三峽庫區(qū)消落區(qū)土壤磷釋放規(guī)律研究.pdf

1、對水土界面土壤磷釋放的研究以往主要在實驗室進行，而實驗室模擬條件很難與實際情況相一致，因而并不能充分反應磷釋放的實際情況。本課題以三峽庫區(qū)消落區(qū)典型江段—萬州斷面為試驗基地，選取釋磷能力較強的紫色沖積土，根據三峽水庫消落區(qū)水位變化的空間和時間特征，圍繞“干濕交替”的特征進行土壤磷釋放的實驗室模擬試驗和萬州江面淹沒的對照試驗，主要從周期性“淹水—落干”干濕交替對土壤磷釋放的影響、添加外源磷對土壤性質及磷釋放的影響、土壤磷釋放沿時間梯度變化

2、規(guī)律(野外和實驗室對照試驗)、土壤磷在水土界面沿不同水位空間梯度變化規(guī)律(野外試驗)討論了消落區(qū)土壤磷釋放的規(guī)律，此外還對植物對磷釋放影響的進行了初步探討。本研究豐富了土壤水土界面物質遷移規(guī)律，對水庫的環(huán)境影響提供新的認識，并進一步了解三峽庫區(qū)土壤環(huán)境質量演變過程。 研究發(fā)現(xiàn)： (1)在“淹水—落干”干濕交替條件下各形態(tài)磷在水土界面釋放的活性為：Ca2-P，F(xiàn)e-P＞Ca8-P，Al-P＞O-P＞Ca10-P。磷在持續(xù)淹

3、水狀態(tài)下釋放的主要動力為Ca2-P在水相的溶解和還原狀態(tài)下Fe-P的釋放；而干濕交替條件下P的釋放主要是氧化—還原條件變換下Fe-P的形態(tài)轉換。淹水并不會使O-P釋放，但可以使O-P活化，使其在落干氧化時轉化為Fe-P，在下一次淹水時釋放。 干濕交替條件對土壤的性質有很大影響。土壤在每次淹水時pH降低，在落干時回升，且基本恢復到淹水前水平。淹水能增加土壤有效磷(OlsenP)水平，干燥后又降低。淹水時土壤活性鐵(Feox)顯著升

4、高，落干時顯著減少，每次淹水和干燥后土壤Feox含量基本相同。淹水能提高土壤活性鋁(Alox)的含量，但與淹水前相比差異并不顯著。土壤淹水時土壤磷吸持飽和度(DPS)顯著降低，淹水干燥后升高。磷最大吸附量(Qm)、最大緩沖能力(MBC)和磷吸附指數(PSI)在淹水時增大，淹水后減小，表明淹水期間的吸磷能力比未淹水時強。 上覆水磷濃度對磷的釋放有很大的影響。當上覆水磷濃度較低時，磷吸附到達平衡的時間較短；當上覆水磷濃度較高時，磷吸

5、附到達平衡的時間較長。微生物對磷的釋放有很大影響，促進磷的釋放。 (2)當外源磷添加量較小時，土壤在淹水期間上覆水磷濃度表現(xiàn)為持續(xù)上升。當添加外源磷較大(＞50mg.kg-1)時，磷釋放在淹水4周左右達到平衡，之后上覆水磷濃度呈緩慢下降趨勢。在試驗期間，隨著外源磷添加量的增加Ca2-P、Fe-P、Ca8-P、Al-P增加程度較大；外源磷添加量較大(＞50mg.kg-1)時O-P也有上升；但Ca10-P幾乎沒有變化。隨著加入P量的

6、增加，被土壤所固定的P量也隨之增加，但土壤對P的固定率則出現(xiàn)下降趨勢。 隨著外源磷添加量的增加，土壤pH更接近中性。土壤干樣與鮮樣的Qm在各添加磷情況下變化不顯著，但土壤干樣與鮮樣的PSI、MBC均有顯著的下降，說明土壤的需磷能力和持磷能力降低。土壤添加外源磷后土壤有效磷水平增大，同時土壤對磷的吸持能力降低，添加外源磷將增大土壤磷釋放的風險。(3)野外淹沒時土壤有效磷(OlsenP和Mehlich-PⅢ)沿時間梯度變化較大，實驗

7、室淹沒時在江水淹沒和蒸餾水淹沒時變化接近，土壤干燥后活性磷在淹水10周左右到達最大值，以后緩慢降低。在淹水前6周內，淹水土壤干燥后Alox隨時間梯度減少，但6周以后淹水時間對土壤干燥后Alox影響不大，且各淹沒方式對Alox也無明顯影響。在江水淹沒下Feox明顯高于蒸餾水淹沒，沿時間梯度變化不明顯。實驗室淹沒條件下土樣DPS均明顯高于野外實驗，并且在實驗室條件下DPS在不同的上覆水水質下變化并不明顯。 (4)淹水土壤鮮樣在較大的

8、水位梯度(＞20m)其有效磷水平略大于較低的水位梯度。Feox在各水位梯度呈現(xiàn)波動，但土壤Alox的淹水效應在各個水位梯度基本相當。DPS在淹水其間沿水位梯度出現(xiàn)波動。研究發(fā)現(xiàn)土壤在長江不同水位梯度淹沒時磷釋放量存在差別，土壤磷釋放量在水位梯度為15m時最大，釋放量81.1mg.kg-1，大于0m水位梯度下釋放量58.6mg.kg-1和30m水位梯度下的52mg.kg-1。 (5)種植植物的土壤在淹水后pH值明顯小于土壤直接淹沒

9、時水平。種植植物的土壤在淹水后OlsenP含量大于土壤直接淹沒時水平，狗牙根(Cynodondactylon)土壤和地瓜藤(Ficustikoua)土壤分別較未種植物土壤釋放量高出21.5％和12.7％。種植植物的土壤在淹水后Alox水平小于土壤直接淹沒時的水平，但Feox變化恰好相反，狗牙根土壤和地瓜藤土壤Feox含量均高于未種植物土壤。種植植物的土壤在淹水后DPS略大于土壤直接淹沒時水平，這反應了種植植物的土壤的釋磷能力的增強。