天津于桥水库沉积物理化特征及磷赋存形态研究

以天津于桥水库作为我国北方湖泊的代表,应用淡水沉积物磷形态的标准测试程序(SMT)对于桥水库6个表层沉积物样品的理化特征及磷赋存形态进行分析,并在此基础上探讨了各形态磷之间及各形态磷与沉积物理化特征,如阳离子交换量、有机质总量、颗粒组成、主要金属含量之间的相关性。结果表明,研究区域内总磷含量为354～581mg·kg-1,其中以无机磷(IP)为主;占总磷含量的57.3%～74.7%;3种主要磷形态含量的大小依次为Ca-P>OP>Al/Fe-P,其中Ca-P是沉积物中磷的主要赋存形态;随着沉积物中有机磷含量的增加,有机质总量与阳离子交换量也逐渐提高,细粉粒(0.01～0.005mm)的含量也有所增加。此外,还对水库调水前后沉积物磷赋存形态的变化进行了研究,发现沉积物在调水期间主要扮演汇的角色,其中Fe/Al-P为调水期内变化最为活跃的磷形态。     

黄河表层沉积物中磷的分布特征及磷的生物可利用性

采用改进的七步连续提取法分别对黄河中下游流域5个不同段位表层沉积物中总磷(TP)、有机磷(OP)及各种无机磷形态进行了分析,研究并探讨了沉积物中磷的分布特征及其对河海町能产生的影响,为预测黄河乃至渤海流域的营养状况、预防及科学管理等提供理论依据.结果表明,所测黄河表层沉积物中TP含量范围为240.71~576.59 μg·~(-1).以无机磷(IP)为主,占TP含量的85.73%～98.48%;OP含量占TP的1.52%～14.27%.受陆地河流和海流注入的影响,所研究沉积物样中TP、IP和0P含量的最大值均出现在靠近黄河口的渤海浅海区,其次是黄河口.IP分为6种形态磷.即交换态磷(Ex-P)、铝结合态磷(AI-P)、铁结合态磷(Fe-P)、闭蓄态磷(Obs-P)、自生钙结合磷(Ca-P)和原生碎屑磷(De-P),其中以De-P为主,其次是Ca-P,分别占TP的52.47%～73.67%和18.32%～38.20%,Ex-P、Fe-P和Al-P含量均相对较低,Obs-P含量最低.各形态磷的空间分布均与调查区沉积物粒径有一定相关性,粒径小于0.063 mm的沉积物样中TP和IP含量均最高.Ex-P、Al-P、Fe-P、Or-P和部分Ca-P作为黄河表层沉积物中潜在的生物可利用磷,其总量至少占TP的6.09%～24.46%.     

黄土丘陵沟壑区不同植被恢复模式土壤无机磷形态分布特征

以地处黄土丘陵沟壑区的宁夏海原县南华山为研究区域,采用蒋柏藩、顾益初的土壤无机磷分级体系,对不同植被恢复类型(灌木、草地、乔木、乔灌混交)下土壤无机磷形态分布特征进行研究.结果表明:除草地外的植被恢复模式下土壤有机质、全氮含量明显高于农田,其中乔木林地和乔灌混交林地高于灌木和草地,土壤pH、全钾和全磷在不同恢复模式下无明显差异.黄土丘陵沟壑区土壤总无机磷含量在225.19～322.75 mg·kg-1之间,占全磷的比例在36.18％～72.39％之间,其中以Ca10-P含量最高,其他形态含量顺序为Ca8-P＞Fe-P＞Al-P＞Ca2-P＞O-P.4种植被恢复模式下土壤无机磷总量、占全磷的比例及Ca10-P均高于农田,Ca8-P、Al-P和Fe-P则低于农田;灌木和草地无机磷总量和占全磷比例高于乔木林地和乔灌混交林地.对各无机磷形态与速效磷相关性分析表明,Ca2-P、Ca8-P、Al-P、Fe-P与速效磷呈极显著正相关关系,无机磷形态的生物有效性顺序为Al-P＞Ca8-P＞Fe-P＞Ca2-P.因此,黄土丘陵沟壑区不同植被恢复模式对土壤养分和无机磷分布的影响存在一定的差异,植被恢复应以草地和低矮灌丛作为先锋植被,后以乔木代替灌草丛.     

