《土壤磷素與環(huán)境》ppt課件

1、第三章：土壤中第三章：土壤中C C、NN、S S、P P、F F、SeSe、I I 與土壤環(huán)境質(zhì)量與土壤環(huán)境質(zhì)量 土壤磷素與環(huán)境土壤磷素與環(huán)境主要內(nèi)容主要內(nèi)容生態(tài)系統(tǒng)磷的循環(huán)圖生態(tài)系統(tǒng)磷的循環(huán)圖磷的概述磷的概述土壤全磷、我國及世界土壤磷素平衡土壤全磷、我國及世界土壤磷素平衡土壤有效磷土壤有效磷土壤磷的分級及危害土壤磷的分級及危害農(nóng)業(yè)非點源農(nóng)業(yè)非點源P P的評價的評價生態(tài)系統(tǒng)磷循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)磷循環(huán)磷的概述磷的概述磷是植物生長發(fā)育的必需營養(yǎng)元素之一、參與組成植物體內(nèi)許多重要化合物、是植物體生長代謝過程不可短少的。植物所利用的磷素，主要來源于土壤，土壤中磷的總含量在0.02-0.2(P2O5 0.05

2、-0.46)，與其它大量營養(yǎng)元素相比較低。據(jù)全國土壤普查資料估算，我國有23的土壤缺磷。缺磷的主要緣由是由于土壤有效磷含量缺乏，施入土壤的大量磷素在土壤中以無效態(tài)貯藏起來。磷肥的當季利用率普通只需10一25，不能滿足普通作物的生理需求。土壤全磷含量土壤全磷含量 土壤全磷含量，從世界范圍來看，大體在20005000gg范圍內(nèi)，平均為500gg。我國土壤的全磷含量大部分變化在2001100 gg之間我國不同土壤的含磷量我國不同土壤的含磷量 我國農(nóng)田不同施磷條件下土壤我國農(nóng)田不同施磷條件下土壤全磷的變化全磷的變化土壤溶液中的磷土壤溶液中的磷 土壤溶液中的磷主要以HPO42-和H2PO4-兩種離子存在

3、，這兩種離子的比例決議于環(huán)境溶液的pH值土壤磷素土壤磷素 土壤磷素分為無機態(tài)磷和有機態(tài)磷兩大類。普通，土壤中的無機磷是土壤磷的主體，可占旱地土壤全磷量的70以上。在水稻土中有機磷比重略高無機磷約占5570%。 無機磷(Pi)幾乎全部為正磷酸鹽，根據(jù)其所結(jié)合的主要陽離子的不同，可分為：(1)CaP，它是石灰性土壤中磷酸鹽的主要形狀；(2)FeP、A1P，在酸性土壤中，這一類磷酸鹽占無機磷的很大部分；(3)OP，閉蓄態(tài)磷，是以氧化鐵膠膜包被的磷酸鹽，其溶解度小，在沒有除去其外層鐵質(zhì)包膜前，很難發(fā)揚其成效。有機磷有機磷 有機磷含量與土壤有機質(zhì)正相關(guān)，平均約占土壤全磷量的1050，在有機質(zhì)含量高的黑土

4、中，有機磷可達全磷量的6070。而我國南方侵蝕性紅壤中，有機質(zhì)含量多低于1，其有機磷含量只占全磷量的10以下。土壤有效磷測定方法土壤有效磷測定方法 Bray-kurtzl(0.025mol L-1 HCl+0.03mol L-1 NH4F)Bray-kurtzl(0.025mol L-1 HCl+0.03mol L-1 NH4F)法磷法磷 0lsen(0.5mol L-1 NaHC030lsen(0.5mol L-1 NaHC03，pH8.5)pH8.5)法磷；法磷； Mehlich (0.2mol L-1 CH3C00H+0.25mol L-1 Mehlich (0.2mol L-1 CH3

5、C00H+0.25mol L-1 NH4N03+0.015mol L-1 NH4FNH4N03+0.015mol L-1 NH4F十十0.013mol L-1 HN03+0.001mol 0.013mol L-1 HN03+0.001mol L-1 EDTA)L-1 EDTA)法磷；法磷； Morgan(0.72mol L-1 NaOAcMorgan(0.72mol L-1 NaOAc十十0.52mol L-1 CH3C00H0.52mol L-1 CH3C00H，pH4.8)pH4.8)法磷、法磷、 VerMont1(1.25mol L-1NH40AcVerMont1(1.25mol L-1

