CN113480380A - 一种无机型磷素增效组合物和土壤磷素增效方法 - Google Patents

一种无机型磷素增效组合物和土壤磷素增效方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及耕地保育技术领域，尤其涉及一种无机型磷素增效组合物和土壤磷素增效方法。本发明提供的一种无机型磷素增效组合物，将硅酸盐、氯盐、锌盐和有机酸盐进行组合，能够明显提高土壤中有效磷的含量，即提高土壤中磷的有效性，并且，该无机型磷素增效组合物对作物种子发芽率和作物产量无明显影响，配方安全、无毒副作用、使用简便、易于推广应用，可应用于农田土壤培肥及面源污染控制领域，解决土壤磷固定性强、有效低的问题。本发明提供的一种土壤磷素增效方法，将无机型磷素增效组合物采用基施方式施入土壤，土壤有效磷含量可提高8％以上，该土壤磷素增效方法简便，易于推广应用，可为农田土壤磷素养分管理提供技术支持。

Description

一种无机型磷素增效组合物和土壤磷素增效方法
技术领域
本发明涉及耕地保育技术领域，尤其涉及一种无机型磷素增效组合物和土壤磷素增效方法。
背景技术
磷是植物生长发育和产量提高的必需营养元素之一。我国农作物单产和总产量均大幅提高，其中化肥的大量使用是作物产量提高的主要原因。据《中国统计年鉴2019》统计结果，我国2018年磷肥用量为728.9万吨 (折纯量)，复合肥用量为2268.8万吨(折纯量按照P2O5含量15％计)，2018 年全国磷用量折合共计613.62万吨，是1980年磷肥用量的3.85倍。目前，我国作物磷肥当年利用率平均仅为10％-20％(林德喜，2005.中国主要农业生态区长期施肥土壤磷素形态研究.博士论文，南京农业大学)，其余磷通过与土壤中的铁铝氧化物/氢氧化物或者钙离子等发生一系列生物化学反应等最终被固定在土壤中，导致土壤磷素出现明显累积。据报道，我国设施菜地有效磷含量为 140.3-201.1mg/kg(黄绍文等.我国主要菜区土壤盐分、酸碱性和肥力状况.植物营养与肥料学报，2011，17(4)：906–918)。按照0-20cm土壤残余磷占磷含量15％计，我国耕层土壤磷残留量约为347kg P/ha(Zhang等.2019.Management Strategies to Optimize Soil Phosphorus Utilization andAlleviate Environmental Risk in China.Journal of Environmental Quality,2019,48(5):1167-1175)。据报道，全球农田土壤中残余的磷在可利用状态下可供100年作物生产所需用量(Khan等. 2007.Role of phosphate-solubilizing microorganisms insustainable agriculture:A review.Agron.Sustain.Dev.27:29-43)。
因此，如何有效提高当季磷肥及土壤残余磷有效性，是目前农田土壤磷养分管理难点和热点问题。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种无机型磷素增效组合物，该无机型磷素增效组合物对作物种子发芽率和作物产量无明显影响，配方安全、无毒副作用、使用简便、易于推广应用，可应用于农田土壤培肥及面源污染控制领域，解决土壤磷固定性强、有效低的问题。
本发明的目的之二在于提供一种土壤磷素增效方法。
本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
一种无机型磷素增效组合物，包括：硅酸盐20～35份、氯盐23～35份、锌盐10～15份和有机酸盐30～55份。
土壤中磷可供植物吸收的利用的磷形态主要为无机态的HPO4 2-或H2PO4 -。磷在土壤中的存在形态与土壤pH密切相关，pH为4-5时，磷酸根主要以H2PO4 -形态存在，当pH升高，逐渐变为HPO4 2-、PO4 3-离子。因此，提供一种能够提高土壤磷有效性的增效组合物很有必要，同时对于降低农田土壤中磷的面源污染风险具有重要现实意义。
