紫色土泥沙沉积物对磷的吸附-解吸动力学特征

在紫色土集中分布的四川盆地丘陵区,选择不同土地利用方式（林地、水田、旱坡地、村镇）产生的沟渠泥沙为实验材料,采用平衡法研究了紫色土泥沙沉积物对磷的吸附-解吸动力学特征。结果表明,泥沙对磷的吸附和解吸过程按速率均分为快、慢、动态平衡3个阶段,0～0.75h内泥沙对磷的吸附速率与活性铁铝氧化物含量和粘粒含量之间呈显著正相关,较高的OlsenP水平和砂粒含量是泥沙磷解吸速率高的重要因素。泥沙磷的吸附量和解吸量与反应时间之间均呈幂函数关系（Qt=k·ta,0〈a〈1）。磷吸附量与泥沙中活性铁铝氧化物含量呈极显著正相关。磷解吸量与泥沙中砂粒含量显著正相关,与细颗粒物质（粘粒和粉粒）含量呈显著负相关。村镇沟渠泥沙磷的解吸量显著高于其他沟渠泥沙,其释放风险值得重视。本研究结果为川中丘陵区紫色土泥沙磷的释放风险评价提供了科学依据。     

长期轮作与施肥对农田土壤磷素形态和吸持特性的影响

通过对黄土旱塬地区长期定位施肥(26a)条件下的不同轮作系统的土壤磷素形态和吸持参数的测定,研究了轮作和施肥对土壤磷素吸持特性和磷素形态的影响,以及土壤磷素吸持参数与磷素形态之间的关系。结果表明,长期轮作与施肥都可以减低土壤磷素的最大吸附量（Qm）,相对于其它轮作和连作,在氮磷（NP）施肥下,小麦-玉米-豌豆轮作可以减低土壤的Qm,在氮磷有机肥（NPM）施肥下,小麦-玉米轮作可以减低土壤的Qm。在施肥相同的条件下,小麦-玉米轮作和小麦-豌豆轮作可以显著增加土壤中各形态无机磷的含量,长期轮作比连作可以增加土壤中的有效磷养分,尤其对Ca2-P的提高效果更为显著。相关分析表明,Qm和磷吸持指数（PSI）与全磷（T-P）、Olsen-P、CaCl2-P、Ca2-P、Ca8-P、Fe-P、Ca10-P和有机磷呈极显著负相关（p＜0.01）,与闭蓄态磷（O-P）呈显著负相关（p＜0.05）,与Al-P关系不显著。土壤有机质（SOM）与Qm、PSI和磷最大缓冲能力（MBC）之间存在极显著负相关关系,与磷吸持饱和度（DPSS）存在显著正相关。通径系数和逐步回归分析表明,在石灰性黑垆土土壤的无机磷形态中,Ca2-P对Olsen-P的贡献最大。     

有机质含量对石灰性黄潮土和砂姜黑土磷吸附–解吸特性的影响

通过往土壤中添加不同量小麦秸秆,经好气培养1年后,获得不同有机质含量梯度的系列土壤,研究有机质含量对石灰性黄潮土和砂姜黑土磷（P）相关吸附参数和不同水土比下解吸溶液P浓度的影响。结果表明,Langmuir方程能够较好地拟合不同有机质含量的两种土壤对P的等温吸附曲线,拟合度均达到显著（P 0.05）或极显著（P 0.01）水平。黄潮土和砂姜黑土P最大吸附量（Xm）、吸附结合能常数（K）、最大缓冲容量（MBC）、吸附饱和度（DPS）及相同水土比下P解吸溶液浓度与有机碳含量间均呈显著或极显著的二次抛物线关系。抛物线拐点之前,随有机质含量的提高,P的吸附能力增强,解吸能力降低;拐点之后,吸附能力降低,解吸能力增强。各水土比条件下,P解吸溶液浓度与Xm、K、MBC呈显著或极显著负相关,与DPS呈显著或极显著正相关。随有机质含量的提高,土壤P植物有效性和P流失风险呈先降低后增强的抛物线趋势;土壤供P缓冲能力则先增强后降低。砂姜黑土Xm、K、MBC均明显高于黄潮土,DPS明显低于黄潮土;且其抛物线拐点滞后,拐点横坐标有机碳含量明显高于黄潮土。不同有机质含量的解吸曲线较黄潮土排列紧密;砂姜黑土黏粒含量、碳酸钙含量明显高于黄潮土,全P和Olsen-P含量明显低于黄潮土,这可能是影响两种石灰性土壤P吸附–解吸特性差别的主要原因。     

