下遼河平原水稻土對(duì)磷的吸附解吸規(guī)律研究

陳建平　張會(huì)杰　白楊　王舒

摘要：以下遼河平原典型水稻種植區(qū)為調(diào)查范圍，通過對(duì)水稻包氣帶土層對(duì)磷的吸附-解吸動(dòng)力學(xué)定量試驗(yàn)、磷吸附量與解析量的線性回歸研究及水稻土對(duì)外源磷的緩沖能力分析，得出磷在下遼河平原水稻土包氣帶土層中的吸附-解吸規(guī)律，為研究磷素在土壤中的垂直遷移規(guī)律及下遼河平原地區(qū)土壤和地下水的磷污染防治提供了科學(xué)的理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：磷素；吸附-解吸；磷遷移；磷污染

中圖分類號(hào)： S153.6+1文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號(hào)：1002-1302（2014）01-0312-04

收稿日期：2013-06-21

基金項(xiàng)目：國家“973”計(jì)劃（編號(hào)：2010CB428801）。

作者簡介：陳建平（1971—），男，山西保德人，博士，副教授，主要從事環(huán)境工程和地質(zhì)工程等方面的教學(xué)和科研工作。E-mail：cjplgd@126.com

通信作者：張會(huì)杰，碩士研究生，主要從事污水處理方面的研究工作。E-mail：mizh@ihep.ac.cn。磷素是植物生長過程中不可缺少的營養(yǎng)，也是水體富營養(yǎng)化的重要物質(zhì)，其在土壤中的垂直遷移與地下水環(huán)境關(guān)系十分密切，造成地下水污染的狀況已經(jīng)引起了世界范圍的普遍關(guān)注。國內(nèi)學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)磷肥的施用量與它們淋洗進(jìn)入地下水所造成的污染貢獻(xiàn)值呈顯著的正相關(guān)性[1-2]。為了深入了解磷素在土壤中的垂直遷移機(jī)理，從土壤對(duì)磷的吸附解析特性角度出發(fā)，本研究選取下遼河平原典型水稻種植區(qū)為調(diào)查范圍，通過對(duì)水稻包氣帶土層磷的吸附-解吸動(dòng)力學(xué)的定量試驗(yàn)與線性回歸分析，深入地了解磷在水稻土包氣帶土層剖面的吸附-解吸規(guī)律。對(duì)了解磷對(duì)地下水污染的機(jī)理，消除地下水污染對(duì)人類健康的威脅以及制定合理的農(nóng)業(yè)活動(dòng)方法，具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義[3]。

1材料與方法

1.1供試材料

土壤：對(duì)沈陽市三面船鎮(zhèn)、六間房、瓦房、大民屯4個(gè)地方的典型水稻種植區(qū)域分別進(jìn)行采樣，采用以每份多小區(qū)、多點(diǎn)混合的方法對(duì)土壤剖面樣品進(jìn)行采集。根據(jù)土壤剖面的形態(tài)特征，每隔20 cm取1層樣（土層剖面深度為0.8 m），混合等層次2個(gè)土壤平行樣點(diǎn)的剖面土。采集的樣品帶回實(shí)驗(yàn)室風(fēng)干，清理雜物，并用四分法對(duì)角取2份混合放在塑料袋里，注明采樣地點(diǎn)、深度、日期，同時(shí)做好采樣記錄。用瑪瑙缽研磨至粉末狀，用四分法過60目篩，裝袋備用待測(cè)。并測(cè)得土壤的理化性質(zhì)（表1）。

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1磷素吸附動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)稱取1.0 g風(fēng)干土壤樣品若干份，置于100 mL三角瓶中，向三角瓶中分別加入用 0.01 mol/L 的CaCl2溶液（堿性土壤加0.01 mol/L的KCl溶液）稀釋到含磷濃度為30 mg/L的KH2PO4 溶液20 mL，液土比為 20 ∶1，再加入2～3滴氯仿抑制微生物活性。加塞后在25 ℃條件下以150 r/min的轉(zhuǎn)速恒溫振蕩，分別振蕩0.25、05、1、2、4、6、8、10、12、18、24 h，然后將樣品溶液倒入離心管，3 000 r/min 離心10 min，取樣品上清液過0.45 μm濾膜抽濾，用鉬銻抗比色法測(cè)定濾液中PO43-濃度，按吸附前后的濃度差計(jì)算吸附量。在相同條件下作2個(gè)平行試驗(yàn)，相對(duì)誤差<5%。磷吸附量計(jì)算公式：

