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。     

氧化还原条件下红壤磷吸附与解吸特性及需磷量探讨

研究了5个酸性红壤由氧化条件转为还原条件的P吸附和解吸特性,以及确定供试红壤作为水田或旱地相应的施P量。结果表明:5个土样P吸附量随P液浓度的增加而增加,土壤对P的吸附曲线均可用Langmuir方程拟合,氧化条件下P最大吸附量变化范围为794.22～956.75mg/kg,还原条件下P最大吸附量变化范围为867.31～1195.62mg/kg。P解吸量随P吸附量的增加而增加,P解吸率的结果表明,淹水不同程度地降低土壤P解吸量。以Langmuir方程计算土壤溶液中P浓度在0.2mg/kg时的土壤需P量作为施P量的依据,淹水后土壤标准需P量增加。     

玉米秸秆在土壤中腐解的动态变化及其对Cu(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)吸附-解吸的影响

通过室内培养和吸附-解吸试验,研究玉米秸秆腐解后石灰性褐土对Cu2+、Cd2+吸附-解吸的影响。结果表明,玉米秸秆腐解量随培养时间的延长而增加,到第7周时,腐解总量可达45%,添加常规量秸秆处理(S1)与加倍量处理(S2)的腐解量差别不明显;常规量秸秆处理(S1)的腐解速率大于加倍量处理(S2),但均随培养时间的延长而减少。土壤对Cu2+的吸附量随秸秆培养时间的延长表现为先升高后降低,吸附量在第21天时达到最大值;Cu2+浓度为1 000mg/L时土壤对Cu2+吸附量显著高于Cu2+浓度为600mg/L处理;而Cu2+的解吸量在秸秆腐解前期变化不明显,到培养第21天后迅速降低。在相同的Cu2+浓度下,Cu2+的吸附量和解吸量受Cd2+浓度影响均不明显。Cd2+浓度为1mg/L时,土壤对Cd2+的吸附量随秸秆培养时间的延长变化不明显,但随Cu2+浓度的增加而减小;而Cd2+浓度为10mg/L时,在Cu0处理和Cu1000处理时,不同培养时间土壤对Cd2+吸附量影响不明显,但Cu600处理下,在培养的第21天后,土壤对Cd2+的吸附量显著增加。土壤Cd2+的解吸量均随秸秆培养时间的延长表现为先升高后降低,在第21天时达最小值,而Cd2+的解吸量随共存Cu2+浓度的增加而先增加后降低。     

不同施磷处理下棉田土壤磷素吸持特征研究

为探究不同施磷水平对棉田土壤磷的固定和释放机制,对新疆典型棉田5种施磷水平(P0、P75、P150、P300、P450)及不同层次(0～5、5～10、10～20、20～40、40～60 cm)的灰漠土进行磷素吸附和解吸特性研究,结果表明:土壤磷吸附量随磷肥施用量的增加先增加后减小,以P150处理吸附量最大,P0和P75处理吸附量较小,其中P150处理最大吸附量较P0处理增加了45%;随土层深度的增加,各处理吸附量逐渐增大,处理间吸附量的差异逐渐减小,40～60 cm土层最大吸附量为0～5 cm土层的2.10倍。土壤磷的等温吸附曲线与Langmuir、Freundlich和Temkin方程的拟合度都达显著水平(P0.05),土壤最大吸附量(Xm)与等温吸附曲线一致,以0～5 cm土层P75处理最小,为476.19 mg·kg~(-1),随土层深度增加而增加,吸附常数(K)与Xm呈相反趋势;随施磷量的增加,土壤最大缓冲容量(MBC)呈增加趋势,深层土壤小于表层土壤;土壤磷素吸附饱和度(DPS)以P75处理最大,整体随土层深度的增加而减小。土壤磷解吸量与解吸率随吸附能力的增加而减小;土层越深,解吸量与解吸率越小,其中0～5 cm土层解吸量为40～60 cm土层的2.06倍。增施磷肥能够提高棉田土壤贮存磷的能力,施磷量75 kg·hm~(-2)降低土壤对磷的吸附能力,增加土壤对磷的解吸,深层土壤磷的吸附特性受施肥水平的影响较小,供磷能力小于表层土壤。     

