檸檬酸對土壤磷素活化效果分析

李建強，田 勇

(1.寧夏固原市環境監測站，寧夏 固原 756000；2.寧夏師范學院 化學化工學院，寧夏 固原 756000)

1 引言

磷是農作物生長的必需營養元素之一，它是構成作物體內有機化合物的重要組成成分。土壤磷以有機磷的形態和無機磷的形態共同存在，而無機磷的量則占土壤總磷量的60%～80%[1]。研究表明，控制土壤磷對水體中的輸入是控制水體富營養化的關鍵[2]。土壤中磷的利用率也很低，至少有70%～90 %的磷素進入土壤后成為難以被作物吸收利用的固定形態[3]，如何減少土壤對磷酸鹽的固定﹑提高磷肥利用率以及怎樣有效地利用土壤中的現有磷，成為當前土壤和植物營養學家們所面臨的重要課題之一。有機酸參與許多土壤化學與土壤生化過程，諸如養分的活化、植物對金屬的解毒作用、根際生物量的增殖、土壤礦物溶解導致的成土過程等[4]。本文主要通過草酸在不同濃度和不同活化時間下對土壤磷素活化效果的分析，從而為有機肥和磷肥的合理施用，減輕環境壓力，提高效益提供理論依據。

2 材料與方法

2.1 供試土壤

供試土壤是固原周邊地區農業用地的石灰性土壤，分別為黑壚土(1號土樣)、黃綿土(2號土樣)，用混合土樣采集的辦法，每個供試土樣均由多個采點土樣混合組成，取樣深度20 cm左右。帶回實驗室進行預處理之后裝在相應的自封袋中備用。供試土壤基本理化性質見表1。

表1 供試土壤基本理化性質

2.2 儀器與試劑

主要儀器： 分析天平(FA2204B)、數顯pH計(PHS-25C)、分光光度計(UV-1750)、鼓風數顯恒溫干燥箱(SJ-4)、馬弗爐(SHB-3)、恒溫水浴鍋(HHS)、離心機(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 實驗方法

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

2.4 檸檬酸對不同土壤有效磷釋放的影響

選取2個50 mL塑料離心管，稱取供試土壤各1 g(準確到0.0001 g)，分別放入2個塑料離心管中，加入30 mL 0.5 mol/L檸檬酸，振蕩30 min后在離心機上離心，過濾并測定上清液中磷的濃度。用加蒸餾水為對照。重復實驗3次。

2.5 不同濃度下檸檬酸對土壤有效磷釋放的影響

稱取2個供試土壤各1 g(準確到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后在離心機上離心，過濾并測定上清液中磷的濃度。每組濃度實驗設3次重復。

2.6 不同活化時間下檸檬酸對土壤有效磷釋放的影響

稱取2個供試土壤各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。振蕩后在離心機上離心30、60、90、120、150 min后過濾并測定上清液中磷的濃度。每組實驗重復3次。

3 結果與討論

3.1 檸檬酸對不同土壤有效磷釋放的影響

檸檬酸對不同土壤中磷活化的影響如圖1所示。從圖1中可看出，檸檬酸對土壤磷的活化作用顯著，且對不同土壤活化效果是不一樣的。1號土壤沒有添加檸檬酸時(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號土壤不添加檸檬酸時(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。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土壤有效磷釋放的影響

不同濃度下的檸檬酸對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號土壤添加檸檬酸后土壤有效磷釋放量比2號土壤大，這是由于1號土壤比2號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 不同活化時間下檸檬酸對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。經過檸檬酸處理后，1號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號土壤從浸提30 min的10.61 mg/kg增加到150 min的18.42 mg/kg。

4 結論

本文主要通過檸檬酸在不同濃度和不同活化時間下對土壤磷素活化效果的分析，分析結果顯示檸檬酸對農作物土壤中磷素活化的影響顯著。檸檬酸對土壤中的磷素活化效果與土壤有效磷含量有關，1號土壤沒有添加檸檬酸時(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號土壤不添加時土壤中磷素的含量為5.31 mg/kg，添加后磷的含量8.36 mg/kg。檸檬酸的濃度對農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作物土壤有效磷的含量也隨之增加。活化時間不同有效磷的含量也大大不同，1號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，隨著檸檬酸提取時間的增長，農作物土壤有效磷的含量逐漸增加。