Q=（C0-C）×V/m（1）

式中：Q為吸附量（mg/kg）；C0為初始量濃度（mg/kg）；C為平衡濃度（mg/L）；V為加入樣品中的溶液體積（mL）；m為土樣干重（kg）。

以時(shí)間（h）為橫坐標(biāo)，吸磷量（mg/kg）為縱坐標(biāo)做吸附動(dòng)力學(xué)曲線。結(jié)果為2個(gè)平行試驗(yàn)的平均值。

1.2.2磷素解吸動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)操作過程：（1）磷吸附飽和試驗(yàn)：稱取風(fēng)干土樣1.0 g若干份，置于100 mL的三角瓶中，向三角瓶中分別加入用0.01 mol/L的CaCl2溶液（堿性土壤加0.01 mol/L的KCl溶液）稀釋到含磷濃度為30 mg/L的KH2PO4溶液20 mL，液土比為20 ∶1， 再加入2～3滴氯仿抑表1下遼河平原不同地區(qū)不同深度土壤的理化性質(zhì)

2結(jié)果與討論

2.1水稻土對(duì)磷的吸附動(dòng)力學(xué)特征

水稻土對(duì)磷的吸附動(dòng)力學(xué)曲線如圖1所示。

圖1顯示了下遼河平原4個(gè)種植區(qū)域的水稻土壤對(duì)溶液中磷吸附的動(dòng)力學(xué)過程。由圖1可見，下遼河平原不同區(qū)域的水稻田包氣帶各土層對(duì)磷的吸附曲線形狀差異并不大，且土壤對(duì)溶液中磷的吸附具有相似的變化趨勢(shì)，即在吸附的初期階段中，隨時(shí)間的增加吸附量也在增大，動(dòng)力學(xué)曲線呈陡增趨勢(shì)，隨著時(shí)間的延長，吸附作用變得緩慢，曲線趨于平緩?；旧鲜窃谇? h內(nèi)，稻田土壤對(duì)磷的吸附具有較大吸附速度， 6 h之后，吸附漸漸變慢， 而在24 h之后包氣帶各土層對(duì)

磷的吸附基本達(dá)到平衡，這與劉敏等[4]和Lopez等[5]的研究結(jié)果一致。從動(dòng)力學(xué)曲線還可以看出三面船、六間房、瓦房地區(qū)不同土層的磷吸附量差別較大，大民屯地區(qū)不同土層對(duì)應(yīng)的磷吸附量變化不大，這與這些地區(qū)不同土層的理化性質(zhì)相關(guān)。含黏粒多的土層磷的吸附量大，反之吸附量會(huì)小。

試驗(yàn)結(jié)果表明，下遼河平原典型水稻土壤的磷吸附解吸特性在前2 h內(nèi)，加入的磷有近60%被吸附，屬于較快的吸附階段?？煳椒磻?yīng)可能是由于土壤顆粒表面的吸附點(diǎn)位周圍聚集的大量無機(jī)磷酸根離子與土壤本身的膠體表面吸附點(diǎn)位上的羥基（M-OH）或水合基（M-OH2）配位體交換，反應(yīng)迅速，有利于吸附的快速進(jìn)行。此外，在吸附過程中，振蕩1 h的樣品對(duì)磷的吸附量反而比振蕩0.5 h的吸附量小，可能因?yàn)樵趶?qiáng)烈的振蕩作用下土壤膠體的結(jié)構(gòu)被破壞，導(dǎo)致最初吸附在土壤膠體表面上的HPO42-又重新被釋放到溶液中。而超過1 h后，土壤膠體表面的吸附點(diǎn)位雖然逐漸趨于飽和，但是所吸附的磷酸根離子又向土壤膠體的亞表層、內(nèi)層內(nèi)逐漸滲透，導(dǎo)致1 h后吸附量又成上升趨勢(shì)。endprint

2.2水稻土對(duì)磷的解吸動(dòng)力學(xué)特征

解吸是一個(gè)比吸附更為重要的過程，水稻土對(duì)磷的解吸狀況將直接影響磷在土壤中的有效性和對(duì)所在地區(qū)域內(nèi)水體的危害性[6]。磷解吸過程也可劃分為3個(gè)階段，一是快速解吸階段；二是慢速解吸階段；三是解吸動(dòng)態(tài)平衡階段。

