摘要
由于磷在土壤中易固定，施入农田的肥料磷大量变成土壤累积态磷或随地表径流迁移到环境中，因而作物利用率低，大大增加生产成本的同时还导致水体污染，成为制约我国农业生产和环境可持续性的重大问题。本研究思路旨在从分子尺度上构建“肥力水平-土壤界面过程-养分利用效率”的内在联系与作用机制，获得不同形态磷肥与土壤物理化学和生物学性状的匹配机制与调控途径。本研究建立了土壤磷形态与转化原位研究的方法体系，发展了研究土壤微生物对固定态磷的活化的单细胞拉曼光谱技术，该技术可在不依赖纯培养的条件下，从土壤环境中挖掘出具有高效解磷功能的微生物；建立了定量研究肥料磷在土壤中转化与分配的32P示踪方法；发展了土壤磷形态X射线吸收光谱原位定量分析方法，实现了土壤磷形态和转化的原位分析；建立了P18O4稳定同位素分析技术平台，可指示土壤磷周转的速率与过程。通过长期定位实验，初步明确了潮土和红壤中肥料磷的固定、分配及磷库演变规律；采用物理、化学及生物等方法筛选及制备多种磷素活化剂，探明了其对作物的促根效果与对不同类型土壤难溶性磷活化作用；建立了我国主要类型农田土壤磷维持高产的速效养分临界指标体系。探明了石灰性潮土中不同形态钙对肥料磷固定和转化的影响，明确了交换性钙是影响磷固定的重要因素；初步揭示了红壤淹水-落干过程中磷的形态转化过程及其与铁形态转化的耦合机理。
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