不同改土物料对白浆土磷吸附解吸的影响

向白浆土各层次土壤施入不同改土物料,比较不同处理土壤对 P 的吸附解吸情况.结果表明:各土层土壤对 P的吸附量均随着平衡液浓度的增加而增加;不同土层间土壤吸附 P 量大小顺序为淀积层＞混拌层＞白浆层＞黑土层;随着平衡液浓度的增大,P 吸附的增加率递减;施 Ca 加大了土壤对 P 的吸附,其中黑土层增加220.16%,白浆层增加54.50%,淀积层增加 52.36%;而施有机肥减弱了土壤对 P 的吸附,其中黑土层降低70.16%,白浆层降低45.50%,淀积层降低55.27%.Ca 有降低土壤 P 解吸率的趋势,有机肥能大幅度地提高其解吸率.     

磷含量和秸秆添加量对褐土锌吸附—解吸的影响

采用室内培养的方法,通过人为添加不同量的玉米秸秆和磷,研究不同含量磷和作物秸秆对土壤锌吸附—解吸的影响,以探讨磷—锌在土壤中的交互作用机制。结果表明:低锌(Zn10:添加Zn2+浓度为10 mg L-1)条件下,土壤对Zn2+的吸附量随土壤速效磷含量的增加而逐渐降低,表明在石灰性土壤中,随磷含量的增加提高了土壤锌的有效性;而Zn2+的解吸量随土壤中磷含量的增加先升高后降低,添加Zn2+浓度为80 mg L-1(Zn80)条件下,土壤对Zn2+的吸附量明显大于Zn10条件下。土壤中添加不同秸秆量对不同浓度Zn2+吸附时,低锌(Zn10)处理下,在相同磷含量情况下,土壤对Zn2+的吸附量随秸秆添加量的增加而减少,而土壤对Zn2+的解吸量随秸秆量的增加而增加。在不同磷水平下,不同秸秆添加量对Zn2+的吸附趋势差异较大。高锌(Zn80)处理下,土壤对Zn2+的吸附量在不同秸秆量处理下趋势大致相同,且Zn2+吸附量随磷含量的提高先升高后降低;在同一磷水平下,土壤对Zn2+的吸附趋势和Zn10时相似。利用KNO3进行解吸Zn2+时,不添加秸秆和低量秸秆处理变化趋势相同,均在添加磷量为360 mg kg-1时解吸量达到最大,分别为363.5 mg kg-1、424 mg kg-1,而高量秸秆处理下,Zn2+解吸量随磷含量的增加先升高后降低。     

不同水分状况及施磷量对水稻土中速效磷含量的影响

通过室内培养试验研究了不同水分(淹水和60%田间持水量)及施P量对水稻土速效P及水层含P量的影响。结果表明,无论水分状况如何,土壤速效P含量随施P量的增加而呈明显增加趋势。土壤速效P出现富集的转折点因供试土壤而异,第三纪红壤性水稻土大致为P2O560~120mg/kg,而第四纪红壤性水稻土和黄泥土为P2O5120~180mg/kg。P肥施入土壤后,水溶性P主要存在于土壤溶液中,而分布于水层中的P相对较少。但在过量施P(P2O5>180mg/kg)时,施肥后短期内(0~30天),水层中P浓度较高(0.05~0.3mg/kg),如水分管理不当,则会造成P的损失。     

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。     

复合污染土壤中土霉素的吸附行为及其对土壤重金属解吸影响的研究

参考经济合作与发展组织(OECD)化学品试验导则No.106,采用批量平衡试验的方法,探讨了土霉素(Oxytetracycline,OTC)在3种土壤中的吸附解吸特性,并考察了土霉素外加量对土壤中4种代表性重金属元素(铜、锌、铅、镉)解吸量的影响。试验设置的土霉素初始浓度为0.01、0.1、1.0、5.0、10.0、25.0、50.0、100、200和400 mg L-1。结果表明:(1)存在一个土霉素特征浓度,高于或低于该浓度值时土霉素的吸附性质有所差异,且高低两个浓度范围内的数据均能用Freundlich模型与Langmuir模型较好地拟合;(2)当土霉素浓度在0~25 mg L-1之间时,能在土壤表面与重金属发生竞争吸附,且重金属解吸量随土霉素浓度的增加而增加;当土霉素浓度在25~100 mg L-1之间时,部分游离态重金属以与土霉素的络合物形式重新固定于土壤表面,土壤重金属的解吸量随土霉素浓度增加而减少;土霉素浓度高于100 mg L-1时,体系p H相对于对照有明显下降,土壤重金属的解吸量与土霉素浓度又呈正相关。     

