自然资源部黑土地重点实验室在机械活化磷矿粉提高磷的溶解性及其对弱酸性土壤有效磷的影响研究取得进展

机械化学活化是一种能有效且环保的加工中低品位磷矿为磷肥的工艺方法。机械活化使磷矿的枸溶性磷显著增长，这已经得到验证。以往的研究主要集中在球磨设备工艺参数的优化，仅有少部分研究通过扫描电镜（SEM）、红外光谱（IR）和X射线衍射（XRD）等方法来检测机械活化前后磷矿粉的表观形貌、晶体结构等方面的性质变化，然而对于机械活化过程中不同类型磷矿粉的物理、化学性质变化与磷的溶解性变化之间存在何种关联，却很少有研究。机械活化磷矿粉具有一定的缓效性，但其施入土壤后，土壤速效磷含量如何变化尚待研究。

基于以上认知，重点实验室房娜娜高工分别采用化学浸提法(2%柠檬酸)、红外光谱（IR）分析和土壤培养方法测定了不同类型机械活化磷矿粉的化学性质、红外光谱特征及土壤中有效磷的含量。结果表明，与未活化磷矿粉相比，岩浆型、变质型和沉积型机械活化磷矿粉中磷的溶解性分别提高了7.76 - 13.67倍、0.6 - 1.64倍和0.91 - 2.68倍。红外光谱分析表明，机械活化过程中磷灰石晶体结构存在同晶代换现象（CO32-取代PO43-的B型代换和OH-取代F-）以及溶解性更好的β-Ca(PO3)2生成。与未活化磷矿粉相比，岩浆型、变质型和沉积型机械活化磷矿粉添加后，红壤（pH为5.94）有效磷（Bray - Kurtz法）在100天内分别显著提高了3.81 - 6.57、2.49 - 5.4和4.98 - 8.39倍。综上，机械活化磷矿粉能显著提高磷溶解性以及弱酸性土壤有效磷的含量是由于机械活化加工过程中显著提高了磷矿粉的反应活性。

相关成果在Sustainability（2022,14(13):7869）期刊上发表。