生物炭对湿地土壤磷素组分的影响

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湿地是由陆地和水生生态系统共同作用形成的生态系统,具有调蓄水量、降解污染、维持生物多样性等方面的作用,是地球上生物多样性最丰富、生产力最高、生态作用最大的生态系统。现代科技的快速发展,农业科学技术不断进步,农药、化肥被源源不断地投入使用于农田中,较多氮、磷素被释放到水中,从而导致了水污染以及水体的富营养化现象频繁发生。近年来湿地面积的锐减、污染日益加重以及蓝藻爆发、洪涝灾害等问题频发逐渐引起了人们对湿地修复和重建的重视和普遍关注。由于生物质炭稳定的化学性质和良好的表面性质,生物炭在促进土壤养分循环,吸附有机污染物、降低重金属的污染物的移动性、修复污染土壤、增强土壤固碳作用等方面都展现出极大的应用潜力。  本实验选取富营养化比较严重的巢湖十五里河河口附近的湿地土壤作为探讨对象,选用芦苇为原材料制成的生物炭,将生物炭输入土样后,进行不同时间段的培养观察。实验设置75%田间持水量、干湿交替、淹水三种水分处理,350℃和600℃两个温度烧制的生物炭,以及洗涤的生物炭和未洗涤的生物炭,同时以对照土壤CK做对比,一共十五种处理。共设置六个不同的培养时间段,每个时间段以120天为间隔。然后对各个时间段培养的土壤样品的铝磷(Al-P)、铁磷(Fe-P)、闭蓄态磷(O-P)、钙磷(Ca-P)等四个无机磷的形态含量及有机磷、有效磷含量进行分析,探讨磷素各形态随培养时间和水分处理的变化,以及添加生物炭对土壤磷素组分特征的影响,并探讨了各种磷素之间存在的相关性。主要研究结论如下:  (1)湿地土壤磷素各形态含量随着培养时间的延长呈现出明显的周期性循环,湿地土壤磷素存在明显的季节变化,其中有机磷变化最为剧烈。  (2)湿地土壤无机磷形态以Fe-P和Al-P为主,O-P和Ca-P含量较低。Al-P含量总体上随培养时间延长是降低的,而Fe-P是上升的,O-P和Ca-P含量没有明显的变化。  (3)湿地土壤有机磷含量与无机磷水平相当,从培养120天到720天土壤有机磷含量是明显降低的。  (4)土壤含水量对土壤磷素有重要影响。淹水有利于 Fe-P的富集,而干湿交替的环境更有利于土壤有效磷的形成。  (5)不同处理的生物炭添加到土壤中没有明显一致的规律,洗与不洗、350℃和600℃对湿地土壤磷素的影响不显著。  (6)土壤有效磷与Fe-P、Ca-P、无机磷呈极显著正相关,与有机磷呈极显著负相关,无机磷与Fe-P、Ca-P相关性显著,有机磷与无机磷和有效磷呈现负相关关系,Ca-P与Fe-P是正相关关系,而O-P其他磷素的相关性较弱。  (7)湿地土壤添加生物炭并不会引起土壤相关有效磷素规律性的升高或降低。
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