就被人类当作食品而广为利用。但应用于土壤肥料是在公元后四世纪才有记载，当时的 用海藻代替 部分肥料，以便改善土壤性质。公元 12 世纪中叶，海藻提取物被人们广泛地利用，特别是在欧洲的一些沿海国家和地区，如法国、英格兰、苏格兰和挪威等。 16 世纪大不列巅岛的 德国的 岸边腐烂的海藻或海 藻灰种植各种农作物和蔬菜，效果很好，产品供不应求（尤其是大麦）。 17世纪法国政府大力推荐在沿海地区用海藻作为土壤肥料，并明文规定采集海藻的条件、收割时间以及地域等。当时的 海岸线几百英里，由于施用海藻提取物，其农作物和蔬菜品质远近闻名，具有“金海岸”的美称，至今仍然流传存在。 1880 年有人第一次进行了施用海藻 肥 的对照试验，尽管很不成熟，但比较清楚地说明了施用海藻 肥 的优越性。 20 世纪初和中叶又有人作了一些试验，得到了更多的试验数据。与传统厩肥相比，海藻 肥 含有较多的 ，但 海藻提取物对柑桔、土豆、葡萄、蔬菜、白薯、玉米等做的施肥试验，都增加了产量 (1965； 1972； 991； 992)。经海藻提取物处理后豆类植物产量有显著增加，平均增加量为 24%(989)。 1984 年南非 学的园艺学家明海藻液体肥不仅能使花早开，而且还能明显增加花芽数目， 增加率可达 30%60%。 1985年南非科学家把 ，结果葡萄着色早，成熟期缩短，并且枝条数增加 28%以上。日本爱媛大学的报告显示，海藻精施于树势衰弱的蜜橘可促进新梢生长、增加新梢数目、茎叶片数、叶面积及叶厚；促进生长、品质改善并且产量提高。日本用海藻精处理树势衰弱的番木瓜亦能有效恢复生机，快速显示效果。台湾的果农经常使用海藻精以增加果实甜度提高品质。海藻精应用于茶叶生产，可提高茶叶产量 17%。用海藻浸泡大白菜种子，萌芽率提高 31%。海藻精在国外作为有机生物激素用于育苗和花卉、草坪生产。迄今，国外已对土豆、玉米、小麦、大麦、花生、甜菜、黄瓜、西红柿 、葡萄和 菠菜等一系列农作物、水果和蔬菜做过对照试验，均表现很好的效果。海藻产品对 于促进 农作物成熟、提高产量和改善品质以及在水果保鲜和抵御病虫害等方面均产生了明显的效果。 海藻提取物在欧洲，如挪威、英国、法国等北欧国家使用的较早，其产业化开发水平高，生产的产品以精细化工粉状产品为主，添加矿质营养元素的较少。近年，海藻提取物也成为美国、加拿大等国天然有机肥商品肥料发展的一个新兴热点。 海藻液体肥是海藻加工利用中最成熟、最完美的产品。 1949 年首先在大不列巅岛生产问世。海藻液体肥制作方法有两种，一种是从海藻灰中提取，另一 种是从新鲜海藻中提取，后 者 被大多数国家所采用。除海藻液体肥外还有肥用海藻粉、海藻精。海藻提取物的发展经历了三个阶段：即腐烂海藻 海藻灰（粉 ） 海藻提取液。 海藻提取物是天然的有机肥，其肥效依赖于海藻提取物中所含的营养成分。用作肥料的海藻一般是大型经济藻类，如海带 （ 、 巨藻（ 、 泡叶藻 （ 、中国农业科学院硕士学位论文 第一章 引言 3 海囊藻（ 和 昆布（ 。目前海藻农用产品的研制与开发的关键技术是尽可能地保留海藻天然的活性成分，所采用的新工艺为：筛选适宜 新鲜的海藻品种，用机械的方法，没有接触任何化学试剂，没有经受超过 45 的高温，没有任何脱水和冷冻，只是通过高压发泡使细胞壁破碎内容物释放，浓缩形成海藻精浓缩液，从而极大的保留了海藻天然的活性成分。