《土壤-作物系統中有機結合態磷肥的高效機理研究》是依託中國農業大學，由劉瑾擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：土壤-作物系統中有機結合態磷肥的高效機理研究
- 依託單位：中國農業大學
- 項目負責人：劉瑾
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
新型高效磷肥的研發是從根本上解決當前農學與土壤環境學發展瓶頸的新思路。有機結合態磷肥施入土壤後抗固定性能強，反應活性高，是當今磷肥改性增效技術發展的主流方向。闡明有機結合態磷肥輸入土壤後的歸趨特徵及賦存形態轉化，對提高磷肥利用率、降低農田磷素富集及農業面源污染至關重要。但目前該方面的研究尚不多見。本項目擬基於室內模擬盆栽試驗，利用磷-33同位素示蹤技術追蹤有機結合態磷肥在土壤不同活性磷庫-微生物-作物系統中量化歸趨的時空特徵，結合液相磷-31核磁共振、同步輻射X射線吸收近邊結構譜（bulk/μ-XANES）、微區X射線螢光光譜（μ-XRF）等前沿技術從分子水平上表征有機肥料磷初始形態及施入土壤後賦存形態的轉化特徵，揭示有機結合態磷肥高效性的深層機制，為農業可持續發展、農田土壤磷素最佳化管理、農業面源污染減排提供前瞻性理論依據。
結題摘要
當前，化學磷肥不合理施用引發的資源危機和環境問題日益凸顯，鑒於有機結合態磷肥不易被土壤組分固定，在土壤中移動性強，潛在作物有效性高，研製新型磷肥、提高磷肥利用率是保障農業生產、環境安全及可持續集約化的關鍵。闡明新型磷肥輸入土壤後的歸趨特徵及賦存形態轉化對理解其高效機制至關重要。本項目基於土壤室內培養與小麥盆栽試驗，實驗設定不施磷肥、無機磷肥（磷酸二氫鈉）、澱粉基磷肥、澱粉與磷酸二氫鈉簡單混合四個處理，各處理總磷添加等量設定，分析不同時段外源添加不同磷肥在土壤活性/非活性磷庫、微生物、植物間周轉歸趨及量化分配的動態特徵，結果表明施用無機磷肥短時間內大幅提高活性組分NaHCO3提取態磷（Ca2-P）含量，其半衰期較短，同時可較快的向較穩態磷組分轉化，其後續作物有效性可能較低；無機磷與澱粉配施，一定程度上更易加速以上過程；而施用澱粉基磷肥後，其添加磷可貢獻到多種磷組分上，活性磷組分向較穩態磷組分的轉化速率更低，推測其具有一定的緩釋作用，可在較長時間內供給作物生長，同時，活性組分Ca2-P含量的增加較無機磷肥處理更少，並表現出更長的半衰期，可以推測其施用後短期內可能的環境風險較低。套用同步輻射X射線吸收近邊結構譜、液相磷-31核磁共振等現代分析技術從分子水平上表征有機磷肥本身形態及施用於土壤後賦存形態的轉化特徵，發現了第八周澱粉基磷肥處理土樣中鐵磷含量高於其他處理土樣的直接證據，印證了之前的磷組分分析結果，同時，針對有機磷形態轉化特徵的研究顯示相比於無機磷肥處理，澱粉基磷肥施用表現出更強的正磷酸二酯對作物的供給作用。本研究通過探討新型磷肥施用後在土壤中的形態轉化，有助於深入理解有機結合態磷肥的高效機制，為新型高效磷肥的改性增效提供前瞻式理論依據。