6、NH40Ac，pH4.8)pH4.8)法磷法磷 VerMont2(1.25mol L-1NH40Ac + 0.03mol L-1NH4FVerMont2(1.25mol L-1NH40Ac + 0.03mol L-1NH4F，pH4.8)pH4.8)法法磷；磷； 濾紙條法磷；濾紙條法磷； 0.1mol L-1NaOH0.1mol L-1NaOH提取磷；提取磷； 蒸餾水提取態(tài)磷；蒸餾水提取態(tài)磷； 0.01mol L-1CaCl20.01mol L-1CaCl2提取磷提取磷(CaCl2)(CaCl2)。我國一些省市土壤有效磷的變化我國一些省市土壤有效磷的變化土壤磷分級土壤磷分級 較為合理土壤磷素分

7、級方法應(yīng)該包括對無機磷、轉(zhuǎn)性和穩(wěn)定性有機磷的區(qū)分，更有助于全面估計土壤無機態(tài)磷和有機態(tài)磷有效性程度 Hedley分級法 Guppy分級法HedleyHedley分級法分級法 Hedley等1982年提出的分級方法，是目前較為合理、較具壓服力的土壤磷素分級方法，已被越來越多的學(xué)者采用和開展，簡述如下： (1)樹脂交換態(tài)磷(ResinP)：用陰離子交換樹脂代換出的磷，這一部分磷是與土壤溶液磷處于平衡形狀的土壤固相無機磷，所以它是充分有效的，在土壤溶液磷被吸收之后，它可迅速進展補充，這部分磷構(gòu)成了土壤活性磷的大部分。(2)NaHC03提取態(tài)磷(NaHC03P)：包括無機態(tài)和有機態(tài)兩部分，無機部分主要

8、是吸附在土壤外表的磷，有機部分主要是易于礦化的可溶性有機磷。(3)微生物細胞磷：先用氮仿處置，將土壤中微生物細胞中的磷溶解出來，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胞磷，也包括有機和無機兩部分。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/L NaOH提取，它們是以化學(xué)吸附作用吸附于土壤Fe、Al外表的磷。它也包括有機和無機兩部分。 (5)土壤聚會體內(nèi)磷(超聲P)：土壤先經(jīng)超聲分散，然后用NaOH提取的磷，也包括有機和無機兩部分。主要是存在于土壤聚會體內(nèi)外表的磷。 (6)磷灰石型磷(HCl-P)：用1

9、molL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，也包括有機和無機兩部分。Hedley分級表示圖 (1)05g過100目的土壤樣品移入50m1離心試管中，加30m1去離子水，參與兩小袋NaCl飽和陰離子交換樹脂，振蕩16h，移去樹脂袋，并在30m10.7MNaCl溶液中振蕩1h，用孔雀綠法測定Pi，ICP法測定總P(Pt)。所測定的即為Resin-P。 (2)參與1m114M NaCl于上述離心管，100g下離心30min，棄出上清液，向所得的土壤殘渣參與30m10.5M NaCO3镕

10、液，振蕩過夜。900g下離心30min，上清液用于Pi和Pt的測定。取0.3加上清液加2.4m1去離子水并逐滴參與0.1加的濃HCl，用孔雀綠法測定Pi。ICP法測定Pt。所測定的P即為NaCO3-P； (3)土壤殘渣參與30毫升0.1M Na0H與1m14MNaCl，振蕩16h，900g下離心30min，上清液用于Pi和Pt的測定。ICP法測定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以除去絮凝的有機質(zhì)。此上清液稀釋10倍，用孔雀綠法測定Pi，所測定的P即為NaOH-P； (4)土壤殘渣參與30ml1.0 M HCl，振蕩過夜。土

11、壤殘渣全部轉(zhuǎn)移于75 ml消煮管(用去離子水洗)，放置過夜，取0.3m1上清液并參與2.7m1去離子水，用于測定HCl-Pi (5)倒去上述消煮管中多余的水，只留下2-3m1，參與0.5M MgS04和5 ml H2S04HCl04(20：1)消化3h，冷卻，稀釋到75 ml，放置過夜。上清液用去離子水稀釋30倍，用孔雀綠法測定Pi。所測定的P即為殘渣PGuppyGuppy分級法分級法土壤分級存在的問題土壤分級存在的問題 對土壤有機磷進展形狀分級，可以弄清土壤中各種對土壤有機磷進展形狀分級，可以弄清土壤中各種形狀有機磷的含量、動態(tài)變化及其與土壤有效磷、微生形狀有機磷的含量、動態(tài)變化及其與土壤有

