三种水稻土对磷的吸附解吸特性

最大吸附量 Ｑｍ
（ｍｇ ｋｇ－１）
ｋ
Ｍａｘｉｍｕｍ
Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ
ｓｉｔｅ Ｓｏｉｌ ｌａｙｅｒｓ
ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｃｏｎｓｔａｎｔ
溧水 ０￣１０ ｙ＝０．００１７ｘ＋０．００５ ０．９６７７＊＊ ５８１．０１
０．３４４
１０￣２０ ｙ＝０．００１７ｘ＋０．００４８０．９６６７＊＊ ５２６．２４
８．３
７．５３
４．５
７．４１
４．３
５．２９
１５．３
６．０４
１３．０
６．７３
４．８
６．６２
１．３
６．２８
２．３
５．６９
２７．１
６．０３
２５．４
６．７８
Байду номын сангаас
１５．１
６．８６
２．７
６．６８
２．０
注： 粘粒； ＜ ０．００５ｍｍ。
２．１．１ 磷的等温吸附曲线 图 １、图 ２、图 ３ 分别为潜 育型水稻土（ 青 泥 土） ， 渗 育 型 水 稻 土（ 灰 沙 土） ， 潴 育 型水稻土（ 马肝土） 的磷等温吸附曲线。土壤对磷的吸 持能力与多种因素有关 ， ［２￣３］ 不同土壤类型或土壤的 不 同层次对磷的吸持能力可能会有很大差别。从图 １、图 ２ 及图 ３ 中可以看出， 三种水稻土吸持磷的能力不同，
０．２６１ ０．４０９ ０．３３２ ０．８３９ ０．３７７
六合 ０￣１０ ｙ＝０．００１８ｘ＋０．００５５０．９５７１＊＊ ５４６．６９ １０￣２０ ｙ＝０．００１９ｘ＋０．００４１０．９８１３＊＊ ５０７．９２ ２０￣４０ ｙ＝０．００２ｘ＋０．００６２ ０．９６２７＊＊ ４８１．６４ ４０￣６０ ｙ＝０．００２５ｘ＋０．００６１０．９７８３＊＊ ３３７．７５ ６０￣８０ ｙ＝０．００２２ｘ＋０．００３ ０．９８３８＊＊ ４４６．７５
线在 Ｘ 轴的截距即为土壤的 ＥＰＣ０ 值， 单位： μｇ Ｌ－１。 （ ３） 易解吸磷 ＲＤＰ 当 加 入 溶 液 中 磷 浓 度 为 ０ 时 ， ０．０１ｍｏｌ Ｌ－１ ＫＣｌ 提
取的磷即为土壤易解吸磷， 单位为 ｍｇ ｋｇ－１。 （ ４） 土壤最大缓冲容量 ＭＢＣ 土壤最大缓冲容量 ＭＢＣ 为 Ｌａｎｇｍｕｉｒ 方程中 ｋ 与
图 ３ 潴育型水稻土（ 六合） 磷等温吸附曲线 Ｆｉｇ．３ Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ｓｏｒｐｔｉｏｎ ｉｓｏｔｈｅｒｍｓ ｆｏｒ ｐｅｒｍｅａｂｌｅ ｐａｄｄｙ ｓｏｉｌ ｉｎ Ｌｉｕｈｅ ｓｉｔｅ
３期
谢学俭等： 三种水稻土对磷的吸附解吸特性
５９９
稻土 ＞ 潴育型水稻土 ＞ 渗育型水稻土。研究表明， 不 同土壤层中水分的下渗速度不同， 磷在土壤不同的层 次 中 运 移 速 度 也 不 同［４￣６］。每 种 水 稻 土 各 层 次 对 磷 的 吸 持量也不相同。潜育型水稻土 ４０～６０ｃｍ 土层磷的吸 持量最大， ６０～８０ｃｍ 土层磷的吸持量最小。另外两种 水稻土表层吸磷量大， ６０～８０ｃｍ 土层磷的吸持量 小。 三种水稻土对磷的吸持都明显分为快速吸附和慢速 吸附两个阶段。