施用牛粪肥和复混肥对碳酸盐岩试片溶蚀作用影响的室内模拟研究

农业施肥影响土壤的理化性质,影响土壤碳酸盐风化动力学,以至影响碳循环系统。本研究通过土柱模拟试验,结合底部埋置碳酸盐岩试片,依据淋滤液的水化学对比分析,研究了施用牛粪肥及复混肥对土下碳酸盐岩试片溶蚀作用的影响。结果表明,施用牛粪肥后,淋滤液中的HCO3-、Cl-、NH4+、耗氧量(COD)、K+、Ca2+、Mg2+、Na+、NO3-、游离CO2、SO24-、HPO42-等很快升高。但随着牛粪肥的降解与淋滤,其浓度又很快恢复到与空白土柱淋滤液相当。这表明,牛粪肥的施用对碳酸盐岩溶蚀作用的影响不大。而施用复混肥后,淋滤液中NH4+、游离CO2、HCO3-、HPO42-、COD等浓度均明显的变大,pH却明显减低。这主要是因为复混肥中NH4+经硝化作用产生了H+所致。复混肥的施用增大了白云岩和石灰岩试片的溶蚀量,空白土柱中石灰岩和白云岩试片的溶蚀量均为0.0008g,而复混肥土柱的中石灰岩和白云岩试片的溶蚀量分别为0.0034g和0.0015g。同时用水化学模拟软件Phreeqci计算了空白土柱和复混肥土柱淋滤液的方解石和白云石的饱和指数,结果显示施用复混肥降低了方解石和白云石的饱和指数,而牛粪肥的施用对方解石和白云石饱和指数的影响不大。此外,通过水化学方法估算区域尺度甚至全球尺度的风化碳汇时,氮肥的影响不可忽略。

不同施肥对北方岩溶区土壤碳酸盐矿物风化的影响

农业施肥影响土壤的理化性质, 进而影响着土壤碳酸盐化学风化动力学, 也影响着碳循环系统.通过碳酸盐岩试片法初步研究了天然降雨条件下农业施肥对北方褐土土下50 cm 处碳酸盐矿物化学风化的影响.结果表明,北方褐土土下50 cm 碳酸盐岩试片的溶蚀与沉淀现象并存, 与南方喀斯特地区相比, 其年溶蚀量与沉淀量均很小,这主要由于北方较小的降雨量以及褐土中富含碳酸盐矿物所致.施肥对北方褐土土下50 cm 的碳酸盐风化作用无明显的影响, 说明褐土中硝酸驱动的碳酸盐风化的化学反应场主要集中在褐土表层50 cm 以内, 地表50 cm 以内碳酸盐的化学风化过程及其对农业施肥的响应需要后续更加深入的研究.