不同外源添加物质对土壤氮磷素淋溶特征的影响

摘要

氮磷流失是造成农业面源污染的主要原因，其中淋溶流失已成为不可忽视源，因此对氮磷在土壤中的淋溶流失研究具有重要意义。本文选取陕西省周至县竹峪乡俞家河农田土壤，采用室内模拟装置淋溶土柱的方法，探究了四种外源添加物质（土壤调理剂、砒砂岩、秸秆、生物炭）对土壤氮磷素淋溶特征的影响。并定期在流经该地区的俞家河设置10个不同断面取水样，测定总磷(TP)、总氮(TN)、总溶解性磷(TDP)、溶解性反应磷(DRP)、颗粒磷(PP)和溶解性有机磷(DOP)，分析河水氮磷浓度变化及影响因素。论文主要得出以下结论:
　　(1)生物炭可以增加淋溶液中PP、DPR和DOP的浓度，进而增加TP的浓度（变化范围0.68～2.86mg/l）。随着生物炭(2％、4％、8％)施入比例的增大，淋溶液各形态磷和土壤中速效磷(Olsen-P)、可溶性磷(CaCl2-P)含量显著性增大，其中Olsen-P含量分别增加了141％、290％、382％，生物炭显著地提高了土壤中磷素的淋溶能力;秸秆增加淋溶液中DOP和PP浓度，进而增加TP的含量，同时DRP含量降低了50％，在TP中所占的比例仅为4.7％。秸秆减少淋溶液和土壤中有效磷含量，并阻止土壤中CaCl2-P向下层移动，减少磷素对环境的风险;
　　(2)4％、8％的生物炭施用量降低了土壤氮素淋失分别为30％和20.7％，2％的生物炭施用量却增加了土壤氮素淋失量为5.9％，同时生物炭(2％、4％、8％)降低土壤中碱解氮含量，对氮素起到抑制作用。秸秆的施入降低土壤氮素淋失为9.7％，并使碱解氮含量增加59.1％，土壤中总氮和碱解氮含量主要集中在0-10cm，秸秆显著地降低抑制氮素淋溶，并提高表层土壤肥力。砒砂岩对土壤中氮素的淋失起到抑制作用，短时间内减少了土壤中碱解氮含量。
　　(3)俞家河河水TP、PP、TDP、TN浓度的变化具有季节性，4～9月作物生长期河水TP浓度都高于藻类发生的临界值(0.02mg/l)。PP占TP的67.7％，是河水磷素主要形态，DRP和DOP含量较低，取决于河水本身，其中DOP浓度在7、8月较高，与河水温度有关。河水TN浓度的变化范围为1.6～14.0mg/l，各月份其平均值为5.8mg/l，均超过临界值(2mg/l)。过量的施肥是河水中氮磷含量的主要来源，降雨和施肥是导致河水面源污染的主要原因。
　　俞家河河水氮素污染更为严重，生物炭能降低氮素淋失，但确定其施入量时应综合考虑对磷素的促进作用。秸秆抑制氮素淋失的同时能降低磷素对环境的风险。砒砂岩和土壤调理剂对环境的作用不显著。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．2．1 外源添加物质对土壤中氮磷的影响

1．2．2 氮磷在土壤中存在的形式及淋溶机理

1．2．3 氮磷在水体中的存在形态

1．3 研究内容

1．4 技术路线

第二章 材料与方法

2．1 淋溶试验

2．1．1 供试土壤及材料的采集

2．1．2 模拟试验装置

2．1．3 淋洗试验

2．2 俞家河河水监测实验

2．3 测定项目及方法

2．4 数据处理

第三章 不同外源添加物质对土壤中磷淋溶特征的影响

3．1 不同外源添加物质对淋溶液中磷变化特征的影响

3．1．1 淋溶液中TP浓度变化

3．1．2 淋溶液中TDP浓度变化

3．1．3 淋溶液中DRP浓度变化

3．1．4 淋溶液中PP浓度变化

3．1．5 淋溶液中DOP浓度变化

3．1．6 淋溶液中各形态磷占TP比例

3．2 不同外源添加物质对土壤中磷变化特征的影响

3．2．1 土壤总磷含量的变化

3．2．3 土壤CaCl2-P含量的变化

3．3 讨论

3．3．1 不同外源添加物质对淋溶液中不同形态磷随时间变化的影响

3．3．2 生物炭对土壤磷淋溶的影响

3．3．3 秸秆对土壤磷淋溶的影响

3．3．4 砒砂岩对土壤磷淋溶的影响

3．3．5 土壤调理剂对土壤磷淋溶的影响

3．4 小结

第四章 不同外源添加物质对土壤中氮淋溶特征的影响

4．1 不同外源添加物质对淋溶液中氮变化特征的影响

4．1．1 淋溶液中TN浓度变化

4．2 不同外源添加物质对土壤中氮变化特征的影响

4．2．1 土壤总氮含量的变化

4．2．2 土壤碱解氮含量的变化

4．3 讨论

4．3．1 生物炭对土壤氮淋溶的影响

4．3．2 秸秆对土壤氮淋溶的影响

4．3．3 砒砂岩对土壤氮淋溶的影响

4．3．4 土壤调理剂对土壤氮淋溶的影响

4．4 小结

第五章 俞家河河水氮和磷浓度

5．1．1 总磷TP

5．1．2 总可溶性磷TDP

5．1．3 可溶性反应磷DRP

5．1．4 颗粒磷PP

5．1．5 可溶性有机磷DOP

5．2 俞家河河水中氮素浓度

5．2．1 总氮TN

5．3 讨论

5．3．2 外界环境对河水中氮磷素的影响

5．4 小结

第六章 结论、创新点与不足

6．1 结论

6．2 创新点

6．3 不足

参考文献

致谢

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