黑河金盆水库表层沉积物中磷的形态和分布特征

水源水库沉积物生源要素形态显著影响上覆水体水质,为给深水型水源水库水质修复提供科学依据,应用淡水沉积物中磷形态的标准测试程序(SMT),对西安市黑河金盆水库库区和上游入库6个代表性沉积物样的理化特征及磷赋存形态进行研究。结果表明:金盆水库表层沉积物中总磷(TP)含量范围为987~1326 mg·kg~(-1),从上游入库至库区,总磷含量逐渐增加;无机磷(IP)是沉积物中磷的主要成分,占总磷(TP)的比例为62.5%~78.9%;Ca-P是IP的主要组成成分,占IP的比例为72.0%~90.5%。沉积物-水界面存在明显的磷浓度梯度,当氧化还原条件变化时溶解性磷易从间隙水扩散到上覆水中,从而在一定程度上影响金盆水库整体的营养水平。TP与IP变化趋势基本一致,且TP的变化主要由IP决定,IP的增减因Ca-P和Fe/Al-P而改变。     

黄河上游沉积物中磷的存在形态及生物可利用性

采用七步连续提取法分别对黄河上游11个不同段位表层沉积物样中7种形态磷进行了分离分析,探讨了其变化规律和分布特征,分析了其生物可利用性及对黄河及海洋水体营养状况的影响。结果表明:所获得沉积物中磷的7种赋存形态为:交换态磷(Ex-P)、铝结合态磷(Al-P)、铁结合态磷(Fe-P)、闭蓄态磷(Obs-P)、自生钙结合磷(Ca-P)、原生碎屑磷(De-P)和有机磷(OP),其中De-P和Ca-P的含量范围分别为139.08～482.89mg.kg-1和40.30～125.55mg.kg-1,二者共占总磷(TP,为各形态磷的总和)含量的约87%,是沉积磷和无机磷(IP,前6种磷形态之和)的主要存在形态;OP含量范围为6.14～36.74mg.kg-1,平均占TP的4%;Ex-P、Al-P、Fe-P和Obs-P含量均较低,平均值分别为7.53、25.85、5.05mg.kg-1和0.64mg.kg-1,共占TP含量的约9%。各形态磷的含量分布直接与取样点及沉积物粒径有关。Ex-P、Al-P、Fe-P、Or-P和部分Ca-P作为黄河表层沉积物中潜在的生物可利用磷(BP),其总量至少占TP的5.91%～30.17%。根据黄河每年进入渤海的输沙量可初步估算出黄河泥沙入海后为海洋提供的BP的量达3.21～8.92万t。     

黄河中游表层沉积物中无机磷的化学形态研究

采用连续浸提法对黄河中游不同粒级表层沉积物中无机磷的各种存在形态进行了研究。结果发现,黄河中游表层(5cm)沉积物中总无机磷的含量范围为1187.08～1467.98μg.g-1,平均为1360.68μg.g-1;在所有不同粒级的表层沉积物中Ca-P含量占总无机磷的绝大部分,Fe-P含量极微,各形态无机磷含量的高低顺序为:钙结合态磷(Ca-P)、闭蓄态磷(Obs-P)、铝结合态磷(Al-P)、吸附态磷(Ads-P)和铁结合态磷(Fe-P);除Ca-P(Fe-P不确定)外,其他各形态磷的的含量均随沉积物粒度变细而增高。     

