【摘要】：近年來,由于我國農(nóng)田土壤重金屬污染形勢日趨嚴峻,粘土、生物質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實踐中,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,甚至可能進一步加重土壤缺磷。因而,本文研究施用鈍化修復材料對污染土壤磷形態(tài)變化和有效性特征,揭示修復材料影響磷生物有效性機制,以期為污染農(nóng)田的可持續(xù)利用和維護生態(tài)平衡提供重要的科學依據(jù),研究結果如下:采用化學提取法,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,土壤無機磷含量分別為Al-PCa_(10)-PO-PCa_2-PFe-PCa_8-P。土壤有機磷含量占全磷的比例達到7.4%-82.3%,堿性土壤有機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關系(P0.01),而土壤pH值與O-P之間具有顯著負相關關系(P0.05);土壤全磷與有機磷、Al-P之間存在極顯著正相關性關系(P0.01),而與有效磷、Ca-P具有顯著正相關性關系(P0.05);土壤有效磷與Al-P、有機磷含量之間分別表現(xiàn)為極顯著和顯著正相關關系。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)顯著正相關的關系(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,研究施用海泡石對土壤磷素的有效性和形態(tài)分布變化特征。結果顯示,隨著時間延長,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值隨時間變化不斷降低,高價Fe被還原活化,使得其對游離態(tài)磷素固定貢獻最大。酸性磷酸酶活性隨著時間不斷下降,使得對有機磷礦化效率降低,造成有效磷含量降低。從第一到四周,無機磷含量大小分別為O-PFe-PAl-PCa-P、O-PAl-PCa-PFe-P、O-PAl-PCa-PFe-P和O-PCa-PFe-PAl-P。隨時間延長,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,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,Fe則受到活化,濃度增大,并對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性不顯著(P0.05),而p H和DPSS具有正相關關系,DPSS值與PSI值呈現(xiàn)負相關關系。
【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膠種類、土壤pH值和含量等影響。上述磷的轉化過程在植物生長期間會在不同微域環(huán)境中同時發(fā)生，有所不同的只是強度，見圖1.1(Wild, 1988)。土壤無機磷的轉化是固相擴散、結晶、吸附解吸和沉淀溶解等過程綜合作用的結果。徐拔和（1986）將無機磷的轉化固定過程分了為兩種學說：沉淀學說和吸附學說，并提出了土壤磷素可能的固定機制：水溶態(tài) 活性態(tài) 固定態(tài)。土壤有機磷一般需先進行礦化，隨后才能被植物吸收。在自然狀態(tài)下，土壤有機磷的年礦化率在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。圖 1.1 土壤磷素的轉化過程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：無機磷的溶解、、磷在遷移中與其它土壤組分的反應、吸附態(tài)磷的解吸和有機磷的礦化等。Ca2-P是土壤有效磷庫的主體

研究技術路線圖
【學位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)科學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：X53;S153.6

【參考文獻】

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本文編號：2653956