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磷石膏对黄壤的磷吸附-解吸性质影响研究

磷石膏对黄壤的磷吸附-解吸性质影响研究

作者：宣超贵州大学

学位级别：硕士

磷吸附-解吸性质是土壤固有性质之一。土壤磷吸附过强会造成土壤中磷大量积累,磷肥利用率低;磷吸附过弱易造成土壤磷流失,会造成水体富营养化。因此,土壤磷吸附-解吸性质的调节一直是众多学者研究的热点。磷石膏(PG)是湿法磷酸生产过程... 详细信息

磷吸附-解吸性质是土壤固有性质之一。土壤磷吸附过强会造成土壤中磷大量积累,磷肥利用率低;磷吸附过弱易造成土壤磷流失,会造成水体富营养化。因此,土壤磷吸附-解吸性质的调节一直是众多学者研究的热点。磷石膏(PG)是湿法磷酸生产过程中产生的一种固体废弃物,主要成分为二水硫酸钙,还含有水溶性磷酸盐、水溶性氟化物以及少量的铁铝化合物和有机质等。磷石膏污染环境,严重制约磷化工行业和农业的发展,使之资源化利用已然成为全球性的热点课题。已有研究表明,PG可作为土壤调理剂为土壤提供Ca、S和P等营养元素,通过影响土壤酸碱性、铝形态、无定型氧化铁含量等理化性质改良土壤,减少重金属浸出和水土流失等。而土壤的某些理化性质的变化也会对土壤磷吸附-解吸性质产生重要影响。为此,本文提出开展磷石膏对黄壤磷吸附-解吸性质影响的研究,通过在黄壤中分别掺加PG、水洗磷石膏(WPG)和磷石膏溶出物质的方式,研究磷石膏对黄壤磷吸附-解吸性质和动力学行为的影响。考察了PG掺量及培养时间对土壤磷吸附-解吸性质及理化性质的影响,并通过混合土样磷吸附动力学和等温吸附平衡的实验分析,探讨了PG对黄壤磷吸附-解吸性质的影响机制。结果表明:PG掺量对黄壤磷吸附-解吸量影响显著。混合土样磷吸附量随PG掺量增加呈先增加后降低的趋势,随培养时间延长呈先降低后增大,7天后趋于平衡的趋势,培养28天后,PG掺量为0.5 g·(100 g土)时,混合土样磷吸附量较CK提升3.72%,磷解吸量提升6.97%;Langmuir方程和Freundlich方程可分别用于描述掺磷石膏的黄壤磷等温吸附和解吸特性。黄壤中掺入PG后的磷吸附量受磷吸附特性参数(Q、MBC和K)共同控制,磷吸附-解吸过程向解吸方向偏移并降低土样对磷的吸附强度;混合土样的吸附动力学特性可采用准一级方程或准二级方程模型描述。PG掺量超过1g·(100 g土)时,土样的吸附动力学特性呈现由符合准一级方程向准二级方程变化趋势;PG的掺入对黄壤磷吸附量、p H、Feo和Zeta电位等理化性质具有明显影响,而混合土样磷吸附-解吸性质受到影响主要是这些理化性质发生变化所致。考察了WPG和培养时间对黄壤磷吸附-解吸性质及理化性质的影响,探讨了相关影响机制。结果表明:随WPG掺量增加,混合土样磷吸附量呈先增加后降低的趋势,磷解吸量则随之增加,培养30天后,WPG掺量为0.5 g·(100 g土)时,混合土样磷吸附量较CK提升3.83%,磷解吸量提升5.61%;随培养时间延长,混合土样呈现磷吸附量先增加后降低,解吸量先降低后增大,9天后均趋平衡的趋势,而培养时间的影响同样主要在培养前期。Langmuir方程和Freundlich方程可分别用于描述掺WPG的黄壤磷等温吸附和解吸特性,黄壤中掺入WPG后的磷吸附量受磷吸附特性参数(Q、MBC和K)共同控制,磷解吸量则受解吸方程常数和吸附强度共同控制。掺WPG的黄壤磷动力学吸附过程符合准二级动力学模型。同样,WPG也是通过改变黄壤p H、Feo等理化性质影响土壤的磷吸附-解吸性质。在考察磷石膏水洗液(PGL)对黄壤磷吸附-解吸性质的影响基础上,研究了磷石膏溶出物质对黄壤磷吸附-解吸性质的影响,以探讨磷石膏对黄壤磷吸附-解吸性质的影响机制。结果表明:PGL对黄壤磷吸附-解吸量影响显著。混合土样磷吸附量随PGL掺量增加呈先增加后降低的趋势,磷解吸量随PGL掺量增加而增加;培养时间对混合土样磷吸附性能的影响呈现随时间延长磷吸附量先增大后降低,9天后趋于平衡的趋势。磷石膏中可溶出的SO、HPO和Ca SO对黄壤磷吸附性质起促进作用,F对黄壤磷吸附性质起抑制作用;SO、HPO对黄壤磷解吸性质起抑制作用,F对黄壤磷解吸性质起促进作用,适量溶出的CaSO可促进黄壤的磷解吸性质。