武汉东湖上覆水和沉积物中磷形态的垂直分布特征

武汉东湖是有代表性的城市浅水型湖泊。于春、夏两季对东湖庙湖湖区的上覆水和沉积物柱状样品进行了磷的形态分析,研究了各种磷形态在上覆水及沉积物垂直方向上的分布特征。结果表明,春夏两季东湖上覆水总磷(TP)含量分别为1.11和1.25mg·L-1,超过国家标准近6倍,富营养化程度严重。春季湖水中磷主要以颗粒态形式存在,夏季主要以溶解态形式存在。春季湖区沉积物中铁结合磷(Fe-P)比例最大,占沉积物TP的44.3%,夏季闭蓄磷(OcP)比例最大,占TP的36.3%,高比例的Fe-P从沉积物角度说明了庙湖湖区的污染程度严重。沉积物中不同磷形态在垂直方向上的分布变化规律复杂,其中TP、不稳态磷(LP)、铝结合磷(Al-P)和Fe-P含量随深度增加而降低,在表层0～10cm有富积现象。沉积物中TP含量与释放潜力较大的3种磷形态Al-P(r2=0.83)、LP(r2=0.84)和Fe-P(r2=0.59)含量呈显著正相关(P<0.0001),说明目前湖底沉积物中相当一部分磷是活性较大的磷,它可能成为水体营养物质的重要来源,造成持续的湖泊富营养化问题。     

长江中下游浅水湖沉积物磷形态及其分布特征研究

对长江中下游7个浅水湖泊的表层沉积物,应用淡水沉积物中磷形态的标准测试程序(SMT)测定了其中的总磷、无机磷、有机磷、铁/铝磷和钙磷等5个部份,分析了各形态磷之间以及各形态磷与沉积物理化性质如总氮、有机质、主要氧化物组成之间的相关性.结果表明,研究区域内,表层沉积物总磷含量在217.8～3 337.2mg·kg-1之间,城市湖泊总磷含量总体上高于太湖等五大淡水湖;表层沉积物中的磷以无机磷为主,有机磷为辅,前者占总磷的比例多数处于60%～80%之间;从各形态磷含量的变化范围来看,Fe/Al-P＞OP＞Ca-P,而从百分含量的变化范围来看,则是Fe/Al-P＞Ca-P＞OP.表层沉积物中TP含量的增加主要来自Fe-P部分,其次来自OP部分;OP含量与Ca-P和Fe/Al-P的含量均有较好的正相关关系,而Ca-P与Fe/Al-P只有很弱的相关性.TN、有机质含量与OP、TP、Ca-P和Fe/Al-P均呈极显著正相关.TFe2O3与Fe/Al-P、TP、OP呈极显著正相关,而与Ca-P的相关性较弱;CaO与Ca-P呈极显著正相关,与OP有一定的正相关,与其他形态的磷则没有或只有微弱的相关性.     

退化滨海湿地沉积物中磷形态含量特征及影响因素

研究黄河三角洲退化滨海湿地沉积物中磷形态含量特征及温度、pH值、上覆水理化性质对湿地沉积物磷形态含量的影响。结果表明,退化滨海湿地沉积物中不同形态磷中铁结合磷(Fe-P)含量最大,达971.7 mg/kg,闭蓄态磷(O-P)含量最小,为195.6 mg/kg。Fe-P、铝结合磷(Al-P)、钙结合磷(Ca-P)、O-P平均含量分别683.7、401.0、331.6、288.0 mg/kg。当温度20℃时,Fe-P含量随温度升高而增大,当温度20℃时,Fe-P含量随温度升高而下降;Al-P含量随温度升高逐渐增大;O-P含量随温度的升高先下降后增大。Fe-P含量随着pH值的增大逐渐降低,pH值9时,pH值对Fe-P含量的影响不大;Al-P、Ca-P含量均随pH值的升高先减小后增大。另外,有机质与O-P含量存在正相关关系(r=0.895),溶氧量与Al-P含量存在正相关关系(r=0.940)。     

