微晶化磷礦粉在不同類型土壤上的釋磷效應

穆淑紅 呂樂福 何振全 李彥華 李生太 劉春生

摘要 [目的] 為了研究磷礦粉在不同土壤上的磷釋放規律。[方法] 選取5種典型類型土壤進行盆栽試驗，于油菜苗期取土樣和植株樣進行化學分析。[結論] 微晶化磷礦粉的肥效在紅壤、棕壤以及水稻土等偏酸性土壤上比在褐土和潮土等中、堿性土壤上效果好;在紅壤等酸性土壤上施用2倍及以上于過磷酸鈣量的微晶化磷礦粉對土壤及油菜的影響效果明顯，在褐土等偏堿性的土壤上微晶化磷礦粉的肥效還有待提高。[討論] 該研究可以為微晶化磷礦粉的廣泛施用提供依據。

關鍵詞 微晶化磷礦粉;油菜;土壤類型

中圖分類號 S634.3 ?文獻標識碼 A ?文章編號 0517-6611（2015）03-064-03

Fertilizer Research of MicroCrystalline Phosphate Rock Powder on Different Types of Soil

MU Shuhong¹， LV Lefu²， HE Zhenquan³， LIU Chunsheng1*

（1. College of Resources and Environment， Shandong Agricultural University， Taian， Shandong 271018; 2. Linyi Bureau of Technical Supervision， Linyi， Shandong 271000; 3.Tsinghua University， Beijing 100084）

Abstract [Objective]The research aimed to study the phosphorus release rule of phosphate rock powder in different types of soil. [Method] Five typical types of soil were selected to carry out the pot experiment， and soil samples and plant samples were taken for chemical analysis in the stage of rapeseed seedling. [Result] The fertilizer on acidic soils such as red soil， brown soil and paddy soil was better than on alkaline soils such as cinnamon soil and aquic soil. Effect of microcrystalline phosphate rock powder more than twice the amount of calcium superphosphate on acidic soils such as red soil was significant to rape， while it should be improved on alkaline soils such as cinnamon soil. [Conclusion] The research could provide the basis for the wide application of microcrystalline phosphate rock powder.

Key words Microcrystalline phosphate rock powder; Rape; Soil type

磷是植物生長發育的必需營養元素之一。它構成植物體內多種重要化合物，并且參與植物體內的多種代謝過程，在農業生產中的地位舉足輕重^[1]。土壤中的磷增加主要來自于磷肥的施用。隨著近年來農業的迅速發展，磷肥用量逐年增加^[2]，磷肥的供需狀況將成為未來農業生產的主要矛盾之一。磷礦是不可再生的礦產資源。我國磷礦資源總量豐富，但大多是中低品位磷礦，因此開發中低品位磷礦，研究如何促進中低品位磷礦中磷的釋放成為當務之急^[3]。近年來，磷礦粉的超微細加工技術嶄露頭角，其制造工藝簡單，成本低廉，適用磷礦類型廣，與普通磷礦粉相比有效磷含量有較大的提高，正作為一種新型磷肥被廣泛推廣使用^[4-5]。 但是，微晶化磷礦粉在不同類型土壤上的肥效研究較少。因此，筆者選取我國較常見的5種類型土壤進行肥效研究，以期為微晶化磷礦粉的廣泛施用提供依據。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試磷礦粉產地為河南省伊川縣，磷礦品位為24.5%，屬沉積型磷塊巖，由清華大學材料系粉體工程研究室加工到800目以上;供試過磷酸鈣為重過磷酸鈣，全磷（P₂O₅）含量為56%。供試油菜品種為四月慢。

供試土壤為棕壤（Z），采自山東省泰安市山東農業大學南校區試驗基地;褐土（H）采自泰安市泰山市蒿里山山腳下;紅壤（R）采自福建廈門茶園;潮土（C）采自濱州博興龐家鎮通濱村南;水稻土（S）采自浙江省長興縣林城鎮北湯村。5種土壤均采自旱地表層0～20 cm，基本理化性質見表1。

