沿海平原土壤磷输出机制的研究

掌握农田排水沟中磷元素迁移的特征对于改善水质非常重要。美国学者P.J.K le inm an等人于2001~2006年做了控制农田排水沟中磷元素输出的实验。2005~2006年,点源产生的径流向排水沟输出的总磷量为4.3~25.3kg/hm2,而在排水沟的非点源区域磷元素的输出量为2.6~4.8 kg/km2。两个非点源磷排水沟中,流失的总磷量就达到1.4~26.2 kg/km2。农田和排水沟之间的坡面流每年输出的磷元素高达8%,地下水是磷元素向排水沟输出的关键路径。排水沟中磷元素的输出主要发生在暴雨径流中。漂浮藻类会促进沉积物中磷的输出。用一些吸磷物质对排水沟土壤进行处理,降低磷解吸的潜力。在排水沟系统关键控制点,设置流量控制同样有效,且能截获漂浮中的磷元素,防止藻席的形成。     

水土保持措施降低河网平原区果园地表氮磷铜流失

河网平原因地下水位高、内排水较差,进行水果生产需要深沟排水以便适合果树根系的生长,但这些直接与水体连接的排水沟也大大促进了果园氮、磷等养分的流失。为了解不同水土保持措施对水网平原果园地表养分流失的影响,本文采用天然降雨条件下的小区试验研究了生物措施(种植黑麦草)、化学措施(表施沸石+石灰石粉)和工程措施(在排水沟内设置沉砂坑)对水网平原果园地表径流氮、磷、铜流失的影响。结果表明,生物措施能减少18.6%的径流水量流失;生物措施、化学措施和工程措施能分别减少52.6%、16.3%和38.3%的泥沙流失。地表泥沙携带侵蚀是果园氮、磷、铜流失的主要途径,生物措施能使总氮流失减少23.6%;生物措施、化学措施和工程措施能使总磷流失分别减少38.66%、18.53%和22.68%,总铜流失分别减少41.4%、18.4%和29.9%。三种水土保持措施对降低磷、铜流失的效果好于降低氮流失的效果。同时采用生物措施、化学措施和工程措施可使氮、磷、铜流失量明显降低,有助于果园周围水体环境的保护。     

农业系统中磷的输移及利用

土壤磷对作物生长及水质污染有重要影响,农业生产中施入过量的磷会引起水体的富营养及水质下降。美国土壤学家N.C.Hansen等通过分析土壤及水中磷的形态、磷的管理、磷的吸附过程,认为土壤中可溶性磷是通过地表径流、壤中流及深层淋溶输移到水中。连续数十年施过量磷肥导致土壤磷浓度升高,将其降到正常水平需很长时间。水土流失是土壤磷流失的主要途径。为了减少土壤中磷的流失及保护水质,在农业生产中,采取水保耕作措施可有效防止磷的流失。减少耕作次数可降低径流中磷的浓度,在高寒易发生冻融侵蚀的地区,适当增加耕作次数可减少土壤磷的流失;穴状、条带状或结合播种施肥、保留植被盖度是农业管理中减少磷输移的有效方法。     

土壤侵蚀中吸附态磷流失研究现状与展望

吸附态磷流失是土壤侵蚀的结果之一,不仅造成土壤肥力流失,还是导致水环境恶化的重要因子.吸附态磷流失是非点源污染计算的重要组成部分,通过土壤侵蚀研究吸附态磷流失是目前普遍采用的方法.总结了国内外关于吸附态磷流失的研究现状,分析了我国当前土壤侵蚀中吸附态磷流失研究中存在的问题,认为中国土壤侵蚀中吸附态磷流失研究还不能满足实践应用的要求.因此一方面需要增加实验数量,加强实验深度,坚持连续监测的工作,深入了解吸附态磷流失的机理;另一方面应积极构建适合国情的模型,构建基础信息数据库,开展国外模型在国内的适用性、差异性研究.     