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。     

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。     

冻融作用对东北黑土磷素吸附-解吸过程的影响

冻融作用对土壤理化性质具有重要影响,从而影响土壤中磷素的吸附—解吸特性。以东北黑土为研究对象,采用室内模拟冻融环境的方法,研究了冻融条件下黑土磷素吸附—解吸行为。结果表明,冻融条件下黑土对磷的吸附规律均随着外源磷浓度增加而逐渐增大,当外源磷浓度为120mg/L时吸附曲线出现明显拐点;与未冻融土壤相比,冻融过程中土壤吸附更多的磷,具有更高的磷素吸附率;外源磷浓度低时,冻融作用对土壤磷吸附影响较大,外源磷浓度高时冻融作用对土壤磷吸附影响降低;冻融条件下磷等温吸附曲线采用Langmuir方程拟合的相关性最优,在连续的冻融循环条件下,土壤磷最大吸附量Pmax值逐渐增大,土壤与磷之间结合能力和磷吸附最大缓冲容量也有同样的趋势。     

柠檬酸存在下施硅对土壤磷吸附和解吸特性影响

以棕壤为研究对象,采用室内培养的方法,通过加硅酸钙处理、硅酸钙+1 mmol/L柠檬酸处理和硅酸钙+2 mmol/L柠檬酸处理,研究了柠檬酸存在下施硅对棕壤中磷素吸附和解吸特性的影响,并用Langmuir方程、Freundlieh方程与Temkin方程对其进行拟合分析,其中磷吸附解吸试验采用恒温批处理平衡法.结果表明,Langmuir与Temkin模型对处理后棕壤磷的吸附拟合效果最好.硅酸钙+1 mmol/L柠檬酸处理的棕壤对磷的吸附量最大,为500mg/kg;硅酸钙+2 mmol/L柠檬酸处理的棕壤对磷的解吸量及解吸率最大,最大解吸率可达45.2％.因此,硅酸钙+1 mmol/L柠檬酸处理的棕壤对磷肥的储存能力最强,硅酸钙+2 mmol/L柠檬酸处理的棕壤对磷活化能力最强,即供磷能力最强.     

不同磷浓度处理暗棕壤对Zn2+吸附解吸行为的研究

通过等温吸附试验,研究不同磷含量处理暗棕壤对Zn2+的吸附解吸行为,结果表明:(1)随平衡液中Zn2+浓度的增加,3种处理暗棕壤对Zn2+的吸附作用均表现为:低浓度下(0～100 mg/L),吸附量增加迅速,随着浓度升高(100～150 mg/L),吸附量变缓并渐趋平衡,含磷量高的土壤吸附Zn2+的量较高。(2)Freundlich、Langmuir和Temkin方程均能很好描述Zn2+在3种不同磷含量暗棕壤上的吸附等温线,拟合效果依次为Freundlich>Langmuir>Temkin。经参数计算,较高磷含量有利于提高暗棕壤的最大吸附量和土壤对Zn2+的缓冲容量,而磷含量不同对Zn2+在暗棕壤上的吸附力没有太大影响。(3)3种不同磷含量处理暗棕壤吸附量与解吸量关系图形状相似,呈高度线性相关,均表现为暗棕壤对Zn2+的解吸量随吸附量的增加而增加,磷含量较高土壤有利于Zn2+的固定且不易解吸。     

