土壤中有机磷分组

文献综述

内容摘要

通过翻看这些文献和参考材料，了解土壤中有机磷分组测定的方法和目前研究达到程度。找出自己实验研究的方向和如何能弥补目前研究的不足。生物炭作为土壤改良剂，会增加土壤的吸收能力和生产能力，但是对土壤中有机磷的的分组的影响在各个地区是不一样的，本次实验主要是对沈阳和阜新的土壤进行实验，了解生物炭这种新型的土壤改良剂加入不同量时对不同土壤中总磷，无机磷和有机磷组分的影响，通过对空白组的对照，找出其中的规律，结合其他的微量元素的研究，更好的改良土壤情况，已达到增产增收的目的。

关键字：生物炭；有机磷；总磷；褐土；棕壤

1 选题依据

磷是植物生长发育必须的大量元素，植物体需要的磷主要是从土壤磷库中获得。作为土壤磷库的重要组部分，土壤有机磷对土壤肥力和植物营养有着重要的影响；其对植物的作用愈来愈受到关注。土壤有机磷经过矿化分解而转化为有效态磷，然后供给植物吸收利用。在无机磷含量较低的土壤上，有机磷的矿化更成为植物吸收磷素的重要来源。因此，对土壤有机磷进行研究，其重要性可想而知。随着有机农业和生态学的发展，近年来土壤有机磷在植物营养中的作用日益受到重视。人们对土壤有机磷的种类、数量和转化也随着研究方法的改善在不断地深入，并有了不少进展。在土壤中，磷元素主要源于母质的特殊性，不像碳、氢、氧、氮等大部分来自大气，因此在成土过程中，随着土壤有机质的积累，土壤有机磷也随之形成。土壤中的磷包括无机磷和有机磷两大部分，而有机磷在土壤磷库中占相当大的比例。从世界范围的土壤看，有机磷在土壤中的比重大约占15%～80%。我国大部分土壤有机磷占土壤全磷的20%～40%，且有逐年增加的趋势。天然植被下土壤有机磷含量时常可占总磷量的一半以上，而黑土中的含量更高。耕地土壤有机磷因为开垦的缘故，其含量时常比同类的自然土壤低一般来说，土壤表层有机磷含量较高，随着深度的增加，有机磷含量逐渐下降。土壤有机磷含量因土壤母质、土壤类型、土壤特性、土壤质地、植被类型、气候季节变化及土地管理措施而不同。一般认为，母质全磷量高，其土壤有机磷含量就高；母质全磷量低，其土壤有机磷含量就低。从土壤类型来看，有机土和有机质土有机磷含量最高，软土和变性土有机磷含量居中，氧化土和某些灰化土有机磷含量最低。土壤特性（包括土壤有机质量、全氮量和土壤pH等）对有机磷含量的影响比较复杂。研究表明，土壤有机磷含量和土壤有机质（有机碳）及全氮量具有良好的相关性；酸性土壤含有较多的植酸铁、铝盐，易使有机磷形成沉淀，故酸性土壤比碱性土壤容易积累有机磷。从土壤质地来看，粘粒、粉砂能够吸附有机磷，泥炭、腐泥的有机磷含量最高，壤质砂土、砂和细砂的有机磷含量最低。一般来说，森林土壤和草地土壤由于腐殖质积累较多，因此有机磷含量较高。季节和气候变化对有机磷的影响为：随着气温升高、雨量增加，土壤有机磷的含量上升；土壤

有机磷含量因季节不同而呈现周期性变化。

现阶段由于我国对生物炭研究刚刚起步，对生物炭的农用研究较为薄弱。虽然一些初步研究已展示了生物炭在改善土壤肥力、提高土壤炭库、减少氮素流失方面有较大的力(张文玲等，2009; 刘玉学等，2009；罗凯等，2007)，但针对不同域土壤性质的差异，分析生物炭对不同类型土壤磷素的影响还没有系统的研究。为了了解生物炭对土壤磷素有效性和失风险的影响，本文研究了生物炭在不同类型土壤中磷有效性转化的影响及量化关系和生物对外源磷在不同类型土壤中有效性转化的影响。不仅为农田土壤科学的施用生物炭提供理论据，而且对提高生物炭的农田磷肥资源有效利用具有重大意义。

