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磷是植物不可缺少的大量营养元素,一方面多数土壤中磷有效性很低,难以满足植物的要求,土壤对施入的磷具有吸附、固定和沉淀作用,如何提高土壤固有磷以及施入磷的有效性一直受到重视;另一方面,磷是水体富营养化的重要物质,磷流失导致水污染问题引起世界范围的普遍关注。黄土高原土壤中碳酸钙含量较高,碳酸钙是固磷的主要基质之一。不同土壤之间、同一土壤的上下土层之间碳酸钙含量差异很大,从而导致土壤对磷的吸附-解吸有很大差异。过去对碳酸钙含量对磷素吸附研究的较多,但对碳酸钙含量对磷素解吸的影响研究不够,尤其是随着环境温度、二氧化碳浓度变化以及水中有机酸、施用有机肥等对磷素释放的影响还需进一步深入研究,这不仅关系到土壤磷素营养的调控,也关系到磷向水体、环境中的释放,具有重要的理论和现实意义。本文以黄土高原几种石灰性土壤(塿土、黑垆土、黄绵土)为供试土样、并添加一定的碳酸钙(1%、3%、5%),对所处理土壤磷的吸附-解吸特征进行研究,在此基础上研究了温度、重碳酸根含量、有机酸、有机肥对磷释放的影响,揭示黄土高原土壤磷的吸附-释放规律。取得以下主要研究结论和进展:1.在加入磷浓度低时,三种土壤原样对磷吸附大小顺序为塿土>黑垆土>黄绵土;在加入磷高浓度时,为黑垆土>塿土>黄绵土。三种土壤原样最大磷吸附量、磷吸附平衡常数、磷最大缓冲容量大小顺序均为:黑垆土>塿土>黄绵土。碳酸钙与土壤混合后,磷吸附量和吸附强度(K)有增大趋势。和对照相比,随着碳酸钙相对含量的增加,土壤对磷吸附量逐渐升高。当加入磷浓度为40μg/ml,对于塿土、黑垆土、黄绵土,土壤中CaCO3相对含量每增加1%,土样对磷吸附率分别平均增加约为3.69%、2.84%、2.11%。塿土对磷素吸附增加的幅度相对较大。2.三种土壤原样对磷解吸大小顺序为黄绵土>黑垆土>塿土。和土壤原样比较,当加入磷浓度为40μg/ml时,土壤中CaCO3相对含量每增加1%,塿土、黑垆土、黄绵土对磷的解吸率分别平均降低1.43%、0.42%、1.50%,黄绵土和塿土对磷解吸降低的幅度相对较大。碳酸钙含量增加抑制土壤磷素的释放。磷解吸大小顺序为:5%CaCO3处理<3%CaCO3处理<1%CaCO3处理<对照。在同一加入磷浓度(40μg/ml)条件下,土壤原样对磷解吸大小顺序是塿土(30.68%)<黑垆土(33.92%)<黄绵土(38.56%);在加入1%CaCO3条件下,磷解吸大小顺序是塿土(28.68%)<黑垆土(33.66%)<黄绵土(36.69%),在加入3%CaCO3条件下,磷解吸大小顺序是塿土(26.37%)<黑垆土(32.16%)<黄绵土(33.63%),在加入5%CaCO3条件下,磷的解吸大小顺序是塿土(25.39%)<黑垆土(31.82%)<黄绵土(32.65%)。加入碳酸钙后,磷的解吸大小顺序与土壤原样保持一致。3.随着温度升高,土壤中被吸附磷的释放量、释放率逐渐增加。当加入磷浓度为50μg/ml时,温度升高10℃,塿土、黑垆土和黄绵土对磷释放率分别增加了5.66%、3.1%、4.39%,塿土对磷释放率增加的幅度较大,黑垆土较小,黄绵土介于两者之间。4.重碳酸根能促进土壤中磷素向水中释放,而且在3种土壤中,对黄绵土中磷释放促进最大。当加入磷浓度为50μg/ml时,对于塿土原样、1%CaCO3处理、3%CaCO3处理、5%CaCO3处理,磷释放率分别提高3.34%、2.41%、1.99%、1.61%;对于黑垆土原样、1%CaCO3处理、3%CaCO3处理、5%CaCO3处理,磷释放率分别提高2.78%、2.58%、2.44%、2.18%。对于黄绵土原样、1%CaCO3处理、3%CaCO3处理、5%CaCO3处理,磷释放率分别提高4.7%、4.66%、3.10%、2.19%。随着土壤中碳酸钙含量提高,重碳酸根促进土壤磷素向水中释放的效应减小。在加入磷浓度为50μg/ml,当土壤中CaCO3相对含量每增加1%,塿土、黑垆土、黄绵土中的磷向含有重碳酸根的水中释放率平均降低1.44%、0.73%、1.57%。5.有机肥处理能降低土壤对磷吸附量。与对照相比,有机肥处理使塿土、黑垆土、黄绵土对磷吸附率分别平均降低3.30%、4.88%、3.13%。施用有机肥降低磷吸附效应顺序为黑垆土>塿土>黄绵土。6.在加入磷浓度为50μg/ml时,与对照相比,有机肥处理塿土、黑垆土、黄绵土的磷释放量分别平均高于对照36.20mg/kg、15.77mg/kg、6.55mg/kg;释放率分别平均增加12.53%、7.36%、4.26%。施用有机肥增加磷素释放的效应顺序为塿土>黑垆土>黄绵土。随着碳酸钙加入量的增加,有机肥提高磷释放的效应呈降低趋势。7.当向土壤中加入磷浓度为50μg/ml时,草酸处理使塿土、黑垆土、黄绵土的磷释放量分别平均提高57.02mg/kg、58.54mg/kg、55.30mg/kg,释放率平均增加16.21%、13.98%、13.93%;柠檬酸处理使塿土、黑垆土、黄绵土的磷释放量分别平均提高34.64mg/kg、38.32mg/kg、21.60mg/kg,释放率平均提高9.37%、9.08%、5.49%。在3种土壤上,草酸的释磷作用大于柠檬酸的;有机酸的释磷作用在塿土上作用效果更明显。随着土壤碳酸钙含量增加,草酸、柠檬酸在塿土、黑垆土上的释磷作用加强,而在黄绵土上的释磷作用在加入5%碳酸钙时有所降低。