磷肥作为化学固定剂用于铅、镉等重金属污染土壤的原位修复效果显著,在一定程度上降低了重金属的植物有效性。但迄今为止,将磷肥用于修复铜污染土壤的研究报道较少,磷-铜在土壤表面的反应机理及磷肥对铜植物有效性的影响机制更是缺少实验证据的支持。本研究以红壤与棕壤为试材,采用等温吸附与土培相结合的试验方法,利用微区X-射线荧光光谱,X-射线光电子能谱扫描与(透射)电镜-能谱分析等先进技术,结合连续提取技术,研究不同种类磷肥和不同pH影响下土壤铜离子吸附特征与形态变化,磷铜交互过程中不同pH下铜污染土壤和植物(根系)中铜的赋存形态与分布等内容,查明不同种类磷肥与铜在土壤表面及植物不同部位形成铜-磷络合物的关系,进而阐明不同性质磷肥影响土壤铜植物有效性的差异与机制。研究结果不仅为认识铜的土壤化学行为提供新的实验证据,而且对中轻度铜污染土壤合理施用磷肥提供科学依据。
Phosphorus Fertilizer;Copper;availability;Soil Surface;Mechanisms
完成不同磷肥对土壤吸附铜及有效性影响的研究。研究表明与不施磷肥相比,磷酸二铵、钙镁磷肥、磷矿粉和羟基磷灰石等磷肥都会增加红壤和棕壤对铜的吸附量。不同种类磷肥提高土壤铜吸附量的次序为羟基磷灰石>>钙镁磷肥>磷矿粉>磷酸二铵;羟基磷灰石的影响最为明显,增加土壤铜吸附的能力最强。磷酸二铵以低磷、中磷用量施用,会增加红壤对铜的吸附能力;而以高磷用量施用会降低土壤对铜的吸附能力。增加非水溶性磷肥(钙镁磷肥、磷矿粉和羟基磷灰石)的施用量,会增加土壤对铜的吸附量,提高土壤的吸附能力。盆栽实验结果表明,在铜污染棕壤上,六种钝化材料能明显降低土壤铜EDTA提取态含量。其中,高铜污染水平棕壤上,施用高量的赤泥、磷矿粉处理降低的效果最为明显,较对照处理降低了 43.59%,38. 62%;低铜污染水平棕壤上,施用高量钙镁磷肥处理降低效果最为明显,较对照处理降低了35.01%。除羟基磷灰石外,施用其它5种钝化材料都能不同程度的降低小油菜对铜的吸收量。其中,低铜污染水平棕壤上,施用高量赤泥、高量磷酸二铵、高量钙镁磷肥处理降低铜含量的效果最为明显,与污染对照相比,小油菜铜含量分别降低47.85%,31.22%,27.51%;高铜污染水平棕壤上,施用高量赤泥、高量钙镁磷肥与硼泥、赤泥联合施用处理降低铜含量的效果最为明显,与污染对照相比,小油菜铜含量分别降低57.34%,51.57%,53.24%。在铜污染红壤上,三种钝化材料降低土壤EDTA提取态铜含量的效果显著。其中,在高铜污染水平红壤上,施用高量赤泥、硼泥处理降低效果最为明显,较污染对照降低了 41.48%、44.44%。在低铜污染水平红壤上,施用高量赤泥处理降低效果最为明显,较对照处理降低了35.83%。施用三种钝化材料均能降低小油菜对铜的吸收量。其中,低铜污染水平红壤上,施用高量赤泥、高量硼泥与硼泥-赤泥联合施用处理降低铜含量的效果最为明显,与污染对照相比,小油菜铜含量分别降低82.64%,72.71%,85.14%;在高铜污染水平红壤上,施用高量赤泥与硼泥、赤泥联合施用处理降低小油菜铜含量的效果最为明显,小油菜铜含量分别为36.37 mg?kg-1,36.32 mg?kg-1。