模拟根际环境有机酸对湿地土壤磷释放的影响

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土壤磷缺乏状况日渐严重,每年需要添加大量的磷肥以保障农产品生产的需要,由于作物吸收率较低,容易造成磷素流失进而产生局部面源性污染。从保障农业生产的绿色、可持续发展和生态环境保护的角度看,利用低分子量有机酸活化土壤磷的研究显得尤为重要,其关键之处通过低分子量有机酸种类和浓度的选择,为大范围、大面积推广应用有机酸调控土壤磷提供技术支撑。国内外已有不少关于有机酸的生态作用这一方面的研究,但迄今研究所得结论并不完全一致,研究结论受土壤自身性质、有机酸种类和浓度等多种因素共同影响,难以统一定论。本文采用化学浸提法,以湿地湖滨带土壤和水田土壤为研究对象,选用柠檬酸、草酸、酒石酸、苹果酸等作为低分子有机酸提取剂,利用磷钼蓝比色法测定土壤中的磷,研究了四种低分子量有机酸在不同条件下对供试土壤中磷素的释放特征,探讨了有机酸浓度、有机酸类型、土壤类型对磷素释放的影响。本实验的研究结果如下:(1)在三个不同湖滨带土壤和三块不同水田土壤中,四种有机酸都能检测出,有机酸含量在0.76~1.79 mg/Kg,其中柠檬酸的含量较高,草酸和苹果酸次之,酒石酸的含量最低。(2)在一定浓度范围内,有机酸对湖滨带湿地土壤和水田土壤磷素具有明显的活化作用。因有机酸种类、添加浓度、土壤类型等方面差异,其对土壤磷的活化能力不同。柠檬酸和草酸对所有供试土壤磷的吸附率在0~20mmol/L浓度区间内呈现先增长后降低的趋势,而酒石酸和苹果酸对所有土壤磷的吸附率则随有机酸浓度的升高持续增长。(3)柠檬酸、草酸处理下,冬季湖滨带湿地土壤磷的最大释放量出现在浓度为2~8mmol/L区间内,夏季湖滨带湿地土壤磷的最大释放量出现在浓度为5~10mmol/L区间内。冬季:三个湖泊中,菜子湖和武昌湖在柠檬酸处理下磷的释放能力最强,破罡湖在苹果酸处理下磷的释放能力最强;夏季:菜子湖和破罡湖在草酸处理下磷的释放能力最强,在酒石酸处理下磷释放能力最弱,而武昌湖在酒石酸处理下磷的释放能力最强。(4)柠檬酸、草酸、酒石酸、苹果酸对水田土壤磷的最大释放量出现在浓度为5~10mmol/L区间内。在供试的三个水田采样点中,西联水田土壤在酒石酸处理下磷的释放能力最强,柠檬酸处理下磷释放能力最弱,钟仓和狮峰水田土壤在柠檬酸处理下磷的释放能力最强。综上所述,土壤磷释放受低分子量有机酸浓度、种类及土壤类型影响,四种有机酸在低浓度时能显著促进土壤磷的释放,在高浓度时表现出的规律不一致,这说明不同有机酸对土壤磷释放的响应机制有所差异,这可为选择利用低分子量有机酸活化土壤磷提供了科学依据。
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