论文总字数：15346字

目 录

1引言 1

1.1研究背景 1

1.2国内外研究现状 1

1.3本实验研究目的及内容 1

2实验材料与方法 2

2.1实验材料 2

2.1.1实验试剂 2

2.2.1土壤对磷酸氢二铵的吸附动力学实验 2

2.2.2土壤对磷酸氢二铵的吸附/解吸实验 3

2.2.3土壤对隆科复合肥的吸附/解吸实验 4

2.3分析方法 4

2.3.1 pH值的测定 4

2.3.2溶液中磷浓度的测定 4

3实验结果与讨论 7

3.1土壤对磷酸氢二铵的吸附动力学实验 7

3.1.1吸附动力学曲线 7

3.1.2吸附动力学曲线拟合 7

3.1.3动力学吸附实验中溶液pH值的变化 9

3.2土壤对磷酸氢二铵的吸附/解吸实验 9

3.2.1等温吸附曲线 9

3.2.2等温吸附曲线拟合 10

3.2.3等温吸附实验中溶液pH值的变化 11

3.2.4解吸曲线 11

3.2.5解吸实验中溶液pH值的变化 12

3.3土壤对隆科复合肥的吸附/解吸实验 13

3.3.1等温吸附曲线 13

3.3.2等温吸附曲线拟合 13

3.3.3等温吸附实验中溶液pH值的变化 14

3.3.4解吸曲线 15

3.3.5解吸实验中溶液pH值的变化 16

4结论 17

参考文献 18

致谢 19

河南干旱地区土壤对磷的吸附解吸研究

钱伟宇

，China

Abstract: In this article, using soil of arid regions of Henan as adsorbent, in diammonium phosphate phosphorus and Khot compound fertilizer of phosphorus of adsorption and desorption of. The experimental results showed that the pH value of the solution in the adsorption desorption experiment was not very much, and the effect of pH on the process of soil adsorption and desorption of phosphorus could be ignored. Soil of diammonium hydrogen phosphate phosphorus adsorption kinetics more meet the quasi second order kinetic model, soil in Ronco compound fertilizer of phosphorus adsorption kinetics of more in line with the quasi secondary adsorption kinetics model. The adsorption isotherm of diammonium phosphate and Khot compound fertilizer phosphorus soil were more in line with the Freundlich model. In the soil of Khot compound fertilizer of adsorption experiment, with increasing solution concentration, the adsorption capacity of the soil also followed by a linear increase in desorption, the higher soil fertility, soil phosphorus desorption increases. Obviously, we can improve the soil fertility, in order to improve the ability of the soil to provide the basis for reasonable fertilization.

Key words: Soil；Phosphorus；Adsorption；Desorption

1引言

1.1研究背景

土壤是植物生长的基础，土壤能为植物提供各种各样所需的营养元素，土壤的肥力影响到植物生长的好坏，研究表明在一定范围内施肥的多少和植物比如农场品的产量呈正相关。然而生产中却出现严重的盲目施肥现象，造成了肥料的浪费以及土壤和水的污染，所以我们要提倡科学合理地施肥。人们开始把眼光放到土壤的吸附上来，研究土壤的吸附解吸已然成为一个热门领域。

随着农业生产的发展，化肥的施用量不断增加，超过作物实际需求量的营养物质，除一部分消耗于挥发和地表流失外，大部分残留在土壤中或随水入渗进入地下水，引起地下水污染。与地表水的非点源污染相比，地下水的污染更加隐蔽，也更难治理。肥料淋溶造成的地下水污染已成为全球关注的环境问题^[1]。

当植物营养元素以肥料形式施入土壤，由于土壤本身的吸附特性，从而造成肥料中营养元素的有效性降低。土壤对养分的吸附固定能力的大小因土壤的类型和营养元素本身特性有关。因此在进行科学配方施肥过程中必须考虑不同土壤对养分的吸附固定，通过科学施肥实现土壤养分的可持续性利用。如果土壤养分不能持续，土壤生产力也就不能维持^[2]。土壤养分是土壤肥力的核心部分，而且我国各主要土类已有土壤养分的丰缺标准^[3]，它在一定程度上能反映土壤肥力状况。但当前研究施肥后养分离子在土壤中运移进行定量研究较少。

