生物质炭添加对湿地土壤磷素化学行为的影响

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湿地土壤对水体磷素截留和固存是湿地净化功能体现重要途径之一,而生物质炭环境效益是当前环境科学研究热点。本研究对象是巢湖十五里河口湿地土壤,将添加不同处理的生物质炭(洗涤与未洗涤、350℃与600℃四种)到湿地土壤中,利用室内土柱模拟培养实验,分析了两个周期(120天、240天)培养后的湿地土壤有效磷含量以及对外源磷等温吸附-解吸特征的变化,并采用Langmuir和Freundlich吸附等温方程进行拟合。根据样地实际水文状况模拟设置三种水分条件处理:淹水条件、干湿交替以及75%田间持水量。对比分析了经过不同水分处理的周期培养后添加生物质炭的湿地土壤有效磷含量以及对外源磷吸附-解吸特征变化。  本研究主要内容包括:⑴经过120天、240天培养后的供试土壤对磷的吸附量随着初始液浓度的增加而增加。添加生物质炭的供试土壤分别经过120天、240天的室内土柱培养,除了经过240天培养后添加350℃生物质炭75%田间持水量和添加600℃生物质炭淹水培养的供试土壤外,将相同制备温度下制备的生物质炭进行比较,经过洗涤的添加到土壤中在不同初试液浓度下对磷的平均吸附率比添加未经洗涤的供试土壤高。⑵添加同种生物质炭的供试土壤经过120天、240天培养后,三种水分处理对磷的吸附量大小顺序为淹水>干湿交替>75%田间持水量。三种水分处理下的供试土壤对磷的解吸率进行比较顺序则变为75%田间持水量>干湿交替>淹水,正好与吸附强度的大小相反。淹水和干湿交替水分处理培养下的供试土壤对磷的吸附能力远大于75%田间持水量条件。在三种水分处理下培养的供试土壤对外源磷的固存能力进行比较,淹水条件下的土壤更利于磷的固定,吸附的磷素不容易再次释放到水体中。⑶培养240天以后与培养120天相比,无论是哪种处理下的供试土壤对磷的吸附量都有明显的下降趋势。除了干湿交替部分处理外,其它供试土壤最大吸附量(Xm)整体上呈现培养240天小于培养120天。⑷均表现为干湿交替>75%田间持水量>淹水。除了350℃WXY和600℃WXY有效磷含量基本持平、略有下降以外,其他处理的供试土壤有效磷含量都随着培养采样时间的延长而增加,即240天培养周期>120天培养周期。⑸添加不同洗涤方式和不同温度生物质炭的供试土壤以及未添加生物质炭的供试土壤在同种水分处理下对磷的吸附和解吸特征以及自身有效磷含量并没有表现出明显的规律性和差异性。
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