12、效磷、微生物磷、磷酸酶活性之間的關(guān)系，了解施用有機肥或磷肥物磷、磷酸酶活性之間的關(guān)系，了解施用有機肥或磷肥對各種形狀有機磷的影響，從而豐富土壤磷素化學(xué)和磷對各種形狀有機磷的影響，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根據(jù)提供根據(jù) 然而對土壤有機磷進展形狀分級，依然存在一些困然而對土壤有機磷進展形狀分級，依然存在一些困難和問題：難和問題：1)1)浸提劑的選擇目前所運用的酸堿浸提劑易使土壤中的浸提劑的選擇目前所運用的酸堿浸提劑易使土壤中的有機磷化合物水解有機磷化合物水解2)2)樣品處置樣品的風(fēng)干和研磨對各種形狀有

13、機磷的分配樣品處置樣品的風(fēng)干和研磨對各種形狀有機磷的分配有影響有影響3)3)判別有機磷分級體系優(yōu)劣規(guī)范確實定判別有機磷分級體系優(yōu)劣規(guī)范確實定磷素的流失磷素的流失 我國一些研討報告闡明：一些湖泊中來自農(nóng)田的磷素我國一些研討報告闡明：一些湖泊中來自農(nóng)田的磷素份額約占份額約占1414一一6868。最近太湖的一項測定闡明，入。最近太湖的一項測定闡明，入湖總磷中，非點源磷占湖總磷中，非點源磷占5959。 美國湖泊的磷來自農(nóng)田的超越美國湖泊的磷來自農(nóng)田的超越6060，已成為水體污染，已成為水體污染的首要緣由。北歐一些報告以為面源磷的份額高達的首要緣由。北歐一些報告以為面源磷的份額高達4040-50-50，

14、英國、荷蘭都以為農(nóng)田磷素是水體磷的主要，英國、荷蘭都以為農(nóng)田磷素是水體磷的主要來源。多數(shù)興隆國家農(nóng)田磷素都處于盈余形狀其范圍來源。多數(shù)興隆國家農(nóng)田磷素都處于盈余形狀其范圍在在3-94kg P/hm 23-94kg P/hm 2。北愛爾蘭農(nóng)田磷盈余在。北愛爾蘭農(nóng)田磷盈余在10 kg 10 kg P/hm2P/hm2時，已對河湖水質(zhì)呵斥不良影響。而我國從時，已對河湖水質(zhì)呵斥不良影響。而我國從19801980年以來農(nóng)田磷素盈余已從年以來農(nóng)田磷素盈余已從4.8kg P/hm 24.8kg P/hm 2上升到上升到19991999年年的的37377kg P/hm 27kg P/hm 2，2020年中增長

15、年中增長7 7倍，其速度是驚入的，倍，其速度是驚入的，絕對值已超越歐洲農(nóng)田的平均程度絕對值已超越歐洲農(nóng)田的平均程度1 1倍以上，這為我們倍以上，這為我們敲響了警鐘，必需盡快改動土壤磷素過度積累和水體敲響了警鐘，必需盡快改動土壤磷素過度積累和水體污染的現(xiàn)狀。污染的現(xiàn)狀。土壤磷素向水體的傳輸土壤磷素向水體的傳輸 農(nóng)田磷素主要經(jīng)過徑流、滲漏和侵蝕進入水體，通常徑流的傳輸是主要的，其次是滲漏，但在某些條件下，侵蝕那么是主要的。所運用的測定有效磷方法大多為傳統(tǒng)方法，如Bray法、Olsen法、M1，M3法、樹脂法、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。 土壤OlsenP法是世界運

16、用較勝利的方法，在環(huán)境測定中運用較多。英國的研討以為，在OlsenP60 mg P/kg時，土壤滲漏水中磷的濃度很低，但當60 mg Pkg時，滲漏水磷濃度大大添加，g故以為土壤OlsenP應(yīng)堅持低于60 mgkg的程度，以維護水環(huán)境平安。該臨界值必需思索到土壤類型及性質(zhì)的不同。評價因子評價因子P流失強度評價等級級別分值流失強度評價等級級別分值權(quán)重權(quán)重?zé)o無0低低1中中2高高4極高極高8土 壤 侵 蝕土 壤 侵 蝕1.5無無37.1tons/ha徑流徑流 0.5可忽略可忽略低或很低低或很低中等中等高高很高很高土壤有效土壤有效P含量含量 1.0無無低低中等中等高高很高很高化肥化肥P施用施用量量 0.75不施用不施用167.9kg/ha化肥化肥P施用施用方法方法0.5不施用不施用施入地表施入地表5厘米以下厘米以下播種時與土播種時與土混合運用混合運用播種前播種前3個個月以上與土月以上與土混合或播種混合或播種前前3個月內(nèi)個月內(nèi)表施表施播種前播種前3個個月以