檸檬酸對(duì)土壤磷素活化效果分析

李建強(qiáng)，田 勇

(1.寧夏固原市環(huán)境監(jiān)測(cè)站，寧夏 固原 756000；2.寧夏師范學(xué)院 化學(xué)化工學(xué)院，寧夏 固原 756000)

1 引言

磷是農(nóng)作物生長(zhǎng)的必需營(yíng)養(yǎng)元素之一，它是構(gòu)成作物體內(nèi)有機(jī)化合物的重要組成成分。土壤磷以有機(jī)磷的形態(tài)和無(wú)機(jī)磷的形態(tài)共同存在，而無(wú)機(jī)磷的量則占土壤總磷量的60%～80%[1]。研究表明，控制土壤磷對(duì)水體中的輸入是控制水體富營(yíng)養(yǎng)化的關(guān)鍵[2]。土壤中磷的利用率也很低，至少有70%～90 %的磷素進(jìn)入土壤后成為難以被作物吸收利用的固定形態(tài)[3]，如何減少土壤對(duì)磷酸鹽的固定﹑提高磷肥利用率以及怎樣有效地利用土壤中的現(xiàn)有磷，成為當(dāng)前土壤和植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)家們所面臨的重要課題之一。有機(jī)酸參與許多土壤化學(xué)與土壤生化過(guò)程，諸如養(yǎng)分的活化、植物對(duì)金屬的解毒作用、根際生物量的增殖、土壤礦物溶解導(dǎo)致的成土過(guò)程等[4]。本文主要通過(guò)草酸在不同濃度和不同活化時(shí)間下對(duì)土壤磷素活化效果的分析，從而為有機(jī)肥和磷肥的合理施用，減輕環(huán)境壓力，提高效益提供理論依據(jù)。

2 材料與方法

2.1 供試土壤

供試土壤是固原周邊地區(qū)農(nóng)業(yè)用地的石灰性土壤，分別為黑壚土(1號(hào)土樣)、黃綿土(2號(hào)土樣)，用混合土樣采集的辦法，每個(gè)供試土樣均由多個(gè)采點(diǎn)土樣混合組成，取樣深度20 cm左右。帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行預(yù)處理之后裝在相應(yīng)的自封袋中備用。供試土壤基本理化性質(zhì)見(jiàn)表1。

表1 供試土壤基本理化性質(zhì)

2.2 儀器與試劑

主要儀器： 分析天平(FA2204B)、數(shù)顯pH計(jì)(PHS-25C)、分光光度計(jì)(UV-1750)、鼓風(fēng)數(shù)顯恒溫干燥箱(SJ-4)、馬弗爐(SHB-3)、恒溫水浴鍋(HHS)、離心機(jī)(DJL-4)。試劑(分析純)： 檸檬酸、高氯酸、硫酸、鉬酸銨、碳酸氫鈉、抗壞血酸、酒石酸銻鉀、磷酸氫鉀。

2.3 實(shí)驗(yàn)方法

全磷含量的測(cè)定采用硫酸-高氯酸消煮法和鉬銻抗比色法，有效磷含量的測(cè)定采用碳酸氫鈉浸提劑和鉬銻抗比色法[5]，土壤理化性質(zhì)采用常規(guī)方法測(cè)定。

2.4 檸檬酸對(duì)不同土壤有效磷釋放的影響

選取2個(gè)50 mL塑料離心管，稱取供試土壤各1 g(準(zhǔn)確到0.0001 g)，分別放入2個(gè)塑料離心管中，加入30 mL 0.5 mol/L檸檬酸，振蕩30 min后在離心機(jī)上離心，過(guò)濾并測(cè)定上清液中磷的濃度。用加蒸餾水為對(duì)照。重復(fù)實(shí)驗(yàn)3次。

2.5 不同濃度下檸檬酸對(duì)土壤有效磷釋放的影響

稱取2個(gè)供試土壤各1 g(準(zhǔn)確到0.0001 g)，分別放置于50 mL塑料離心管中,分別加入不同濃度的檸檬酸各30 mL，檸檬酸濃度分別為0、0.1、0.3、0.5、1.0、1.5 mmol/L，振蕩30 min后在離心機(jī)上離心，過(guò)濾并測(cè)定上清液中磷的濃度。每組濃度實(shí)驗(yàn)設(shè)3次重復(fù)。

