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《浙江大学》 2001年
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水稻土淹水过程中铁化学行为变化对磷有效性影响研究

苏玲  
【摘要】: 本试验采用浙江省广泛分布的两种水稻土(红壤性水稻土和青紫 泥),研究了淹水后土壤不同土层铁形态和磷组分变化对土壤磷有效性 的影响;干湿交替过程中铁形态和磷组分变化对土壤磷有效性的影响。 采用人工合成的三种结晶程度不同的铁氧化物(针铁矿、赤铁矿、水铁 矿)研究了pH和有机阴离子对磷吸附的影响。现将得到的一些初步结 果总结如下: 1.水稻土中磷、铁的化学行为变化对磷有效性的影响 1)淹水后,土壤中结晶态氧化铁含量逐渐减少,而同时无定形氧化 铁含量大幅度提高,二者呈极显著的负相关,淹水引起土壤Eh的下降, 促进了土壤中氧化铁的活化。在供试两种土壤中,铁的“泵升作用”似 乎并不明显或并不存在,它在氧化铁活化中或许并不一定起主导作用。 2)土壤淹水后对磷的吸附量大幅度增加,吸附量与无定形氧化铁含 量极显著正相关。同时磷解吸率减小,表明淹水使土壤对磷的吸附强度 也有所增强。淹水一方面使水稻土中无定形氧化铁含量大幅度提高,另 一方面也可能促进氧化铁表面的羟基化,同时,在淹水条件下酸性土壤 pH升高,在这些因素的共同影响下,土壤对磷的吸附位点增多,吸附能 力增强,从而影响水稻土中磷的有效性。 3)淹水后土壤中Al-P有向Fe-P转化的趋势,特别是红壤性水稻土, 淹水后青紫泥中Fe-P和O-P之间也发生显著的转化,这些变化与土壤中 铁的变化相关。淹水对供试土壤Ca-P含量影响不明显。 4)试验结果表明,土壤淹水后有效磷减少。对照中有效磷经历了一 个先增加后减少的过程,而+P处理土壤淹水后有效磷含量持续下降。淹 水后土壤中无机磷和氧化铁的形态转化共同影响着有效磷的变化。 5)淹水后的土壤在落于过程中有一部分无定形氧化铁脱水老化,形 成了结晶程度较高的氧化铁形态,使土壤对磷的吸附能力显著降低,同 时酸性土壤落干后pH下降可能也影响了土壤中氧化铁对磷酸根的吸附 强度,使磷比淹水条件下容易解吸。土壤落干后有效磷增加与落干后土 壤磷吸附能力降低、AII增加等因素有关。 6)从本试验结果来看,淹水过程土壤中氧化铁形态的转化应该是制 约磷有效性的一个重要机制。 2.几种人工合成洪氧化物的醉吸附特性及PH的影响 1)供试的三种铁氧化物对磷的吸附符合一元 Lan聊ir方程,拟合 相关系数均在0.99以上,达极显著水平。水铁矿的最大磷吸附容量和吸 附强度均远大于针铁矿和赤铁矿,大部分被吸附的磷较难于解吸,因此 水铁矿在土壤对磷的吸附中起着重要作用。 2)随着体系pH由5.8升至7.0,三种铁氧化物对磷的吸附增加,在 pH7.0的体系中磷吸附量达到最大,pH继续升高则吸附量又迅速减小。 因此,淹水引起的土壤无定形氧化铁数量增加和pH趋向中性有可能是 造成磷吸附增加的重要原因。 3.有机阴离于时俄氧化物磷吸附、问吸的形响 1)柠檬酸根和苹果酸根离子的存在能减少铁氧化物对磷的吸附,减 少程度与两种阴离子加入的)倾序有关。同时加入磷和有机阴离子时,二 者竟争铁氧化物表面的吸附位点,使磷的吸附量减少。先加入有机阴离 子时,有机阴离子优先占据高能吸附位点,使磷的吸附位点更大幅度地 减少。 2)随着有机阴离子浓度的提高,有机阴离子与磷酸根比例的增大, 2 有机阴离子与磷酸根的竞争能力增强。有机阴离子浓度较低(在本试验 中<2.SX10“X*·L‘)时对铁氧化物的磷吸附几乎没有影响。 3)有机阴离子使铁氧化物磷吸附减少的程度随体系pH的变化而变 化,在一定pH范围内,随着pH的升高,磷吸附量下降的幅度也增大。 但当pH继续升高时,磷吸附量的降幅又减小,在水铁矿中峰值出现在 起始pH6刀左右,高于针铁矿和赤铁矿中出现峰值的pHu刀左右)。 4)有机阴离子能促进铁氧化物吸附磷的解吸,同时自身被铁氧化物 表面吸附。 5)5)从本试验的结果可以推测,酸性土壤俺水后 pH上升以及淹水 后促进土壤中的有机质分解产生有机酸,在一定程度上减缓了由于无定 形铁氧化物增加引起的土壤磷吸附的增加。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:S511.061;S153.61

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