大镜山水库底泥的蓄积量及营养盐空间分布特征

通过对抽水水库——大镜山水库底泥区面积及底泥厚度的调查,估算了该水库建库30年来底泥的蓄积量,并探讨了水库底泥中营养盐的空间分布特征。结果表明,该水库中蓄积的底泥体积约为48 840 m3,湿重约为54 027 t,干重约为36 137 t。底泥中淤积的无机磷、总氮和易释放磷的含量分别约为21 8866、7 015和5 867 kg。总氮、无机磷及易释放磷的水平分布,从大坝的入水口至库尾呈明显的递减趋势;水库底泥中总氮、无机磷及易释放磷含量的垂直分布,从底层向表层呈明显的递增趋势。营养盐的水平分布反映了抽水水库水动力学特点,垂直变化则反映了20世纪80年代中期到2000年初珠海及周边地区工业与城市发展对河流和水库水环境的影响。     

不同稻作制、有机肥用量及地下水深度对红壤性水稻土无机磷形态的影响

 【目的】探明耕作,施肥,灌溉等农艺措施对红壤性水稻土无机磷状况的影响。【方法】利用蒋柏藩等的无机磷分级方法研究了在长期定位试验条件下稻作制和有机肥用量及地下水位深度对红壤性水稻土无机磷形态的影响。【结果】红黄泥耕层土壤的无机磷总量为398.6～546.1 mg?kg-1,平均为（471.4±40.5）mg?kg-1。无机磷各形态以O-P和Fe-P为主,平均分别占无机磷总量的39.2%和38.6%。不同稻作制间,稻-稻-冬泡的无机磷总量高于稻-稻-油菜和稻-稻-绿肥。不同有机肥施用量处理间,化肥处理的无机磷总量高于常量有机肥和高量有机肥处理。低地下水位有利于土壤无机磷的积累。不同稻作制间,Fe-P的绝对含量和相对含量均为稻-稻-冬泡、稻-稻-油菜>稻-稻-绿肥;在同一稻作制下,随着年际的变化,Ca2-P、Ca10-P和Fe-P含量有下降的趋势,而Al-P、O-P和Ca8-P含量都有增大的趋势;不同施肥量处理间,Ca10-P、Fe-P和Al-P的绝对含量和相对含量均为化肥处理>常量有机肥、高量有机肥处理;在同一种有机肥施用量处理下,随着年际的变化,Ca2-P、Ca10-P和Fe-P含量都有下降的趋势,而Al-P、O-P和Ca8-P含量则都有上升趋势。不同地下水位处理,低水位（-80 cm）处理的Ca10-P和Fe-P含量大于高水位（-20 cm）处理,低水位（-80 cm）处理的Ca2-P和O-P含量小于高水位（-20 cm）处理;在同一地下水位下,随着年际的变化,Ca2-P和Fe-P含量有下降的势,而Al-P、O-P和Ca8-P含量都有上升趋势。【结论】冬季种植作物,土壤无机磷含量减少,而冬季施用绿肥,可使Fe-P含量减少;单纯施用化肥,可使无机磷含量和Ca10-P、Fe-P和Al-P增加;低地下水位有利于土壤无机磷的积累。     

磷在不同土壤和无机磷组分间的转化研究

采用修改后的张守敬-Jackson法在50 d的培养过程中对施磷黄棕壤和红壤中的无机磷组分进行跟踪测定。结果表明:施用无机磷肥能全面提高土壤各无机磷组分含量,但对不同土壤中各无机磷组分间的转化影响不一。磷在黄棕壤中首先转化为水溶性磷和松结合态磷(S-P)、铝结合态磷(A l-P)和钙结合态磷(C a-P),然后S-P和C a-P继续向A l-P转化,施磷对黄棕壤中闭蓄态磷(O-P)和铁结合态磷(F e-P)含量无明显影响;在红壤中,施用的磷首先转化为S-P、A l-P和F e-P,然后S-P、A l-P继续向F e-P转化,施磷对红壤中O-P和C a-P的含量也无明显影响。     