关键词：磷石膏黄壤磷吸附磷解吸

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茶树根际土壤磷的解吸特性

应用生态学报 2013年第7期24卷 1843-1848页

作者：杨威周卫军包春红苗霄霖胡文敏湖南农业大学资源环境学院长沙410128

为了探明茶树根际土壤磷的释放过程与供应机制,采用外源磷吸附培养方法,研究了不同母质、不同种植年限茶树根际土壤磷的解吸过程与特性,并用最小二乘法进行最优函数拟合.结果表明:茶树根际土壤与非根际土壤磷的解吸过程有明显的差异.茶... 详细信息

为了探明茶树根际土壤磷的释放过程与供应机制,采用外源磷吸附培养方法,研究了不同母质、不同种植年限茶树根际土壤磷的解吸过程与特性,并用最小二乘法进行最优函数拟合.结果表明:茶树根际土壤与非根际土壤磷的解吸过程有明显的差异.茶树根际土壤的磷解吸能力极显著高于非根际土壤;与非根际土壤相比,根际土壤的平均有效磷含量、平均解吸率和平均β值(单位吸附量中的解吸量)分别高出5.49 ***-1、1.7%和24.4%.不同成土母质发育的茶树根际土壤磷解吸能力为花岗岩风化物>第四纪红色粘土>板页岩风化物.随着种植年限的延长,3种母质茶树根际土壤的有效磷与磷解吸能力均有不同程度地提高.

关键词：根际土壤磷解吸种植年限成土母质茶树

外源腐殖酸对三种土壤磷吸附与解吸特性的影响

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生态学杂志 2009年第7期28卷 1303-1307页

作者：杨凯关连珠颜丽朱教君贺婧中国科学院沈阳应用生态研究所沈阳110016 中国科学院研究生院北京100039 沈阳农业大学沈阳110161 宁夏大学银川750021

通过对3种土壤(红壤、棕壤和褐土)施入不同腐殖酸的室内培养试验,探讨了外源腐殖酸对不同土壤磷素吸附和解吸的影响。结果表明:与对照土壤相比,不同腐殖酸降低了3种供试土壤磷素的吸附量,其降低顺序为:褐土>红壤>棕壤;外源腐殖酸提高了... 详细信息

通过对3种土壤(红壤、棕壤和褐土)施入不同腐殖酸的室内培养试验,探讨了外源腐殖酸对不同土壤磷素吸附和解吸的影响。结果表明:与对照土壤相比,不同腐殖酸降低了3种供试土壤磷素的吸附量,其降低顺序为:褐土>红壤>棕壤;外源腐殖酸提高了红壤和棕壤磷素的解吸量和解吸率,提高的幅度与腐殖酸的种类有关;而腐殖酸对褐土磷素的解吸量则无明显促进作用。表明外源腐殖酸对3种土壤磷素吸附-解吸作用最强的为红壤,其次为棕壤,最弱的为褐土;同时表明腐殖酸可提高红壤和棕壤磷素的利用率。

关键词：外源腐殖酸磷吸附磷解吸

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有机质对黑土磷吸附-解吸特性的影响

有机质对黑土磷吸附-解吸特性的影响

作者：刘真娟吉林大学

学位级别：硕士

有机质是土壤磷吸附-解吸的主要影响因素之一,其对土壤磷吸附-解吸影响的研究结论分歧较多。本文在兼顾内、外源有机质的前提下,系统地探究了有机质对典型东北黑土磷吸附-解吸特性的影响,从而为阐明土壤磷的供应和贮存机制、实现减肥增... 详细信息