长期定位施肥对土壤磷素吸持特性与淋失突变点影响的研究

通过对黄土旱塬地区长期(26a)定位施肥条件下的不同施肥处理的土壤磷素及其吸持参数的测定,以及通过室内模拟试验对土壤磷素淋失突变点的测定,研究了土壤磷素吸持参数、土壤磷素淋失突变点和部分土壤性质之间的关系。结果表明,经过26年的长期施肥,M75P60和M75N120P60处理的Olsen-P含量比CK处理的提高了10.7和9.8倍,全磷(T-P)含量比CK处理的提高了60.4%和57.7%。长期磷肥和有机肥投入可以减低土壤磷素的最大吸附量(Qm),而提高土壤磷素的吸附饱和度(DPSS),M75N120P60处理的Qm比CK的减低了49.92%,而DPSS比CK的提高了21.5倍。相关分析表明,黄土旱塬土壤的Qm与Olsen-P、T-P和CaCl2-P呈极显著的负相关关系(P<0.01),与土壤有机质呈显著负相关关系(P<0.05)。零净吸附浓度磷(EPC0)与Olsen-P和CaCl2-P呈极显著正相关关系,与T-P和SOM也达到显著正相关,而与pH值的关系不显著,但土壤磷最大缓冲能力(MBC)与pH值的关系达到极显著。DPSS与Olsen-P、T-P、CaCl2-P和SOM呈极显著正相关关系。土壤磷素淋失的Olsen-P突变点值与土壤吸持参数Qm呈极显著正相关,与MBC也达到显著正相关,与DPSS、Olsen-P、T-P和CaCl2-P呈极显著负相关关系。该地区土壤磷素淋失的Olsen-P突变点值与DPSS15%的值极为吻合,即可以用DPSS15%值作为该地土壤磷素淋失的突变点值。     

磷肥和有机肥对不同磷水平土壤磷吸附-解吸的影响

采用培养试验结合Langmuir吸附等温方程进行拟合求出吸附、解吸的相关参数的方法,研究了磷肥和有机肥对不同磷水平土壤磷吸附和解吸特性的影响。结果表明,随土壤磷水平和磷肥和有机肥用量的增加,土壤最大吸磷量、土壤磷最大缓冲能力显著降低;土壤易解吸磷和土壤磷的解吸率显著增加。土壤易解吸磷和土壤磷的解吸率与土壤Olsen-P呈显著正相关;土壤最大吸磷量、土壤磷最大缓冲容量与土壤Olsen-P呈显著负相关。单位量磷肥所增加的土壤易解吸磷随着磷肥用量和土壤磷水平的增加而增大;土壤磷水平和磷用量是影响土壤磷最大吸磷量和土壤磷最大缓冲能力的重要因素。     

山东主要土类有机质及其与供磷特性的关系

山东省3大土类中棕壤的有机质含量最高,平均为10.69g kg-1,其次为褐土和潮土;高产农田的有机质含量平均为10.9g kg-1,高于中低产田。相关分析结果表明,土壤的主要养分含量中有机质含量与土壤有效磷含量的密切正相关,进一步分析表明,土壤的有机质含量与土壤全磷、有机磷、有效磷、磷酸化酶活性和土壤微生物转化难溶性磷的强度均呈正相关,而与磷吸附最大缓冲容量MBC、固磷百分率、解吸能Qm呈负相关;逐步回归结果表明有机质对棕壤中的中度活性有机磷MLOP、潮土中的Ca2-P、褐土中的A l-P、高产农田中的A l-P,中低产田的Fe-P均显著的正相关;而且这种相关性均是高产农田大于中低产田。有机质不仅直接丰富了高产农田的磷库,而且通过提高磷酸化酶的活性,降低土壤磷的吸附、固定,促进解吸,增加了土壤磷的有效性。     