磷高效转基因水稻OsPT4对红壤无机磷组成的影响

本研究以磷高效转基因水稻OsPT4为材料,以非转基因亲本日本晴（Nipp）和磷高效突变体水稻PHO2为对照,设施磷和不施磷2个处理,利用根盒试验研究磷高效转基因水稻OsPT4的种植对根际及非根际土壤无机磷组成的影响。结果表明：（1）OsPT4和PHO2的植株干重和磷含量均显著高于Nipp,而土壤全磷和无机磷总量均低于Nipp;（2）OsPT4和PHO2水稻根际和非根际土壤无机磷组分含量均表现为O-P > Fe-P > Al-P > Ca-P;（3）施磷处理时,OsPT4和PHO2的根际土壤O-P、Ca-P含量显著低于Nipp,其非根际土壤Al-P、Fe-P和O-P含量也显著低于Nipp。不施磷处理时,OsPT4和PHO2的根际土壤Fe-P含量和非根际土壤Fe-P、O-P含量均显著低于Nipp,其根际土壤Ca-P含量显著高于Nipp。说明在供磷条件下,磷高效转基因水稻对A1-P、O-P和Ca-P的吸收活化能力较强,而缺磷条件下,磷高效转基因水稻可促进其根系对Fe-P的吸收利用。     

不同有机碳水平下塿土磷的有效性及无机磷形态转化

【目的】在土壤Olsen-P和全磷含量基本接近但土壤有机碳水平呈梯度的陕西省关中平原塿土上,研究有机碳对土壤各形态无机磷有效性及其形态转化的影响,为合理培肥土壤,有效利用土壤累积态磷提供理论依据。【方法】采集并选取了陕西省关中平原小麦-玉米种植体系下塿土Olsen-P含量相近（平均含量范围17.41—18.72 mg·kg^-1）,不同有机碳水平（有机碳平均含量分别为6.38、8.34、10.17、11.95、13.64和15.74 g·kg^-1）的土壤样品,采用蒋柏藩-顾益初改进的Chang和Jackson的石灰性土壤无机磷分级方法分别对土壤中各磷组分（二钙磷（Ca₂-P）、八钙磷（Ca₈-P）、铝结合态磷（Al-P）、铁结合态磷（Fe-P）、闭蓄态磷（O-P）和十钙磷（Ca₁₀-P））含量进行测定。【结果】在陕西关中平原小麦-玉米种植区塿土中,有机碳对土壤各形态磷素水平及形态转化起重要作用。随着有机碳含量的增加,土壤中Ca₂-P、Ca₈-P、Al-P、Fe-P、O-P、缓效磷库（Ca₈-P、Al-P和Fe-P）和难利用磷库（O-P和Ca₁₀-P）含量均显著增加（P≤0.05）,Ca₁₀-P相对稳定。有机碳含量与土壤活性磷库（Ca₂-P）、缓效磷库（主要为Al-P）的相对含量（占无机磷总量的比例）呈极显著正相关关系,与难利用磷库（主要是Ca₁₀-P）呈极显著负相关关系。土壤Olsen-P含量与难利用磷库含量呈显著正相关关系。【结论】在Olsen-P相近,全磷也基本相似的条件下,土壤有机碳促进了土壤中难溶态磷酸盐向缓效态磷库和活性态磷库的转化,提高了有效磷源占无机磷总量的比例,从而提高了土壤磷素有效性。研究结果表明可通过合理的措施培肥土壤,从而有效地促进土壤累积态磷的活化利用。     

施肥对磷素在红油土中形态及分布的影响

对长期定位试验中的红油土０～１００ｃｍ各层次进行无机磷和有机磷分组研究，结果表明，无机磷组成以Ｃａ－Ｐ为主，有机磷组成以中度活性有要磷为主，施用无机磷肥对土壤无机磷的影响仅限于０～４０ｃｍ土层，其中各形态无机磷均有增加，增加幅度最大的是Ａｌ－Ｐ，Ｃａ－Ｐ１和Ｆｅ－Ｐ。施用有机肥可明显提高０～８０ｃｍ土层内有机磷含量，其中中度活性有机磷增加量最大，对无机磷在各层次的分配也有较大的影响。     

