三江平原湿地土壤磷的吸附与解吸研究

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1、赵海洋等：三江平原湿地土壤磷的吸附与解吸研究5三江平原湿地土壤磷的吸附与解吸研究赵海洋1，王国平1，刘景双1，张桂珍21.中国科学院东北地理与农业生态研究所，吉林长春130012；2.长春工程学院，吉林长春130021摘要：采用恒温培养法研究了三江平原典型沼泽湿地表层土壤中磷的吸附与解吸行为及其动力学过程。结果表明：湿地土壤对磷的自然释放量有限(1.89～13.25mg·kg-1)，对磷酸盐具有较强的吸附能力，吸附量与土壤本身理化性质及水中磷酸盐初始质量浓度有关，其吸附/解吸平衡浓度(EPC0)在0.034~0.161mg·L-1之间。研究区域湿地表层土壤磷的吸附解吸特征趋

2、于一致，吸附过程表现为快慢两种反应。六种动力学方程都能很好的拟合土壤磷吸附动力学过程，其中以langmuir型方程的拟合性最好，Evolich方程次之。关键词：磷；吸附；解吸；湿地土壤中图分类号：X144文献标识码：A文章编号：1672-2175（2006）05-0930-06赵海洋等：三江平原湿地土壤磷的吸附与解吸研究5磷在淡水沼泽、深水沼泽中被作为一种主要的限制性养分，其含量直接影响着湿地生态系统的生产力。土壤中磷的缺乏与过量均会造成植物因生理失调而减产[1]，而造成土壤磷有效性较低的主要原因是由于磷易被土壤颗粒吸附或与土壤物质作用生成难溶性的磷酸盐[2]。在湿地土壤中

3、，磷主要以吸附、沉淀和固定三种形式存在[3]―大量的磷吸附于土壤颗粒；与Fe、Al、Ca、Mn等金属元素形成磷酸盐难溶性化合物及转化为有机磷形式而被固定，都降低了土壤磷的有效性,而在一定的条件下被吸附、固定的磷又可向有效态磷方向转化[4]。表1土壤理化性状Table1Basicphysiochemicalpropertiesofsoils样品编号深度/cm地点植被TP/(mg·kg-1)SP/(mg·kg-1)O.M./%Clay/%pH(H2O浸提)S10~30挠力河中游小叶章群落683.6542.8011.5460.295.18S20~23别拉红河老河道小叶章群落755

4、.255.6026.9044.915.50S30~34别拉红河老河道漂筏群落482.154.0023.9864.275.35S40~30挠力河下游小叶章群落506.758.808.4583.15.55S50~15挠力河下游漂筏群落534.1522.007.9287.545.17S60~28红河自然保护区小叶章群落1953.3223.2057.1070.585.42S70~30实验场农田新耕地小叶章群落1357.6951.002.6872.735.77湿地作为水陆交互作用的自然综合体，对湿地水体中磷的迁移具有一定的影响。Sakadevan和Bavor[5]对湿地土壤的研究表明

5、，通过吸附作用(以化学吸附为主)能够去除受污水中的磷。湿地系统中磷的迁移主要有植物吸收、微生物积累和物理化学迁移[6]。而其物理化学迁移主要取决于土壤中磷的吸附与解吸、沉淀与溶解等物理化学平衡，因而研究湿地土壤磷的吸附解吸特性对水质控制、农业利用具有重要意义。有关磷酸盐的吸附与解吸特性及其影响因素早有研究，而对沼泽、湿地系统中磷素吸附解吸的研究相对较少。本文对采自我国东北三江平原地区挠力河、别拉红河流域湿地的7个土壤样品中磷的吸附与解吸行为及其动力学过程进行了实验室模拟研究，并利用已有的相关模型拟合了磷的吸附与解吸过程，初步探讨了湿地表层土壤对磷的吸附解吸机制。1材料与方法

6、1.1供试土样7个样品采自我国东北三江平原地区挠力河、别拉红河流域湿地，采样点编号及其基本性状见表1。土壤样品在自然风干后，研磨过80目筛。土壤pH值用电位法测定，水土比为1∶5；有机质(O.M.)用重铬酸钾氧化－外加热法测定；全磷(TP)用高氯酸－硫酸硝化、速磷(SP)用0.5mol/LNaHCO3浸提，后采用钼锑钪比色法由UV-2550紫外可见分光光度计测定。1.2吸附测定准确称取1.00g风干土壤若干份于离心管中，分别加入50ml含磷量为：0、15、75、150mg·kg-1(用KH2PO4配制)的0.01mol·L-1的KCL溶液，在恒温赵海洋等：三江平原湿地土壤磷

7、的吸附与解吸研究5(20±1)℃振荡器(150r/min)上分别振荡一定时间后，取出离心(5000r/min，10min)。取0.5ml上清夜于比色管中，用钼锑抗比色法测定清夜中的活性磷酸盐的含量，同时做空白实验，并计算吸附量。1.3解吸测定准确称取1.00g风干土壤若干份于离心管中，分别加入50ml含磷为：10，50，100mg·L-1(用KH2PO4配制)的0.01mol·L-1的KCL溶液，在恒温(20±1)℃振荡器(150r/min)振荡24h后取出离心(5000r/min，10min)，取0.5ml上清夜