有机质是土壤磷吸附-解吸的主要影响因素之一,其对土壤磷吸附-解吸影响的研究结论分歧较多。本文在兼顾内、外源有机质的前提下,系统地探究了有机质对典型东北黑土磷吸附-解吸特性的影响,从而为阐明土壤磷的供应和贮存机制、实现减肥增效和有机物料的循环再利用提供新的科学依据和可行的理论指导。主要研究结论如下:(1)选择典型黑土采样点(吉林省长春市吉林大学植物科学学院教学试验田、吉林省公主岭定位观测站、辽宁省昌图市、吉林省榆树市和黑龙江佳木斯市)采集黑土,并对五种黑土进行批量吸附解吸试验,发现土壤有机质含量越高,其吸附磷的能力越弱。在此基础上,选择有机质含量适中的吉林大学植物科学学院教学试验田土为研究对象,利用不同化学浸提的方法去除土壤中的有机质,再结合吸附-解吸试验,研究土壤内源有机质对磷吸附-解吸的影响。结果发现与对照土壤相比,有机质的去除提高了土壤颗粒的最大吸附量,降低了土壤颗粒的亲和力常数和最大缓冲容量,但同时降低了土壤吸附磷的解吸率,其中磷的最大缓冲容量下降了32%左右,磷的解吸率下降了61%,二者综合来看磷的固持能力还是以提高为主,有机质的去除减弱了磷的供应能力,间接说明土壤有机质的存在能够提高磷的供应能力。(2)在吉林大学植物科学学院教学试验田土中掺杂外源有机物料牛粪和活性污泥,按5g/kg、10g/kg、20g/kg三个梯度添加,培养30d后,土壤有机质含量随牛粪和活性污泥施加量的增加而增加,但土壤磷的吸附能力随有机质的增加反而降低,最大吸附量下降18%-46%;同时解吸率大于未施加外源有机物料的对照土壤。因此外源有机质对土壤的磷吸附具有抑制作用,但对土壤磷的解吸有促进作用,能够提高磷的供应能力。(3)外源有机物料掺杂24h后进行玉米盆栽试验,考察外源有机物料对磷吸收的影响。结果表明,随着外源有机物料牛粪和活性污泥的施入,土壤有机质和Olsen-P均有所提高,植株总磷吸收和净磷吸收亦增加;同时随植物的生长,土壤中Olsen-P/TP比也有所提高;且盆栽试验前后土壤的磷吸附解吸试验发现,盆栽后对照土壤的磷最大吸附量增大,但有机质添加后土壤的磷最大吸附量降低,且有机质添加越多的土壤、其磷最大吸附量降低的幅度越大、土壤磷解吸率的增加幅度也逐渐增加,说明有机质的添加增强了土壤的供磷能力,从而增加了植株的磷吸收。综上,无论是施加外源有机物料短期增加土壤有机质、还是土壤有机质本身就相对较高的土壤,其对磷的吸附能力相对较弱,但解吸能力较强。因此可知在植物生长过程中,可通过适量施用有机肥或其他增加土壤有机质的方法提高磷的解吸能力,进而提高土壤中磷的利用率。

关键词：土壤有机质外源有机物料黑土磷吸附磷解吸

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甘肃省主要农业区土壤对磷的吸附与解吸特性

西北农业学报 1997年第2期6卷 7-12页

作者：郭晓冬张雪琴杨玲甘肃省农业科学院测试室

实测的等温吸附曲线与常用的Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ、Ｌａｎｇｍｕｉｒ及Ｔｅｍｋｉｎ的吸附模式均很吻合，全部相关系数均达极显著水平。由吸附曲线得到的土壤对磷的吸附特性值（ｋ·ｘｍ）差异较大，东部地区较西部高，覆盖黑垆土＞黄... 详细信息