千岛湖库区农地土壤磷的固定与释放特性的研究

农田土壤中磷的流失与磷的积累及其吸附/释放特性等有关。为了解千岛湖库区土壤中磷素积累对农地土壤磷流失的潜在影响,本文选择了10个代表性土壤,采用等温吸附与室内加磷培养及化学提取等试验,探讨了库区代表性农地土壤对磷的固定和释放特性;同时采样评估了库区内140个农田土壤有效磷积累状况及其磷素释放的潜力。结果表明,千岛湖库区农地土壤最大磷吸附量有较大的差异,在214.5~745.2 mg kg-1之间变化,平均最大磷吸附量:红壤石灰岩土水稻土紫色土。土壤最大磷吸附量主要与粘粒和游离氧化铁含量有关。加磷培养试验表明,水溶性磷水平随土壤磷的积累呈显著的增加,当土壤有效磷(Olsen P)达45 mg kg-1左右时,土壤磷的释放潜力明显增强。对库区代表性农田磷素积累研究表明,约有19.8%的样点土壤有效磷在45 mg kg-1以上,存在一定的磷流失风险。研究建议加强千岛湖库区农田土壤的测土配方施肥工作,减免因农田土壤中磷素的过度积累而增加对水体的污染。     

坡地退耕还林（草）对土壤磷素流失的影响

退耕还林（草）能有效的减少坡地土壤磷素的流失,尤其水溶态磷的流失,表现为：在相同的降雨量下,地表径流中颗粒态磷的含量分别减少62.95%和43.79%,磷酸根态磷含量分别减少45.59%和23.53%;通过径流小区试验,表明退耕还林（草）后径流中水溶性磷的流失量分别减少44.81%和60.24%,径流泥沙颗粒态磷的流失量分别减少27.82%和41.94%。     

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。     

玉米间种绿肥作物对径流中磷含量的影响

土壤中磷的流失可导致水体富营养化。农业最佳管理措施是通过减少土壤侵蚀来减少磷的流失。美国土壤学家K le inm an等人利用人工模拟降雨研究玉米间种或混合紫花苜蓿等绿肥作物在施肥后对径流中可溶性磷质量浓度的影响程度。其结论是:绿肥作物增加了小区的植被盖度,可防止土壤溅蚀;不同绿肥作物径流量差异不显著。坡位对径流也有影响。绿肥作物可减少泥沙输出。施肥前,绿肥作物对可溶性磷流失没有影响。施肥后,因有机肥中含有可溶性磷,可提高径流中可溶性磷质量浓度,导致施肥后磷流失量增大。施肥量与磷的流失量密切相关,因此,应控制施肥量以减少磷的流失。     

不同生物质炭对棕壤中磷素吸附解吸的影响

为了减少土壤磷素流失,提高磷肥利用效率,探究不同生物炭对棕壤中磷素吸附解吸行为的影响规律,以水稻秸秆、玉米秸秆和花生壳为原材料,利用限氧升温炭化法制备生物炭,通过批量吸附实验研究了生物炭种类和生物炭添加量对棕壤磷吸附解吸的影响。结果表明：水稻秸秆生物炭在添加量为0.4%时显著提高棕壤对磷的吸附量,花生壳生物炭和玉米秸秆生物炭则显著降低棕壤对磷的吸附量；等温吸附曲线表明,不同生物炭均未改变等温吸附曲线的变化趋势,均可用Langmuir方程和 Freundlich 方程进行描述(R²>0.93),其中 Langmuir 方程拟合效果更好,不同处理对磷的理论吸附量大小顺序为：水稻秸秆生物炭+棕壤>棕壤>花生壳生物炭+棕壤>玉米秸秆生物炭+棕壤；吸附动力学实验表明,不同生物炭均未改变磷吸附动力学曲线的变化趋势,在所有动力学模型中,准二级动力学模型最适合描述土壤对磷的吸附行为(R²>0.99),其次为准一级动力模型(R²>0.99)和Elovich动力学模型(R²>0.88)；三种生物炭均显著促进棕壤对磷的解吸,当生物炭添加量为≥0.2%时,水稻秸秆生物炭、玉米秸秆生物炭和花生壳生物炭,分别可提高棕壤对磷的解析率50%、70%和90%以上。由此可见,不同生物炭可提高棕壤对磷素的供应和利用,水稻秸秆生物炭在减少棕壤磷素流失、保护生态环境方面具有更大的应用价值。     

