不同时期围海造田土壤肥力剖面分布与磷吸附解吸特征研究

论文摘要

本文以浙江省慈溪市四个时期（宋代、明代、清代、近代）围海造田水稻土为研究对象,研究四个时间序列土壤肥力特征、土壤中磷的吸附解析特征。研究结果表明:不同时期围海造田水稻田土壤剖面全钾含量均随剖面深度增加而增大;土壤全钾含量随着水稻种植时间的延长而增大。建议采用水稻与深根作物轮作,利用底土层土壤钾素。随着水稻土利用年限的增长,磷素在土壤表层富集加聚,因此,稻田磷输出对水体富营养化影响值得关注。各个时间水稻土磷吸附曲线可用Langmuir、Freundlich及Temkin等温吸附方程拟合,其中以Freundlich方程的拟合度最高。供试土壤磷最大吸附量（Qm）大小依次为:宋代＞明代＞清代＞现代土壤,且Qm与有机质（r=0.881）活性Al（r=0.999）、活性Fe（r=0.930）线性正相关。土壤磷零吸持平衡浓度EPC0与土壤全磷（r=0.905）,有效磷（r=0.898）线性相关;随着水稻土种植年限的增长,磷素在土壤表层富集加剧。四个时期围海造田土壤的DPS、K值、MBC随着年代的延长逐渐增大,依次为宋代＞明代＞清代＞现代;随着种植年限的延长,RDP、EPC0逐渐减小,大小顺序为:现代＞清代＞明代＞宋代。以上表明,随着种植时间的延长,磷被淋溶或随径流流失的风险减小。四个时期围海造田土壤淹水还原条件下培养35天后,土壤供磷和固磷能力发生了较大的变化。K、Qm、MBC都有较大幅度的提高,与此同时表征土壤磷流失风险和数量的DPS、RDP、EPC0都不同程度降低。这些说明了在淹水还原条件下水稻土对磷的固定能力较淹水前有所提高,而土壤中的磷向溶液中的释放量减少。说明,一定条件下,磷由固相转入液相被淋溶或随径流流失的风险要低于淹水前土壤。土壤淹水后对磷的吸附量大幅度增加,吸附量与无定形氧化铁含量极显著正相关。同时磷解吸率减小,表明淹水使土壤对磷的吸附强度也有所增强。淹水一方面使水稻土中无定形氧化铁含量大幅度提高,另一方面也可能促进氧化铁表面的羟基化,同时,在淹水条件下酸性土壤pH升高,在这些因素的共同影响下,土壤对磷的吸附位点增多,吸附能力增强,从而影响水稻土中磷的有效性。淹水后土壤中Al-P有向Fe-P转化的趋势,土壤淹水后有效磷减少。淹水后土壤中无机磷和氧化铁的形态转化共同影响着有效磷的变化。从本试验结果来看,淹水过程土壤中氧化铁形态的转化应该是制约磷有效性的一个重要机制。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 第二章 文献综述
• 2.1 土壤磷的吸附
• 2.1.1 土壤磷的吸附数学模拟应用进展
• 2.1.2 土壤磷的吸附机制
• 2.1.3 土壤中影响磷酸盐吸附组分的研究
• 2.2 土壤磷的解吸
• 2.2.1 土壤磷的解吸数学模拟应用进展
• 2.2.2 土壤磷的解吸机制
• 2.3 土壤磷的解吸与吸附的关系
• 2.4 水稻土中磷的有效性
• 第三章 不同时期围海造田土壤肥力剖面分布特征研究
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 采样区的概况
• 3.1.2 采样方法及土样前期处理
• 3.1.3 测定方法
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 有机质与全氮剖面分布特征
• 3.2.2 全钾剖面分布特征
• 3.2.3 全磷和有效磷剖面分布特征
• 3.2.4 pH分布特征
• 3.3 讨论
• 3.3.1 C/N
• 3.3.2 土壤钾剖面分布与利用
• 3.3.3 表层土壤磷富集与水体富营养化风险
• 3.3.4 水稻种植与土壤碳固定
• 3.4 结论
• 第四章 不同时期围海造田水稻土壤磷吸附解析特征
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 材料采集
• 4.1.2 研究方法
• 4.2 结果与分析
• 4.2.1 等温吸附曲线
• 4.2.2 等温吸附方程拟合
• 4.2.3 等温吸附参数比较
• 4.2.4 土壤磷解析特征
• 4.3 讨论
• 4.4 结论
• 第五章 淹水条件下围海造田土壤磷和铁的化学行为特征
• 5.1 材料与方法
• 5.1.1 材料采集
• 5.1.2 研究方法
• 5.2 结果与分析
• 5.2.1 土壤pH变化
• 5.2.2 无定形氧化铁含量的变化
• 5.2.3 磷吸附解析特性的变化
• 5.2.4 无机磷组分的变化
• 5.3 讨论
• 5.4 结论
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