快速吸附阶段为土壤中的一些不定形 物质（ 如不定形铁、铝） 对磷的化学吸附以及粘粒上盐 基离子对磷的共价吸附所引起， 慢速吸附阶段是土壤 对 磷 的 物 理 化 学 吸 附 和 物 理 吸 附 所 引 起 的［７］。 ２．１．２ 土 壤 的 磷 吸 附 特 性 及 影 响 因 子 供 试 的 三 种 水稻土对磷的吸附特性用 Ｌａｎｇｍｕｉｒ 方程来拟合， 其相 关性均达到显著水平（ Ｒ２＝０．９５４４～０．９８３８） ， 因此， 用该 方程来描述土壤磷素在固相与液相之间的分配特征 并由此计算其他的一些相关参数是完全可行的。表 ２ 即 为三种水稻 土磷的等 温吸 附 Ｌａｎｇｍｕｉｒ 方 程 及 吸 附 常数 Ｋ 与磷的最大吸附量 Ｑｍ。
关 键 词： 水稻土； 磷； 吸附； 解吸
中图分类号： Ｓ１５３
文献标识码： Ａ 文章编号： ０５６４－ ３９４５（ ２００８） ０３－ ０５９７－ ０５
磷素的研究一直是农田土壤养分研究的热点， 其 中， 对磷的吸附与解吸的研究更是倍受关注。对于缺
液， 土壤用无 水乙醇清洗 掉 表 面 的 水 分 ， 加 入 ＫＨ２ＰＯ４ 标准 溶液 ５０ｍｌ， 同时加 ２ 滴甲苯以 抑制 微 生 物 的 活
（ ２） 磷零点吸持平衡浓度 ＥＰＣ０ 低浓度下土壤等温吸附量与浓度的线性拟和曲
１００ 目筛。 １．２ 试验方法
称取 ２．００ｇ 过 ２０ 目筛的土样 ８ 份于 １００ ｍｌ 离心 管中， 分 别加入含 Ｐ０、４、８、１６、２４、３２、４０、６０ｍｇ Ｌ－１ 的 ＫＨ２ＰＯ４ 标 准 溶 液 （ 内 含 ０．０１ｍｏｌ Ｌ－１ ＫＣｌ 作 支 持 电 解 质， ｐＨ＝７） ５０ｍｌ， 土液比为 １： ２５， 同时加 ２ 滴甲苯以抑制 微生物的活动， 在 ２５℃下震荡 ２４ｈ 后， 以 １５０００ｒ ｍｉｎ－１ 速度离心 １０ｍｉｎ， 以 ０．４５μｍ 微孔滤膜过滤， 用钼蓝比 色法测定平衡溶液中磷的浓度， 并根据平衡溶液中磷
果及等温曲线确定的土壤固磷参数有： （ １） 磷吸持指数 ＰＳＩ 加入磷浓度 为 ６０ｍｇ Ｌ－１ 时， 即在土 液 比 为 １： ２５
的条件下， 每克土加 １．５ｍｇ Ｐ 使二者充分混合， 平衡后 的土壤吸磷量 Ｘ （ ｍｇ １００ｇ－１） 与平衡溶液中磷浓度 Ｃ （ μｍｏｌ Ｌ－１） 的对数值之比即为 ＰＳＩ， 即： ＰＳＩ＝Ｘ／ｌｏｇ Ｃ。
表 ２ 供试土壤磷等温吸附的 Ｌａｎｇｍｕｉｒ 方程及一些固磷参数
Ｔａｂｌｅ ２ Ｌａｎｇｍｕｉｒ ｅｑｕａｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ Ｐ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｒｅｅ ｓｏｉｌｓ
采样地点 土层深度 Ｌａｎｇｍｕｉｒ 方程 Ｓａｍｐｌｅ （ ｃｍ） Ｌａｎｇｍｕｉｒ ｅｑｕａｔｉｏｎ Ｒ２
０．３３３ ０．４８０ ０．３３５ ０．４８５ ０．７４６
磷 的 最 大 吸 附 量 Ｑｍ 是 土 壤 磷 库 容 量 的 一 种 标 志， 当磷库达到一定容量时， 土壤才有可能向作物提 供养分， 而吸附常数 ｋ 在一定程度上反映了土壤吸附 磷的能级， ｋ 为正值， 说明吸附反应在常温下是自发进 行的， 而 ｋ 值的大小， 反映该吸附反应的自发程度， ｋ 值越大， 反应的自发程度越强， 生成物较稳定， 因而供
Ｑｍ 的乘积， 即 ＭＢＣ＝ｋ Ｑｍ。