不同土地利用方式下紫色土磷吸附-解吸动力学特征

[目的]研究川东紫色丘陵区旱耕地、林地、果园、荒草地、茶园、水稻田6种土地利用方式下土壤磷吸附与解吸特征及其影响因素,以期为四川低山丘陵区不同土地利用方式下紫色土磷潜在流失风险评估提供理论依据。[方法]采取研究区内6种土地利用方式下的0—20cm土层土壤样品,通过土壤磷吸附解吸试验,计算土壤磷吸附—解吸参数,测定土壤相关理化指标,利用主成分分析和旋转因子分析法评估土壤磷素流失风险及其主要影响因子。[结果]土壤pH值,有机质,水溶性磷,速效磷,全磷,CaCO3,有效锌是影响磷吸附的重要因子,主因素分析得出速效磷、全磷、CaCO3有效锌对紫色土吸附磷能力贡献率分别为86.9%,89.2%,89.4%,96.9%。通过因子分析法分析土壤磷吸附解吸参数,得出可用最大吸磷量Qm,最大缓冲量MBC,易解吸磷RDP,拟合吸附量与解吸量的相关关系式中的截距值b这4个参数来综合预测紫色土磷素流失风险。[结论]研究区域6种土地利用方式下,果园与旱耕地土壤磷素流失风险较大,水稻田及茶园磷素流失风险较低。     

蔬菜种植年限对土壤磷素吸附解吸特性的影响

为揭示不同种植年限土壤磷的固定和释放机制,通过土壤磷的等温吸附、解吸试验研究种植年限分别为3～5年、15～20年、25～30年的黄棕壤0～5cm和5～20cm土层磷的吸附、解吸特性。结果表明:土壤磷的等温吸附曲线、吸附量-解吸量曲线分别与Langmuir方程(R2为0.8728～0.8436)、二次函数方程拟合良好(R2为0.9545～0.9970);随蔬菜种植年限延长,表层土壤磷最大吸附量(Qm)、磷最大缓冲容量(MBC)明显降低,而土壤磷吸附饱和度(DPS)和解吸率明显提高;种植年限15～20年、25～30年土壤磷的解吸率明显高于3～5年土壤。对表征土壤磷素吸附、解吸特性的主要因子如MBC及DPS等作相关分析发现,无定形铁铝含量的变化是影响土壤磷吸附解吸特性的主要因素。     

未开垦干扰黑土土壤磷的吸附与解吸垂直变化特征

以天然次生林土壤为对象,通过对0~180 cm土层范围内土壤磷的最大吸附量(Qm)、最大吸附缓冲容量(MBC)、解吸量及解吸率等指标的测定、计算和分析,研究了典型黑土区未经开垦干扰黑土磷的吸附与解吸特性在垂直空间上的变化特征。结果表明:不同层次土壤对磷的等温吸附与解吸数据与Langmuir方程的拟合程度均达到极显著水平(p0.01);Qm在垂直空间上的变化范围为442.21~857.23 mg kg-1,且随土层深度的增加表现为先增加后降低又增加的趋势;磷的吸附饱和度(DPS)则表现出相反的趋势,且不同层次之间差异显著(p0.05);不同土层土壤磷的解吸量和解吸率均随平衡液浓度的提高而增加;土壤磷的解吸比率(Dr)和易解吸磷(RDP)含量均以0~20 cm土层较大。可以认为未开垦干扰黑土0~20 cm土层土壤供磷能力较强,随着土壤深度的增加,磷的有效性呈现一定程度的降低。研究结果不仅为黑土区土壤磷的系统研究提供了本底资料,而且可为该区土壤质量评价提供参考。     

