三峽庫(kù)區(qū)消落帶土壤磷的有效性及磷的固定研究.pdf

1、三峽水庫(kù)自2003年運(yùn)行后，采用“非汛期攔蓄清水發(fā)電、汛期泄洪排沙”的“蓄清排渾”的年水位調(diào)度方式，每年十月開(kāi)始蓄水，十二月到一月達(dá)到最高水位值175m，六到九月為水位最低值145m，這樣一年內(nèi)在三峽庫(kù)區(qū)就形成垂直落差達(dá)30m，面積達(dá)437～446 km2（5月底至9月底）的反復(fù)經(jīng)歷淹水-落干-淹水的土壤帶—消落帶，消落帶處于水陸生態(tài)系統(tǒng)的過(guò)渡地帶，是一類(lèi)特殊的濕地生態(tài)系統(tǒng)，周期性水位漲落及人為因素的作用，造成了消落帶土壤性質(zhì)的改變以及

2、一系列生態(tài)問(wèn)題的出現(xiàn)，這些問(wèn)題不僅影響了三峽水庫(kù)的安全運(yùn)行，而且直接影響到長(zhǎng)江中下游經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)的水環(huán)境安全。以往研究較多著重于對(duì)消落帶土地的高效利用，淹水-落干-淹水后的土壤性質(zhì)變化以及消落帶適生植物的篩選等方面，但對(duì)消落帶土壤磷的生物有效性及有效磷的固定方法研究較少。因此，本文以三峽庫(kù)區(qū)消落帶土壤為研究對(duì)象，采用盆栽試驗(yàn)研究了消落帶土壤磷的生物有效性，通過(guò)室內(nèi)模擬方法研究了不同pH、溫度、擾動(dòng)等條件下土壤磷的釋放，以及通過(guò)添加石灰、

3、硅渣、生物質(zhì)灰渣、鐵鹽（三氯化鐵）研究了外源物質(zhì)對(duì)消落帶土壤有效磷的固定及形態(tài)變化特征。旨在降低三峽庫(kù)區(qū)消落帶土壤有效磷含量，降低水體富營(yíng)養(yǎng)化發(fā)生機(jī)率，從而為保障三峽水庫(kù)生態(tài)環(huán)境安全提供理論依據(jù)。主要結(jié)論如下:
　?、倥柙栽囼?yàn)表明，施磷水平在30～210 mg/kg范圍內(nèi)，萵筍產(chǎn)量隨施磷量的增加顯著增加，較處理2(NP0K)增產(chǎn)78％～174％，表明在施用相同氮、鉀肥的基礎(chǔ)上，增施磷肥可提高萵筍產(chǎn)量;不同施磷水平下，植株全磷含量表

4、現(xiàn)為莖＞葉，莖全磷含量隨施磷水平增加而逐漸增大，其中處理9(NP210K)含量（13.3 g/kg）最高，高出處理2(NP0K)60％，而各處理間葉全磷含量無(wú)明顯差異;不同施磷處理，葉的磷吸收量均大于莖，且莖、葉磷吸收量均明顯高于處理2(NP0K)，表明施磷有助于萵筍吸磷。與對(duì)照相比，土壤Ca2-P、Ca8-P、Al-P及Fe-P含量隨施磷水平的增加，其變化幅度較大，整體有增大的趨勢(shì)，其中以處理9的Ca2-P、Ca8-P、Al-P及Fe

5、-P含量最高，而各處理間O-P和Ca10-P的差異不大;通過(guò)不同處理下土壤各形態(tài)無(wú)機(jī)磷含量與萵筍莖、葉磷吸收量的相關(guān)分析可知，萵筍莖磷吸收量與Fe-P及Ca2-P達(dá)極顯著水平，相關(guān)系數(shù)r分別為0.946、0.874，與Al-P達(dá)到顯著水平，r=0.673，而萵筍葉磷吸收量?jī)H與Fe-P含量呈顯著相關(guān)，r=0.674。通過(guò)不同施磷水平下，各形態(tài)無(wú)機(jī)磷與萵筍磷吸收量及萵筍株高、產(chǎn)量的相關(guān)性分析表明，各形態(tài)無(wú)機(jī)磷的生物有效性表現(xiàn)為Fe-P＞Ca