表1 供試土壤的基本理化性狀

土壤全氮∥g/kg全磷∥g/kg有機質∥g/kgpH堿解氮∥mg/kg速效磷∥mg/kg速效鉀∥mg/kg

紅壤0.100.0311.35.2035.34.4103.4

棕壤0.220.1018.66.6292.810.6111.9

褐土0.180.1119.17.82108.19.5114.3

潮土0.150.0313.47.6132.65.3106.2

水稻土0.130.0412.56.7542.95.9104.7

基金項目 無錫市創新基金項目（CBE01G1232）;江蘇省科技支撐計劃項目（BE2013312）;山東省科技成果轉化項目（2013ZHZX1A 0307）。

作者簡介 穆淑紅（1988- ），女，山東濟南人，碩士研究生，研究方向：植物營養與農產品安全。*通訊作者，教授，博士生導師，從事植物營養機理與調控、施肥與環境質量等方面的研究。

收稿日期 20141129

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設計。

試驗于2013年8月～2014年7月在山東農業大學南校區資環學院試驗地內進行。盆栽試驗設5個處理，3次重復。每盆裝土2.0 kg。每盆都基施0.2 g/kg氮肥（N）和0.15 g/kg鉀肥（K₂O）。所施氮肥為尿素，所施鉀肥為硫酸鉀，分別與土混勻后裝盆。每種土壤設5個處理：處理①不施磷肥（CK）;處理②每盆施0.15 g/kg過磷酸鈣（SP）;處理③每盆施0.15 g/kg河南微晶化磷礦粉（HN₁）;處理④每盆施0.30 g/kg河南微晶化磷礦粉（HN₂）;處理⑤設置在與處理②過磷酸鈣總價格相同的情況下微晶化磷礦粉的施用量，為每盆1.63 g（HN₃）。在2013年9月1日篩土、裝盆，9月2日種植油菜，并于9月22日追施0.2 g/kg氮肥和0.15 g/kg鉀肥。

1.2.2 測定方法。

1.2.2.1 土壤養分的測定。油菜收獲后采集土樣，每盆取5點混合成一個土樣。土壤速效磷用Olsen法測定。

1.2.2.2 植株養分的測定。收獲油菜后，在105 ℃下殺青，65 ℃烘干后稱重，粉碎備用;用游標卡尺測量葉長、葉寬;用百分之一天平測油菜地上部和地下部的鮮重、干重^[6];植株地上部和地下部全磷的測定用H₂SO₄-H₂O₂消煮，釩鉬黃比色法。

1.2.2.3 磷吸收效率的測定。計算公式為：

植株吸磷量（g/株）=植株含磷量（%）×植株干重（g/株）

1.3 數據處理 所有試驗數據均采用DPSv3.01專業版分析軟件處理。

2 結果與分析

2.1 微晶化磷礦粉對不同類型土壤有效磷含量的影響

從圖1可以看出，各處理較對照土壤中速效磷含量都有顯著增加。紅壤中各處理速效磷含量分別比不施磷肥對照高13.74%、17.28%、44.30%、34.12%，HN₂處理增幅最大，比HN₁處理提高23.04%，而相同總價格情況下HN₃處理比SP處理高17.92%，說明在等總價條件下微晶化磷礦粉對土壤速效磷的貢獻率高于過磷酸鈣;褐土中各處理速效磷含量相比對照分別提高7.50%、3.36%、13.19%、931%，HN₂處理相比HN₁處理提高了9.51%，HN₃處理比SP處理高1.68%，差異不顯著;各處理速效磷含量相比

照棕

對壤分別提高14.65%、9.70%、22.28%、16.09%，HN₂

處理相比于HN₁處理提高了18.79%，HN₃處理比SP處理高126%;

各處理速效磷含量相比對照潮土分別提高2422%、

1304%、33.54%、21.43%，HN₂處理相比于HN₁處理提高了18.79%，SP處理與HN₃處理間差異不顯著;水稻土中各處

理速效磷含量相比對照分別提高13.02%、611%、3378%、

19.54%，HN₂處理相比于HN₁處理提高了26.08%，HN₃處理比

SP處理高5.76%。不同土壤相同處理間以棕壤中

速效磷含量最高，其次是褐土，潮土最低;紅壤、棕壤和水稻

土中微晶化磷礦粉的施用效果較明顯，原因可能是偏酸性土壤pH有利于枸溶性的磷礦粉中磷的轉化和釋放，使其肥效達到與過磷酸鈣相當的水平;褐土和潮土中等總價條件的微晶化磷礦粉施用效果與過磷酸鈣相比不顯著。

