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不同改土物料对苏打碱土磷素吸附解吸及磷素形态的影响

杨筱羽 迟凤琴 刘鑫 李婧阳 王秋菊 吴立仁

杨筱羽, 迟凤琴, 刘 鑫, 李婧阳, 王秋菊, 吴立仁. 不同改土物料对苏打碱土磷素吸附解吸及磷素形态的影响[J]. 土壤通报, 2022, 53(5): 1123 − 1130 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021092604
引用本文: 杨筱羽, 迟凤琴, 刘 鑫, 李婧阳, 王秋菊, 吴立仁. 不同改土物料对苏打碱土磷素吸附解吸及磷素形态的影响[J]. 土壤通报, 2022, 53(5): 1123 − 1130 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021092604
YANG Xiao-yu, CHI Feng-qin, LIU Xin, LI Jing-yang, WANG Qiu-ju, WU Li-ren. Effects of Different Soil Modified Materials on Phosphorus Adsorption, Desorption and Forms in Soda Alkaline Soil[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2022, 53(5): 1123 − 1130 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021092604
Citation: YANG Xiao-yu, CHI Feng-qin, LIU Xin, LI Jing-yang, WANG Qiu-ju, WU Li-ren. Effects of Different Soil Modified Materials on Phosphorus Adsorption, Desorption and Forms in Soda Alkaline Soil[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2022, 53(5): 1123 − 1130 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021092604

不同改土物料对苏打碱土磷素吸附解吸及磷素形态的影响

doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021092604
基金项目: 黑龙江省农业科学院“农业科技创新跨越工程”项目(HNK2019CX13)资助
详细信息
    作者简介:

    杨筱羽(1999−),男,内蒙古自治区乌兰察布市人,硕士研究生,主要从事土壤改良方面研究。E-mail: 1033471256@qq.com

    通讯作者:

    E-mail: fqchi2013@163.com

  • 中图分类号: S156.4

Effects of Different Soil Modified Materials on Phosphorus Adsorption, Desorption and Forms in Soda Alkaline Soil

  • 摘要:   目的  通过研究不同改土物料对苏打碱土中磷(P)素的吸附、解吸及P素形态的影响,为科学改良苏打碱土提供理论依据。  方法  以东北松嫩平原苏打碱土为研究对象,设置不添加改土物料(CK)和添加有机肥(M)、硫酸铝(Al)、石膏(Ca)、硫酸铝 + 有机肥(Al + M)、石膏 + 有机肥(Ca + M)六个处理,研究了不同改土物料对土壤P素的吸附解吸和P素形态的影响。  结果  有机肥处理会降低苏打碱土对P素的吸附,增加对P素的解吸,其它四个处理均会增加土壤对P素的吸附,降低对P素的解吸,其中以Al和Al + M处理差异较大。不同改土物料处理土壤无机P含量均有不同程度增加,其中M、Ca和Ca + M处理均显著提高了土壤中Ca2-P含量(P < 0.05),以Ca + M处理增幅最大,达到21.43%;不同改土物料处理均可增加缓效态P(Ca8-P、Al-P和Fe-P)含量,增幅为1.00%-112.03%,其中Ca、Al、Ca + M和Al + M处理均可显著提高Al-P和Ca8-P含量,增幅为66.37% ~ 250.1%和18.06% ~ 74.36%。与Ca处理相比,Ca + M处理显著增加了Ca2-P含量(P < 0.05),显著降低了Al-P和O-P含量(P < 0.05)。  结论  在苏打碱土中石膏和有机肥配施可减少土壤对P素的吸附,增加土壤有效态P含量,是提高苏打碱土P素有效性的最佳措施。
  • 图  1  不同改土物料处理苏打碱土P素等温吸附曲线

    Figure  1.  Isothermal adsorption curves of soda-alkali soil treated with different modifiers

    图  2  不同改土物料处理苏打碱土P素等温解吸曲线

    Figure  2.  Isothermal desorption curves of soda-alkali soil treated with different modified materials

