不同有机肥对煤矿复垦土壤磷吸附解吸特性的影响

【目的】石灰性复垦土壤磷素含量极低且易被其他离子吸附固定,严重影响作物的吸收与利用。研究不同有机肥对石灰性复垦土壤磷吸附解吸特征的影响,为加速培肥煤矿复垦土壤提供技术和理论依据。【方法】在山西省孝义市采煤塌陷区进行了4年的定位培肥试验,共设置了6个处理:不施肥、施鸡粪、施猪粪、施牛粪和氮钾肥、施氮磷钾肥。采集各处理土壤样品进行吸附动力学试验,测定复垦土壤磷最大吸附量、最大缓冲容量、吸附饱和度、解吸率,并分析影响磷吸附解吸的关键因素。【结果】采用Langmuir等温吸附方程可以极好地拟合复垦土壤对磷的吸附(R^(2)=0.924~0.992)。复垦年限和施肥处理以及二者的交互作用均对复垦土壤磷吸附解吸产生显著影响。随复垦年限的增加,土壤磷最大吸附量显著降低,而土壤磷吸附饱和度和解吸率显著增加。与复垦第1年相比,复垦第4年各施肥处理的土壤磷最大吸附量降低了12%~26%,土壤磷吸附饱和度增加了218%~885%,土壤磷解吸率增加了86%~118%。与两个化肥处理相比,3种有机肥处理下土壤磷最大吸附量显著降低了30%,最大缓冲容量降低了31%,土壤磷吸附饱和度增加了34%,磷解吸率增加了16%~24%。而且不同有机肥处理间也存在显著差异,有机肥对磷吸附的影响表现为猪粪>鸡粪>牛粪,对磷解吸的影响表现为鸡粪>猪粪>牛粪。冗余分析(RDA)结果表明,全磷和有机质是影响磷吸附–解吸的主要因素,贡献率分别为74%和13%(P<0.01)。【结论】施肥可以降低采煤塌陷复垦土壤对磷的吸附,增加磷的解吸能力,同一磷水平下有机肥的影响效果显著好于化肥。土壤对磷的吸附–解吸主要受土壤全磷和有机质含量的影响。在增加土壤磷有效性方面,鸡粪的效果优于猪粪和牛粪。随着施肥年限的增加磷吸附饱和度逐渐增加,建议持续监测土壤磷吸附–解吸特性,以警惕有机肥长期施用引起的环境磷流失风险。