【摘要】：近年來,由于我國(guó)農(nóng)田土壤重金屬污染形勢(shì)日趨嚴(yán)峻,粘土、生物質(zhì)炭等材料被廣泛用于大面積中輕度重金屬污染農(nóng)田土壤原位鈍化修復(fù)實(shí)踐中,而這些材料的施加改變了土壤中磷的形態(tài)和生物有效性,甚至可能進(jìn)一步加重土壤缺磷。因而,本文研究施用鈍化修復(fù)材料對(duì)污染土壤磷形態(tài)變化和有效性特征,揭示修復(fù)材料影響磷生物有效性機(jī)制,以期為污染農(nóng)田的可持續(xù)利用和維護(hù)生態(tài)平衡提供重要的科學(xué)依據(jù),研究結(jié)果如下:采用化學(xué)提取法,研究了20種鎘污染水稻土磷素含量和形態(tài)特征。結(jié)果表明,土壤全磷含量范圍為318.3-2016.2 mg·kg~(-1),總體上表現(xiàn)為適宜和豐富水平。土壤有效磷的含量為2.9-128.3mg·kg~(-1),有50%的土壤有效磷含量低于正常值。在酸性水稻土中,無機(jī)磷含量大小依次為Al-PCa-PO-PFe-P;而在堿性水稻土中,土壤無機(jī)磷含量分別為Al-PCa_(10)-PO-PCa_2-PFe-PCa_8-P。土壤有機(jī)磷含量占全磷的比例達(dá)到7.4%-82.3%,堿性土壤有機(jī)磷占全磷比例高于酸性土壤。土壤pH值與Al-P、Ca-P之間存在極顯著正相關(guān)關(guān)系(P0.01),而土壤pH值與O-P之間具有顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(P0.05);土壤全磷與有機(jī)磷、Al-P之間存在極顯著正相關(guān)性關(guān)系(P0.01),而與有效磷、Ca-P具有顯著正相關(guān)性關(guān)系(P0.05);土壤有效磷與Al-P、有機(jī)磷含量之間分別表現(xiàn)為極顯著和顯著正相關(guān)關(guān)系。土壤磷吸持指數(shù)(PSI)和磷吸持飽和度(DPSS)范圍分別為6.77-28.15和3.28-30.82。在酸性條件下,土壤磷的固定能力較高,而Al與Fe也與土壤固磷能力呈現(xiàn)顯著正相關(guān)的關(guān)系(R=0.627,P0.01;R=0.423,P0.01)。選取酸性、中性、堿性土鎘污染水稻土,研究施用海泡石對(duì)土壤磷素的有效性和形態(tài)分布變化特征。結(jié)果顯示,隨著時(shí)間延長(zhǎng),pH逐漸增大,游離態(tài)的磷素與Al、Fe、Ca形成難溶性磷酸鹽使有效磷降低。土壤Eh值隨時(shí)間變化不斷降低,高價(jià)Fe被還原活化,使得其對(duì)游離態(tài)磷素固定貢獻(xiàn)最大。酸性磷酸酶活性隨著時(shí)間不斷下降,使得對(duì)有機(jī)磷礦化效率降低,造成有效磷含量降低。從第一到四周,無機(jī)磷含量大小分別為O-PFe-PAl-PCa-P、O-PAl-PCa-PFe-P、O-PAl-PCa-PFe-P和O-PCa-PFe-PAl-P。隨時(shí)間延長(zhǎng),Fe-P的含量有所下降,而Ca-P的比重持續(xù)上升。隨海泡石濃度增加,Al-P、Ca-和Fe-P有所抑制,而O-P則增大。施用鈍化材料對(duì)不同p H鎘污染土壤的磷飽和吸持度影響的研究表明:p H增大時(shí),Al受OH~-增大從而形成沉淀,造成土壤持磷能力降低。與此同時(shí),Fe則受到活化,濃度增大,并對(duì)土壤中磷元素的吸附起著積極的作用。PSI值受到海泡石和生物炭影響比較大,其中施用海泡石3%+生物炭2%后,土壤PSI值最大。DPSS值與海泡石和生物炭相關(guān)性不顯著(P0.05),而p H和DPSS具有正相關(guān)關(guān)系,DPSS值與PSI值呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)關(guān)系。
【圖文】：

磷和難溶性含磷化合物的固相表面磷，，它的含量受多種因素如無機(jī)膠種類、土壤pH值和含量等影響。上述磷的轉(zhuǎn)化過程在植物生長(zhǎng)期間會(huì)在不同微域環(huán)境中同時(shí)發(fā)生，有所不同的只是強(qiáng)度，見圖1.1(Wild, 1988)。土壤無機(jī)磷的轉(zhuǎn)化是固相擴(kuò)散、結(jié)晶、吸附解吸和沉淀溶解等過程綜合作用的結(jié)果。徐拔和（1986）將無機(jī)磷的轉(zhuǎn)化固定過程分了為兩種學(xué)說：沉淀學(xué)說和吸附學(xué)說，并提出了土壤磷素可能的固定機(jī)制：水溶態(tài) 活性態(tài) 固定態(tài)。土壤有機(jī)磷一般需先進(jìn)行礦化，隨后才能被植物吸收。在自然狀態(tài)下，土壤有機(jī)磷的年礦化率在2%-4%范圍內(nèi)，逐漸礦化成有效態(tài)磷，使有效磷水平提高。土壤有機(jī)磷礦化速率和礦化度皆取決于磷酸酶的活性和微生物的活動(dòng)。圖 1.1 土壤磷素的轉(zhuǎn)化過程Fig.1.1 Transformation of phosphorus in soil1.4 土壤中磷的有效性土壤有效磷是指能夠被植物吸收利用的那部分磷，主要以PO43-、HPO42-、H2PO4-形式被植物吸收，其含量由土壤內(nèi)一系列的生物和理化因素共同調(diào)節(jié)（Frossard et al., 2000）。土壤磷的有效化是磷從固相向液相的釋放，主要包括有以下幾種方式：無機(jī)磷的溶解、、磷在遷移中與其它土壤組分的反應(yīng)、吸附態(tài)磷的解吸和有機(jī)磷的礦化等。Ca2-P是土壤有效磷庫的主體

研究技術(shù)路線圖
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：X53;S153.6

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2653956