圖1 微晶化磷礦粉對不同類型土壤速效磷含量的影響

2.2 微晶化磷礦粉對油菜生長的影響

幼苗期的葉長、葉寬和干質量等是表征植株生長的關鍵指標。由表2可知，在不同類型的土壤中，施過磷酸鈣和微晶化磷礦粉處理的油菜葉長、葉寬以及地上部、地下部的鮮重干重都比對照處理顯

著增加。在棕壤中，HN₂處理油菜的生物量最大，HN₃處理

表2 微晶化磷礦粉對油菜苗期生長的影響

土壤類型處理葉長

cm葉寬

cm鮮重∥g/盆地上部地下部

干重∥g/盆地上部地下部

棕壤（Z）CK10.06d4.35e15.75e1.62e4.56e0.33d

SP13.27b6.17c21.98c1.96c5.21c0.42b

HN₁11.98c5.08d18.67d1.74d4.86d0.39c

HN₂14.02a6.96a28.38a2.48a6.68a0.59a

HN₃13.30b6.28b22.06b2.05b5.33b0.46b

褐土（H）CK9.33d4.06d13.67d1.25d3.85d0.28d

SP12.36b5.68b20.06b2.01b5.20b0.43b

HN₁11.28c5.03c17.74c1.68c4.79c0.32c

HN₂13.25a6.02a26.15a2.13a5.94a0.52a

HN₃12.30b5.65b20.05b1.98b5.18b0.40b

紅壤（R）CK6.86e2.89e7.25e0.83e1.42e0.06d

SP9.01d3.02d9.85d0.91d2.02d0.15c

HN₁8.77c2.95c8.95c0.85c1.75c0.16c

HN₂10.17a3.65a11.23a1.08a3.35a0.38a

HN₃9.83b3.31b10.66b0.96b2.63b0.26b

潮土（C）CK7.56d3.22d7.82e0.85d1.63d0.16d

SP10.90b5.02b11.32b1.08b2.36b0.32b

HN₁9.14c4.13c10.04d0.97c1.91c0.22c

HN₂11.26a5.12a12.04a1.13a2.74a0.45a

HN₃10.88b4.97b11.29c1.05b2.33b0.31b

水稻土（S）CK7.35e3.18e7.62d0.83d1.58e0.13e

SP9.66c4.12c9.96b0.95c1.97c0.18c

HN₁8.87d3.91d9.02c0.92c1.88d0.15d

HN₂10.06a4.97a11.53a1.12a2.49a0.25a

HN₃9.82b4.26b10.02b1.04b2.16b0.20b

注：同列不同小寫字母表示差異在0.05水平顯著。

和SP處理次之，且兩處理間差異不顯著，HN₁處理油菜生物量較對照增加但增幅不大;在褐土和潮土中，各處理之間顯著性差異趨勢與棕壤相似，各處理較對照都顯著增加油菜生物量，HN₂處理效果最好，HN₃處理與SP處理差異不顯著;在紅壤和水稻土中，各處理間差異性顯著，都能明顯提高油菜生物量，對油菜生物量的增加效果依次為HN₂處理>HN₃處理>SP處理>HN₁處理>CK。