有机酸类、高表面活性物质、高表面积和高表面活性物质、中微量元素等对土壤中磷具有活化或者增效作用。本发明无机型磷素增效组合物，包括硅酸盐、氯盐、锌盐和有机酸盐，硅酸盐可与土壤中Fe3+、Mn2+等发生螯合反应，降低Fe、Mn氢氧化物表面吸附的磷，增加磷的有效性；氯盐可提供氯离子，增加了负电荷，有利于降低磷的吸附，并且能够降低正电势，降低磷的吸附；锌盐能够提供磷酸酶的辅因子元素Zn，促进磷酸酶活性提高，有利于土壤磷的矿化，锌与磷酸根竞争铁氢氧化物表面吸附位点，降低磷的吸附，提高磷的有效性；有机酸盐含有的有机酸阴离子能够与Fe3+、Al3+和Ca2+等金属离子发生络合反应，促进磷化合物的溶解，提高磷的有效性，有机酸阴离子能够与无机磷竞争土壤胶体的吸附点，降低磷的固定；本发明无机型磷素增效组合物将硅酸盐、氯盐、锌盐和有机酸盐进行组合，能够明显提高土壤中有效磷的含量，即提高土壤中磷的有效性，并且，该无机型磷素增效组合物对作物种子发芽率和作物产量无明显影响，配方安全、无毒副作用、使用简便、易于推广应用，可应用于农田土壤培肥及面源污染控制领域，解决土壤磷固定性强、有效低的问题。
优选的，所述硅酸盐选自硅酸钾、硅酸钠的一种或两种。本发明中，硅酸盐可提高土壤pH值，且可与土壤中Fe3+、Mn2+等发生螯合反应，降低Fe、Mn 氢氧化物表面吸附的磷，增加磷的有效性。
优选的，所述氯盐选自氯化钙、氯化铵、氯化镁、氯化锌和氯化钾中的一种或两种以上。氯盐中，氯化钙、氯化铵、氯化镁、氯化锌和氯化钾均为含氯盐类，可提供氯离子、钙离子、铵根离子、镁离子、锌离子、钾离子等。当土壤溶液中磷的有效性主要受表面负电荷的影响大于其表面电势或者沉淀反应时，氯离子增加了负电荷，有利于降低磷的吸附；当磷酸根被带有大量更多正电势的表面位点吸附时，由于盐类的加入会降低正电势，进而降低磷的吸附。钙离子和铵根离子通过促进作物根系生长，增强根系对磷酸根的吸收，促进土壤固定态磷的矿化分解，提高磷的有效性。
优选的，所述锌盐选自硫酸锌、硫酸钾中的一种或两种。硫酸锌、氯化锌等提供磷酸酶的辅因子元素Zn，促进磷酸酶活性提高，有利于土壤磷的矿化。锌与磷酸根竞争铁氢氧化物表面吸附位点，降低磷的吸附，提高磷的有效性。硫酸锌降低土壤pH，有利于调节土壤磷的吸附和解吸，影响磷的有效性。
优选的，所述有机酸盐选自腐殖酸钠、柠檬酸钠中的一种或两种。腐殖酸钠和柠檬酸钠均含有低分子量有机酸阴离子，与Fe3+、Al3+和Ca2+等金属离子发生络合反应，促进磷化合物的溶解，提高磷有效性；有机酸阴离子与无机磷竞争土壤胶体的吸附点，降低磷的固定。
优选的，包括：硅酸钾、氯化钙、氯化铵、硫酸锌、腐殖酸钠和柠檬酸钠。
优选的，按重量份计，包括：硅酸钾20～35份、氯化钙8～15份、氯化铵15～20 份、硫酸锌10～15份、腐殖酸钠10～25份和柠檬酸钠20～30份。
优选的，按重量份计，包括：硅酸钾30份、氯化钙10份、氯化铵20份、硫酸锌10份、腐殖酸钠10份和柠檬酸钠20份。
本发明的目的之二采用如下技术方案实现：
一种土壤磷素增效方法，包括以下步骤：
将无机型磷素增效组合物采用基施方式施入土壤。
优选的，所述无机型磷素增效组合物的用量为3～6kg/亩。
本发明土壤磷素增效方法中，无机型磷素增效组合物可与不含磷化肥配合施用，于作物播种前以基施方式施入土壤，土壤有效磷含量可提高8％以上，对作物种子发芽率和蔬菜产量无明显影响，该土壤磷素增效方法简便，易于推广，可为农田土壤磷素养分管理提供技术支持。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明提供的一种无机型磷素增效组合物，包括硅酸盐、氯盐、锌盐和有机酸盐，硅酸盐可与土壤中Fe3+、Mn2+等发生螯合反应，降低Fe、Mn氢氧化物表面吸附的磷，增加磷的有效性；氯盐可提供氯离子，增加了负电荷，有利于降低磷的吸附，并且能够降低正电势，降低磷的吸附；锌盐能够提供磷酸酶的辅因子元素Zn，促进磷酸酶活性提高，有利于土壤磷的矿化，锌与磷酸根竞争铁氢氧化物表面吸附位点，降低磷的吸附，提高磷的有效性；有机酸盐含有的有机酸阴离子能够与Fe3+、Al3+和Ca2+等金属离子发生络合反应，促进磷化合物的溶解，提高磷的有效性，有机酸阴离子能够与无机磷竞争土壤胶体的吸附点，降低磷的固定；本发明无机型磷素增效组合物将硅酸盐、氯盐、锌盐和有机酸盐进行组合，能够明显提高土壤中有效磷的含量，即提高土壤中磷的有效性，并且，该无机型磷素增效组合物对作物种子发芽率和作物产量无明显影响，配方安全、无毒副作用、使用简便、易于推广应用，可应用于农田土壤培肥及面源污染控制领域，解决土壤磷固定性强、有效低的问题。
本发明提供的一种土壤磷素增效方法，将无机型磷素增效组合物采用基施方式施入土壤，土壤有效磷含量可提高8％以上，对作物种子发芽率和蔬菜产量无明显影响，该土壤磷素增效方法简便，易于推广应用，可为农田土壤磷素养分管理提供技术支持。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本发明实施例1中对照组1和处理组1中土壤有效磷的含量图；
图2为本发明实施例2中对照组2和处理组2中黑叶白菜种子的发芽率图；
