滇池盆地柴河流域农田及其湖滨区土壤磷吸附特征的研究

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磷元素的吸附—解吸特征是影响其在土壤中有效性及淋洗迁移过程的重要因素。本研究在分析滇池南部柴河流域六个不同片区土壤剖面磷元素吸附-解吸特征的基础上,结合土壤磷元素淋溶模拟研究,试图阐明滇池南部农田土壤磷元素淋溶损失机理,为农田面源污染防控提供基础数据支持。本研究结果表明:(1)从滇池盆地柴河流域上段到下段湖滨区,土壤质地逐渐由粉粘土逐渐过渡为壤粘土再到粘土,但湖滨区缓冲带与农田土壤的质地相同。柴河上段片区土壤的总磷(3.32g/kg)、全氮含量(1.16g/kg)显著高于下段湖滨区的总磷(1.29g/kg)和全氮含量(0.22g/kg),但有效磷含量无显著差异。柴河下段湖滨区土壤的有机碳含量(21.84g/kg)显著高于上段农田土壤的(8.07g/kg);同时,湖滨区缓冲带土壤有机碳含量(31.22g/kg)显著高于湖滨区农田土壤含量(12.47g/kg),有效磷含量显著低于湖滨区农田,但总磷含量和全氮含量与湖滨农田无显著差异。(2)从滇池盆地柴河流域上段到下段湖滨区,各片区土壤的磷吸附平衡常数(K)、最大吸附量(Qmax)和缓冲容量(MBC)差异显著,其中K的范围在0.03-0.23L/mg,Qmax的范围322~500mg/kg,MBC的范围1.14~108.70mg/kg。柴河上段片区农田土壤的K(0.07L/mg).Qmax(400.81mg/kg)和MBC(30.14mg/kg)均显著小于下段湖滨区土壤K(0.14L/mg).Qmax(439.40mg/kg)和MBC(63.40mg/kg),湖滨区农田的K(0.10L/mg).MBC(46.94mg/kg)显著小于湖滨缓冲带K(0.18L/mg)、MBC(79.88mg/kg),表明柴河下段湖滨区土壤的吸附磷能力和缓冲能力比上段农田土壤的高,同时湖滨缓冲带土壤的吸附磷的能力和缓冲能力也均显著高于湖滨农田土壤的,但是柴河上段土壤的饱和度DPS(10.35%)显著高于下段湖滨区(8.64%),湖滨缓冲带的饱和度DPS(5.94%)显著小于农田的(11.34%),表明柴河上段农田区域土壤磷的淋失潜力高于下段湖滨区土壤的,同时湖滨缓冲带的淋失潜力小于湖滨农田土壤。各片区农田土壤的K.Qmax和MBC均随着土壤的深度增加而显著增大,表明深层土壤对磷的吸附能力和缓冲能力均比表层土壤的高;但是土壤的饱和度DPS随着土壤深度的增加显著减小,表明土壤的淋失潜力逐渐减小。(3)从滇池盆地柴河流域上段到下段湖滨区,各片区土壤的解吸率DR逐渐降低。柴河流域上段农田片区土壤的解吸率DR(5.10%)显著高于下段湖滨区土壤的(4.78%)。下段湖滨区农田土壤磷的解吸率DR(4.9%)显著大于缓冲带土壤的(4.7%),表明柴河上段农田区域土壤比下段湖滨区土壤吸附磷的能力弱,吸附的磷易解吸,同时湖滨农田比缓冲带土壤吸附磷的能力弱,吸附的磷易解吸。而且随着土壤深度的增加,磷的解吸率显著降低,表明深层土壤较表层土壤吸附磷的能力强。(4)无论土壤容重高低及孔径大小,上层土壤(0-40cm)滤出液中磷含量均显著高于下层土壤的(40-100cm)。在同一土层内,无论土壤容重高低,土壤30-60um孔径中滤出液中磷含量均显著高于>60um孔径中的;同时在相同土层和孔径条件下,容重较低土壤(1.25g/cm3)滤出液中磷含量显著高于容重较高(1.45g/cm3)土壤的。土壤滤出液中磷含量均与土壤01sen-P含量呈极显著的正相关关系。
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