《Journal of Soil Science and Plant Nutrition》：Phosphorus Release and Transformations in Contrasting Tropical Paddy Soils Under Fertiliser Application
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为解决热带水稻土对无机磷（P）肥响应不一致的问题，研究人员开展了不同热带稻田土壤在施肥下磷释放和转化的研究。结果表明施肥后磷浓度先升后降，释放的磷会被再吸附等。该研究为磷资源管理提供依据，助力农业可持续发展。
在全球范围内，磷资源的分布和储备情况不容乐观，用于生产无机磷肥的磷矿储量不仅有限，而且分布极不均衡，大约 85% 的全球磷矿储量集中在仅五个国家。在农业生产中，为了满足植物对磷的需求，常常需要向土壤中施加磷肥。然而，无机磷肥的利用效率却很低，每年约 70% 施入土壤的磷肥未被作物利用。这不仅造成了资源的浪费，还可能引发一系列环境问题。
在热带地区，情况更为复杂。热带土壤通常具有高磷吸附潜力，这主要是由于其含有高浓度的铁铝氧化物和高度风化的黏土矿物，这些物质对磷有着很强的亲和力。这使得在热带稻田土壤中，磷肥的施用效果往往不理想，产量响应不明确。同时，稻田在淹水条件下，土壤的理化性质会发生一系列变化，如 pH 值、氧化还原电位等，这些变化会进一步影响磷的转化和释放。然而，目前关于淹水条件下热带风化稻田土壤中磷释放和转化的实证研究却十分匮乏。
为了深入探究这些问题，来自新西兰梅西大学（Massey University）、斯里兰卡佩拉德尼亚大学（University of Peradeniya）和美国伊利诺伊大学厄巴纳 - 香槟分校（University of Illinois Urbana - Champaign）的研究人员展开了一项研究。他们的研究成果发表在《Journal of Soil Science and Plant Nutrition》上，为理解热带稻田土壤中磷的行为提供了重要依据。
研究人员采用了多种技术方法来开展此项研究。在土壤样本采集方面，选取了斯里兰卡三个不同地点的水稻种植土壤，分别属于典型的 Ultisol、Alfisol 和 Entisol 土壤类型。实验设计上，设置了包括对照、施用三料过磷酸钙（TSP）、单料过磷酸钙（SSP）以及添加尿素与否的多种处理组合。分析方法上，运用了热力学建模（Visual MINTEQ 3.1 软件）和化学磷分级（改良 Hedley 程序）等技术，来评估土壤磷的转化情况；同时对土壤孔隙水进行采样分析，测定溶解反应性磷（DRP）、pH、氧化还原电位（Eh）等指标。
研究结果如下：
土壤基本性质 ：Ultisol 和 Entisol 土壤呈微酸性，Alfisol 土壤为中性。Entisol 土壤砂含量高，可提取磷和磷吸附容量低。三种土壤的有机碳含量都较低。孔隙水 pH 和土壤 Eh 变化 ：淹水期间，所有土壤孔隙水 pH 总体呈下降趋势，最后一次采样时有所上升。尿素对孔隙水 pH 的影响不一致。三种土壤的 Eh 在淹水期均下降，Alfisol 土壤在 28 天前相对较高，之后进入缺氧范围。磷释放情况 ：淹水初期（7 天），施磷处理显著增加了孔隙水 DRP 浓度，但之后迅速下降。Alfisol 土壤施肥后 DRP 浓度能保持在水稻生长所需的临界浓度（0.1mg L-1 ）以上；Entisol 土壤只有 SSP 处理的 DRP 浓度超过该阈值；Ultisol 土壤的 DRP 浓度始终低于临界浓度。孔隙水阳离子浓度及相关性 ：三种土壤孔隙水中 Fe、Mn、Ca 和 Mg 浓度差异显著，且受淹水时间影响。DRP 与 Ca 浓度、Eh 存在显著相关性。土壤磷分级变化 ：不同土壤不同深度的磷组分随时间变化不同。总体上，施肥处理的土壤在 2 - 6cm 深度总磷增加，部分磷向下淋溶并转化为不同形态的磷。磷物种变化 ：淹水初期，施肥土壤中一些更易溶的 Ca - P 和 Fe（III）氧化物处于过饱和状态，之后变为不饱和，表明其发生了溶解，但 “净” DRP 浓度未增加，可能是由于磷被再吸附。
研究结论和讨论部分指出，磷肥施用除在施肥后短期内影响孔隙水 DRP 浓度外，总体影响不显著。磷主要通过磷酸钙矿物和铁（III）氧化物的溶解释放，但释放的磷会被铁铝氧化物和黏土矿物吸附，或沉淀为钙矿物。尿素添加对土壤磷释放没有显著影响。虽然部分土壤中水稻生长所需的临界磷浓度未达到，但先前研究表明，斯里兰卡稻田土壤施磷对水稻产量无显著影响。这可能与水稻根际微环境有关，根际环境可能促进了磷从中等活性磷库中释放。
该研究具有重要意义，它深入揭示了热带稻田土壤在施肥条件下磷的释放和转化机制，为理解水稻产量与磷肥施用关系提供了理论基础。未来研究可进一步关注水稻植株和根际土壤中的磷转化过程，这将有助于制定更有效的磷管理策略，提高磷肥利用效率，促进农业可持续发展。
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