实测的等温吸附曲线与常用的Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ、Ｌａｎｇｍｕｉｒ及Ｔｅｍｋｉｎ的吸附模式均很吻合，全部相关系数均达极显著水平。由吸附曲线得到的土壤对磷的吸附特性值（ｋ·ｘｍ）差异较大，东部地区较西部高，覆盖黑垆土＞黄绵土＞黑麻土＞灌漠土。影响土壤吸磷的因素主要是土壤有机质含量和阳离子代换量（ＣＥＣ），有机质含量越高，土壤对磷的吸附结合能越小，而吸磷量增加；土壤吸附磷的解吸曲线不同层次与土壤吸附磷的结合方式不同有关。水溶性磷加入土壤后，首先形成二钙磷，其次是Ａｌ－Ｐ，再次是八钙磷。

关键词：土壤磷吸附磷解吸吸附特性值甘肃

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红壤磷吸附解吸特性及环境效应研究

广东农业科学 2007年第11期34卷 85-87页

作者：邵兴华张建忠上饶师范学院江西上饶334000

对两种不同耕作年限红壤的磷吸附解吸特性及环境效应进行了研究,结果表明:两种不同耕作年限的红壤对磷的吸附量均随磷液浓度的增加而增加,且新开垦地土壤对磷的吸附速度高于多年耕作地土壤;土壤磷的解吸受土壤吸附磷量的制约,在土壤磷... 详细信息

对两种不同耕作年限红壤的磷吸附解吸特性及环境效应进行了研究,结果表明:两种不同耕作年限的红壤对磷的吸附量均随磷液浓度的增加而增加,且新开垦地土壤对磷的吸附速度高于多年耕作地土壤;土壤磷的解吸受土壤吸附磷量的制约,在土壤磷液浓度相等的条件下,土壤磷的吸附量越大则磷解吸量相应增加,而土壤磷最大吸附量越高,则磷的解吸量反而越少。Langmuir方程可以很好地拟合磷吸附过程。多年耕作地土壤磷吸附饱和度比环境敏感临界指标(25%)小1.5个百分点,表明经长期耕作的农田土壤磷已经接近流失的临界值,施磷肥要量出而入;而新开垦的耕地磷吸附饱和度仅为9.6%,为了达到高产目的仍需要多施磷肥。

关键词：红壤磷吸附磷解吸磷饱和度环境效应

淹水和风干过程对水稻土磷吸附、解吸及有效磷的影响(英文)

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中国水稻科学 1998年第1期12卷 40-44页

作者：章永松林咸永倪吾钟浙江农业大学土壤农化系杭州310029

在室内研究了淹水和风干过程对两种水稻土磷吸附、解吸及有效磷的影响。结果表明，淹水过程明显增加土壤对磷的吸附，降低磷解吸和有效磷，而淹水后的风干过程则可显著减少土壤磷吸附，提高磷解吸量和有效磷含量。微生物对磷的矿化或活... 详细信息

在室内研究了淹水和风干过程对两种水稻土磷吸附、解吸及有效磷的影响。结果表明，淹水过程明显增加土壤对磷的吸附，降低磷解吸和有效磷，而淹水后的风干过程则可显著减少土壤磷吸附，提高磷解吸量和有效磷含量。微生物对磷的矿化或活化作用是淹水土壤风干过程提高土壤有效磷的主要原因之一。建议在评价磷对水稻的有效性时应采用新鲜样品。

关键词：淹水风干磷吸附磷解吸水稻土

河—湖连续体藻类可利用性磷的化学分析方法研究

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河—湖连续体藻类可利用性磷的化学分析方法研究

作者：许紫滢烟台大学

学位级别：硕士

磷（Phosphorus,P）在调节水生环境的初级生产和生物地球化学循环的过程中至关重要,然而过量的P负荷进入水生态系统,会引起水体富营养化问题,进而引起蓝藻水华现象,近几十年蓝藻水华在全球范围内的发生频率和强度均呈现增长趋势。因此,... 详细信息

