土壤磷素與環(huán)境

土壤磷素與環(huán)境第一頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二主要內(nèi)容生態(tài)系統(tǒng)磷的循環(huán)圖磷的概述土壤全磷、我國(guó)及世界土壤磷素平衡土壤有效磷土壤磷的分級(jí)及危害農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源P的評(píng)價(jià)第二頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二生態(tài)系統(tǒng)磷循環(huán)第三頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二第四頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二磷的概述磷是植物生長(zhǎng)發(fā)育的必需營(yíng)養(yǎng)元素之一、參與組成植物體內(nèi)許多重要化合物、是植物體生長(zhǎng)代謝過(guò)程不可缺少的。植物所利用的磷素，主要來(lái)源于土壤，土壤中磷的總含量在0.02％-0.2％(P2O50.05％-0.46％)，與其它大量營(yíng)養(yǎng)元素相比較低。據(jù)全國(guó)土壤普查資料估算，我國(guó)有2／3的土壤缺磷。缺磷的主要原因是由于土壤有效磷含量不足，施入土壤的大量磷素在土壤中以無(wú)效態(tài)儲(chǔ)備起來(lái)。磷肥的當(dāng)季利用率一般只有10％一25％，不能滿(mǎn)足一般作物的生理需求。第五頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二土壤全磷含量土壤全磷含量，從世界范圍來(lái)看，大體在2000～5000μg／g范圍內(nèi)，平均為500μg／g。我國(guó)土壤的全磷含量大部分變化在200～1100μg／g之間第六頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二我國(guó)不同土壤的含磷量

第七頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二我國(guó)農(nóng)田不同施磷條件下土壤全磷的變化第八頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二土壤溶液中的磷土壤溶液中的磷主要以HPO42-和H2PO4-兩種離子存在，這兩種離子的比例決定于環(huán)境溶液的pH值第九頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二土壤磷素土壤磷素分為無(wú)機(jī)態(tài)磷和有機(jī)態(tài)磷兩大類(lèi)。一般，土壤中的無(wú)機(jī)磷是土壤磷的主體，可占旱地土壤全磷量的70％以上。在水稻土中有機(jī)磷比重略高．無(wú)機(jī)磷約占55％～70%。無(wú)機(jī)磷(Pi)幾乎全部為正磷酸鹽，根據(jù)其所結(jié)合的主要陽(yáng)離子的不同，可分為：(1)Ca—P，它是石灰性土壤中磷酸鹽的主要形態(tài)；(2)Fe—P、A1—P，在酸性土壤中，這一類(lèi)磷酸鹽占無(wú)機(jī)磷的很大部分；(3)O—P，閉蓄態(tài)磷，是以氧化鐵膠膜包被的磷酸鹽，其溶解度小，在沒(méi)有除去其外層鐵質(zhì)包膜前，很難發(fā)揮其效用。第十頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二有機(jī)磷有機(jī)磷含量與土壤有機(jī)質(zhì)正相關(guān)，平均約占土壤全磷量的10—50％，在有機(jī)質(zhì)含量高的黑土中，有機(jī)磷可達(dá)全磷量的60—70％。而我國(guó)南方侵蝕性紅壤中，有機(jī)質(zhì)含量多低于1％，其有機(jī)磷含量只占全磷量的10％以下。第十一頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二土壤有效磷測(cè)定方法Bray-kurtzl(0.025molL-1HCl+0.03molL-1NH4F)法磷0lsen(0.5molL-1NaHC03，pH8.5)法磷；Mehlich(0.2molL-1CH3C00H+0.25molL-1NH4N03+0.015molL-1NH4F十0.013molL-1HN03+0.001molL-1EDTA)法磷；Morgan(0.72molL-1NaOAc十0.52molL-1CH3C00H，pH4.8)法磷、VerMont1(1.25molL-1NH40Ac，pH4.8)法磷VerMont2(1.25molL-1NH40Ac+0.03molL-1NH4F，pH4.8)法磷；濾紙條法磷；0.1molL-1NaOH提取磷；蒸餾水提取態(tài)磷；0.01molL-1CaCl2提取磷(CaCl2)。第十二頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二我國(guó)一些省市土壤有效磷的變化第十三頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二土壤磷分級(jí)較為合理土壤磷素分級(jí)方法應(yīng)該包括對(duì)無(wú)機(jī)磷、轉(zhuǎn)性和穩(wěn)定性有機(jī)磷的區(qū)分，更有助于全面估計(jì)土壤無(wú)機(jī)態(tài)磷和有機(jī)態(tài)磷有效性程度

Hedley分級(jí)法

Guppy分級(jí)法第十四頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二Hedley分級(jí)法