由圖2可知，隨著振蕩時(shí)間的延長，解吸量逐漸增加，振蕩時(shí)間在0～1 h內(nèi)，磷的解吸量較大，尤其是在0.5 h之內(nèi)，大約有80%的磷素通過溶解和解擴(kuò)散2個(gè)過程釋放出來，在2～4 h，解吸的磷量達(dá)到總解吸量的90%以上。隨著振蕩時(shí)間的延長，磷的解吸量增加趨于緩慢，因此可確定2～4 h的振蕩時(shí)間基本上可反映出磷從土壤中解吸的動(dòng)力學(xué)過程。同一地區(qū)不同層的土壤中吸附態(tài)的磷素一般隨深度的增加解吸率有所增加，這種情況有利于磷素在土壤剖面中垂下移。不同地區(qū)各層土壤對(duì)磷的解吸量有較大的差異，這與土壤的理化性質(zhì)有關(guān)。

綜合4個(gè)區(qū)域水稻土的磷解吸過程動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)，可總結(jié)劃分出下遼河平原4個(gè)區(qū)域水稻土解吸的3個(gè)階段：（1）快速解吸的階段。主要集中在0～2 h內(nèi)；（2）慢速解吸階段。即2～6 h或8 h內(nèi)；（3）解吸動(dòng)態(tài)平衡階段。即8 h或12 h以后。快速階段解析速率分別是慢速、動(dòng)態(tài)平衡階段的10～20倍和60～100倍。

2.3水稻土對(duì)外源磷的緩沖能力分析

2.3.1吸附動(dòng)力學(xué)曲線和解吸動(dòng)力學(xué)曲線的擬合用方程y=a+bx擬合解吸動(dòng)力學(xué)曲線與吸附動(dòng)力學(xué)曲線的關(guān)系，相關(guān)分析表明，土壤的解吸量與吸附量均呈極顯著或顯著正相關(guān)（表2中，斜率b為單位吸附量的解吸量，b值越大，表明該土壤對(duì)外源磷的緩沖能力越差），平均解吸率與b的相關(guān)性達(dá)到極顯著水平，按照b均值比較供試的各區(qū)域土壤對(duì)外源磷的緩沖能力由小到大的順序?yàn)椋喝娲?.531 25）<大民屯（1.371 88）<瓦房（0.235 48）<六間房（0.202 08）。在施入的磷肥濃度超標(biāo)、超量的情況下，則會(huì)導(dǎo)致磷素在滲入水流的作用下淋溶至地下水，對(duì)地下水造成污染。土壤對(duì)外源磷的緩沖能力越差，對(duì)地下水污染造成的潛在風(fēng)險(xiǎn)越大。

2.3.2土壤的理化性質(zhì)對(duì)磷解吸的影響從動(dòng)力學(xué)曲線還可看出，不同地區(qū)各層土壤之間吸附-解吸率差異較大，這可能與不同層土壤本身的理化性質(zhì)不同有關(guān)[7-8]。因?yàn)榻馕龃嬖跍蟮默F(xiàn)象，從環(huán)境科學(xué)的角度看，磷素的解析過程比吸附過程更為重要，因?yàn)樗粌H與其對(duì)作物的有效性有關(guān)，而且還與環(huán)境水體污染問題關(guān)系密切。所以有必要研究土壤的理化性質(zhì)對(duì)磷解吸的影響。

特性很明顯直接影響著土壤對(duì)磷解吸的能力，是磷釋放的影響因素之一。試驗(yàn)表明，土壤中細(xì)顆粒尤其是黏粒對(duì)土壤磷解吸具有重要的作用，含黏粒少的水稻土壤在吸附量較低的情況下解吸出較多的磷，而吸附量大的含黏粒多的水稻土壤解吸磷量反而較低。雖然有機(jī)質(zhì)含量對(duì)磷的解吸影響不是很穩(wěn)定，但是從某種程度上也制約著下遼河區(qū)域水稻土對(duì)磷的解吸。一般情況下有機(jī)質(zhì)含量低的土壤，解吸率偏高，有機(jī)質(zhì)含量高的土壤，解吸率偏低。以沙土類型為主的瓦房地區(qū)的平均解吸率要比其他區(qū)域高，說明質(zhì)地較輕的含沙性的水稻土壤在吸附量較低的情況下解吸出較多的磷?？梢?，沙土區(qū)域的磷流失風(fēng)險(xiǎn)高于其他土壤類型的區(qū)域。