磷（Phosphorus,P）在调节水生环境的初级生产和生物地球化学循环的过程中至关重要,然而过量的P负荷进入水生态系统,会引起水体富营养化问题,进而引起蓝藻水华现象,近几十年蓝藻水华在全球范围内的发生频率和强度均呈现增长趋势。因此,控制水体营养物质特别是P的浓度,是减轻湖泊水体富营养化进而减轻甚至控制蓝藻水华发生的基础所在。在湖泊水体P浓度的管理中,探究藻类生物量对水体P浓度的响应关系,是制定水体P浓度基准和标准的核心理论依据。根据我国浅水湖泊富营养沉积物藻类可利用性磷（Algal available phosphorus,AAP）的分析,分析出AAP和沉积物化学可提取P的关系,明确了沉积物中铁铝吸附态磷（Iron and Aluminum adsorbed phosphorus,Fe/Al-P）是AAP的主要形态,用简单的化学分析方法可以完全替代AAP的生物分析方法。本研究拟开展湖泊、河流AAP的化学分析方法代替生物分析方法研究,分析河流向湖泊输入P的生态效应,为湖泊、河流水体P管理的有效衔接提供简易可行的方法基础,研究结论如下:（1）采样时间是2023年3月底,太湖23个样点的总悬浮物（Total suspended solids,TSS）浓度平均值为25.39 mg/L,总磷（Total phosphorus,TP）浓度平均值为0.09 mg/L,叶绿素a（Chlorophyll a,Chl a）浓度平均值为11.30μg/L;太湖12条入湖河流的TSS浓度平均值为41.33 mg/L,TP浓度平均值为0.15 mg/L,Chl a浓度平均值为20.43μg/L。太湖及入湖河流中TP与可溶性活性磷（Soluble reactive phosphorus,SRP）具有极显著相关性。（2）探究水华鱼腥藻生长过程对P浓度的响应关系。选择BG11培养基确定水华鱼腥藻的生物量对P浓度的响应关系,设置P浓度范围在0～0.05 mg/L之间,相应的Chl a浓度范围在581.77～3202.48μg/L之间,拟合出的线性回归方程式::y=53339x,R=0.9977（p<0.01）。（3）建立AAP的化学分析方法体系。设置悬浮物浓度为100～500 mg/L的颗粒物-水体平衡体系,综合颗粒物-水体平衡体系原水和过滤水的化学分析结果和生物分析结果,拟合出线性回归方程式:y=37595x,R=0.9561（p<0.01）,证明了化学分析方法代替生物分析方法的可行性。（4）在太湖及入湖河流中验证AAP的化学分析方法可行性。选择具有代表性的太湖6个样点和入湖河流5个样点,综合太湖6个样点和入湖河流5个样点的原水和过滤水的化学分析结果和生物分析结果,拟合出线性回归方程式:y=27143x,R=0.9692（p<0.01）,验证了化学分析方法可行性代替生物分析方法的可行性。（5）AAP的化学分析方法在太湖及入湖河流中的应用。用0.1 M Na OH调节太湖23个样点和入湖河流12个样点的原水和过滤水,p H范围在10.09～10.39之间,释放出的P浓度范围在0.002～0.041 mg/L之间。太湖及入湖河流中的TP、总AAP和溶解态AAP均呈显著线性相关。

关键词：水体富营养化 pH值磷解吸藻类可利用性磷

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红壤复合体的碳氮特征与磷的供应性能

土壤通报 1996年第4期27卷 162-164页

作者：甘海华卢瑛徐盛荣华南农业大学国环系南京农业大学土化系

本文以江西省临川县不同肥力水平的红壤为对象，进行研究结果表明，随着肥力水平的提高，红壤复合体中碳氮含量也随之增大；红壤复合体中碳氮含量以１～２μｍ粒径最大，＜１μｍ，２～５μｍ粒径略有减少，５～１０μｍ粒径明显减少，... 详细信息

本文以江西省临川县不同肥力水平的红壤为对象，进行研究结果表明，随着肥力水平的提高，红壤复合体中碳氮含量也随之增大；红壤复合体中碳氮含量以１～２μｍ粒径最大，＜１μｍ，２～５μｍ粒径略有减少，５～１０μｍ粒径明显减少，１０～５０μｍ粒径成倍减少，红壤氮碳主要集中在＜１μｍ粒径的红壤复合体中。培肥土壤，提高土壤肥力可减少红壤复合体对磷的吸附，增加磷的解吸，从而增强红壤磷的有效性。

关键词：红壤复合体碳氮磷吸附磷解吸土壤肥力