Hedley等1982年提出的分級(jí)方法，是目前較為合理、較具說(shuō)服力的土壤磷素分級(jí)方法，已被越來(lái)越多的學(xué)者采用和發(fā)展，簡(jiǎn)述如下：

(1)樹(shù)脂交換態(tài)磷(Resin—P)：用陰離子交換樹(shù)脂代換出的磷，這一部分磷是與土壤溶液磷處于平衡狀態(tài)的土壤固相無(wú)機(jī)磷，所以它是充分有效的，在土壤溶液磷被吸收之后，它可迅速進(jìn)行補(bǔ)充，這部分磷構(gòu)成了土壤活性磷的大部分。(2)NaHC03提取態(tài)磷(NaHC03—P)：包括無(wú)機(jī)態(tài)和有機(jī)態(tài)兩部分，無(wú)機(jī)部分主要是吸附在土壤表面的磷，有機(jī)部分主要是易于礦化的可溶性有機(jī)磷。第十五頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二(3)微生物細(xì)胞磷：先用氮仿處理，將土壤中微生物細(xì)胞中的磷溶解出來(lái)，再用NaHC03溶液提取，然后減去NaHC03溶液磷的差值。這部分的磷主要是溶解的微生物細(xì)胞磷，也包括有機(jī)和無(wú)機(jī)兩部分。在某些條件下，它們可以較快的礦化后為作物利用。(4)NaOH溶性磷：用0.1mol/LNaOH提取，它們是以化學(xué)吸附作用吸附于土壤Fe、Al表面的磷。它也包括有機(jī)和無(wú)機(jī)兩部分。(5)土壤團(tuán)聚體內(nèi)磷(超聲P)：土壤先經(jīng)超聲分散，然后用NaOH提取的磷，也包括有機(jī)和無(wú)機(jī)兩部分。主要是存在于土壤團(tuán)聚體內(nèi)表面的磷。(6)磷灰石型磷(HCl-P)：用1mol／L鹽酸提取，在石灰性土壤中主要提取的是磷灰石型磷，但在高度風(fēng)化的土壤(如紅壤)中也能提取部分閉蓄態(tài)磷。(7)殘留磷：在以上各試劑中不能提取的比較穩(wěn)定的磷，·也包括有機(jī)和無(wú)機(jī)兩部分。第十六頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二Hedley分級(jí)示意圖第十七頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二(1)0．5g過(guò)100目的土壤樣品移入50m1離心試管中，加30m1去離子水，加入兩小袋NaCl飽和陰離子交換樹(shù)脂，振蕩16h，移去樹(shù)脂袋，并在30m10.7MNaCl溶液中振蕩1h，用孔雀綠法測(cè)定Pi，ICP法測(cè)定總P(Pt)。所測(cè)定的即為Resin-P。(2)加入1m114MNaCl于上述離心管，100g下離心30min，棄出上清液，向所得的土壤殘?jiān)尤?0m10.5MNaCO3镕液，振蕩過(guò)夜。900g下離心30min，上清液用于Pi和Pt的測(cè)定。取0.3加上清液加2.4m1去離子水并逐滴加入0.1加的濃HCl，用孔雀綠法測(cè)定Pi。ICP法測(cè)定Pt。所測(cè)定的P即為NaCO3-P；(3)土壤殘?jiān)尤?0毫升0.1MNa0H與1m14MNaCl，振蕩16h，900g下離心30min，上清液用于Pi和Pt的測(cè)定。ICP法測(cè)定Pt。取3.0m1上清液于10m1離心管并加0.05m1濃HCl，搖勻，放置lh，900g下離心2min以除去絮凝的有機(jī)質(zhì)。此上清液稀釋10倍，用孔雀綠法測(cè)定Pi，所測(cè)定的P即為NaOH-P；(4)土壤殘?jiān)尤?0ml1.0MHCl，振蕩過(guò)夜。土壤殘?jiān)哭D(zhuǎn)移于75ml消煮管(用去離子水洗)，放置過(guò)夜，取0.3m1上清液并加入2.7m1去離子水，用于測(cè)定HCl-Pi(5)倒去上述消煮管中多余的水，只留下2-3m1，加入0.5MMgS04和5mlH2S04·HCl04(20：1)消化3h，冷卻，稀釋到75ml，放置過(guò)夜。上清液用去離子水稀釋30倍，用孔雀綠法測(cè)定Pi。所測(cè)定的P即為殘?jiān)黀Guppy分級(jí)法第十八頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二土壤分級(jí)存在的問(wèn)題對(duì)土壤有機(jī)磷進(jìn)行形態(tài)分級(jí)，可以弄清土壤中各種形態(tài)有機(jī)磷的含量、動(dòng)態(tài)變化及其與土壤有效磷、微生物磷、磷酸酶活性之間的關(guān)系，了解施用有機(jī)肥或磷肥對(duì)各種形態(tài)有機(jī)磷的影響，從而豐富土壤磷素化學(xué)和磷素肥力學(xué)的內(nèi)容，為提高土壤磷素肥力和合理施用磷肥提供依據(jù)．然而對(duì)土壤有機(jī)磷進(jìn)行形態(tài)分級(jí)，仍然存在一些困難和問(wèn)題：1)浸提劑的選擇．目前所使用的酸堿浸提劑易使土壤中的有機(jī)磷化合物水解．2)樣品處理．樣品的風(fēng)干和研磨對(duì)各種形態(tài)有機(jī)磷的分配有影響．3)判斷有機(jī)磷分級(jí)體系優(yōu)劣標(biāo)準(zhǔn)的確定．第十九頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二磷素的流失第二十頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二第二十一頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二我國(guó)一些研究報(bào)告表明：一些湖泊中來(lái)自農(nóng)田的磷素份額約占14％一68％。最近太湖的一項(xiàng)測(cè)定表明，入湖總磷中，非點(diǎn)源磷占59％。美國(guó)湖泊的磷來(lái)自農(nóng)田的超過(guò)60％，已成為水體污染的首要原因。北歐一些報(bào)告認(rèn)為面源磷的份額高達(dá)40％-50％，英國(guó)、荷蘭都認(rèn)為農(nóng)田磷素是水體磷的主要來(lái)源。多數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家農(nóng)田磷素都處于盈余狀態(tài)其范圍在3-94kgP/hm2。北愛(ài)爾蘭農(nóng)田磷盈余在10kgP/hm2時(shí)，已對(duì)河湖水質(zhì)造成不良影響。而我國(guó)從1980年以來(lái)農(nóng)田磷素盈余已從4.8kgP/hm2上升到1999年的37．7kgP/hm2，20年中增長(zhǎng)7倍，其速度是驚入的，絕對(duì)值已超過(guò)歐洲農(nóng)田的平均水平1倍以上，這為我們敲響了警鐘，必須盡快改變土壤磷素過(guò)度積累和水體污染的現(xiàn)狀。第二十二頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二土壤磷素向水體的傳輸