綜上所述，在下遼河平原地區(qū)，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)水田的磷肥施用管理，因地制宜施肥，尤其是對(duì)三面船、大民屯等對(duì)地下水污染潛力較大的地區(qū)來講，應(yīng)加大施肥管理力度，以免造成對(duì)土壤環(huán)境及地下水的污染。

3結(jié)論

吸附動(dòng)力學(xué)曲線表明下遼河平原不同區(qū)域的不同深度土層的水稻土對(duì)磷的吸附曲線形狀差異并不大，且土壤對(duì)溶液中磷的吸附具有相似的變化趨勢(shì)，即在吸附初期，吸附量隨時(shí)間增加而增大，動(dòng)力學(xué)曲線較陡，隨著吸附時(shí)間的增加，在前6 h內(nèi)，稻田土壤對(duì)磷的吸附具有較大吸附速度，6 h之后，吸附漸漸變慢，吸附基本達(dá)到平衡。由于不同深度土層的土壤黏粒含量不同，造成不同深度的土壤對(duì)于磷素的吸附量不同，由淺層至深層，土壤對(duì)磷吸附量減小。

不同地區(qū)的水稻土壤解吸過程在前2 h基本完成。吸附的磷在一定程度上被部分解吸出來，隨吸附磷量的增加，解吸磷量亦有增加的趨勢(shì)。通過對(duì)解吸量與吸附量線性回歸分析表明，水稻土包氣帶土層土壤的磷解吸量與吸附量均呈極顯著或顯著正相關(guān)。這為準(zhǔn)確地掌握下遼河平原水稻土對(duì)外源磷的緩沖能力提供了理論依據(jù)。

土壤黏粒與有機(jī)質(zhì)均對(duì)土壤磷的解吸有一定的影響，土壤層黏粒與有機(jī)質(zhì)含量越高，解吸能力越差。有效的防控措施既要注重治理或阻斷化肥污染的源頭，又要重視與之相伴存的環(huán)境載體通過復(fù)雜的化學(xué)、生化及物理過程在土壤界面的吸附與解吸過程中的緩沖、防污能力的研究，才能更易于解決污染問題。

參考文獻(xiàn)：

[1]張新明，李華興，劉遠(yuǎn)金. 廣東省主要母質(zhì)發(fā)育水稻土對(duì)磷的吸附特性[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2000，11（4）：553-556.

[2]晏維金，亢宇，章申，等. 磷在土壤中的解吸動(dòng)力學(xué)[J]. 中國環(huán)境科學(xué)，2000，20（2）：97-101.

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[4]劉敏，侯立軍，許世遠(yuǎn)，等. 長江河口潮灘表層沉積物對(duì)磷酸鹽的吸附特征[J]. 地理學(xué)報(bào)，2002，57（4）：397-406.

[5]Lopez P，Lluch X，Vidal M，et al. Adsorption of phosphorus on sediments of the Balearic Islands（Spain） related to their composition[J]. Estuarine Coastal and Shelf Science，1996，42（2）：185-196.

[6]Djodjic F，Borling K，Bergstrom L. phosphorus leaching in relation to soil type and soil phosphorus content[J]. Journal of Environmental Quality，2004，33（2）：678-684.

[7]杜建軍，張一平，白錦鱗，等. 陜西幾種土壤磷吸附特性及溫度效應(yīng)的研究[J]. 土壤通報(bào)，1993，24（6）：21-24.

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2.2水稻土對(duì)磷的解吸動(dòng)力學(xué)特征

解吸是一個(gè)比吸附更為重要的過程，水稻土對(duì)磷的解吸狀況將直接影響磷在土壤中的有效性和對(duì)所在地區(qū)域內(nèi)水體的危害性[6]。磷解吸過程也可劃分為3個(gè)階段，一是快速解吸階段；二是慢速解吸階段；三是解吸動(dòng)態(tài)平衡階段。

由圖2可知，隨著振蕩時(shí)間的延長，解吸量逐漸增加，振蕩時(shí)間在0～1 h內(nèi)，磷的解吸量較大，尤其是在0.5 h之內(nèi)，大約有80%的磷素通過溶解和解擴(kuò)散2個(gè)過程釋放出來，在2～4 h，解吸的磷量達(dá)到總解吸量的90%以上。隨著振蕩時(shí)間的延長，磷的解吸量增加趨于緩慢，因此可確定2～4 h的振蕩時(shí)間基本上可反映出磷從土壤中解吸的動(dòng)力學(xué)過程。同一地區(qū)不同層的土壤中吸附態(tài)的磷素一般隨深度的增加解吸率有所增加，這種情況有利于磷素在土壤剖面中垂下移。不同地區(qū)各層土壤對(duì)磷的解吸量有較大的差異，這與土壤的理化性質(zhì)有關(guān)。

