黄土性土壤对磷的吸附与解吸

本文报道了黄土性土壤及作为对照的中性水稻土和酸性红壤对磷的吸附与解吸特性。实测吸附曲线与简单Langmuir等温吸附方程最为吻合,全部供试样本的相关系数均达到显著水平;而与Temkin方程和Freundlich方程只是部分吻合。与酸性红壤相比,黄土性土壤是一种弱吸磷能力的土壤,评价其吸磷能力的最适参数是根据简单Langmuir方程求出的最大吸磷量(q_m),支配q_m的土壤性质主要是游离氧的铁含量,其次是粘粒和CaCO₃的含量。黄土性土壤对吸附磷的解吸能力很强,其等温解吸曲线也是可以分成三个区域,代表各种不同能级的吸附磷被解吸的过程。     

宁夏灌淤土对磷吸附的初步研究

本文报道了宁夏灌淤土12个代表性土样对磷的等温吸附与解吸特性。实测吸附曲线与Preundlich、Langmuir和Temkin三种等温吸附方程都很吻合。全部供试样品的相关系数变化在0.931-0.999之间,均达极显著水平(p<0.01)。其中Langmuir等温式与本实验资料最为吻合。供试土壤对磷的最大吸附量(X_m)变化在172-460μgP/g之间,平均为347±28μgP/g。影响其大小的因子主要是物理性粘粒和CaCO₃,含量,均达极显著正相关。灌淤土不同土层的吸磷量大小依次为:剖面24>23>21>22,而解吸磷能力大小依次为:剖面23>22>21>24。磷的解吸量与吸附量之间呈极显著正相关。根据本试验数据,土壤对磷的等温吸附曲线可以用来预测土壤需磷量。     

三种水稻土对磷的吸附解吸特性

实验研究了三种不同水稻土磷等温吸附及解吸的情况,并对影响等温吸附特性的因素做了相关探讨。结果表明:三种水稻土磷吸附曲线与简单的Langmuir等温吸附方程极为吻合,磷的解吸曲线与Langmuir等温方程也具备较好的吻合性。供试样品的相关系数均达到显著水平。土壤物理性粘粒含量显著影响土壤最大吸磷量,但对土壤磷的解吸量没有显著影响。     

淹水条件下施加石灰和有机质对酸性土壤性质和磷吸附的影响

每公斤土加入2克碳酸钙和(或)三叶草的5个老成土和1个氧化土,在淹水培育45天后风干,结果发现:(1)淹水土壤风干,其pH比淹水时低,但仍比未淹水的高;(2)淹水降低了土壤中0.5MCuCl₂提取的铝量,石灰和三叶草处理使3个轻质土中的铝量进一步降低,但3个粘质土则呈现相反的趋势;(3)改良剂使3个轻质土吸附的磷减少,而使3个粘质土吸附的磷增加。前者增加的原因是因为通过还原作用和氧化作用形成了较多的活性表面,而后者的减少则可能是粘粒表面所形成的水化氧化物胶膜堵塞了原有的吸附位,从而使吸附位减少(4)改良剂对磷解吸的影响,是降低了3个轻质土的磷解吸,而增加了3个粘质土的磷解吸;(5)经淹水风干处理土壤的磷吸附量与草酸盐提取的铁、铝、锰及CuCl₂溶液提取的铝有很高的相关性,表明控制淹水土壤磷吸持的土壤组分,不仅包括无定形铁,而且也包括羟基铝聚合物。     

富啡酸对石灰性潮土中磷吸附-解吸及其对锌次级吸附-解吸的影响

通过吸附和解吸试验,研究了富啡酸（Fulvic acid,FA）对石灰性潮土中磷吸附一解吸的影响,并进行了吸附富啡酸和磷后对锌次级吸附一解吸的影响。结果表明：同时吸附不同磷和富啡酸后,土壤对磷的吸附量随磷初始浓度的增加而增加,而随富啡酸吸附初始浓度的增加而降低;石灰性潮土磷等温吸附曲线用Langumir方程式描述时,土壤对磷的吸附反应常数K、最大吸附量Xm、最大缓冲容量KxXm均随富啡酸初始浓度的增加而降低;KNO_3、KOH、HCI对吸附磷的解吸量所占比例及磷的总解吸量均随富啡酸浓度的增加而增加。土壤对Zn^2＋的吸附率随磷和富啡酸吸附初始浓度的增加而降低;而其解吸率随磷和富啡酸吸附浓度的增加而增加,说明磷和富啡酸减少了土壤对Zn^2＋的吸附,且增加了其在土壤中的解吸量。所以,石灰性潮土中富啡酸提高了土壤中磷的有效性,而且磷和富啡酸提高石灰性土壤中锌的有效性。     