水溶性有机高分子对红壤磷吸附特征的影响

本试验采用连续振荡法,初步研究了水溶性有机高分子材料聚乙烯醇、聚丙烯酰胺和聚乙二醇对磷在红壤中吸附过程的影响,并对该过程拟合出方程。结果表明:在聚乙烯醇、聚丙烯酰胺和聚乙二醇作用下土壤磷吸附动力学以幂函数方程为最优方程,且方程参数与单施磷酸二氢钙的处理方程参数有显著差异性。有机高分子能显著提高磷在红壤中的吸附和土壤pH,但材料之间的土壤吸附量无差异显著性,需进一步研究。     

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。     

有机肥对土壤磷素吸附的影响

本文研究发现,有机肥可以显著活化土壤本身的磷,并能减少磷的吸附,前者是由于有机肥分解所产生的有机酸,后者是由于有机肥中碳水化合物对吸附位的掩蔽。去除土壤有机质的试验进一步证明了有机质对吸附位的掩蔽作用。有机肥的水提液可以降低土壤对磷的吸附。证明了磷和有机物之间有竞争吸附的存在。     

沂蒙山区保水剂对径流态氮磷输出的影响北大核心CSCD

以沂蒙山区的棕壤为研究对象,采用模拟降雨的试验方法,基于复合肥和保水剂+复合肥2种处理,分析保水剂对氮、磷流失的保持效应。结果表明:(1)保水剂具有削减径流和抑制产沙的作用,其中保水作用更为明显;(2)径流态氮、磷的流失量随保水剂保水作用明显减少,保水剂+复合肥处理下NO-3-N、NH+4-N、TN、PO4-P和TP的流失量较复合肥处理下分别减少24.14%,22.04%,30.23%,51.86%和16.47%;(3)保水剂对磷素的强吸附改变了其流失机制,但未改变氮素的流失迁移机制;(4)保水剂减少氮、磷淋失的效益达到25%以上,且这种保肥效应主要是通过控制淋溶液减少而实现。     

耕作制和残茬量对径流泥沙与磷流失的影响

使用模拟降雨器研究常规耕作和免耕对农地径流、泥沙和磷流失的影响,进行了两种耕作制下3种黑麦残茬量(0,750,1500kg/ha)的研究.每ha施磷肥46kg.在面积为120.01ha的小区上进行了总量为100mm、强度为50mm/h的模拟降雨.土壤为粉砂壤土.从H型流水槽收集的样水进行泥沙和磷量分析.通过实验发现,兔耕可减少径流和泥沙流失.不管采用什么耕作制,其径流和泥沙流则随残茬量增加而减少.作物残茬量从0增加到750kg/ha,使两种耕作制土地的平均正磷酸盐(PO_4,下同)浓度降低.然而,当残茬量从每ha750kg增加到1500kg时,PO_4浓度增加.在残茬量为0时的PO_4和全磷(P_T,下同)流失量多,1500kg的居中,750kg的最少.每ha1500kg残茬处理的磷(P,下同)流失较每ha750kg残茬处理的P流失多,这在于每ha1500kg残茬处理的P淋溶较多,且没有足够的悬浮泥沙吸附其溶液中的P.免耕对降低PO_4、泥沙结合磷(P_(sb)、下同)和P_T流失非常有效.平均各种残茬量的效益,免耕比常规耕作减少PO_4、P_(sb)和P_T流失分别为91%、93%和97%.     