间作对红壤磷素吸附解吸平衡效应的影响

磷素的吸附和解吸特性对土壤磷素迁移及其环境效应具有重要影响,过量磷肥施入易造成土壤磷素固定和流失,但合理间作可促进磷素吸收利用,减少固定,研究间作和不同施磷量条件下红壤磷素吸附解吸特性的平衡效应对促进红壤磷的高效利用,兼顾环境效应具有重要意义。本研究采取2因素裂区区组试验,主因素为种植模式,分别为与玉米||大豆(IM)、单作玉米(MM);副因素为施磷水平,分别为P0 [0 kg(P_2O_5)·hm~(-2)]、P60 [60 kg(P_2O_5)·hm~(-2)]、P90 [90 kg(P_2O_5)·hm~(-2)]、P120 [120 kg(P_2O_5)·hm~(-2)] 4个施磷水平,通过田间试验,研究间作和施磷量对红壤磷素吸附解吸平衡效应的影响;应用结构方程模型(SEM)和邻接树法(ABT)定量分析间作和施磷水平对磷吸附和解吸的相对贡献,揭示间作影响红壤磷素吸附解吸的关键因子。结果表明:1) Langmuir等温吸附方程最适合红壤对磷的吸附特征拟合,土壤磷吸附量随平衡溶液磷浓度的增加呈先增加再趋于饱和的趋势,土壤磷吸附量随施磷量的增加逐渐降低。2)种植模式和施磷水平以及交互作用极显著(P0.01)影响红壤磷素的吸附量和解吸量。间作处理较单作磷素吸附量和解吸量分别增加22.9%和9.2%(P0.05);不同施磷水平下,间作磷吸附量较单作显著增加13.0%、19.4%、41.5%和23.9%(P0.05);磷解吸量在P0和P60处理间作较单作显著增加90.2%和194.4%(P0.05),而在P90和P120处理间作较单作减少52.1%和34.1%(P0.05)。3)不同种植模式与施磷水平下,土壤磷吸附量与土壤pH、有机质、树脂磷、有效磷、全磷以及磷吸附饱和度呈极显著负相关(P0.01),与游离氧化铁、游离氧化铝和磷吸持指数呈极显著正相关(P0.01),土壤磷解吸量与标准需磷量呈极显著负相关(P0.01)。红壤磷素的吸附和解吸主要受pH、有机质和游离氧化铁的影响,间作通过改变土壤的pH、有机质和游离氧化铁含量影响红壤磷吸附量和解吸量。玉米||大豆间作具有较好的土壤磷缓冲能力,低磷水平下促进磷素大量解吸供植物吸收利用,高磷水平下促进磷素吸附有效减缓磷素的损失。     

Cry1Ab蛋白在不同土壤中的吸附与解吸

以转cry1Ab基因高粱为材料提取Cry1Ab蛋白，测定了Cry1Ab蛋白在6种土壤中的吸附与解吸，分析了Cry1Ab蛋白溶液浓度、土壤理化性质对Cry1Ab蛋白吸附与解吸的影响。结果表明，不同类型的土壤对Cry1Ab的吸附与解吸存在明显的差异，吸附量表现为红泥土〉灰化土〉青紫泥田〉黄筋泥〉黄松田〉红砂土，解吸量表现为灰化土〉青紫泥田〉红砂土〉黄筋泥〉红泥土〉黄松田；Cry1Ab蛋白溶液的浓度与吸附量和解吸量呈显著正相关，相关系数分别为0．86和0．99；土壤有机质、pH值与土壤吸附Cry1Ab蛋白的能力呈显著正相关，相关系数分别为0．83和0．82；土壤全氮、有效磷的含量与土壤吸附Cry1Ab蛋白呈正相关，土壤全氮、有效磷和速效钾的含量与解吸均呈负相关。土壤吸附、解吸Cry1Ab蛋白是加入Cry1Ab蛋白溶液的浓度及不同土壤的理化性质共同作用的结果。     

长期施肥条件下石灰性潮土磷的吸附解吸特征

采用Langmuir方程、Freundlich方程及其扩展形式对长期施肥土壤磷的吸附和解吸特征进行了研究。结果表明,双面Langmuir方程和三种Freundlich方程能较好描述石灰性潮土壤对磷的吸附,方程决定系数r2均接近0.99。长期施用有机肥能减少土壤对磷的吸附,表现在土壤对磷的理论最大吸附量（Qm）降低以及吸附结合能常数K值下降。与长期施用化肥相比,长期施用有机肥土壤新吸附的磷也更容易解吸,土壤磷的解吸率从化肥处理的15%左右提高到20%以上。钾肥的施用增大了石灰性潮土对磷的吸附容量,磷的吸附结合能明显提高,意味着化肥钾的施用可能导致土壤磷向作物难利用方向转化,但有机肥与钾肥配合施用,钾肥的这种不良作用得到明显的改善。     