農(nóng)田磷素主要通過(guò)徑流、滲漏和侵蝕進(jìn)入水體，通常徑流的傳輸是主要的，其次是滲漏，但在某些條件下，侵蝕則是主要的。所應(yīng)用的測(cè)定有效磷方法大多為傳統(tǒng)方法，如Bray法、Olsen法、M1，M3法、樹(shù)脂法、氧化鐵膜法、等。有入還用磷有效指數(shù)(AI)法以及同位素法等等。第二十三頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二土壤Olsen—P法是世界應(yīng)用較成功的方法，在環(huán)境測(cè)定中應(yīng)用較多。英國(guó)的研究認(rèn)為，在Olsen—P＜60mgP/kg時(shí)，土壤滲漏水中磷的濃度很低，但當(dāng)＞60mgP／kg時(shí)，滲漏水磷濃度大大增加，g故認(rèn)為土壤Olsen—P應(yīng)保持低于60mg／kg的水平，以保護(hù)水環(huán)境安全。該臨界值必須考慮到土壤類(lèi)型及性質(zhì)的不同。第二十四頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二評(píng)價(jià)因子P流失強(qiáng)度評(píng)價(jià)（等級(jí)級(jí)別分值）權(quán)重?zé)o（0）低（1）中（2）高（4）極高（8）土壤侵蝕（1.5）無(wú)<12.4tons/ha12.5-24.7tons/ha24.8-37.1tons/ha>37.1tons/ha徑流（0.5）可忽略低或很低中等高很高土壤有效P含量（1.0）無(wú)低中等高很高化肥P施用量（0.75）不施用<33.6kg/ha33.7-100.7kg/ha100.8-167.9kg/ha>167.9kg/ha化肥P施用方法（0.5）不施用施入地表5厘米以下播種時(shí)與土混合使用播種前3個(gè)月以上與土混合或播種前3個(gè)月內(nèi)表施播種前3個(gè)月以上表施有機(jī)P施用量（1.0）不施用<33.6kg/ha33.7-67.2kg/ha67.3-100.7kg/ha>100.7kg/ha有機(jī)P施用方法（1.0）不施用施入地表5厘米以下播種時(shí)與土混合使用播種前3個(gè)月以上與土混合或播種前3個(gè)月內(nèi)表施播種前3個(gè)月以上表施農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源P污染評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及P流失危險(xiǎn)性指數(shù)

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