模拟酸雨对荔枝果园土壤磷素等温吸附与解吸特性的影响

采用等温吸附试验方法研究了模拟酸雨对荔枝果园土壤磷的吸附与解吸特性的影响。试验结果表明,不同处理间土壤对磷的最大吸附量(Xm)为pH2.5>pH4.5>CK=pH6.5,其中pH2.5的酸雨淋溶处理对磷的最大吸附量(Xm)与其它处理间差异显著;土壤吸附磷的解吸量(Xd)分别与相应的吸附量(X)和原平衡溶液浓度(C)呈显著的指数相关和线性相关,随着土壤对吸附量的增加,土壤磷的解吸量呈指数增长。     

土壤对磷的吸附与解吸及需磷量探讨

本文探讨了不同质地土壤对磷的吸附与解吸。根据Langmuir方程式求出不同土壤对磷的最大吸附量。影响磷吸附的土壤理化性质主要为粘粒含量、碳酸盐含量和有效磷含量。以Freundhich方程式X=ac^b中的c值为每克土中含P0.2μg时而计算出的X量可做为施磷量的依据。     

土壤中可变电荷表面磷的解吸特性

本文研究了土壤中可变电荷表面磷的解吸特性。结果表明,磷解吸量与吸附量成正相关,并与直线方程和指数方程拟合。其平均解吸百分数依次为:高岭石(66%)>无定形硅酸铝(60%)>砖红壤粘粒(55%)>>无定形氧化铁(29%)>三水铝石(23%)>>火山灰粘粒(9%)。解吸体系的pH是借对磷酸根质子的解离和表面电荷的影响而制约解吸量。F^-和OH^-离子对磷酸盐化的三水铝石连续解吸的结果表明,磷酸根和氟离子在三水铝石表面的吸附量或剩余量之和均较为接近,这揭示了H₂PO₄^-和F^-离子之间既竞争又相互补充表面空位。它可作为一种区分磷吸附形态和沉淀的定量方法来进一步研究。     

电解质种类和浓度影响磷酸根解吸的机理研究

本文研究了吸附性阳离子、电解质浓度和组成影响几种矿物和土壤吸附态磷的解吸的机理。结果表明,吸附性阳离子影响磷酸根解吸与离子桥有关。桥接静电场愈强,被束缚磷的释放就愈困难。电解质阳离子对磷酸根解吸的影响则取决于其对表面负电荷的屏蔽效应。阳离子电价高,屏蔽作用大,磷解吸就少。电解质浓度影响吸附态磷的解吸主要与表面电位的变化有关。当pH>PZC值时,提高电解质浓度降低表面负电位,从而减少磷的吸附;当pH<PZC时,提高电解质浓度则降低表面正电位,促进磷的解吸。磷酸根解吸盐效应零点(P_PZSE)值一般都介于土壤或矿物样品吸附磷酸根前后测得的两个PZC值之间。不同浓度电解质溶液中磷解吸量之差与吸附层电位变化量(△ψ_x)呈正相关。     

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。     

南京城市土壤磷的形态和吸附-解吸特征

研究了南京城市土壤有机磷、各形态无机磷的含量和比例以及磷的吸附 -解吸特性。结果表明 :随着土壤全磷含量的增加 ,Al-P、Fe -P、O -P、Ca -P含量、Al-P占全磷的比例增加 ,但有机磷占全磷的比例、Fe -P占全磷的比例减少 ;与非城区土壤相比较 ,城市土壤磷的吸附量低 ,磷的解吸量和解吸率高 ;城市土壤中Al -P的含量及其在全磷中的比例较高 ,而磷的吸附量低、解吸率高是导致城市地下水磷浓度偏高的重要原因之一。     

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。     

施磷对水稻土硅素吸附与解吸特性的影响

研究了水稻土中施磷 (P)对硅 (Si)吸附与解吸特性的影响。结果表明 ,由于土壤中Si、P元素化学性质和结构相似 ,存在着竞争性吸附 ,施P降低了土壤中Si的吸附量 ,同时增加了土壤Si的解吸量 ,提高土壤Si的解吸率。表明P在降低土壤Si吸附量的同时 ,也由于降低了土壤对Si的吸附结合能 ,从而增加了Si的解吸量。P的存在对Si的吸咐具有一种外推作用。连续解吸试验进一步证实了上述的观点。     

