滇池流域不同类型土地土壤氨氮吸附特征及氮素流失特性研究

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20世纪80年代起,滇池水质开始恶化,尽管实施了一系列综合治理措施,但水质仍不断恶化,富营养化程度加剧。面源污染是促进滇池富营养化发展的重要因素,随着工业污染源和昆明城市生活污染源逐步趋于控制,农业区面源污染对滇池水环境治理及富营养化控制的影响将日趋突出。其中,由于氮素诱发水体富营养化的特殊作用,开展对滇池流域土壤氮素的流失特征研究及其对环境的影响是非常必要而且很有意义的。   本次研究在收集滇池流域相关资料及实地考察后,选取流域内6类典型土壤(林地、大棚、梯地、坡地、坝平地及湖滨拆除区)共计130样点进行土壤样品的采集并进行氮素含量的本底实验,选取其中20个典型土壤进行氨氮等温吸附实验及不同形态氮素的溶出实验。同时,本次研究采取了大棚不同种植年限的土壤进行土柱动态实验模拟。   实验结果显示:   (1)在滇池流域土壤全氮含量范围在0.4~4.18g/kg之间,平均值为1.79g/kg。   (2)氨氮等温吸附实验结果显示:Langmuir方程能很好的拟合滇池流域土壤对氨氮的吸附特征,相关性指数R2达到了显著相关水平。滇池流域内土壤易解析氨氮范围在1.626~36.268mg/kg之间,排序为梯地>湖滨拆除区>坡地>坝平地>大棚>林地。最大氨氮吸附量范围在769.231~3333.333mg/kg之间,排序为梯地>林地>湖滨拆除区及大棚>坝平地>坡地。结合能常数K值的范围在0.011~0.038之间,排序为湖滨拆除区>坡地>林地、坝平地及大棚>梯地。最大缓冲能力MBC范围在15.798~62.893mg/kg之间,排序为湖滨拆除区>大棚>林地>坝平地>梯地>坡地。   (3)土壤的氮素溶出静态实验显示:土壤氮素的溶出在60分钟内能够达到平衡,在前40分钟内,土壤中的氮素溶出速率较快,而后逐渐达到平衡状态。在三种形态的氮素中,全氮及硝态氮的溶出速率比较快,在较短的时间内就能够达到比较高的浓度,而氨氮的溶出曲线相比较前两者较为陡峭。溶出量大小排序总体为全氮>硝态氮>氨氮。   (4)土柱动态实验结果显示:氮素溶出的比例要明显低于静态实验中氮素溶出的比例。随着土层的加深,土壤氮素含量及溶出量逐渐降低。   总体结论:滇池流域土壤氮素含量背景值较高,其中尤以大棚土壤最为典型。使用率较高的土地土壤对氨氮的吸附能力较强,如大棚土壤;反之,使用率较低的土地土壤对氨氮的吸附能力较弱,如坡地。静态试验中,土壤氮素的溶出在60分钟内能够达到平衡,全氮及硝态氮溶出速率较快、氨氮较慢。土柱实验显示:土壤氮素溶出的比例要明显低于静态实验中氮素溶出的比例。随着土层的加深,土壤氮素含量及溶出量逐渐降低。
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