6、2-P＞Al-P＞Ca8-P＞O-P、Ca10-P。
　?、谘退畻l件下，不同pH、溫度、擾動(dòng)處理對(duì)土壤磷的釋放影響有較大的差異，pH=3，pH=9，pH=11處理下土壤磷的總釋放量分別比對(duì)照(pH=6)高62％，333％及669％，與對(duì)照相比，中性條件(pH=7)及酸性條件(pH=5)處理下釋放量較低，分別低于對(duì)照的6％，36％;不同溫度條件處理下，表現(xiàn)為隨著溫度的升高土壤磷的釋放量顯著增加，35℃處理磷的釋放總量比20℃處理高1

7、0％，5℃處理磷的釋放總量比20℃處理低46％;擾動(dòng)情況下，磷的總釋放量比不擾動(dòng)的低18％，但25天后擾動(dòng)處理下土壤磷釋放量逐漸高于對(duì)照。因此，過(guò)酸過(guò)堿，相對(duì)高溫及長(zhǎng)時(shí)間的擾動(dòng)，土壤磷的釋放量會(huì)加大。
　　③不同pH、溫度及擾動(dòng)處理對(duì)土壤無(wú)機(jī)磷的形態(tài)有較大的影響。與CK相比，不同pH處理土壤無(wú)機(jī)磷總量均增加，其中堿性(pH=9)處理的土壤無(wú)機(jī)磷總量最高，比對(duì)照高21％，酸性(pH=3、pH=5)和中性(pH=7)處理的土壤無(wú)機(jī)磷總

8、量分別增加了16％和8％;對(duì)土壤中各形態(tài)無(wú)機(jī)磷而言，酸性條件(pH=3、pH=5)有利于Fe-P和O-P累積，中性條件(pH=7)有利于Al-P和O-P累積，而堿性條件(pH=9、pH=11)有利于Ca2-P、Al-P和O-P的累積。在不同溫度梯度處理下，35℃處理的土壤無(wú)機(jī)磷總量最高，較對(duì)照高24％，且以Ca2-P、Al-P、O-P及Ca10-P的增加為主。外界擾動(dòng)使土壤無(wú)機(jī)磷總量增加了16％，各形態(tài)無(wú)機(jī)磷也相應(yīng)增加。
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9、加外源物質(zhì)可降低土壤有效磷含量，通過(guò)室內(nèi)模擬試驗(yàn)可知，添加三氯化鐵和石灰能明顯降低土壤中有效磷的含量，其中三氯化鐵較對(duì)照降低明顯，T1（土∶外源物=1∶0.25），T2(1∶0.5)，T3(1∶0.75)分別降低了92％，96％和98％;添加石灰S3(1∶0.75)和硅渣G3(1∶0.75)同樣降低了土壤有效磷含量，較對(duì)照分別降低了17％和5％，而添加中低比例硅渣增加了土壤有效磷含量;隨生物質(zhì)灰渣（鋸木灰渣）添加比例的增大，并沒(méi)有達(dá)到固

10、磷的預(yù)期效果，反而使土壤有效磷大量增加，其中H1、H2、H3處理的有效磷含量高達(dá)516.6 mg/kg、648.3 mg/kg和691.4 mg/kg。在添加比例相同的條件下，三氯化鐵處理較石灰、硅渣和鋸木灰渣而言，固磷效果較好，特別在高比例條件下，效果更加明顯。
　　⑤添加不同外源物質(zhì)對(duì)土壤無(wú)機(jī)磷形態(tài)的影響不同。三氯化鐵T1、T2、T3處理的無(wú)機(jī)磷總量明顯降低，與對(duì)照相比分別減少了26％，46％，46％，且各形態(tài)無(wú)機(jī)磷中以Ca2

11、-P、Al-P、Ca10-P的降低最為明顯;對(duì)硅渣而言，G1、G2、G3處理的土壤無(wú)機(jī)磷總量分別較對(duì)照降低33％，39％和35％，可見(jiàn)G2處理效果較好，其主要抑制了Ca10-P、Fe-P和Ca2-P三種形態(tài)磷的累積;石灰S1、S2、S3處理能抑制各無(wú)機(jī)磷的累積量，以S3處理效果最為明顯，對(duì)各形態(tài)無(wú)機(jī)磷的抑制效果為:Al-P＞Fe-P＞Ca8-P＞O-P，其中Al-P較對(duì)照相比降低103％;鋸木灰渣不能有效抑制無(wú)機(jī)磷累積，反而增加了土壤無(wú)