长江三角洲地区典型土壤对铅的吸附及其与有机质、pH和温度的关系

采用批平衡方法实验研究了长江三角洲地区4种典型土壤对Pb的吸附、解吸行为及有机质和温度对Pb吸附的影响,并运用热力学参数K°、ΔG°、ΔH°和ΔS°解释了土壤Pb的吸附机理。结果表明,在本实验条件下,Pb在土壤上的吸附过程表现出明显的非线性,符合Freundlich模型。土壤Pb吸附Kf值大小为:滩潮土(石质淡色潮湿雏形土)(3816dm3kg-1)>乌黄土(底潜铁聚水耕人为土)(1984dm3kg-1)>青紫泥(普通潜育水耕人为土)(1030dm3kg-1)>黄泥砂土(铁聚潜育水耕人为土)(348dm3kg-1)。去除有机质后的土壤对Pb的吸附量降低,解吸率升高。吸附反应热力学表明,K°和ΔS°随温度升高而增大,ΔG°随温度升高而降低。ΔG°为负值,表明Pb吸附反应为自发反应,ΔH°为正值表明土壤Pb吸附为吸热反应。乌黄土、青紫泥和滩潮土对铅吸附的主要作用力为化学键力,黄泥砂土为范德华力和偶极间力。Pb在土壤上的解吸过程存在明显的滞后现象。pH、碳酸钙含量和平衡浓度越高,滞后系数越大,这可能与在高pH和高碳酸钙含量时,Pb与土壤形成难解吸内圈配位物有关。     

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。     

几种土壤和粘土矿物上磷的解吸

用0.5NHOAc、0.5NNH₄F和0.1NNaOH浸提的方法,研究了几种土壤和粘土矿物上磷的解吸与矿物组成和时间的关系,以及追加吸附及其解吸状况,结果表明,全部供试样品磷的解吸量都随吸磷量的增加而增加;解吸平衡的时间除红壤需要1天外,其余样品均在1小时内基本上达到平衡,同时可见缓慢解吸作用的存在;追加吸附中可见到从吸附正值到吸附负值的转变,以及0.1NNaOH解吸磷量的明显变化。     

长期不同施肥对黄壤磷素吸附–解吸特性的影响

  【目的】  磷吸附–解吸特性对土壤磷素有效性和环境流失风险有重要影响。研究长期不同施肥对黄壤旱地磷吸附–解吸特性的影响,可为黄壤区合理施用磷肥提供理论依据。  【方法】  供试黄壤肥力长期定位试验位于贵阳,始于1995年。设有对照 (CK)、施氮钾肥 (NK)、施氮磷钾肥 (NPK)、单施有机肥 (M) 和有机肥化肥配施 (MNPK) 5个处理。采用恒温平衡方法,研究了磷最大吸附量 (Q_m)、磷吸附常数 (K)、磷吸附自由能 (|ΔG|)、磷最大缓冲容量 (MBC)、磷吸附饱和度 (DPS)、磷固定量 (PI)、磷解吸率 (DR),不同施肥处理土壤对外源磷的吸附和解吸特征,并分析土壤磷吸附解吸特征参数与土壤理化性质之间的关系。  【结果】  M和MNPK处理显著降低了土壤中的黏粒含量,提高了有机质含量和pH,提高了土壤全磷和有效磷及微生物量磷含量;NK和NPK处理对土壤黏粒含量没有显著影响,但是降低了有机质和pH,NK处理降低了土壤的磷含量和有效性。Langmuir吸附等温线方程能很好地拟合土壤吸附磷和相应的平衡溶液磷浓度曲线 (R2为0.9532～0.9950,P < 0.01)。与CK相比,NK、NPK处理Q_m分别显著增加了39.2%、40.9%,M处理Q_m显著降低了20.0%,MNPK处理Q_m无显著差异,说明施用化肥可增加土壤对磷素的吸附位点,而施用有机肥则减少了土壤对磷素的吸附位点,有机无机肥配施时则吸附位点无显著变化;各处理K、|ΔG|、MBC、PI表现为MNPK≤ M < CK < NPK < NK,DPS则表现为MNPK > M > NPK > CK > NK,DR均值表现为MNPK>M>CK>NPK>NK。当加入外源磷浓度 < 10 mg/L时,NK和NPK处理的磷固液比为85.8～100.3,CK为4.2～28.8,M和MNPK处理为2.5～7.7,说明当施用的外源磷浓度较低时,长期施用化肥处理中的磷大部分被土壤吸附,难以被作物利用,而长期施用有机肥处理中磷则大部分留存在液相中,有利于作物的吸收利用。相关分析表明,Q_m、K、|ΔG|、MBC、PI等磷吸附特征参数与土壤黏粒含量、pH、有机质相关系数基本大于与土壤磷的相关系数,说明土壤黏粒含量、pH和有机质对土壤磷素吸附解吸特性的影响大于土壤磷素水平的影响。  【结论】  黄壤磷素吸附–解吸特性受磷肥性质的影响大于施磷量,长期施用有机肥可降低土壤对磷素的吸附,促进土壤磷素解吸,提高土壤磷素有效性,长期施用化肥效果则相反。长期有机无机肥配施可综合有机肥和化肥优势,在土壤磷浓度较低时,可降低土壤对磷的吸附,促进磷素解吸,提高土壤磷素的有效性;在土壤磷浓度较高时,可以降低土壤磷素解吸率,减小磷素环境流失风险,是黄壤旱地上最佳的施肥模式,但本研究中MNPK处理施磷量过高导致土壤磷素大量累积,磷素流失风险较大。     