由于工艺方面的限制，目前也只有少数国家和地区可以生产。 到目前为止世界上已有几个国家和地区生产，如南非研制的 英国的 威的 澳大利亚的 国的 在生产海藻液体肥并进入国际市场的国家有南非、挪威、英国、法国、新西兰等，其中南非、英国和新西兰是生 产海藻提取物最为成功的国家，他们每年都生产上千吨的海藻液体肥。海藻提取物在国外列入有机食品专用肥料。 国海藻提取物研究的历史和现状 我国有丰富的海藻资源，海藻产量和资源都居世界第一，以往海藻主要应用在化工产品开发领域，随着海藻综合利用的深度开发和向高科技和生物技术领域发展，在国外同类产品研究的基础上，海藻类肥料在国内的研制应用逐步兴起。目前，国内研制推广海藻类肥料的企业已有数十家，产品基本上为小包装粉剂和瓶装液体。 青岛海洋大学和中国科学院海洋研究所从 90 年代开始进行这一产品的研制与开发，现已形 成产业化。由中科院海洋研究所研制的明月海藻提取物，目前已由山东胶南明月海藻公司推向市场。同时我国有企业从国外引进海藻提取物的产品与生产技术，如上海快大生物工程有限公司是我国第一个引进、生产海藻提取物的厂家，大连华兴实业总公司和美国环境健康科学有限公司也联合推出一种新的天然植物营养素海藻酶（史吉平， 1999）。此外还有北京雷力农用化学有限公司生产的雷力海藻提取物。 近年来，我国也有人做了一些海藻提取物的肥效试验：上海快大生物有限公司对棉花、稻麦、蔬菜、烟草、瓜果等作了试验，瓜果增产 10%30%，并能改善品质 ，提早上市 3 d 5d，对棉花有显著的保花、保铃、增加铃数、铃大的效果。烟草除增加产量外，上等烟的比例增加 吉林农业大学郑怀训等人（ 1994）对大棚番茄进行试验，结果表明施用海藻提取物料的番茄比对照植株平均增高 3 径增粗 均座果率提高 产量平均增产 果实中的蔗糖量较对照提高 还原糖含量提高 量提高了 有机酸含量降低 同时番茄施用海藻后，可以防止叶霉病的发生。 烟台市农科院土壤肥料所研制的美奇天然海藻产品用于喷施黄瓜，姜学玲等（ 2002）的试验表明，黄瓜总产量比 加 优质瓜比 加 劣质瓜比 少 并且黄瓜口味优良、抗病性增强。 于遒功等对桃树施用海藻产品，能促进新梢生长，增大单果重和提高果实品质。 吕清华等在鸭梨上施用海藻提取物，可显著促进叶片生长，使新梢短粗，叶面积、叶鲜重和中短枝量显著增加；增大果个，提高单果重，增加果实可溶性固形物含量，提高果实硬中国农业科学院硕士学位论文 第一章 引言 4 度 ，改善果实品质。 山东徐庆新用海藻提取物对大豆浸种和叶面喷施，结果发现海藻提取物具有调节生育，提高绿色面积，增加叶面积系数，增加干物重，增荚、增粒、增产的作用， 甘肃吕汰等对海藻提取物在黄瓜、番茄、辣椒、马铃薯和油麦菜上的增产效果的研究结果表明，施用海藻提取物可不同程度地提高作物的产量，在试验设计用量下，各作物较对照的最高增产率，黄瓜为 番茄为 辣椒为 马铃薯为 从番茄和辣椒的试验中可以看出，在施肥方式上灌根处理 的增产效果明显优于叶面喷施处理，从产量来看，施用液态海藻提取物的增产作用略优于施用粉末状海藻提取物，但二者农艺形状差异不明显。 上海于春娟、杨决平（ 2003）用 5%海藻酸溶液在荷兰彩椒上试验表明，处理比对照亩产增加 且果形方正，畸形果少。 