风干对土壤主要无机磷组分的影响

 选择含磷量差异较大的黄棕壤、水稻土和酸性红壤种植黑麦草、白羽扇豆、荞麦、油菜和籽粒苋等不同植物,并于植物生长90 d后采集新鲜土样,测定其风干前后的主要无机磷组分。结果表明,不同土壤无机磷总量及组成间存在极大差异。风干过程可增加黄棕壤和水稻土无机磷总量,降低红壤无机磷总量。无机磷总量的最大改变值可达原有量的70%左右。风干过程对不同土壤的不同无机磷组分消长的影响不一。它导致黄棕壤Al-P减少,O-P 和Ca-P增加;水稻土Al-P 和Ca-P增加,Fe-P 与O-P 不变;红壤 Al-P与Fe-P增加,Ca     

混养鱼塘水中磷含量及表层沉积物中磷赋存形态的初步探究

为更好地揭示养殖系统的磷收支和污染程度,以上海郊区3口团头鲂(Megalobrama amblycephala)混养鱼塘即池塘A、B、C以及水源D为研究对象,定期测定养殖期间水体中总磷(TP)、活性磷酸盐(PO4-P)以及沉积物中总磷的含量,并探究沉积物中不同形态磷,包括交换态磷(Ex-P)、铝结合磷(Al-P)、铁结合磷(Fe-P)、闭蓄态磷(Oc-P)、原生碎屑磷(De-P)、钙结合磷(Ca-P)和有机磷(Or-P)的分布变化特征。试验发现,该养殖场水源水TP(0.17±0.06)mg·L-1及PO4-P(0.11±0.06)mg·L-1含量一直维持在稳定的较低水平,养殖生产导致池塘A、B、C水中TP大大增加,已超过地表水Ⅲ类标准和淡水养殖池塘排放标准(Ⅱ类)。养殖池塘及水源沉积物中TP浓度分别是(0.69±0.04)、(0.70±0.07)、(0.68±0.09)、(0.79±0.13)mg·g-1,池塘表层沉积物中TP含量变化不大,而水源沉积物TP变化波动性明显。池塘表层沉积物中磷主要由Fe-P(18.03±6.01)%、Oc-P(22.82±5.34)%、Ca-P(27.48±8.15)%和Or-P(20.29±6.60)%组成,Ex-P(3.07±1.06)%、Al-P(7.62±3.11)%,尤其是De-P(0.69±0.35)%仅占很少部分。研究结果提示养殖塘内源污染相对较轻,人为投饵施肥等磷输入行为对沉积物中各形态磷的含量影响较大。研究结果有利于阐明养殖系统中磷的变动规律,从而指导养殖池塘环境调控并促进养殖技术更新。     

磷胁迫条件下小麦、蚕豆根系分泌物对红壤磷的活化*

 通过室内盆栽试验研究了磷胁迫下小麦、蚕豆根系分泌物对石灰岩和玄武岩母质上发育的红壤中磷的活化效果。结果表明：在培养至第7 d时,小麦单作、蚕豆单作、小麦蚕豆混作的根系分泌物处理与对照相比,石灰岩母质上发育的红壤有效磷分别提高29.51%,22.16%,23.91%,玄武岩母质发育的红壤有效磷分别比对照提高6.3%,31.19%,31.20%。加入根系分泌物后的2种土壤在培养过程中土壤中的磷酸铝盐（Al-P）和磷酸铁盐（Fe-P）含量有所降低,闭蓄态磷（O-P）和磷酸钙盐（Ca-P）含量变化不大。可能的原因为根系分泌物通过对土壤中无机磷的Al-P和Fe-P的活化从而提高了土壤中磷的有效性。