綜合4個(gè)區(qū)域水稻土的磷解吸過程動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)，可總結(jié)劃分出下遼河平原4個(gè)區(qū)域水稻土解吸的3個(gè)階段：（1）快速解吸的階段。主要集中在0～2 h內(nèi)；（2）慢速解吸階段。即2～6 h或8 h內(nèi)；（3）解吸動(dòng)態(tài)平衡階段。即8 h或12 h以后?？焖匐A段解析速率分別是慢速、動(dòng)態(tài)平衡階段的10～20倍和60～100倍。

2.3水稻土對(duì)外源磷的緩沖能力分析

2.3.1吸附動(dòng)力學(xué)曲線和解吸動(dòng)力學(xué)曲線的擬合用方程y=a+bx擬合解吸動(dòng)力學(xué)曲線與吸附動(dòng)力學(xué)曲線的關(guān)系，相關(guān)分析表明，土壤的解吸量與吸附量均呈極顯著或顯著正相關(guān)（表2中，斜率b為單位吸附量的解吸量，b值越大，表明該土壤對(duì)外源磷的緩沖能力越差），平均解吸率與b的相關(guān)性達(dá)到極顯著水平，按照b均值比較供試的各區(qū)域土壤對(duì)外源磷的緩沖能力由小到大的順序?yàn)椋喝娲?.531 25）<大民屯（1.371 88）<瓦房（0.235 48）<六間房（0.202 08）。在施入的磷肥濃度超標(biāo)、超量的情況下，則會(huì)導(dǎo)致磷素在滲入水流的作用下淋溶至地下水，對(duì)地下水造成污染。土壤對(duì)外源磷的緩沖能力越差，對(duì)地下水污染造成的潛在風(fēng)險(xiǎn)越大。

2.3.2土壤的理化性質(zhì)對(duì)磷解吸的影響從動(dòng)力學(xué)曲線還可看出，不同地區(qū)各層土壤之間吸附-解吸率差異較大，這可能與不同層土壤本身的理化性質(zhì)不同有關(guān)[7-8]。因?yàn)榻馕龃嬖跍蟮默F(xiàn)象，從環(huán)境科學(xué)的角度看，磷素的解析過程比吸附過程更為重要，因?yàn)樗粌H與其對(duì)作物的有效性有關(guān)，而且還與環(huán)境水體污染問題關(guān)系密切。所以有必要研究土壤的理化性質(zhì)對(duì)磷解吸的影響。

特性很明顯直接影響著土壤對(duì)磷解吸的能力，是磷釋放的影響因素之一。試驗(yàn)表明，土壤中細(xì)顆粒尤其是黏粒對(duì)土壤磷解吸具有重要的作用，含黏粒少的水稻土壤在吸附量較低的情況下解吸出較多的磷，而吸附量大的含黏粒多的水稻土壤解吸磷量反而較低。雖然有機(jī)質(zhì)含量對(duì)磷的解吸影響不是很穩(wěn)定，但是從某種程度上也制約著下遼河區(qū)域水稻土對(duì)磷的解吸。一般情況下有機(jī)質(zhì)含量低的土壤，解吸率偏高，有機(jī)質(zhì)含量高的土壤，解吸率偏低。以沙土類型為主的瓦房地區(qū)的平均解吸率要比其他區(qū)域高，說明質(zhì)地較輕的含沙性的水稻土壤在吸附量較低的情況下解吸出較多的磷。可見，沙土區(qū)域的磷流失風(fēng)險(xiǎn)高于其他土壤類型的區(qū)域。

綜上所述，在下遼河平原地區(qū)，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)水田的磷肥施用管理，因地制宜施肥，尤其是對(duì)三面船、大民屯等對(duì)地下水污染潛力較大的地區(qū)來講，應(yīng)加大施肥管理力度，以免造成對(duì)土壤環(huán)境及地下水的污染。

