日光温室土壤磷素累积及迁移特性研究

论文摘要

磷素是作物生长必需的营养元素,同时也是水体富营养化的主要元素之一。土壤中磷素的过量累积,降低了磷素吸附能力导致磷素损失严重进而污染水体。近年来日光温室栽培在我国北方地区发展迅速,在这一栽培方式下由于大量施用有机肥和磷肥,导致磷素在土壤中大量累积。而已有的关于日光温室磷素累积的研究多集中于表层土壤磷素的累积形态以及含量方面,对耕层以下土壤累积磷素特性的研究相对较少。磷素的淋溶损失与土壤磷素吸附特性有密切关系,而关于日光温室土壤磷素吸附特性及与磷素淋溶关系的研究尚少见报道。因此,本文研究了不同栽培年限日光温室土壤累积磷素的形态及含量,土壤磷素吸附特性,以及累积磷素的淋溶特性等,旨在评价日光温室栽培方式下土壤磷素的累积及淋溶特性,为指导日光温室合理施肥,保护环境等提供科学依据。试验得到的主要结论为:（1）日光温室土壤有机质含量随日光温室栽培年限的增加而增加,日光温室土壤pH值低于农田土壤。与农田土壤相比,陕西关中地区不同栽培年限日光温室栽培土壤全磷、有效磷、水溶性磷含量显著增加,土壤表层Olsen-P和水溶性磷平均含量分别达227 mg kg-1和8.45 mg kg-1;020cm土层土壤全磷、Olsen-P和水溶性磷含量平均分别为农田的1.78、8.00和3.70倍,2040cm土层的分别为农田的0.62、3.24和2.53倍;且随日光温室栽培年限的增加,不同形态磷的累积量呈逐年递增的趋势。日光温室土壤全磷、有效磷、水溶性磷三者关系呈显著线性相关关系,土壤有效磷与水溶性磷间达极显著正相关。（2）不同栽培年限日光温室土壤磷素等温吸附曲线研究表明,用Langmuir方程可以较好地拟合日光温室土壤对磷素的等温吸附曲线。与农田土壤相比,日光温室土壤最大吸磷量明显降低,且随着日光温室栽培年限的增加,土壤最大吸磷量有降低的趋势。不同土壤类型相比,塿土最大吸磷量高于潮土;不同土层相比,2040cm土层土壤最大吸磷量高于020cm土层土壤。日光温室土壤结合能常数K值也低于农田土壤,且随日光温室栽培年限的升高而降低。相关分析表明,土壤有机质含量、磷含量、pH值是影响日光温室土壤磷素吸附的主要因素。（3）原状土柱模拟试验表明,栽培年限为10年的日光温室土壤淋出液中磷的浓度>栽培年限为1年的日光温室土壤磷浓度>农田土壤磷浓度。栽培年限为10年的日光温室土壤全磷淋失总量（28.93mg /土柱）显著高于栽培年限为1年的日光温室土壤（10.94 mg /土柱）,而1年的日光温室土壤又高于农田土壤（1.22 mg /土柱）,说明日光温室栽培年限越长磷素淋溶损失量越大。就磷素淋失形态看,以可溶性磷为主;在可溶性磷中钼酸盐反应磷成为日光温室磷素淋溶损失的主要形态,而颗粒态磷是农田土壤磷素淋溶损失的主要形态。（4）一般认为,土壤Olsen-P含量超过60 mg kg-1,或土壤磷素吸附饱和度DPS>25%,以发生磷素淋溶损失。按这两个指标衡量,本研究中栽培年限长的日光温室土壤Olsen-P含量以及土壤磷素吸附饱和度DPS均高于这一临界值,说明研究地区日光温室栽培下土壤磷素过量累积带来的磷流失引起的环境风险值得关注。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 土壤磷素状况
• 1.2 日光温室土壤磷素累积、吸附状况
• 1.2.1 日光温室的发展
• 1.2.2 日光温室施肥问题
• 1.2.3 土壤磷素的吸附、固持与影响因素
• 1.3 磷素与水体富营养化
• 1.4 小结
• 第二章 不同栽培年限日光温室土壤不同形态磷素累积特性研究
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 土样采集
• 2.1.2 测定方法
• 2.2 结果与分析
• 2.2.1 不同年限日光温室土壤全磷含量的变化
• 2.2.2 不同年限日光温室土壤有效磷的变化
• 2.2.3 不同年限日光温室土壤水溶性磷的变化
• 2.2.4 日光温室土壤不同形态磷含量间的关系
• 2.3 讨论
• 2.4 结论
• 第三章 日光温室土壤磷素吸附特性及其环境效应研究
• 3.1 材料方法
• 3.1.1 供试土壤
• 3.1.2 磷素等温吸附线的测定
• 3.1.3 测定及计算方法
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 不同年限日光温室土壤特性的变化
• 3.2.2 不同栽培年限日光温室土壤磷素吸附等温线
• 3.2.3 不同栽培年限日光温室土壤磷素吸附饱和度（DPS）及最大缓冲容量(MB
• 3.2.4 不同栽培年限日光温室土壤磷素吸附特性与土壤性质间的关系
• 3.3 讨论
• 3.3.1 日光温室栽培下土壤磷素的累积
• 3.3.2 日光温室栽培下土壤磷素吸附特性的变化及机理分析
• 3.3.3 日光温室栽培下土壤磷素损失
• 第四章 日光温室土壤磷素淋溶特性研究
• 4.1 材料方法
• 4.1.1 试验地区概况
• 4.1.2 原状土柱的采集
• 4.1.3 土柱淋溶试验
• 4.1.4 测定项目及方法
• 4.2 结果分析
• 4.2.1 淋溶液电导率的动态变化
• 4.2.2 淋溶液中磷浓度的动态变化
• 4.2.3 磷素淋溶量的动态变化
• 4.3 讨论
• 第五章 结论
• 5.1 不同栽培年限日光温室土壤磷素累积特征
• 5.2 不同栽培年限日光温室土壤磷素吸附特征
• 5.3 不同栽培年限日光温室土壤磷素淋溶特性
• 5.4 日光温室土壤磷素存在明显的淋溶风险
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介