山东高瑞杰等（ 2004）对玉米、甜椒、苹果进行试验，结果表明海藻提取物在粮食、蔬菜、果树等作物上均有明显增产效果，增产率在 产投比在 孙惠敏等（ 2003）用海状元 818海藻提取物两种肥料（叶面喷施肥和冲施肥） 对棉花进行试验，结果表明：施用海状元 818海藻提取物可使棉花生育状况、品质均得到改善，而且可提高棉花单产，增产 15%以上。 王云峰等用海藻产品浸种，番茄和青菜种子发芽率提高 10%，并能促进作物的生长发育，提高作物幼苗根系的发育，使作物的抗性增强，叶面喷施后白菜产量增加 18%。 集美大学生物工程学院课题组研制出海藻作物生长促进剂并在集美区灌口镇进行了大田、大棚应用试验，增产效果明显：通心菜增产 长茄增产 且具有较强的驱虫、抗病 和 抗旱效果。 藻提取物的特性和作用 海藻富含蛋白质 、氨基酸、碳水化合物、矿质元素、维生素 、 褐藻糖胶及植物激素等多种生理活性物质 ， 由于海藻生产中没有经过高温及脱水过程，因而含有与新鲜海藻同样多的未失活的化合物。除保留了海藻中丰富的 K、 保留了海藻中的天然活性成分。 两种典型海藻粉的化学成分比较见表 1。 海藻中的天然植物生长调节剂如生长素 （ ,1985）、细胞分裂素类物质(985； 986)和赤霉素 (韩丽君 等， 1999)具有很高的生物活性，各种物质 的比例与天然植物中各激素比例相近。海藻提取物中的有机活性因子对刺激植物生长起着重要的作用，集营养成分、抗生物质、植物激素于一体。海藻 提取物 中的糖类物质实际上是一种多糖（如海藻酸），作为一种天然的螯合剂使大量的阳离子营养物质，如铜、锰、镁、钙、铁能够被作物吸收利用 （ J 1999） 。 多糖还作为一种诱导剂，刺激生长调节物质（多胺）和天然抗生素（植物抗毒素）的形成 （ J 1999） 。海藻酸 还 是一种重要的抗逆物质，它在生物体内既可以作为结构成分，又 可以提供能量，而且它是许多生物的抗逆代谢物 （ J 1999） 。更有意义的是 ， 它可以降低水中国农业科学院硕士学位论文 第一章 引言 5 的表面张力，在植物表面形成一层薄膜，增大接触面积，使水溶性物质比较容易透过茎叶表面细胞膜进人植物细胞，使植物最有效地吸收海藻提取液中的营养成分。海藻 提取物 和杀虫剂、杀菌剂以及化学肥料混合使用，效果更佳，可降低喷洒费用，对农药和化学肥料具有增效作用 （ J 1999） 。 表 1 两种典型海藻粉的化学成分 of 学成分 挪威海带粉 中国海带粉 灰分 170藻酸 200露醇 54藻淀粉 2蛋白 5藻糖胶 45 钾 2 钠 3 1 150900 107 碘 700000 5039 钼 钴 1 铜 10 胡萝卜素 30 150胺素 1 黄素 50 尼克酸 106 维生素 K 10 维生素 叶酸 亚油酸 坏血酸 500000 生物素 注：灰分 磷 单位为 %；铁 生物素 单位为 mg/摘自：范晓， 1991。饲料工业 12（ 11）： 15。 海藻提取物含有的天然化合物如海藻多糖还是天然土壤调 理 剂，不仅能 螯 合重金属离子，增加土壤中有效成分的持久性和有效性，而且能促进土壤团粒结构的形成，改善土壤内中国农业科学院硕士学位论文 第一章 引言 6 部孔隙空间，协调土壤中固、液、气三者比例，提高水分保持率和土壤的通气性，增加氧气的供给量，恢复由于土壤负担过重和化学污染而失去的天然胶质平衡 （ 1988）。