图3为本发明实施例3中对照组3和处理组3中土壤有效磷的含量图；
图4为本发明实施例3中对照组3和处理组3香菜产量的结果图。
具体实施方式
下面，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。以下是本发明具体的实施例，在下述实施例中所采用的原材料、设备等除特殊限定外均可以通过购买方式获得。
实施例1
本实施例无机型磷素增效组合物，按重量份计，包括：硅酸钾25份，氯化钙8份，氯化铵15份，硫酸锌12份，腐殖酸钠15份和柠檬酸钠25份。
效果测试：采用本实施例无机型磷素增效组合物进行室内培养试验使用效果测试，处理组1的处理方式为：将本实施例无机型磷素增效组合物采用基施方式，与土壤混匀，无机型磷素增效组合物的用量为：0.02g/kg土，折合每亩用量为3kg。以空白处理(不施入无机型磷素增效组合物)为对照组1。
土壤施用本实施例无机型磷素增效组合物(处理组1)第5天进行土壤有效磷含量测试，结果请参阅图1，为本发明实施例1中对照组1和处理组1中土壤有效磷的含量图。结果表明，相比对照组1，处理组1土壤中有效磷提高了8.8％。
实施例2
本实施例无机型磷素增效组合物，按重量份计，包括：硅酸钾23份，氯化钙8份，氯化铵18份，硫酸锌13份，腐殖酸钠18份和柠檬酸钠20份。
安全测试：采用本实施例无机型磷素增效组合物进行安全测试，处理组2 的处理方式为：将本实施例无机型磷素增效组合物采用基施方式施入装有河沙的培养皿中，无机型磷素增效组合物的用量为：0.03g/kg河沙，折合每亩用量为4.5kg，供试种子为黑叶白菜种子。以空白处理(不施入无机型磷素增效组合物)为对照组2。
河沙施用本实施例无机型磷素增效组合物(处理组2)第7天进行种子发芽率试验使用效果测试，结果请参阅图2，为本发明实施例2中对照组2和处理组 2中黑叶白菜种子的发芽率图。结果表明，相比对照组2，处理组2黑叶白菜种子发芽率无变化。
实施例3
本实施例无机型磷素增效组合物，按重量份计，包括：硅酸钾30份，氯化钙10份，氯化铵20份，硫酸锌10份，腐殖酸钠10份和柠檬酸钠20份。
效果和安全测试：采用本实施例无机型磷素增效组合物进行效果和安全测试，处理组3的处理方式为：将本实施例无机型磷素增效组合物采用基施方式于播种前施入田间小区土壤，翻耕表层土壤，无机型磷素增效组合物的用量为：每亩用量为6kg，种植香菜。以空白处理(不施入无机型磷素增效组合物)为对照组3。
土壤施用本实施例无机型磷素增效组合物(处理组3)第3天进行土壤有效磷含量测试，结果请参阅图3，图3为本发明实施例3中对照组3和处理组3中土壤有效磷的含量图。结果表明，相比对照组3，处理组3土壤中有效磷提高了 11.3％。
进行香菜产量检测，结果请参阅图4，图4为本发明实施例3中对照组3和处理组3香菜产量的结果图。结果表明，相比对照组3，处理组3香菜产量无明显变化。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种无机型磷素增效组合物，其特征在于，包括：硅酸盐20～35份、氯盐23～35份、锌盐10～15份和有机酸盐30～55份。
2.根据权利要求1所述的一种无机型磷素增效组合物，其特征在于，所述硅酸盐选自硅酸钾、硅酸钠的一种或两种。
3.根据权利要求1所述的一种无机型磷素增效组合物，其特征在于，所述氯盐选自氯化钙、氯化铵、氯化镁、氯化锌和氯化钾中的一种或两种以上。
4.根据权利要求1所述的一种无机型磷素增效组合物，其特征在于，所述锌盐选自硫酸锌、硫酸钾中的一种或两种。
5.根据权利要求1所述的一种无机型磷素增效组合物，其特征在于，所述有机酸盐选自腐殖酸钠、柠檬酸钠中的一种或两种。
6.根据权利要求1所述的一种无机型磷素增效组合物，其特征在于，包括：硅酸钾、氯化钙、氯化铵、硫酸锌、腐殖酸钠和柠檬酸钠。
7.根据权利要求6所述的一种无机型磷素增效组合物，其特征在于，按重量份计，包括：硅酸钾20～35份、氯化钙8～15份、氯化铵15～20份、硫酸锌10～15份、腐殖酸钠10～25份和柠檬酸钠20～30份。
8.根据权利要求7所述的一种无机型磷素增效组合物，其特征在于，按重量份计，包括：硅酸钾30份、氯化钙10份、氯化铵20份、硫酸锌10份、腐殖酸钠10份和柠檬酸钠20份。
9.一种土壤磷素增效方法，其特征在于，包括以下步骤：
将权利要求1至8任意一项所述无机型磷素增效组合物采用基施方式施入土壤。
10.根据权利要求9所述的一种土壤磷素增效方法，其特征在于，所述无机型磷素增效组合物的用量为3～6kg/亩。
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