铜尾矿对水溶液中磷的吸附与解吸

为研究铜尾矿作为吸附剂对水溶液中磷的吸附与解吸,从铜陵尾矿库采取尾矿样本,以其作为吸附材料对KH2PO4配制的水溶液进行吸附,用比色法测定磷的平衡浓度,然后计算平衡吸附量和解吸量。结果表明,Langmuir和Freundlich等温吸附方程能够较好地描述铜尾矿对水溶液中磷的吸附过程;尾矿废弃物对水溶液中磷酸根的吸附量与尾矿样本中游离氧化铁、晶质氧化铁、有机络合铁含量以及烧失量呈极显著正相关,而与pH呈极显著负相关;各种植物群落下A层尾矿对磷的吸附量低于C层,尾矿对水溶液中磷的平均最大吸附量超过0.85 mg.g-1,铜官山老尾矿库白茅群落下硬盘层对水溶液中磷的平均最大吸附量达到8.66 mg.g-1,被铜尾矿吸附的磷的平均解吸率低于5%。     

施用鸡粪土壤中磷的径流损失特征研究

研究了施用鸡粪土壤中磷养分在自然降雨过程中随地表径流流失的变化规律.结果表明:颗粒附着态磷(PP)占总磷(TP)的61.1%～79.5%,是土壤中磷索在自然降雨过程中随地表径流流失的主要形态.基于作物需磷量计算鸡粪用置较基于作物需氮量能有效降低地表径流中不同形态磷浓度,其中TP降幅为8.0%～46.3%.PP降幅为6.0%～48.2%.TDP降幅为15.1%～46.0%,DIP降幅为29.4%～55.5%.表明基于作物需磷量计算鸡粪施用量能有效降低土壤中磷索在自然降雨过程中随地表径流的流失风险.添加沸石或铁盐可有效降低地表径流中TP和PP浓度,从而有效降低磷随地表径流损失的风险.     

粪肥对不同磷水平土壤磷流失潜力的影响

田间试验结果表明,因施肥方式不同,粪肥施用对不同磷水平土壤磷流失潜力的影响也不相同。在施用的粪肥与表土混合的情况下,粪肥对土壤磷流失的增加量随土壤磷水平的提高而升高。但当粪肥表施不与土壤混合时,情况有所不同。在粪肥表施初期,无论是高磷土壤还是低磷土壤,地表径流中磷浓度都达到较高水平,施肥引起的土壤磷流失的增加量以低磷土壤更为明显。但粪肥表施较长时间后,粪肥对土壤磷流失的增加量也随土壤磷水平的提高而升高。总的来说,控制地表径流磷流失的效果是粪肥与土混施优于表施,流域内粪肥处置应优先施于土壤磷水平较低的土壤中。     

排水沟土壤中磷质量分数对水质的潜在影响

排水沟可促进农业区域中水和养分的迁移,因此探讨沟床中磷的特性及其对水质的影响是非常重要的。美国学者Elizabeth通过对美国佛罗里达州中南部奥基乔比湖流域排水沟土壤磷的特性及其影响因素进行分析,描述不同磷组分之间的关系,并与丘陵和沼泽地土壤特性进行比较。研究表明,排水沟土壤中全磷质量分数为中度,土壤有机质和金属元素质量分数对预测土壤磷是非常重要的;奶牛场和改良牧场产生较高的磷质量分数,对水质影响较大,且其土壤特性接近丘陵地;因此为了控制磷的流失需对排水沟进行有效管理。     

陕西土壤磷等温吸附特性及其测定条件的研究

以陕西省主要农业土壤为材料，研究选定了土壤磷等温吸附的测定条件：磷添加浓度０－７０ｍｇ／Ｌ，水土比１０：１，平衡时间６天，平衡介质０．０１ｍｏｌ／Ｌ ＫＣｌ。以此条件测定土壤磷等温吸附线，结果表明，Ｌａｎｇｍｕｉｒ方程和Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ方程能满意地描述陕西土壤磷的吸附特性；由Ｌａｎｇｍｕｉｒ方程获得的土壤磷最大吸附量（Ｘｍ）、磷吸附反应常数（Ｋ）及磷吸附最大缓冲容量（Ｍｂ）均呈现为黄褐土〉Ｌｏ     

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。