Доступность и фракционирование почвенного фосфора в зависимости от различных источников фосфора в щелочных и кислых почвах: краткий обзор

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 5677 (2023) Цитировать эту статью

1401 Доступов

2 цитаты

Подробности о метриках

Использование сельскохозяйственных отходов в качестве альтернативного источника фосфора (P) имеет большие перспективы для улучшения фосфорного статуса почвы. Был проведен 70-дневный инкубационный эксперимент для изучения воздействия суперфосфата (SSP), птичьего помета (PM), навоза крупного рогатого скота (CM), кукурузной соломы (MS) и костной муки крупного рогатого скота (CB) с одинаковым общим количеством фосфора. от наличия и фракций почвенного фосфора в типичных кислых (красноземах) и солонцеватых (речно-водных почвах) почвах. Результаты показали, что как в речных, так и в красных почвах CM превосходит другие источники фосфора в улучшении доступности фосфора в почве. Изменения в почве Олсен-П (ΔОлсен-П) были больше в речно-водных почвах с добавками SSP, PM и CM, чем в красных почвах. Среди различных используемых источников фосфора только CM увеличил содержание лабильных фракций фосфора в почве до уровня, аналогичного уровню SSP. По сравнению с SSP в почвах с добавками ПМ и УМ обнаружено больше моноэфира Р и инозитолгексакисфосфата. Анализ модели структурных уравнений (SEM) показал, что pH почвы оказывает прямое положительное влияние на лабильные фракции фосфора в кислой красной почве с добавлением различных источников фосфора. Подводя итог, можно сказать, что УМ является превосходным источником фосфора для увеличения доступного для растений фосфора в почве, что имеет значительные практические последствия для переработки фосфора.

Фосфор (P) является ключевым питательным веществом в интенсивном сельскохозяйственном производстве, поскольку он необходим для роста сельскохозяйственных культур и урожайности1,2. Однако ограниченность ресурсов и загрязнение окружающей среды химическими фосфорами являются глобальными проблемами современного сельского хозяйства3,4. Перерегулирование поступления фосфора, сокращение потерь фосфора и переработка фосфора в сельскохозяйственных отходах, таких как навоз, солома, костная мука и т. д., считаются эффективными стратегиями сокращения химического поступления фосфора во всем мире5,6,7,8,9. Понимание распределения различных неорганических и органических фракций фосфора является необходимым условием для контроля трансформации фосфатов в почвах. Таким образом, понимание трансформации и доступности фракций фосфора в почве после переработки различных источников фосфора особенно важно для улучшения использования фосфора сельскохозяйственными культурами и управления фосфорными удобрениями при одновременном снижении экологических рисков.

Физико-химические превращения фосфора (растворение, осаждение, адсорбция и десорбция) регулируются pH почвы, содержанием органического вещества и биологическими свойствами почвы10,11,12. Добавление химических фосфорных удобрений (суперфосфат, SSP) приводит к первоначальному всплеску доступности фосфора, за которым следует адсорбция и осаждение фосфора, что со временем приведет к существенному снижению доступности фосфора13. По сравнению с химическим фосфором, внесение органических удобрений способствует превращению умеренно лабильного фосфора в доступный P14. Альтернативные источники фосфора содержат множество соединений фосфора, включая большую долю ортофосфата15. Эти альтернативные источники фосфора также могут влиять на кинетику фосфора в почве, изменяя адсорбционную способность16,17. Содержание фосфора в навозе зависит от различных факторов, включая тип навоза, состояние разделения твердой и жидкой фаз, скорость разложения, а также процессы обработки и хранения навоза18,19. Кроме того, различия в пищеварительной системе и составе корма животных могут вызывать большие различия в концентрации и фракциях фосфора в разных навозах20,21. Предыдущие исследования показали, что большая часть фосфора в птичьем помете была извлечена из воды и экстрактов HCl, тогда как большая часть фосфора из навоза крупного рогатого скота была извлечена из экстракта NaHCO322. Следовательно, доступность фосфора в навозе крупного рогатого скота, как правило, выше, чем в птичьем помете. Трансформация фосфора из различных видов навоза, вносимого в почву, требует дальнейших исследований. Более того, в сельскохозяйственной практике солома обычно возвращается непосредственно в почву, а наличие фосфора в соломе требует углубленного анализа23. Костную муку предлагается перерабатывать и использовать в качестве органического удобрения, тогда как ее потенциальное использование в качестве эффективного источника остается неясным6. Таким образом, необходимо идентифицировать и количественно оценить фракции P из различных альтернативных источников P и их распределение во фракциях P почвы, чтобы определить потенциальную доступность P.