生物炭调节盐化水稻土磷素形态及释放风险研究

为探明生物炭施用对盐化水稻土磷素形态及释放风险的影响,以滨海草甸盐化水稻土为基础,结合室内分析,研究了不同用量生物炭还田方式(CK:0 t·hm^-2;B1:20 t·hm^-2;B2:40 t·hm^-2)条件下土壤磷含量、组分特征及磷素释放风险。结果表明:生物炭能提高土壤全磷、有效磷、总有机磷和总无机磷含量,提高幅度分别为:11.40%~35.70%、28.96%~46.63%、11.30%~29.19%和10.54%~25.98%。生物炭提高了土壤NaHCO3浸提态磷(Ca2-P)、NH4AC浸提态磷(Ca8-P)和NH4F浸提态磷(Al-P)含量,随着施炭量的增加而增大,且各处理间差异显著;当施炭量为20 t·hm^-2时,土壤NaOH-Na2CO3浸提态磷(Fe-P)和闭蓄态磷(O-P)含量显著高于其他处理;施用生物炭对H2SO4浸提态磷(Ca10-P)无显著影响。生物炭显著提高了土壤活性有机磷(LOP)和中等活性有机磷(MLOP)含量,但显著降低了土壤中等稳定性有机磷(MROP)含量,当施炭量为40 t·hm^-2时,土壤高等稳定性有机磷(HROP)含量最小,且显著低于其他处理。本试验中土壤的活性Al[Al(ox)]和活性Fe[Fe(ox)]均处于较高水平;施用生物炭显著提高了土壤磷吸持指数(PSI),增加了土壤固磷能力;土壤磷吸持饱和度(DPSS)为6.81%~8.34%,土壤磷释放风险指数(ERI)为54.55%~61.67%。综上所述,在本文试验条件下,施用生物炭可以改善盐化水稻土磷素状况,且不会增大土壤磷素释放的风险。

土壤磷素吸持饱和度(DPS)评价土壤磷素流失风险研究

随着磷肥施用量增加,土壤磷素累积,由此所引起的土壤磷素流失越来越成为水体磷素的重要来源。本研究采集湖北省主要类型土壤,土壤风干过2 mm筛后,加入不同量的K2HPO4(0,30,40,60,100,160,200,240,300,400 mg P/kg土)进行室内培养,测定土壤M-3P、CaCl2-P和Fe、Al含量,计算土壤磷吸持饱和度(DPS),利用Split-line模型,预测不同土壤类型磷素流失风险。结果表明:土壤M-3P与Fe、Al含量间关系符合y=y0+axb方程(P<0.05);土壤DPS与CaCl2-P含量关系,存在一个明显的突变点,即土壤磷素流失环境临界值,超过该值时,CaCl2-P含量急剧增加,但不同土壤类型其临界值差异较大,潮土、红壤和水稻土土壤磷素流失DPS临界值分别为18.8、12.9和13.3%,相对应的CaCl2-P含量分别为2.21、0.92、0.60 mg kg-1,根据以上临界值判断,红壤、水稻土极易发生流失。从区域角度考虑,土壤磷素流失DPS临界值为18.80%,该值能够给当地农业生产过程中的土壤磷素区域环境管理提供指导。

长期定位施肥对土壤磷素吸持特性与淋失突变点影响的研究

通过对黄土旱塬地区长期(26a)定位施肥条件下的不同施肥处理的土壤磷素及其吸持参数的测定,以及通过室内模拟试验对土壤磷素淋失突变点的测定,研究了土壤磷素吸持参数、土壤磷素淋失突变点和部分土壤性质之间的关系。结果表明,经过26年的长期施肥,M75P60和M75N120P60处理的Olsen-P含量比CK处理的提高了10.7和9.8倍,全磷(T-P)含量比CK处理的提高了60.4%和57.7%。长期磷肥和有机肥投入可以减低土壤磷素的最大吸附量(Qm),而提高土壤磷素的吸附饱和度(DPSS),M75N120P60处理的Qm比CK的减低了49.92%,而DPSS比CK的提高了21.5倍。相关分析表明,黄土旱塬土壤的Qm与Olsen-P、T-P和CaCl2-P呈极显著的负相关关系(P<0.01),与土壤有机质呈显著负相关关系(P<0.05)。零净吸附浓度磷(EPC0)与Olsen-P和CaCl2-P呈极显著正相关关系,与T-P和SOM也达到显著正相关,而与pH值的关系不显著,但土壤磷最大缓冲能力(MBC)与pH值的关系达到极显著。DPSS与Olsen-P、T-P、CaCl2-P和SOM呈极显著正相关关系。土壤磷素淋失的Olsen-P突变点值与土壤吸持参数Qm呈极显著正相关,与MBC也达到显著正相关,与DPSS、Olsen-P、T-P和CaCl2-P呈极显著负相关关系。该地区土壤磷素淋失的Olsen-P突变点值与DPSS15%的值极为吻合,即可以用DPSS15%值作为该地土壤磷素淋失的突变点值。

水稻土对磷的吸持能力及环境风险研究

以湖南Cd污染区水稻土为供试土壤,研究了土壤活性Al(Al_(ox))、活性Fe(Fe_(ox))、磷吸持指数(PSI)、吸持饱和度(DPSS)和释放风险指数(ERI)及其相关性关系.结果表明:供试水稻土中Al_(ox)和Fe_(ox)含量变异性较大,分别为55.67~1495.90 mg·kg^(-1)和1.50~13.63 g·kg^(-1),但有效磷含量变化幅度不大.水稻土吸持磷能力较弱,全部样品中PSI均低于30,但水稻土磷的吸持饱和度较低,85%的土壤样品DPSS低于磷淋失临界值(15%),且磷释放失风险(ERI)较小.水稻土中Al_(ox)含量和Fe_(ox)含量与PSI存在显著正相关关系(p<0.05),而与DPSS之间表现为显著负相关关系(p<0.01),DPSS和PSI呈现为显著负相关关系(p<0.01).