柠檬酸对土壤磷素活化效果分析

李建强，田 勇

(1.宁夏固原市环境监测站，宁夏 固原 756000；2.宁夏师范学院 化学化工学院，宁夏 固原 756000)

1 引言

磷是农作物生长的必需营养元素之一，它是构成作物体内有机化合物的重要组成成分。土壤磷以有机磷的形态和无机磷的形态共同存在，而无机磷的量则占土壤总磷量的60%～80%[1]。研究表明，控制土壤磷对水体中的输入是控制水体富营养化的关键[2]。土壤中磷的利用率也很低，至少有70%～90 %的磷素进入土壤后成为难以被作物吸收利用的固定形态[3]，如何减少土壤对磷酸盐的固定﹑提高磷肥利用率以及怎样有效地利用土壤中的现有磷，成为当前土壤和植物营养学家们所面临的重要课题之一。有机酸参与许多土壤化学与土壤生化过程，诸如养分的活化、植物对金属的解毒作用、根际生物量的增殖、土壤矿物溶解导致的成土过程等[4]。本文主要通过草酸在不同浓度和不同活化时间下对土壤磷素活化效果的分析，从而为有机肥和磷肥的合理施用，减轻环境压力，提高效益提供理论依据。

2 材料与方法

2.1 供试土壤

供试土壤是固原周边地区农业用地的石灰性土壤，分别为黑垆土(1号土样)、黄绵土(2号土样)，用混合土样采集的办法，每个供试土样均由多个采点土样混合组成，取样深度20 cm左右。带回实验室进行预处理之后装在相应的自封袋中备用。供试土壤基本理化性质见表1。

表1 供试土壤基本理化性质

2.2 仪器与试剂

主要仪器： 分析天平(FA2204B)、数显pH计(PHS-25C)、分光光度计(UV-1750)、鼓风数显恒温干燥箱(SJ-4)、马弗炉(SHB-3)、恒温水浴锅(HHS)、离心机(DJL-4)。试剂(分析纯)： 柠檬酸、高氯酸、硫酸、钼酸铵、碳酸氢钠、抗坏血酸、酒石酸锑钾、磷酸氢钾。

2.3 实验方法

全磷含量的测定采用硫酸-高氯酸消煮法和钼锑抗比色法，有效磷含量的测定采用碳酸氢钠浸提剂和钼锑抗比色法[5]，土壤理化性质采用常规方法测定。

2.4 柠檬酸对不同土壤有效磷释放的影响

选取2个50 mL塑料离心管，称取供试土壤各1 g(准确到0.0001 g)，分别放入2个塑料离心管中，加入30 mL 0.5 mol/L柠檬酸，振荡30 min后在离心机上离心，过滤并测定上清液中磷的浓度。用加蒸馏水为对照。重复实验3次。

2.5 不同浓度下柠檬酸对土壤有效磷释放的影响

称取2个供试土壤各1 g(准确到0.0001 g)，分别放置于50 mL塑料离心管中,分别加入不同浓度的柠檬酸各30 mL，柠檬酸浓度分别为0、0.1、0.3、0.5、1.0、1.5 mmol/L，振荡30 min后在离心机上离心，过滤并测定上清液中磷的浓度。每组浓度实验设3次重复。

2.6 不同活化时间下柠檬酸对土壤有效磷释放的影响

称取2个供试土壤各1 g(精确到0.0001 g)，分别放置于50 mL塑料离心管中，加入1.0 mmol/L的柠檬酸30 mL。振荡后在离心机上离心30、60、90、120、150 min后过滤并测定上清液中磷的浓度。每组实验重复3次。

3 结果与讨论

3.1 柠檬酸对不同土壤有效磷释放的影响

柠檬酸对不同土壤中磷活化的影响如图1所示。从图1中可看出，柠檬酸对土壤磷的活化作用显著，且对不同土壤活化效果是不一样的。1号土壤没有添加柠檬酸时(以蒸馏水浸提)土壤中磷素含量是6.52 mg/kg，添加0.5 mmol/L柠檬酸在振荡30 min后，磷的含量10.73 mg/kg；2号土壤不添加柠檬酸时(以蒸馏水浸提)土壤中磷素的含量为5.31 mg/kg，添加柠檬酸和振荡30 min后，磷的含量为8.36 mg/kg。在两种土壤中，添加柠檬酸后，土壤中磷的含量与土壤有效磷含量有关。土壤有效磷含量越高，柠檬酸活化效果越好。

3.2 不同浓度下柠檬酸对土壤有效磷释放的影响

不同浓度下的柠檬酸对土壤磷释放的影响如图2所示。由图可看出，土壤磷的活化和柠檬酸的浓度有密切的关系。两种土壤有效磷的释放量均随着柠檬酸浓度的增加而增加。1号土壤添加柠檬酸后土壤有效磷释放量比2号土壤大，这是由于1号土壤比2号土壤有效磷的含量高，这是由于柠檬酸提取的磷量不仅包括柠檬酸活化的磷量，而且还包括土壤本身部分的可溶性磷。

3.3 不同活化时间下柠檬酸对土壤有效磷释放的影响

从表2可以看出，添加柠檬酸后随着活化的时间的增加土壤有效磷的含量逐渐增加，且与土壤类型不同。经过柠檬酸处理后，1号土壤有效磷含量从浸提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号土壤从浸提30 min的10.61 mg/kg增加到150 min的18.42 mg/kg。

4 结论

本文主要通过柠檬酸在不同浓度和不同活化时间下对土壤磷素活化效果的分析，分析结果显示柠檬酸对农作物土壤中磷素活化的影响显著。柠檬酸对土壤中的磷素活化效果与土壤有效磷含量有关，1号土壤没有添加柠檬酸时(以蒸馏水浸提)土壤中磷素含量是6.52 mg/kg，添加0.5 mmol/L柠檬酸在振荡30 min后磷的含量10.73 mg/kg，2号土壤不添加时土壤中磷素的含量为5.31 mg/kg，添加后磷的含量8.36 mg/kg。柠檬酸的浓度对农作物土壤有效磷的释放有显著影响，添加1.5 mmol/L的柠檬酸后1、2号土壤中的有效磷含量分别16.33 mg/kg和12.39 mg/kg，随着柠檬酸浓度的增加农作物土壤有效磷的含量也随之增加。活化时间不同有效磷的含量也大大不同，1号土壤有效磷含量从浸提30 min的14.53 mg/kg增加到150 min的27.33 mg/kg，2号土壤从浸提30 min的10.61 mg/kg增加到150 min的18.42 mg/kg，随着柠檬酸提取时间的增长，农作物土壤有效磷的含量逐渐增加。