植物的生长发育离不开土壤，土壤中的磷也是其中一个重要的营养元素。但是在实际生活中，我们所施的肥料中的磷并不能全部被植物所吸收，因为很大一部分的磷都被固定在了土壤中。土壤对离子的吸附是指溶液中的溶质（离子或分子）在土壤固相与液相交界面处的富集现象，它也是指土壤固相与液相交界面附近溶液扩散层部分的离子浓度与自由溶液中离子浓度的差值^[4]。从微观角度看，吸附现象应该是胶体表面与扩散层之间的离子浓度的差异，但一般所称的吸附现象多是宏观分析，它是包括整个扩散双电层在内的部分与自由离子浓度的差异^[5]。土壤不止只有吸附，还有吸附之后的解吸，这是也吸附一个完全相反的过程。许多因素影响着土壤的吸附过程，有的促进有的抑制，这些因素也同样会影响土壤的解吸过程。

1.2国内外研究现状

国外对于磷的吸附的研究也有很多，Generose Nziguheba^[6]等人发现高品质的有机磷比无机磷能更有效地固定在土壤中。V.Subramaniam^[7]等人研究表明重施肥土壤磷的解吸差异很大，取决于土壤和土壤质地的初始磷状态，解吸磷和全磷之间的比例是吸附参数显著相关。

国内目前对于磷在土壤中的吸附解吸有大量的研究，但是学者们研究的土壤的类型不尽相同，王彦等人研究表明，四川盆地丘陵区农田土壤对磷的吸附与解吸存在显著差异，应区别对待。水稻土长期淹水，有机质含量较高，Q_m和 MBC 较大，磷的解吸率较低，可以在一定程度上起到吸持和截留磷的作用^[8]。秦玲等人研究草炭土^[9]，赵海洋等人研究湿地土^[10]，冯晨等人研究东北黑土^[11]等，而学者们对于干旱地区的土壤的研究比较少。而且研究着们仅仅对磷的吸附解吸做了等温吸附研究，对动力学方面的研究甚少。

1.3本实验研究目的及内容

本实验研究的是河南干旱地区土壤对磷的吸附解吸特性，并对实验结果进行动力学模型和等温吸附模型模拟，为研究土壤中磷的迁移提供理论基础。

（1）研究土壤吸附磷随时间变化的规律，寻找达到反应平衡大概所需的时间，研究吸附动力学曲线，进行对比。

（2）确定平衡时间后，对磷进行吸附和解吸研究，从而进行吸附和解吸等温曲线的研究，并对实验结果进行等温吸附模型模拟。

2实验材料与方法

2.1实验材料

首先将从河南干旱地区运来的土壤风干，等风干之后开始磨土，用锤子将大颗粒敲碎，然后把土壤放到孔径为3mm的筛子上筛选，取筛下来的土即实验所需的原土。先配钼锑抗储备液，称取10g钼酸铵和0.5g酒石酸锑钾，加入1L水，再加入153mL浓硫酸，过夜溶解，避光保存。称取4.72g磷酸氢二铵，加水溶解，然后用1L的容量瓶定容，得到以N配浓度为1000mg/L的磷酸氢二铵母液。用移液枪取8mL配好的1000mg/L的母液放入1L容量瓶定容，得到8mg/L的磷酸氢二铵母液，再从1000mg/L的磷酸氢二铵母液中取出96mL加入另一个1L容量瓶中定容，得到96mg/L的磷酸氢二铵母液。

2.1.1实验试剂

实验所需化学药品如表2-1所示。

表2-1 实验化学药品

实验所需仪器的型号及生产厂家如表2-2所示。

表2-2 实验仪器

2.2实验方法

2.2.1土壤对磷酸氢二铵的吸附动力学实验

取45个50mL离心管，在每个离心管中用天平称取4g原土加入，将这45个离心管分成3组，第一组3个离心管，在每个中加入40mL水作为空白，第二组21个离心管，在每个中加入40mL8mg/L的磷酸氢二铵母液，第三组21个离心管，每个加入40mL96mg/L的磷酸氢二铵母液。第二组和第三组每组都分为0.5h，1h，2h，4h，7h，10h，12h一共7个时间段，每个时间段3组重复，再取8mg/L和96mg/L的母液各40mL加到新的2个离心管中，分别贴好标签，在温度为15℃，转速为160R/min的条件下振荡，等到各自的时间将其取出。

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