2 生物炭介绍

生物炭是生物有机材料（也称为生物质）在无氧或低氧环境中低温热裂解后的固体产物。传统工艺生产的炭大多为块状黑炭或颗粒黑炭，如木炭和竹炭。现代热裂解工艺生产的生物炭为粉状颗粒。生物炭通常含碳40%~75%，含少量矿物质和挥发有机化合物，呈碱性，不易为微生物分解。生物炭的多孔性、巨大表面积及羧基基团赋予生物炭强吸附能力，对土壤具有很好的改良作用。生物炭在增加土壤肥力，提高作物产量，还表现为：（1）生物炭等够显著提高土壤pH、改变土壤质地、增加盐基交换量，从而引起土壤CEC增加，提高植物对营养元素的吸收效果。（2）生物炭能够有效调控土壤中营养元素的循环，促进作物对N、P 等元素的吸收。（3）生物炭的多孔性和表面特性能够为微生物生存提供附着位点和较大空间，同时调控土壤微环境的理化性质，影响和调控土壤微生物的生长、发育和代谢，进而改善土壤肥力。（4）生物炭能改变有毒元素的形态，降低有毒元素对作物以及对环境的危害，有助于植株正常发育。

3 国内外研究现状

国内外许多学者先后提出了多种有机磷分级体系,它们是:1)Bowman-Cole提出的土壤有机磷分级体系及其修正体系;2)Ivanoff等提出的有机土有机磷分级体系;3)Hedley等提出的土壤磷素分级体系及其修正体系;4)Tiessen等提出的土壤磷素分级体系.其中,以1978年Bowman-Cole分级体系和1982年Hedley分级体系最为经典,但更多是采用Bow-man-Cole的分级方法.下面重点介绍这2种分组体系.按照Bowman-Cole法,土壤有机磷可分为4组:活性有机磷,易矿化易为植物吸收;中活性有机磷,较易矿化,同时也较易为植物吸收;中稳性有机磷,较难矿化,且较难为植物吸收;高稳性有机磷,很难矿化,基本不被植物吸收.贺铁等在水稻土上曾对该法进行了验证,结果表明该法具有可行性.而熊恒多和范也宽等则认为,上述方法对土壤有机磷提取不够充分,并且先酸后碱的浸提顺序使测定的中等活性有机磷的含量偏高,因此建议对土样进行用氯仿进行预处理之后,在

提取中活性有机磷和稳性有机磷时,把先酸后碱的浸提顺序改为先碱后酸,并采用超声波技术缩短振荡时间和提高浸提效率.Fan等在酸性土壤上的研究指出,对NaOH浸提液进行调酸来分离高稳性有机磷和中稳性有机磷时,最适宜的pH为3.00.改进后的Bowman-Cole法,能显著地提高活性有机磷和稳定性有机磷含量,而中活性有机磷含量则明显下降,这可能与提取的顺序有关.在Hedley等的分级体系中,有机磷和无机磷被划分在不同的组分中,具体为:1)树脂-Pi;2)NaHCO3-P;3)微生物磷;4)NaOH-P;5)超声波/NaOH-P;6)HCl-Pi;7)残余-P.这个体系重要的特点是量化了在土壤循环和土壤磷的生物有效性中不可缺少的微生物磷数量.后来Potter等对该体系进行了修正.他们认为,风干土壤比田间湿润土壤含微生物磷少,在分组时对土样应进行湿润培养,以恢复微生物的活性;另外,由于研磨会使样品中部分微生物磷释放,从而使树脂-Pi增加;由CHCl3熏蒸处理得到的微生物细胞释放的有机磷和无机磷,被吸附到其他的组分中,不能通过NaHCO3浸提出来.由此可知,CHCl3/NaHCO3-P和NaHCO3-P之差可能有负值出现.他们认为,用熏蒸和未经熏蒸的土壤进行连续浸提而得到的浸提液,测定其所有组分含量,然后计算两种处理总含量之差,即为微生物磷含量.

4 我的实验特点及展望

每个实验都是受实验材料以及实验手法的影响的，因此每个实验也都是独一无二的，我的实验是通过对阜新沈阳两种土中加入不同类型不同量的生物炭，然后对其中的活性有机磷，中等活性有机磷，中稳性有机磷和高稳性有机磷通过浸提等方法，最后测定其吸光度，找出生物炭对其中的无机磷的影响到底是增加，减少还是无影响。希望这次试验得出的趋势能够对阜新和沈阳地区的土壤改良有一定的指导性意义，并且能够更多的了解生物炭这种土壤改良剂对于本省的土壤的影响。

参考文献：

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3Bowman RA. 1989.A sequential extraction procedure with concen-trated sulfuric acid and dilute base for soil organic phosphorus.SoilSci Soc Am J, 53:362～366

4Bowman RA,Moir JO. 1993.Basic EDTA as an extractant for soil organic phosphorus.Soil Sci Soc Am J, 57:1516～1518

5Brookes PC,Powlson DS,Jenkinson DS. 1982.Measurement of mi-crobial biomass phosphorus in soil.Soil Biol Biochem, 14:319～329