2.6 不同活化時(shí)間下檸檬酸對(duì)土壤有效磷釋放的影響

稱取2個(gè)供試土壤各1 g(精確到0.0001 g)，分別放置于50 mL塑料離心管中，加入1.0 mmol/L的檸檬酸30 mL。振蕩后在離心機(jī)上離心30、60、90、120、150 min后過(guò)濾并測(cè)定上清液中磷的濃度。每組實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次。

3 結(jié)果與討論

3.1 檸檬酸對(duì)不同土壤有效磷釋放的影響

檸檬酸對(duì)不同土壤中磷活化的影響如圖1所示。從圖1中可看出，檸檬酸對(duì)土壤磷的活化作用顯著，且對(duì)不同土壤活化效果是不一樣的。1號(hào)土壤沒(méi)有添加檸檬酸時(shí)(以蒸餾水浸提)土壤中磷素含量是6.52 mg/kg，添加0.5 mmol/L檸檬酸在振蕩30 min后，磷的含量10.73 mg/kg；2號(hào)土壤不添加檸檬酸時(shí)(以蒸餾水浸提)土壤中磷素的含量為5.31 mg/kg，添加檸檬酸和振蕩30 min后，磷的含量為8.36 mg/kg。在兩種土壤中，添加檸檬酸后，土壤中磷的含量與土壤有效磷含量有關(guān)。土壤有效磷含量越高，檸檬酸活化效果越好。

3.2 不同濃度下檸檬酸對(duì)土壤有效磷釋放的影響

不同濃度下的檸檬酸對(duì)土壤磷釋放的影響如圖2所示。由圖可看出，土壤磷的活化和檸檬酸的濃度有密切的關(guān)系。兩種土壤有效磷的釋放量均隨著檸檬酸濃度的增加而增加。1號(hào)土壤添加檸檬酸后土壤有效磷釋放量比2號(hào)土壤大，這是由于1號(hào)土壤比2號(hào)土壤有效磷的含量高，這是由于檸檬酸提取的磷量不僅包括檸檬酸活化的磷量，而且還包括土壤本身部分的可溶性磷。

3.3 不同活化時(shí)間下檸檬酸對(duì)土壤有效磷釋放的影響

從表2可以看出，添加檸檬酸后隨著活化的時(shí)間的增加土壤有效磷的含量逐漸增加，且與土壤類型不同。經(jīng)過(guò)檸檬酸處理后，1號(hào)土壤有效磷含量從浸提30 min的14.53 mg/kg增加到150 min的27.33 mg/kg，增加了近1.9倍；2號(hào)土壤從浸提30 min的10.61 mg/kg增加到150 min的18.42 mg/kg。

4 結(jié)論

本文主要通過(guò)檸檬酸在不同濃度和不同活化時(shí)間下對(duì)土壤磷素活化效果的分析，分析結(jié)果顯示檸檬酸對(duì)農(nóng)作物土壤中磷素活化的影響顯著。檸檬酸對(duì)土壤中的磷素活化效果與土壤有效磷含量有關(guān)，1號(hào)土壤沒(méi)有添加檸檬酸時(shí)(以蒸餾水浸提)土壤中磷素含量是6.52 mg/kg，添加0.5 mmol/L檸檬酸在振蕩30 min后磷的含量10.73 mg/kg，2號(hào)土壤不添加時(shí)土壤中磷素的含量為5.31 mg/kg，添加后磷的含量8.36 mg/kg。檸檬酸的濃度對(duì)農(nóng)作物土壤有效磷的釋放有顯著影響，添加1.5 mmol/L的檸檬酸后1、2號(hào)土壤中的有效磷含量分別16.33 mg/kg和12.39 mg/kg，隨著檸檬酸濃度的增加農(nóng)作物土壤有效磷的含量也隨之增加?；罨瘯r(shí)間不同有效磷的含量也大大不同，1號(hào)土壤有效磷含量從浸提30 min的14.53 mg/kg增加到150 min的27.33 mg/kg，2號(hào)土壤從浸提30 min的10.61 mg/kg增加到150 min的18.42 mg/kg，隨著檸檬酸提取時(shí)間的增長(zhǎng)，農(nóng)作物土壤有效磷的含量逐漸增加。