    图  3  不同改土物料对苏打碱土无机P形态的影响

    柱中不同字母表示处理间差异达到显著。

    Figure  3.  Effects of different soil modified materials on the forms of inorganic phosphorus in soda alkaline soil

    图  4  不同改土物料处理土壤无机P组分的百分比

    柱中不同字母表示同一P形态不同处理间差异达到显著水平

    Figure  4.  Percentage of soil phosphorus composition treated with different modified materials

    表  1  土壤理化性状

    Table  1.   Physical and chemical properties of soil

    有机质
    Organic matter
    (g kg-1
    全氮
    Total N
    (g kg-1
    速效P
    Available P
    (mg kg-1
    速效钾
    Available K
    (mg kg-1
    碱解氮
    Available N
    (mg kg-1
    pH机械组成 (%)
    Mechanical composition
    < 0.002 mm0.002 ~ 0.02 mm0.02 ~ 2 mm
    22.310.697.78237.1873.969.0317.5249.8232.65
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    表  2  试验处理

    Table  2.   Experimental treatment

    处理
    Treatment
    有机肥用量(g kg−1
    Amount of organic fertilizer
    石膏用量(g kg−1
    Gypsum dosage
    硫酸铝用量(g kg−1
    Aluminum sulfate dosage
    CK 0 0 0
    M 10 0 0
    Ca 0 10 0
    Ca + M 10 10 0
    Al 0 0 10
    Al + M 10 0 10
      注:M:腐熟牛粪;Ca:硫酸钙;Al:硫酸铝。
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    表  3  不同处理下苏打碱土P吸附方程与相关参数

    Table  3.   Phosphorus adsorption equation and related parameters of soda-alkaline soil under different treatments

    处理
    Treatment
    Langmuir方程
    Langmuir equation
    r最大吸P量(mg kg−1
    Maximal P adsorption (Qm)
    平衡常数
    Equilibrium constant (K)
    吸附反应自由能(kJ mol−1
    Adsorption reaction free energy (ΔG)
    CK C/Q = 0.0038 C + 0.009 0.997** 263.16 e 0.42 b −23.47 b
    M C/Q = 0.0044 C + 0.0116 0.994** 227.27 f 0.38 b −23.20 b
    Ca C/Q= 0.003 C + 0.0081 0.995** 344.83 c 0.36 b −23.06 b
    Ca + M C/Q= 0.0033 C + 0.0088 0.993** 312.5 d 0.36 b −23.10 b
    Al C/Q = 0.0012 C + 0.001 0.984** 833.33 b 1.20 a −26.05 a
    Al + M C/Q = 0.0011 C + 0.0026 0.950** 909.09 a 0.42 b −23.47 b
      注:同列不同小写字母表示在0.05水平差异显著。***分别表示 5%和 1%显著水平。
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    表  4  不同P素浓度下土壤对P素的解吸率(%)

    Table  4.   Phosphorus desorption rate of soil under different phosphorus concentrations

    处理
    Treatment
    加入P素浓度 (mg L−1)
    Exogenous phosphorus concentration
    20406080100平均
    Average
    CK 3.41 bc 5.7 a 7.11 b 9.37 b 12.67 b 7.65 b
    M 4.74 a 5.59 a 8.85 a 11.44 a 14.16 a 8.95 a
    Ca 1.56 e 3.89 bc 6.06 c 8.71 b 12.07 b 6.46 c
    Ca + M 2.58 d 4.32 b 5.84 c 8.34 b 13.4 ab 6.9 c
    Al 3.87 b 3.38 cd 3.18 d 3.85 c 4.64 c 3.78 d
    Al + M 3.24 c 3.05 d 3.32 d 3.91 c 4.98 c 3.70 d
      注:同列不同小写字母表示在0.05水平差异显著。
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-09-26
  • 录用日期:  2022-04-11
  • 修回日期:  2022-01-11
  • 刊出日期:  2022-09-30

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