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磷是植物生长过程中所必需的营养元素之一,参与到植物体内各项新陈代谢活动,对植物体正常生长至关重要。由于每年大量的磷肥施入到土壤中,土壤中积累的磷含量十分可观,但植物有效利用的磷含量很低。红壤中由于铁铝氧化物含量高,其施肥的当季利用率仅有10%左右,绝大部分被固定在土壤中。被土壤固定的磷大部分被缓慢的转化成作物无法吸收利用的闭蓄态磷(O-P),闭蓄态磷在土壤中含量大,在红壤中甚至可以达到土壤磷总量的60%以上。因此,研究红壤中闭蓄态磷的形态、形成,以及转化机制,对减缓闭蓄态磷的形成和活化闭蓄态磷具有重要意义。本实验主要以南方红壤为切入点,结合土壤分析和矿物模拟实验,利用化学连续提取和X射线近边精细结构光谱以及拉曼光谱研究闭蓄态磷的形态、形成机制和影响因子。本研究获得的主要结果如下:(1)不同施肥水平均改变了土壤p H、有机质、铁铝含量、磷含量等基本理化性质,施无机肥导致土壤p H降低,加剧了红壤的酸化。施磷肥可以增加土壤中各组分磷含量,无机有机肥混施能显著增强土壤供磷水平,并且缓解土壤酸化,改良土壤。(2)土壤的p H、有机质、粘土矿物含量等对红壤中闭蓄态磷含量有一定影响,土壤铁铝含量直接与闭蓄态磷的含量有关,其中非晶形铁铝的含量与闭蓄态铁磷、铝磷成正比。(3)利用非晶形铁氧化物水铁矿、无机磷、Fe2+等,在实验室环境下合成了闭蓄态磷。模拟体系形成的矿物,其闭蓄态磷的占比随时间和铁离子含量的增加而增大。相同条件下,前期吸附磷量越少,其后期闭蓄化程度越高。(4)模拟实验表明,闭蓄态磷的形成过程可简要描述如下:首先无机磷吸附在氧化铁的表面,部分磷酸根在其表面转化形成沉淀态磷酸铁,然后游离的Fe2+会吸附在这些磷酸铁表面,随着体系中游离的Fe2+被氧化,在磷酸铁表面形成氧化铁的包被,这个过程即为闭蓄化过程,生成闭蓄态磷。