此外海藻提取物可直接使土壤或通过植物使土壤增加有机质。激活土壤中的 各种微生物，增加土壤生物活动，增加速效养分的释放，有利于根系生长，提高作物的抗逆性。 海藻提取物的主要功效是促进植物建立一个较大的根系，以增进根对土壤养分和水分的吸收利用，增大茎部的微管束细胞，促进无机养分和水分从根系运送到地上部分，促进光合产物从叶片运送到其它部位，增强植物抗逆、抗病虫、抗倒伏的能力，从而达到增产增效的目的。 总之，海藻提取物与化学肥料相比，具有提高作物抗性、改良土壤物理性状、改善作物品质等作用。它能显著促进作物根系发育，提高作物光合效率，促进花芽分化和果实早熟，对蔬菜、瓜果、花卉等经济作 物效果更为显著。 海藻提取物，在国外发达国家研究和应用已有较长时间，而在我国，作为一种 天然有机肥料，还处于研究及应用的初步阶段。 因此，研究和开发我国海藻生物资源，用于农业生产具有重要的意义。 灰性土壤磷素状况 灰性土壤磷素组成及特性 磷是植物生长的三大营养元素之一，我国土壤中的全磷含量在 围内（鲁如坤， 1999），土壤中磷化合物分为无机和有机两大部分，土壤无机磷一般占全磷的 50%80%。 土壤中的无机磷有原生矿物磷灰石和次生的无机磷酸盐，后者包括化合态和吸 附态，化合态指与铁、铝、钙等结合的化合物 ， 吸附态是指在粘土矿物和有机质表面的吸附磷（蒋柏藩，1990）。 石灰性土壤绝大部分处于干旱、半干旱地区，年降水量少，钙、镁等碱土金属离子很少淋出土体，原生矿物风化后，以碳酸钙的形式沉淀出来，致使土壤中含有大量的游离碳酸钙，在土壤溶液中，游离碳酸钙与水和二氧化碳反应生成钙离子和碳酸氢根离子，二者之间存在下列平衡： + + + 2于 壤 一般较高，约为 石灰性土壤高 般 升高一个单位，锌的溶解度下降 100倍。高浓度的 少锌和根系接触的几率，也抑制了锌向植物地上部分的运输。另外，土壤粘粒和碳酸钙对锌的吸附也使锌的有效性降低。因此石灰性土壤上也常缺锌并因此影响植物的生长。旱地石灰性土壤也时常会出现植物缺锰现象，通气良好和高 都不利于高价锰转化为 尤其在干旱条件下 ， 水分不足更抑制了锰向根标的迁移及其植物体内的运输和利用，从而造成植物缺锰，但一般条件下缺锰并不像缺铁和缺锌那样普遍。 概括 起来，石灰性土壤具有以下主要不良特征： 养分的有效性直接受 的控制，远低于最适值，特别是磷 、铁、铜、锌和锰 。 阳离子交换量低，因为通常缺乏硅酸盐层，土壤有机质变成为 储库。 微生物活动不活跃，使养分周转速度和菌根活动少。 中国农业科学院硕士学位论文 第一章 引言 7 因此土壤供磷水平低下已成为一些地区发展农业生产的重要限制因子之一（袁可能，1983）。 灰性土壤无机磷的分级及其有效性 无机磷的形态多种多样，区分各种形态的无机磷是土壤无机磷素研究的主要任务。 1957年，张守敬和 出了土壤无机磷分组（ of 法（后简称张分级法）（ 957），将土壤无机磷分为： P 、分级法与以前分级法相比有很大突破 ， 但这一体系也有其不足之处。 在张的分级体系提出后，在初期很少有人注意 着研究工作的深入，人们发现， 不同形态的磷活性不同，将同一形态但不同有效性的磷划在一级就可能产生一些新问题，尤其是对石灰性土壤中的无机磷酸盐来说更为突出，因为在石灰性土壤中，P 和 少，主要是 以 态结合的磷酸盐有水溶性的磷酸一钙、枸溶性程度不等的磷酸二钙和磷酸八钙，还有难溶性的磷灰石，它们之间的化学性质和有效性有很大的差异 (顾益初， 1989；蒋柏藩， 1990)。 