冻融作用对棕壤磷素吸附-解吸特性的影响

以棕壤为研究对象,采用室内模拟冻融环境的方法,研究土壤磷素吸附-解吸行为,采用Langumuir、Freundlich和Temkin方程对吸附过程进行拟合分析,定量研究冻融作用对土壤磷素吸附机制的影响,同时建立土壤磷素解吸量与吸附量关系方程,进一步探讨冻融土壤磷吸附-解吸特性。结果表明,冻融条件下棕壤对磷的吸附规律一致,吸附量均随着平衡溶液中磷浓度增加而逐渐增大,与未冻融土壤相比,冻融后土壤磷等温吸附曲线变得平缓。冻融条件下磷等温吸附曲线用Langmuir方程拟合相关性最好。土壤磷素解吸量与相应最大吸附量符合线性相关。冻融后土壤磷固定吸附量低于未冻融土壤,即冻融过程促进土壤磷素释放,增加了土壤磷流失风险。多次冻融循环对土壤磷吸附-解吸行为影响更为强烈。     

外源磷在三峡库区典型土壤中的活性演变及形态转化

三峡库区消落带土壤周期性淹水—出露对磷素迁移循环和水体负荷具有重要影响。以三峡库区消落带广泛分布的紫色潮土和灰棕紫泥土为对象,通过室内模拟培养实验,探讨不同饱和度外源磷在两种土壤中的活性变化与形态转化特征。结果表明:(1)外源磷进入土壤后,表征土壤磷活性的有效磷(Olsen-P)含量及磷素释放能力呈指数型衰减,可用指数方程C_t=ae~(-kt)+b拟合,拟合度均在94%左右。(2)外源磷在灰棕紫泥土中较在紫色潮土中能够保持更高的活性,同时也具有更高的渗漏淋失与释放风险。50%Q_m(最大吸附量)是两种土壤Olsen-P与磷素平衡解吸量的突变点,当磷素吸持饱和度≥50%时,土壤磷活性与渗漏淋失风险将明显增大。(3)Olsen-P与磷释放量在p0.01水平上呈显著正相关,两者可用线性方程良好拟合,因此可用Olsen-P含量表征土壤磷素释放潜势。(4)外源磷进入土壤后,主要转化为活性较高的Ca_2-P和Ca_8-P,约占施入量50%~60%;其次是Al-P和Fe-P,约占施入量的30%左右,闭蓄态磷(O-P)和Ca_(10)-P变化不明显。(5)Ca_2-P是决定Olsen-P和磷素解吸能力的主要形态,对两者均起正向直接作用。     

不同土壤类型对硫酸钾镁肥中钾、镁、硫吸附特性研究

在水稻土、红壤、潮土中分别加入不同浓度的硫酸钾镁肥溶液,研究3种土壤在不同浓度硫酸钾镁肥下pH值的变化及对K、Mg、S吸附的能力。结果表明:在3种土壤中加入硫酸钾镁肥都使土壤pH值下降,下降速度是红壤>水稻土>潮土。3种土壤对K的吸附能力较强,可用一元线性方程拟合,在0~354 mg kg-1的K加入量范围内,吸附率在50.4%~74.1%;对S的相对吸附率居中,可用一元二次方程拟合,在0~311 mg kg-1的S加入量范围内,吸附率在35.6%~88.1%;对Mg的吸附能力极弱。3种土壤对K、S吸附能力大小顺序为:潮土>红壤>水稻,对镁吸附能力大小顺序为:潮土>水稻土>红壤。土壤田间施用硫酸钾镁肥量应根据不同土壤对养分的吸附能力大小进行相应的调整。