２ 结果与讨论
的浓度变化计算土壤的吸磷量。弃去离心管中的上清 ２．１ 磷的吸附特性
收稿日期： ２００７－ ０２－ ０８； 修订日期： ２００７－ ０３－ ２９ 基金项目： 南京信息工程大学校内基金项目（ ＱＤ３６） 及江苏省高校自然科学研究计划项目（ ２５３５） 资助 作者简介： 谢学俭（ １９７５－ ） ， 女， 辽宁沈阳人， 博士， 讲师， 主要从事土壤环境与土壤养分的研究。Ｅ－ ｍａｉｌ：ｘｕｅｊｉａｎｘｉｅ＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｍ．ｃｎ
摘 要： 实验研究了三种不同水稻土磷等温吸附及解吸的情况， 并对影响等温吸附特性的因素做了相关探讨。结果表 明： 三种水稻土磷吸附曲线与简单的 Ｌａｎｇｍｕｉｒ 等温吸附方程极为吻合， 磷的解吸曲线与 Ｌａｎｇｍｕｉｒ 等温方程也具备较好的吻 合性。供试样品的相关系数均达到显著水平。土壤物理性粘粒含量显著影响土壤最大吸磷量， 但对土壤磷的解吸量没有显 著影响。
碱解氮 （ ｍｇ ｋｇ－１） Ａｌｋａｌｉ ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ Ｎ
１１９．４ ８７．２ ６９．６ ４２．４ ３３．２
１２５．２ １０７．４
４４．４ １８．６ ３２．２ １６５．６ １７０．４ ７８．４ ３２．６ １１．６
第 ３９ 卷
全氮 （ ｇ ｋｇ－１） Ｔｏｔａｌ Ｎ
１．４ １．２ １．０ ０．６ ０．５ １．６ １．４ ０．４ ０．２ ０．４ ２．９ ２．８ １．６ ０．４ ０．４
到磷肥利用率， 同时可能影响水环境质量。本实验采 Ｌａｎｇｍｕｉｒ 方程及 其参数： Ｃ／ｑ＝１／ｋＱｍ＋Ｃ／Ｑｍ， 式中 ， ｑ 为
集了三种代表性水稻土， 分别对磷的吸附与解吸特性 土壤吸磷量 （ 解吸量）（ ｍｇ ｋｇ－１） ， Ｃ 为平衡溶液中磷的
进行了研究， 旨在阐明这几种水稻土的磷素吸附解吸 浓 度（ ｍｇ Ｌ－１） ， ｋ 为 与 吸 附 能（ 解 吸 能） 有 关 的 常 数（ Ｌ
第 ３９ 卷第 ３ 期 ２００８ 年 ６ 月
土壤通报 Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｏｉｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ
Ｖｏｌ ． ３９ ， Ｎｏ． ３ Ｊｕｎ ． ， ２００８
三种水稻土对磷的吸附解吸特性
谢学俭 １， 陈晶中 ２， 汤莉莉 １， 宋玉芝 １
（ １．南京信息工程大学 环境科学与工程学院， 江苏 南京 ２１００４４； ２．南京市土壤肥料站， 江苏 南京 ２１００３６ ）
５９８
土壤通报
表 １ 供试土壤基本性状 Ｔａｂｌｅ１ Ｂａｓｉｃ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｏｉｌｓ ｓｔｕｄｉｅｄ
土壤类型 Ｓｏｉｌ ｔｙｐｅ
采样地点 Ｓａｍｐｌｅ ｓｉｔｅ
土壤层次 （ ｃｍ） Ｓｏｉｌ ｌａｙｅｒｓ
ｐＨ （ Ｈ２Ｏ）
有机质 （ ｇ ｋｇ－１） Ｏｒｇａｎｉｃ ｍａｔｔｅｒ
０．３９６
２０￣４０ ｙ＝０．００１９ｘ＋０．００３２０．９８１＊＊ ５２７．４６
０．５９２