2.3 微晶化磷礦粉對油菜磷吸收效率的影響 由表3可知，在5種不同類型土壤中，微晶化磷礦粉較對照顯著提高油菜的全磷含量和磷吸收量。

表3 微晶化磷礦粉對油菜苗期全磷含量和磷吸收效率的影響

土壤類型處理

全磷（P₂O₅）∥%地上部地下部

磷吸收量∥g/盆地上部地下部

棕壤（Z）CK0.56d0.40c0.920.06

SP0.66b0.46a1.560.09

HN₁0.61c0.42c1.170.07

HN₂0.71a0.52b1.870.13

HN₃0.68ab0.49b1.580.09

褐土（H）CK0.47b 0.24d 2.14 0.08

SP0.56a0.30ab2.92 0.13

HN₁0.51b0.26cd2.48 0.10

HN₂0.60a0.33a4.01 0.19

HN₃0.58a0.29bc3.09 0.13

紅壤（R）CK0.27c0.14b0.380.02

SP0.29c0.19a0.660.04

HN₁0.30bc0.17a0.590.03

HN₂0.37a0.23a1.030.06

HN₃0.33b0.21a0.800.04

潮土（C）CK0.40c0.30c0.630.04

SP0.50a0.36ab0.990.06

HN₁0.45b0.33bc0.850.05

HN₂0.54a0.38a1.340.10

HN₃0.51a0.36ab1.090.07

水稻土（S）CK0.33d0.24d1.270.07

SP0.38bc0.28bc1.980.12

HN₁0.35cd0.26cd1.680.08

HN₂0.45a0.33a2.670.17

HN₃0.41b0.30b2.120.12

注：同列不同小寫字母表示差異在0.05水平顯著。

在棕壤和水稻土中，HN₂處理油菜全磷含量最高，地上部和地下部全磷含量分別比對照提高了26.43%、22.5%和36.36%、37.50%;相同總價格的微晶化磷礦粉和過磷酸鈣相比，棕壤和水稻土中HN₃處理與SP處理間差異不顯著，各處理的增幅順序為HN₂處理>HN₃處理>SP處理>HN₁處理>CK;油菜地上部和地下部的磷吸收量也較對照顯著提高。

在褐土和潮土中，HN₂處理效果最佳，其次是SP處理和HN₃處理間差異不顯著;各處理油菜地上部全磷含量分別比對照提高了19.15%、8.51%、27.66%、23.4%和25%、125%、35%、26.33%;各處理油菜地上部和地下部磷吸收量也較對照處理顯著提高，潮土中HN₃處理分別是對照處理的1.13、1.38倍，褐土上油菜地上部的磷吸收效率也分別比對照提高了36.34%、15.82%、87.29%、44.46%。

在紅壤中，HN₂處理效果最優，其次是HN₃處理和HN₁處理，且兩處理間差異不顯著。SP處理、HN₁處理、HN₂處理、HN₃處理的油菜地上部和地下部全磷含量分別比對照提高了7.41%、11.11%、37.04%、2222%和5.56%、5.56%、27.78%、16.67%。油菜地上部和地下部磷吸收量以HN₂處理最顯著，各處理都比對照有所提高。

3 結論

（1）在試驗的5種類型土壤上，微晶化磷礦粉均能不同程度地提高土壤速效磷含量。在紅壤中，微晶化磷礦粉效果最顯著，在等總價條件下HN₃處理肥效顯著高于SP處理;在棕壤和水稻土等偏酸性土壤上，各處理間增幅順序為HN₂處理>HN₃處理>SP處理>HN₁處理>對照;在褐土和潮土等中堿性土壤上，HN₂處理效果最佳，等總價的HN₃處理和SP處理間差異不顯著，HN₁處理效果較差，但較對照顯著提高土壤速效磷含量。

（2）微晶化磷礦粉對油菜苗期葉長、葉寬以及鮮重干重都有顯著影響，在棕壤和褐土上生長狀況最優，在紅壤上微晶化磷礦粉肥效釋放最大，在潮土和水稻土上油菜生物量也較對照顯著提高。

（3）油菜的全磷含量和磷吸收量也在不同類型土壤不同處理間表現出顯著性差異，處理間以雙倍施肥量處理最優，酸性土壤上HN₃處理磷礦粉肥效與SP處理肥效相當，在中堿性土壤上則差異顯著。

（4）與常規磷肥過磷酸鈣相比，微晶化磷礦粉有效磷的釋放量在酸性土壤上效果較好，在相同總價的情況下微晶化磷礦粉肥效與過磷酸鈣相當。在中堿性土壤上，增施微晶化磷礦粉可以達到與過磷酸鈣相當的肥效，而且尋求合理的活化方法促進其磷的釋放，以期在中堿性土壤上大范圍推廣施用。

安徽農業科學 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 2015年

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