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黄壤是我国典型的酸性土壤之一,也是贵州面积最大的土壤。土壤过酸不仅导致土壤肥力下降、阳离子含量降低和农作物生长受限制,而且还使得土壤中大量铝活化,进一步加剧土壤酸化。土壤酸化主要是土壤矿物风化所致,但大量施肥也会加剧土壤酸化现象,受环境条件影响和不尽合理的土壤施肥,贵州黄壤酸化形势越来越严峻,亟需解决黄壤酸化问题。土壤酸化的实质是土壤铝的活化和铝离子的水解作用,降低黄壤活性铝含量,可以抑制土壤酸化过程,从而降低黄壤酸性。改良酸性土壤的传统方法是施加石灰,但经常施用石灰土壤会出现复酸化和土壤板结现象。磷石膏是湿法磷酸生产过程的副产物,目前磷石膏处理的方法主要是堆存,不仅占用土地,还污染环境。根据磷石膏在不同pH的酸性溶液和黄壤溶液中溶解度、可溶性磷氟变化分析,磷石膏的理化性质及其含有的可溶性物质有可能具有抑制铝毒改善黄壤酸性的作用,如能利用磷石膏改土,既可以缓解土壤酸化,又能在一定程度上解决磷石膏污染环境的问题。本文从磷石膏对黄壤酸性和铝形态的影响及作用机制的角度出发,在考察磷石膏基本理化性质及其对黄壤酸性和各形态铝影响的基础上,以磷石膏原料,黄壤为供试土,采用模拟固固混合、固液混合和液液混合培养实验的方法,研究硫酸钙及可溶性杂质对黄壤中各形态铝的影响,以及磷石膏对黄壤酸性及铝形态的影响机制。通过磷石膏理化性质分析,考察黄壤环境条件下,磷石膏溶解度、可溶性磷氟含量变化,可进一步为磷石膏对黄壤理化性质的影响提供理论依据。根据固固混合培养实验表明,PG和WPG掺量在0~12g/kg土区间时,随着石膏掺量、培养温度和时间增加,各混合土样pH有所上升,可溶性铝、Ex-Al和Hy-Al含量减少,Or-Al含量有所增加。PG掺量达到12g/kg土后,混合土样酸性增强,活性铝含量增加。且培养温度和时间在15℃~25℃和0~30d区间时,磷石膏作用效果最明显。另外,石膏一定掺量时PG对改善黄壤作用高于WPG,说明磷石膏中可溶性杂对黄壤酸性和铝形态有影响。模拟固液混合培养实验表明:在一定培养温度条件下,不同浓度的CaSO4、SO42-、H2PO4-和F-溶液与黄壤作用不同时间后。在短时间(0~2d)内,随着F-浓度和培养时间增加,导致黄壤pH迅速增加,黄壤铝活性降低;培养时间到达2d后,随着CaSO4、SO42-和H2PO4-浓度和培养时间增加,黄壤pH有所增加,可溶性铝含量降低。在不同温度条件下,高温有助于各溶液与黄壤作用效果,降低黄壤Ex-Al和Hy-Al含量,除氟溶液外的其余溶液作用后黄壤Or-Al含量无明显变化,说明磷石膏加入,硫酸钙主要影响Hy-Al含量,SO42-、H2PO4-和F-主要影响可溶性铝和Ex-Al含量。不同初始浓度和pH的CaSO4、SO42-、H2PO4-和F-溶液与黄壤作用后,在低pH条件下,H+作用占主导地位,随着不同溶液浓度和pH增加,黄壤Ex-Al和Hy-Al含量下降,黄壤溶液中单核羟基铝含量减少,相应提高了溶液中Al-SO4、Al-PO4和Al-F络合物含量。因此,磷石膏加入后,含有大量的钙和可溶性杂质溶出,在短时间内,首先主要是F-与黄壤作用,待F-消耗殆尽后,Ca2+、SO42-和H2PO4-与黄壤中Al3+进行共同反应作用,其中H2PO4-为主导作用,SO42-为次要作用,Ca2+为协调作用离子。模拟液液混合培养实验表明:不同浓度的CaSO4、SO42-、H2PO4-和F-溶液加入,溶液Al3+含量降低,Al-F含量增加;溶液中铝活性降低,铝形态改变。通过共存离子溶液对Al3+的影响,研究表明H2PO4-与SO42-共存时对Al3+作用效果优于H2PO4-,SO42-、H2PO4-和F-共存时,降低Al3+活性较为显著。因此,磷石膏溶出的Ca2+对黄壤中Al3+活性有抑制作用,其中,SO42-与Al3+发生络合反应,H2PO4-与Al3+发生络合、沉淀反应,F-与Al3+发生络合反应,SO42-、H2PO4-和F-能与土壤颗粒表面上的羟基发生取代反应,导致黄壤铝活性大大降低。