４０￣６０ ｙ＝０．００１７ｘ＋０．００１９０．９７７５＊＊ ５８４．８３
０．９００
６０￣８０ ｙ＝０．００２４ｘ＋０．０１０７０．９７０５＊＊ ４００．９３
０．２３３
高淳 ０￣１０ ｙ＝０．００１９ｘ＋０．００７６０．９５４４＊＊ ５０４．２９ １０￣２０ ｙ＝０．００１９ｘ＋０．００４９０．９６４１＊＊ ４９９．４６ ２０￣４０ ｙ＝０．００２ｘ＋０．００６４ ０．９６０３＊＊ ４７０．００ ４０￣６０ ｙ＝０．００２５ｘ＋０．００３ ０．９７３６＊＊ ３９７．１１ ６０￣８０ ｙ＝０．００２２ｘ＋０．００６ ０．９７１８＊＊ ４４２．５５
比较上图可以看出， 三种水稻土在磷吸持尚未达 到饱和时， 加入相同浓度磷， 磷的吸持量为潜育型水
７００ ６００ ５００ ４００ ３００ ２００ １００
０ ０ ５ １０ １５ ２０ ２５ ３０ ３５ ４０ ４５ ５０
平衡液中磷的浓度（ ｍｇ Ｌ－１） Ｐ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ ｉｎ ｔｈｅ ｅｑｕｉｌｉｂｒａｔｅｄ ｓｏｌｕｔｉｏｎ
磷土壤， 主要解决减少因土壤吸附而造成磷素的有效 动， 在 ２５℃下震荡 ２４ｈ 后， 以 １５０００ｒ ｍｉｎ－１ 速度离心
性降低的风险， 以及由于土壤磷解吸而造成的磷养分 １０ｍｉｎ， 以 ０．４５μｍ 微 孔 滤 膜 过 滤 ， 用 钼 蓝 比 色 法 测 定
流失等； 对于磷素较丰富且施肥量高的地区， 主要解 平衡溶液中磷的浓度， 并根据平衡溶液中磷的浓度变
粘粒 （ ％） Ｃｌａｙ
３７．２ ３６．５ ３６．６ ３８．４ ３５．３ ３９．７ ３８．６ ３６．８ ３４．１ ３５．６ ４１．３ ３８．２ ３６．４ ３４．２ ３５．８
同一种土壤不同层次对磷的吸持能力也不相同。当平 衡溶液中磷浓度较低时， 随着平衡溶液中磷浓度的升 高， 磷的吸附量逐渐加大， 当平衡溶液中磷的浓度达 到一定值后， 土壤吸磷量增加缓慢至吸附平衡。
潜育型水稻土 （ 青泥土）
溧水
渗育型水稻土 （ 灰沙土）
高淳
潴育型水稻土 （ 马肝土）
六合
０～１０ １０～２０ ２０～４０ ４０～６０ ６０～８０ ０～１０ １０～２０ ２０～４０ ４０～６０ ６０～８０ ０～１０ １０～２０ ２０～４０ ４０～６０ ６０～８０
７．４５
１４．１
７．３３
１１．１
７．５２
决避免因磷素的吸附解吸问题造成的磷肥损失， 以及 化计算土壤的解吸量。以平衡溶液中磷的浓度为横坐
可能带来的水环境污染等问题［１］。水稻土在 农田土壤 标， 以土壤磷的吸附量（ 解吸量） 为纵坐 标绘制磷的 等
中占有相当的比重， 其磷的吸附与解吸特性直接影响 温吸附（ 解 吸） 曲 线 。 根 据 实 验 结 果 及 等 温 曲 线 确 定
特性， 为农田土壤磷素管理提供理论依据。
ｍｇ－１） 。Ｑｍ 为土壤磷最大吸附量（ 解吸量） 。根据实验结
１ 材料与方法
１．１ 试验材料 供试的三种水稻土分别为潜育型水稻土 （ 青泥
土） ， 渗 育 型 水 稻 土（ 灰 沙 土） ， 潴 育 型 水 稻 土（ 马 肝 土） ， 分别采自南京市溧水县石湫镇、高淳县阳江镇及 六合区八百桥镇， 采样时间为 ２００５ 年 １ 月， 基本性状 见表 １。土壤样品风干后研磨， 分别完全通过 ２０ 目、