1989 年，蒋柏藩、顾益初针对张分级法的缺陷，对张分级体系中的磷酸钙一级进一步分三级，并改变磷酸铁盐的提取剂，从而形成适用于石灰性土壤磷分组分析，将土壤无机磷分为： 称蒋、顾分级法）（顾益初， 1990）。该方法已在我国北方中性及石 灰性土壤磷研究中得到了广泛的应用。 本论文将采用此方法对土壤无机磷进行分组分析 。 石灰性潮土中无机磷形态种类多，成分复杂，主要可分为三大形态：一是矿物态磷，包括不同形态的磷酸钙盐、磷酸铁、磷酸铝、闭蓄态磷及其它含磷矿物；二是吸附态磷，包括物理化学吸附及专性吸附态的磷；三是溶液中的磷。 不同形态无机磷的有效性差异很大，土壤中的 作物的有效磷源，有效性低于 三种形态的无机磷可作为作物的第二有效磷源，而 短时期内不易被作物吸 收利用，是作物的潜在磷源 （沈仁芳，蒋柏藩 。石灰性土壤中 一种相当有效的磷源 （史瑞和， 1962；曹一平， 1994；顾益初， 1984； 陈欣等（ 1997）用无机磷分组法 比较了某一磷肥 9年田间试验， 结果表明 于为作物所利用， 以为作物吸收利用，而 能看作是作物的潜在磷源 （陈欣等， 1997） ，这和沈仁芳（ 1992）的研究结果相似。顾益初等（ 1991）研究也表明， 供磷能力最强 ，其它几种形态磷的供磷能力由大到小依次为 酸八钙）、 磷灰石） （刘文革， 1993） 。也有研究表明， 王永和，蒋仁成， 1993）。梁国庆等研究表明，在土壤磷处于耗竭的情况下，植物主要吸收利用 只有在极度缺磷的情况下，植物才利用土壤中的 而 土壤中极稳定的无机磷形态，植物一般不能利用。 因此就土壤无机磷而言，共性的结论是 ： 植物的潜在磷中国农业科学院硕士学位论文 第一章 引言 8 源。 响石灰性土壤磷素转化的因素 壤 壤 响土壤溶液中离子种类和强度，并对土壤固相中磷素形态有决定性作用，从而直接影响磷的有效化过程（ . D， 1993）。在一定范围内，提高或降低 对磷的植物有效性的影响与土壤本身的 有关。当铁、铝磷化合物的沉淀和溶解是控制水溶态磷的主要因素时，随着 的增加，铁铝的水解作用增强， 磷的有效性增加，而在石灰性土壤中，则随着 降低 可能， 1983）。 壤温度 土壤温度影响土壤中磷的有效性。土壤温度不仅影响土壤微生物种群和活动强度，而且影响磷酸酶的活性。土壤低温主要是降低了土壤微生物生物活性和在土壤中的迁移速率，从而降低了土壤磷对作物的有效性。 壤含水量 土壤水分含量既影响溶液中磷的数量，也影响磷的迁移速率。土壤水分 含量 较低时，不仅磷的扩散速率减慢，扩散路径变长，而且还影响溶液中离子的种类、活度和移动速率以及与磷的反应（张福锁， 1992）此外，土壤水分含量影响土壤生物的活性。 用盆栽和培养试验结果表明 ， 淹水 条件 能显著提高石灰性土壤速效磷含量，使无机磷组分中的 量增加，说明石灰性土壤淹水后土壤磷有效性的提高主要是 传敏， 1997） 同作物对土壤磷转化的影响 不同作物吸收利用土壤各形态磷素的能力不同，如白羽扇豆、猪食菜能利用的土壤磷，窄羽扇豆、大豆、小麦、向日葵等作物不能利用，而且利用土壤磷的能力依次降低。不同的作物在不同土壤上利用磷的效率差异很大 (.,1988)。