不同磷肥水平下丛枝菌根菌对玉米修复芘污染土壤的影响

盆栽试验研究了不同磷肥水平下接种丛枝菌根菌（Arbuscular mycorrizal fungi,AMF）对玉米修复芘污染土壤的影响。结果表明,在施磷水平为20和80 mg/kg条件下,50 mg/kg芘处理土壤中丛枝菌根菌能够正常侵染玉米根系,侵染率没有显著变化;土壤芘污染对玉米的生长有抑制作用,缺磷土壤中施磷能够缓解土壤芘对玉米生长的抑制作用。培养60 d后,高磷（80 mg/kg）和低磷（20 mg/kg）条件下,玉米接种AMF处理土壤芘残留浓度分别比相应的不接种处理降低了38%和35%,比相应无玉米的对照处理降低了53%和58%。表明玉米接种混合AMF能够显著降低土壤芘残留浓度,促进土壤芘的去除。与P 20 mg/kg处理相比,P 80 mg/kg处理玉米接种及不接种AMF的土壤芘残留浓度分别降低了16%和19%,表明缺磷土壤中施磷对玉米及菌根玉米去除土壤芘均有一定促进作用。土壤微生物碳量与土壤芘的去除率显著正相关,接种AMF和P 80 mg/kg处理均能够显著增加土壤微生物碳量,因此土壤微生物数量的增加可能是其促进土壤芘的去除的重要原因。     

溶磷细菌对复垦土壤养分、酶活性及磷解析的影响

为了探索溶磷细菌在复垦土壤上对磷素的作用效果,采用室内摇瓶培养的方法,研究了磷细菌及其组合对磷酸三钙的溶解能力,确定了最佳组合磷细菌。拉恩式菌(W2)+荧光假单胞菌1(W3)+荧光假单胞菌2(W4)培养液的有效磷含量最高,为609.1mg/L,故最佳磷细菌组合为W2+W3+W4。将筛选出的最佳组合磷细菌在采煤塌陷地复垦土壤上进行玉米大田试验,研究其对土壤养分、酶活性、磷解析特性及玉米产量的影响。结果表明:磷细菌可以增加土壤养分含量和改善土壤酶活性;磷细菌处理土壤有效磷和速效钾含量,以及磷酸酶、蔗糖酶和脲酶活性分别比基质对照处理增加了2.80,25.43,7.41,4.21,7.15mg/kg;与空白处理相比,磷细菌处理土壤最大吸磷量和吸附常数降低幅度最大,分别显著减少114mg/kg和0.021(p0.05);磷细菌处理土壤平均解吸率为14.7%,显著高于其他处理;磷细菌处理玉米产量最高,为8 036kg/hm~2,显著高于其他处理。因此在复垦土壤上施用磷细菌,可以改善土壤磷素解析特性,有利于土壤快速培肥,对作物增产也有积极作用。     

长期不同施肥红壤磷素特征和流失风险研究

为探索长期施肥对红壤磷素吸附固持的影响,分析不同施肥土壤磷流失风险及影响因素。在南方丘陵区红壤上开展了持续25年的长期定位试验,处理包括:不施肥(CK)、施氮肥(N)、施磷肥(P)、施钾肥(K)、施氮磷钾肥(NPK1)、施2倍量氮磷钾肥(NPK2)、单施有机肥(OM)和氮磷钾配施有机肥(MNPK)。研究了不同施肥下土壤全磷、Olsen-P、Mehlich1-P、CaCl2-P含量及磷吸持指数(PSI)、磷饱和度(DPS)的变化,探讨不同施肥处理土壤对磷的吸附和解吸特征,并分析了土壤磷指标与土壤有机碳、pH、CEC之间的关系。结果表明:长期施用化学磷肥有利于补充土壤磷素,特别是土壤全磷,并使Olesn-P和Mehlich 1-P有增加趋势,而对CaCl2-P影响不显著;施用化肥对DPS影响不显著,单施磷会降低PSI,低量氮磷钾提高了PSI,高量氮磷钾处理与对照差异不显著;长期施用有机肥(猪粪)土壤全磷增加,而Olsen-P、Mehlich 1-P和CaCl2-P则大幅累积, PSI显著降低, DPS显著增加。长期施用化肥处理土壤对新添加磷的吸附较强,长期施用有机肥降低了土壤对新添加磷的吸附;土壤全磷、Olsen-P、Mehlich1-P、CaCl2-P、PSI、DPS及最大吸附容量(Qm)与土壤pH、CEC、土壤总有机碳(TSOC)、土壤水溶性有机碳[冷水提取水溶性有机碳(CWSOC)和热水提取水溶性有机碳(HWSOC)]间相关性较高;土壤磷指标和土壤有机碳、pH、CEC指标之间存在典型相关关系,第1对和第2对典型变量的典型相关系数分别为0.997和0.951,达显著水平。研究表明,施用有机肥是调节土壤磷的供给和保持的重要措施,土壤水溶性有机碳和pH可能是反映红壤磷素供应和流失的关键指标。