3結(jié)論

吸附動(dòng)力學(xué)曲線表明下遼河平原不同區(qū)域的不同深度土層的水稻土對(duì)磷的吸附曲線形狀差異并不大，且土壤對(duì)溶液中磷的吸附具有相似的變化趨勢(shì)，即在吸附初期，吸附量隨時(shí)間增加而增大，動(dòng)力學(xué)曲線較陡，隨著吸附時(shí)間的增加，在前6 h內(nèi)，稻田土壤對(duì)磷的吸附具有較大吸附速度，6 h之后，吸附漸漸變慢，吸附基本達(dá)到平衡。由于不同深度土層的土壤黏粒含量不同，造成不同深度的土壤對(duì)于磷素的吸附量不同，由淺層至深層，土壤對(duì)磷吸附量減小。

不同地區(qū)的水稻土壤解吸過程在前2 h基本完成。吸附的磷在一定程度上被部分解吸出來，隨吸附磷量的增加，解吸磷量亦有增加的趨勢(shì)。通過對(duì)解吸量與吸附量線性回歸分析表明，水稻土包氣帶土層土壤的磷解吸量與吸附量均呈極顯著或顯著正相關(guān)。這為準(zhǔn)確地掌握下遼河平原水稻土對(duì)外源磷的緩沖能力提供了理論依據(jù)。

土壤黏粒與有機(jī)質(zhì)均對(duì)土壤磷的解吸有一定的影響，土壤層黏粒與有機(jī)質(zhì)含量越高，解吸能力越差。有效的防控措施既要注重治理或阻斷化肥污染的源頭，又要重視與之相伴存的環(huán)境載體通過復(fù)雜的化學(xué)、生化及物理過程在土壤界面的吸附與解吸過程中的緩沖、防污能力的研究，才能更易于解決污染問題。

參考文獻(xiàn)：

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2.2水稻土對(duì)磷的解吸動(dòng)力學(xué)特征

解吸是一個(gè)比吸附更為重要的過程，水稻土對(duì)磷的解吸狀況將直接影響磷在土壤中的有效性和對(duì)所在地區(qū)域內(nèi)水體的危害性[6]。磷解吸過程也可劃分為3個(gè)階段，一是快速解吸階段；二是慢速解吸階段；三是解吸動(dòng)態(tài)平衡階段。

由圖2可知，隨著振蕩時(shí)間的延長，解吸量逐漸增加，振蕩時(shí)間在0～1 h內(nèi)，磷的解吸量較大，尤其是在0.5 h之內(nèi)，大約有80%的磷素通過溶解和解擴(kuò)散2個(gè)過程釋放出來，在2～4 h，解吸的磷量達(dá)到總解吸量的90%以上。隨著振蕩時(shí)間的延長，磷的解吸量增加趨于緩慢，因此可確定2～4 h的振蕩時(shí)間基本上可反映出磷從土壤中解吸的動(dòng)力學(xué)過程。同一地區(qū)不同層的土壤中吸附態(tài)的磷素一般隨深度的增加解吸率有所增加，這種情況有利于磷素在土壤剖面中垂下移。不同地區(qū)各層土壤對(duì)磷的解吸量有較大的差異，這與土壤的理化性質(zhì)有關(guān)。

綜合4個(gè)區(qū)域水稻土的磷解吸過程動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)，可總結(jié)劃分出下遼河平原4個(gè)區(qū)域水稻土解吸的3個(gè)階段：（1）快速解吸的階段。主要集中在0～2 h內(nèi)；（2）慢速解吸階段。即2～6 h或8 h內(nèi)；（3）解吸動(dòng)態(tài)平衡階段。即8 h或12 h以后?？焖匐A段解析速率分別是慢速、動(dòng)態(tài)平衡階段的10～20倍和60～100倍。

2.3水稻土對(duì)外源磷的緩沖能力分析

2.3.1吸附動(dòng)力學(xué)曲線和解吸動(dòng)力學(xué)曲線的擬合用方程y=a+bx擬合解吸動(dòng)力學(xué)曲線與吸附動(dòng)力學(xué)曲線的關(guān)系，相關(guān)分析表明，土壤的解吸量與吸附量均呈極顯著或顯著正相關(guān)（表2中，斜率b為單位吸附量的解吸量，b值越大，表明該土壤對(duì)外源磷的緩沖能力越差），平均解吸率與b的相關(guān)性達(dá)到極顯著水平，按照b均值比較供試的各區(qū)域土壤對(duì)外源磷的緩沖能力由小到大的順序?yàn)椋喝娲?.531 25）<大民屯（1.371 88）<瓦房（0.235 48）<六間房（0.202 08）。在施入的磷肥濃度超標(biāo)、超量的情況下，則會(huì)導(dǎo)致磷素在滲入水流的作用下淋溶至地下水，對(duì)地下水造成污染。土壤對(duì)外源磷的緩沖能力越差，對(duì)地下水污染造成的潛在風(fēng)險(xiǎn)越大。

