《土壤磷吸附参数及其与土壤磷的关系.》由会员分享，可在线阅读，更多相关《土壤磷吸附参数及其与土壤磷的关系.（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、土壤磷吸附参数及其与土壤磷的关系摘 要：通过对磷(P)土壤的吸附特征及其与土壤磷(STP) 的关系的研究可以为径流可溶性磷浓度的预测提供一定的理论基础。本研究的60个表层土壤来自加拿大安大略省目的在于为安大略省提供此类信息。磷的吸附行为的特点符合Langmuir方程且可以归纳为四个吸附参数：磷的最大吸附系数(Qmax)、磷的吸附强度(PSS)、零吸附磷平衡浓度(EPC0)和最初吸附磷浓度(Q0)。PSS (r2= 0.930.95)、EPC0 (r2= 0.420.82)和Q0(r2= 0.570.79)能够预测饱和铁氧化物地带磷、土壤有效磷含量，水提取磷和Mehlich-3 P，我们确定了在
2、土壤地表径流DRP和EPC0低浓度(0.1mgL-1)PSS的临界值，即有效态磷含量为30 mgkg-1时其值为0.39 mgL-1。探索两者之间的关系我们可以发现，土壤有效磷含量和EPC0之间的关系土壤与土壤有效磷含量小于30 mgkg-1将导致EPC0浓度小于0.1mgL-1，结果表明，土壤与土壤有效磷含量大于30 mgkg-1可导致明显的径流可溶性磷流失，因此在证实源因素和运输因素集成地点磷的评估有必要采取缓解措施（如：土壤水文电导率、边坡、降水和水源的距离）。关键词：土壤磷 吸附 关系 Phosphorus Sorption Parameters of Soils and Their
3、Relationships with Soil Test PhosphorusAbstract：Understanding phosphorus (P) sorption characteristics of soils and their relationships with soil test P (STP) may aid the prediction of runoff soluble P concentration. This study was conducted to provide such information for soils in Ontario, Canada. A
4、 total of 60 surface soil samples were collected from six major soil series in Ontario. Phosphorous sorption behaviors were characterized by a modified Langmuir equation and summarized by four sorption parameters: P sorption maximum (Qmax), P sorption strength (PSS), equilibrium P concentration at z
5、ero net sorption (EPC0), and initially sorbed P (Q0). Soil PSS, EPC0, and Q0 could be predict-ted by saturated iron-oxide strip P, Olsen P, water extractable P, and Mehlich-3 P, with PSS following a power function (r2= 0.930.95), EPC0following a quadratic function (r2= 0.420.82), and Q0following a l
6、inear function (r2= 0.570.79). We identified a critical PSS value (i.e., 0.39 mgL 1, corresponding to 30 mg Olsen P kg1) above which soils had low surface runoff DRP and EPC0 concentration (0.1 mgL1). The relationship between Olsen P and EPC0 confirmed that the soil with Olsen P 30 mg kg1 would lead
7、 to EPC0 concentration 30 mg P kg1 may cause significant run off soluble P loss, and thus necessary mitigation measures may need to be adopted on confirmation with assessment of a site P index that integrates source factors with the transport factors (e.g., soil hydrological conductivity, slope, pre
8、cipitation, and distance from the water source).Keywords: Soil phosphorus; Sorption; Relationship农业磷是水体富营养化的主要来源(USEPA, 2000; Boesch et al., 2001)，土壤径流可溶性磷浓度很大程度上取决于对磷的吸附特性，因此研究磷的吸附特性对环境评价具有十分重要的意义。在农学领域发起的用方程预测土壤磷吸附来评价磷对作物生长的有效性，其是一个众所周知的工具来描述土壤对磷的吸附性能。近年来，对关于土壤径流可溶性磷浓度的评估磷吸附模拟方程进行了研究(McDowell et a