不同基因型作物对磷胁迫的反应机制不同，磷素不足时，磷高效型植物通过改变根系形态、 增加 根际磷酸酶活性，根系分泌较多的酸等提高根际土壤磷的有效性 (1993)。有些植物通过根系形态的变化适应磷胁迫，如白羽扇豆在缺磷时根系形成大量的排根 (F. D. L. 酸酶对土壤中磷素形态转化的影响 酶是一种具有催化特定化学反应性质的蛋白质分子，在物质的分解转化过程中起着至关重要的作用。在土壤中，土壤 微生物分布广、数量大、种类多，能分泌出各种酶，构成了土壤肥力的重要组成部分。土壤酶活性的高低是衡量土壤肥力高低的一个重要参考指标，土壤酶在土壤微生物化学过程中，特别是对有机质的分解和转化过程具有重要作用。土壤磷酸酶是一类催化土壤有机磷化合物矿化的酶，其活性高低直接影响着土壤中有机磷的分解转化及其生物有效性 (于群英 ,2001) 有研究认为，中性和碱性磷酸酶与速效磷、有机磷含量及其活性、中活性、中稳性有机磷组分呈显著正相关关系 (李博文 ,1994；李和生 ,1997) 中国农业科学院硕士学位论文 第一章 引言 9 壤有机质 土壤中的有机质对土壤 磷植物有效性的影响与有机物质的种类与含量有关，特别是新鲜有机物质种类和性质。与土壤磷的释放和固定有直接关系的是有机磷化合物、有机胶体、鳌合剂和有机酸类物质，此外，土壤生物的活性也与有机物质的含量和性质有关 (沈善敏 ,1998)。有机酸、有机配位体可以与磷发生竞争吸附，减少磷的固定。 壤理化性质的影响 上壤中磷素的转化速率、 e、 活性 粘粒和有机质等因素的影响（ J. 1985）。对于石灰性土壤，有资料认为石灰性土壤的 固磷机制主要是 家珑， 1991，尹君来， 1989）。但也有相反的结果，认为石灰性土壤碳酸钙的含量在磷的固定中其到了重要的作用（李庆逵，1996；鲁如坤， 1980）。有报导提出 :在低磷浓度下，石灰性土壤中的磷先被方解石吸附，在高磷浓度下，磷与钙离子反应形成沉淀（尹君来， 1989，王光火， 1992） 。 灰性土壤磷素的转化特点 磷在土壤中的转化主要通过沉淀 解吸过程进行的（鲁如坤， 1990） ， 这两个过程都可使磷素被固定而降低肥效。吸附反应是所有土壤 的共性，而沉淀作用则存在两大体系，一是以石灰性土壤为主的 一类是以 低磷浓度下土壤对磷的固定，以磷的吸附机制为主；而在高磷浓度下以沉淀机制为主（王光火， 1993）。 对于石灰性土壤，许多资料认为 :水溶性磷酸一钙施入土壤后，首先被方解石吸附 (此吸附的磷几乎全部可进行同位素代换 )，随后被吸附的磷可进一步生成二水磷酸二钙和无水磷酸二钙 (溶解度大于 然后是磷酸八钙、氢基磷灰石和氟磷灰石 (溶解度大小为： 2H 2O H 2O 5H 2O 同 这些磷酸钙盐的溶解度不同，随 ，磷酸八钙溶解， 时， 消失， 左右时， 壤时磷酸钙溶解性增加，土壤 随着作物的不断吸收，速效态养分逐渐减少，一些缓效态磷又逐渐向速效态转化（陆景陵， 1994）。大量长期定位试验证实，磷肥施入土壤后，很快转化为 大部分以 短期内，向无效态转化的量很小；但随着时间的延长， 他形态的磷逐渐增加（刘建玲， 1996；林治安， 1997）。林治安（林治安， 1996；顾益初， 1998）研究表明，石灰性土壤磷素形态明显表现出 缓慢，并认为，在短时间内，石灰性土壤中的缓