2.3.2土壤的理化性質(zhì)對(duì)磷解吸的影響從動(dòng)力學(xué)曲線還可看出，不同地區(qū)各層土壤之間吸附-解吸率差異較大，這可能與不同層土壤本身的理化性質(zhì)不同有關(guān)[7-8]。因?yàn)榻馕龃嬖跍蟮默F(xiàn)象，從環(huán)境科學(xué)的角度看，磷素的解析過程比吸附過程更為重要，因?yàn)樗粌H與其對(duì)作物的有效性有關(guān)，而且還與環(huán)境水體污染問題關(guān)系密切。所以有必要研究土壤的理化性質(zhì)對(duì)磷解吸的影響。

特性很明顯直接影響著土壤對(duì)磷解吸的能力，是磷釋放的影響因素之一。試驗(yàn)表明，土壤中細(xì)顆粒尤其是黏粒對(duì)土壤磷解吸具有重要的作用，含黏粒少的水稻土壤在吸附量較低的情況下解吸出較多的磷，而吸附量大的含黏粒多的水稻土壤解吸磷量反而較低。雖然有機(jī)質(zhì)含量對(duì)磷的解吸影響不是很穩(wěn)定，但是從某種程度上也制約著下遼河區(qū)域水稻土對(duì)磷的解吸。一般情況下有機(jī)質(zhì)含量低的土壤，解吸率偏高，有機(jī)質(zhì)含量高的土壤，解吸率偏低。以沙土類型為主的瓦房地區(qū)的平均解吸率要比其他區(qū)域高，說明質(zhì)地較輕的含沙性的水稻土壤在吸附量較低的情況下解吸出較多的磷。可見，沙土區(qū)域的磷流失風(fēng)險(xiǎn)高于其他土壤類型的區(qū)域。

綜上所述，在下遼河平原地區(qū)，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)水田的磷肥施用管理，因地制宜施肥，尤其是對(duì)三面船、大民屯等對(duì)地下水污染潛力較大的地區(qū)來講，應(yīng)加大施肥管理力度，以免造成對(duì)土壤環(huán)境及地下水的污染。

3結(jié)論

吸附動(dòng)力學(xué)曲線表明下遼河平原不同區(qū)域的不同深度土層的水稻土對(duì)磷的吸附曲線形狀差異并不大，且土壤對(duì)溶液中磷的吸附具有相似的變化趨勢(shì)，即在吸附初期，吸附量隨時(shí)間增加而增大，動(dòng)力學(xué)曲線較陡，隨著吸附時(shí)間的增加，在前6 h內(nèi)，稻田土壤對(duì)磷的吸附具有較大吸附速度，6 h之后，吸附漸漸變慢，吸附基本達(dá)到平衡。由于不同深度土層的土壤黏粒含量不同，造成不同深度的土壤對(duì)于磷素的吸附量不同，由淺層至深層，土壤對(duì)磷吸附量減小。

不同地區(qū)的水稻土壤解吸過程在前2 h基本完成。吸附的磷在一定程度上被部分解吸出來，隨吸附磷量的增加，解吸磷量亦有增加的趨勢(shì)。通過對(duì)解吸量與吸附量線性回歸分析表明，水稻土包氣帶土層土壤的磷解吸量與吸附量均呈極顯著或顯著正相關(guān)。這為準(zhǔn)確地掌握下遼河平原水稻土對(duì)外源磷的緩沖能力提供了理論依據(jù)。

土壤黏粒與有機(jī)質(zhì)均對(duì)土壤磷的解吸有一定的影響，土壤層黏粒與有機(jī)質(zhì)含量越高，解吸能力越差。有效的防控措施既要注重治理或阻斷化肥污染的源頭，又要重視與之相伴存的環(huán)境載體通過復(fù)雜的化學(xué)、生化及物理過程在土壤界面的吸附與解吸過程中的緩沖、防污能力的研究，才能更易于解決污染問題。

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