9、l., 2002; Laboski and Lamb, 2004; Dou et al., 2009)。在Langmuir方程被用于模拟土壤磷吸附之前，Freundlich方程因其能适用于广泛的平衡磷含量通常被用来描述土壤磷的吸附行为(Olsen and Watanabe, 1957)，但是该方程不能表示出给定土壤磷吸附最大吸附系数(Qmax)，这是与径流可溶性磷浓度的一个重要参数(Kuo et al., 1988; Sharpley,1995)。根据Olsen和Watanabe等人(1957)的研究Langmuir方程不仅更好地反映土壤适合实际P吸附情况 ，而且它的派生数据在理论上也是可行的
10、，并给出了具有物理意义的参数，Qmax和PSS 。就目前而言，土壤最大流量值作为磷吸附容量的估计(PSC)主要是用于计算磷饱和度(DPS)，广泛应用于评估土壤磷损失的风险(Sharpley, 1995; Pautler and Sims, 2000; Brling et al., 2004)。PSS更与磷释放到土壤溶液比Qmax，可能是更环保的重要吸附参数(Holford et al., 1997; Laboski and Lamb, 2004)。McDowell等(2002)研究发现一种改进的PSS是最稳定的有关溶解反应P(DRP)浓度在测试中土壤磷措施的潜流各种土壤管理措施。平衡P浓度为零
11、吸附(EPC0)是在P是既没有被释放到解决方案或保留在土壤中的一个典型磷的浓度。它表示在土壤将保持在目前的条件下P的浓度或强度溶液，通常解释为水土壤磷释放的潜力(Zhang et al., 2009)。Hughes等(2000) 使用EPC0浓度作为评价的标准的措施适合几种土壤磷径流可溶性磷浓度指标的预测。另一个重要的磷吸附参数初始吸附磷(Q0)，在分析之前，已经被吸附到土壤表面。在过去，在朗缪尔方程用来估计供植物利用土壤磷的有效性Q0往往被忽视(Barrow, 2008; Zhang et al., 2009)。在过去的几十年里，然而，继续增加化肥和有机肥在作物需求的过剩导致表层土壤的磷浓度
12、的增加(Sharpley et al., 1996; Sims et al., 2000; Torbert et al., 2002)。在这种情况下，大量的磷被解吸足以影响P的吸附行为。因此在Langmuir方程需要包括Q0。目前，一些研究学者使用阴离子交换树脂浸渍膜提取P、同位素交换P、酸可提取草酸铵磷、或其他STP为来估计Q0 (Barrow, 1978; Villapando and Graetz, 2001; Dou et al., 2009)。目前，最初农艺目的STP得到了发展，现已被广泛用来估计径流可溶性磷浓度，这是因为它与径流可溶性溶液磷浓度之间的相关性(Sim et al.,2
13、000)。 使用STP评估可溶性磷损失是因为STP方法建立成熟，并且能够有效地执行成本的商业土壤测试实验室。此外，巨大的历史农艺STP值的数据库通常都是在农业区域环境风险评价。作为两个常用的工具来描述土壤磷状态和行为，P均吸附方程和STP值已经很少考虑两者之间的关系。这种关系将有助于通过简单的土壤测试了解磷的吸附特性。同时，这种关系可能也有助于通过STP值的浓度提高径流预测中可溶性磷的可信度。因为朗缪尔方程参数预测磷吸收能从不同的角度反映可溶土壤磷损失的潜在风险。在试图评估时，STP值用于指示他们对径流可溶性磷损失，我们应该认识到，STP和P吸附参数之间的关系的分析不能取代STP和实际径流可溶
14、性磷浓度之间的关系的分析。我们认为，P吸附数据分析可以补充那些对径流可溶性磷，但是它实现在有关地区农业土壤的人口中预测径流磷浓度往往也是一项很困难的研究。在评估STP对径流可溶性磷损失预测的价值时，我们也要看到，STP是源溶土壤磷损失的因素之一。一旦建立了STP和可溶性磷损失之间的关系，他们应结合水文站点和P的管理做法能更全面的进行磷流失风险评估，如磷的指数(Sims et al., 2000)。在加拿大和美国的一些省份也使用STP作为作为受否情况下的识别工具的情况下，进行磷指数的计算(Sharpley et al., 2011)。在安大略省，例如，如果土壤有效磷浓度，必须确定该指数高于30m
15、gkg-1。然而，这种土壤有效磷阈值只反映了专业判断，缺乏科学合理的验证。目前，正在努力建立新的安大略省评估土壤磷损失的STP值。另一点应注意的是，STP水平低并不意味着没有从肥料或化肥应用P流失的风险(Sharpley et al., 2011)。如果字段是毗邻一条小溪，运输的高风险，例如，P应用程序可能会导致土壤P损失甚至在外地时，STP低的水平。因此，它是鼓励发展和使用筛选工具，以查明任何地方高危情况(例如。高侵蚀，径流潜力高，接近地表水)指数应该使用的地方如果STP水平，甚至低于阈值（在安大略省的30mgkg-1） 本研究的目的是检查安大略省的土壤P吸附参数(即Q max 、PSS、E
16、PC0和Q0)并确定这些参数之间的关系以及常用的STP措施，弄清其在对径流预测中可溶性磷浓度的影响。1材料与方法1.1土壤选择和样品采集六个土壤系列，包括Brookston粘土、Perth壤土、Conestogo沃土、Grenville沃土、Listowel粉质壤土和Fox沙壤土，这些土壤被选为安大略省的畜牧业生产领域代表土壤。每个土系，现有土壤测试数据被用来选择网站涵盖范围广泛的土壤测试磷浓度的范围。共有10个地点被选为每个土壤系列。本文中每个土质场地被称为Z-i，其中Z代表土壤类型（即BC, PCL, CL, GL, LSL, and FSL），i是采样点数量。仔细去除土壤样品中作物残留物和其他非均质土，在室内阴凉处风干，用通过13mm筛的土壤进行表面径流模拟研究，用通过2mm筛土壤进行土壤基本理化性质的测定。1.2土壤理化性质的测定土壤p