玉米秸秆还田及施磷量对黑土磷吸附与解吸特性的影响

以探究松嫩平原玉米连作条件下,秸秆还田与施磷量互作对黑土磷吸附与解吸特性的影响为目的。该试验采取二因素裂区试验设计,主因素为玉米秸秆还田方式,分别为秸秆不还田(S0)、秸秆翻埋还田(S1)和秸秆焚烧还田(S2);副因素为施磷水平,分别为0(P0)、34.50(P1)、69(P2)、103.50(P3)kg/hm~2(P_2O_5)。结果表明:1)Langmuir等温吸附方程最适合拟合黑土对磷的吸附特征。2)秸秆还田与施磷量均显著影响黑土对磷的吸附与解吸特性,且两者互作效应显著。在相同秸秆还田方式下,随着施磷量的增加,土壤对磷的吸附能力均逐渐降低,而土壤中磷的解吸量和解吸率均逐渐增加,其中以S0条件下差异最大,S2条件下次之,S1条件下差异最小。在相同施磷水平下,与S0处理相比,S1和S2均能降低土壤对磷的吸附能力,增加土壤中磷的解吸量和解吸率,其中以不施磷肥(P0)处理下差异最大,而在施高磷(P3)处理下差异不显著,此外,S1与S2在各施磷水平下差异均不显著。3)不同施磷处理下的标准需磷量(standardPrequirement,SPR)为71.02～91.67 kg/hm~2,其中以S1P2处理的SPR(73.58 kg/hm~2)与P2施磷水平(69 kg/hm~2)最相近,是松嫩平原黑土区较为适宜的施磷方式。     

紫色土可溶性有机碳的吸附-解吸特征

选择代表性的酸性、中性和石灰性紫色土为实验材料,采用平衡吸附和动力学吸附法研究了紫色土对可溶性有机碳（DOC）的吸附-解吸特征,分析了土壤理化性质与DOC吸附量之间的关系。结果表明,紫色土对DOC的吸附容量呈以下顺序：酸性紫色土〉中性紫色土〉石灰性紫色土。石灰性紫色土对DOC的解吸率明显高于酸性、中性紫色土,其迁移淋失问题值得重视。紫色土对DOC的吸附过程包括快速吸附和慢速吸附2个阶段,0~0.5 h内吸附速率最大,随后吸附速率逐渐减小,4~6 h内基本达到吸附平衡。土壤pH值、有机质、粘粒和活性铁铝氧化物含量是影响土壤DOC吸附量与解吸率的重要因素。通径分析表明,土壤理化性质对DOC吸附量的直接作用系数大小顺序为活性铝含量〉土壤pH值〉有机质,对DOC解吸率的直接作用系数大小顺序为活性铁含量〉粘粒〉有机质。多元线性回归模型能较好地预测土壤对DOC的吸附及解吸的变化。     

名山河流域黄壤组分对微团聚体吸附解吸镉的影响

选取名山河流域4种土地利用方式（林地、水田、茶园、旱地）的黄壤为研究对象,采用平衡液等温吸附法和NH4OAC、EDTA溶液解吸法,研究土壤组分（有机质、游离氧化铁）对微团聚体吸附解吸Cd2＋的影响。结果表明：去除土壤组分前后,原土及各粒径微团聚体对Cd2＋的吸附量均随Cd2＋初始浓度增大而增大,吸附量均按以下次序递减：（〈0.002mm）〉2～0.25mm〉原土〉0.053～0.002mm〉0.25～0.053mm,与有机质、游离氧化铁、CEC呈极显著正相关。吸附减少量大小关系为：去除有机质〉去除游离氧化铁,有机质的贡献率大于游离氧化铁。Freundlich方程拟合效果最佳,达到极显著水平,分布系数Kd值与Cd2＋初始浓度呈曲线负相关。NH4OAC解吸率随原吸附Cd2＋初始浓度增大而增大,以最大解吸率计,递减规律为：0.25～0.053mm〉0.053～0.002mm〉原土〉2～0.25mm〉（〈0.002mm）;EDTA解吸率随原吸附Cd2＋初始浓度增大而减小,递减规律与NH4OAC解吸率相反。去除土壤组分后,NH4OAC解吸率上升,EDTA解吸率下降,茶园与旱地黄壤非解吸率减小,林地与水田黄壤非解吸率增大。去除土壤组分后,非专性吸附与吸附总量呈极显著正相关,专性吸附与吸附总量呈极显著负相关。