长期耕种土地中磷元素在土壤剖面的分布规律开题报告

 2021-08-08 19:51:03

1. 研究目的与意义

本研究以长期耕种土地为研究对象,分析在人类活动影响下,土壤中总磷(TP)、有效磷(AP)的含量和分布特征。对揭示土壤磷素状况、评估磷流失风险和揭示土壤发育过程具有重要意义

2. 国内外研究现状分析

han(2005)等在黑土上所作的研究结果表明施肥可提高土壤耕层全磷含量。施肥有利于改善耕层土壤磷素的有效性,提高有效磷含量,导致土壤有效磷在耕层土壤有一定累积。song(2007)等在黑土上所作的研究结果表明,有机肥与化学肥料配合施用可大大提高土壤有效磷的含量。anderson和wu(2001)研究发现,磷的结合能常数与施入土壤中的磷量呈显著负相关关系,磷的解吸速率系数随粪肥用量的增加显著增大。beck和sanchez(1996)研究了施肥对旱稻-玉米-大豆农田土壤磷的移动,发现磷肥的施用导致耕层以下土壤磷发生明显的移动。sharpley(2004)等总结了农田生态系统中 磷从土壤向水流失的现象并提出了几点保护措施。lourenzi(2014)等研究表明施用畜禽粪便后土壤剖面中速效磷的含量增加并促进了磷的迁移。sharpley(2004)等的研究也发现大量施用有机肥会增加磷的移动性。施用有机肥促进磷向下迁移的原因一方面可能是长期施肥导致土壤中磷含量超过了土壤对磷最大吸附量,水溶性磷和吸附性磷通过土壤孔隙下移,另一方面是有机肥分解产生的大量有机酸对土壤本身的磷有活化作用,降低土壤对磷的吸附强度。duan(2011)采用 mitscherlich 方程,利用长期试验的数据,对土壤有效磷与作物磷利用率的关系进行量化。该方程很好的表述土壤与作物的关系。通过设定模拟产量最大值的 90%,来确定土壤有效磷对应的数值。

一些学者用土壤有效磷来评估土壤磷素流失风险,beck(2004)用mehhchl-p这个指标来评估土壤磷素流失风险。heckrath.g(1995)等人研究了洛桑实验站土壤olsen-p含量从7 - 110 mg/kg田块中渗漏水中磷含量,结果发现当土壤olsen-p含量低于57 mg/kg时,渗漏水中未检测到总磷和可溶性磷,当olsen-p含量大于57 mg/kg时,渗漏水中磷浓度随土壤olsen-p浓度的增加而呈线性增加,可以认为该区土壤中olsen-p临界值为57 mg/kg。jordan c(2000)等研究北爱尔兰的河流集水区发现,当土壤olsen-p 22 mg/l时,olsen-p每增加10 mg/l,tp升高1.0 kg/ha,而当olsen-p 22 mg/l时,每年损失的tp大约为0.63 kg/ha,因此认为表层土壤中olsen-p 22 mg/l是磷流失的临界点。

关于土壤磷元素的研究,国内起步较晚。陈冲、贾重建(2015)等人以珠江三角洲平原由三角洲沉积物、河流沉积物和滨海沉积物发育形成的水耕人为土(水稻土)为研究对象,分析了水田、果园、菜地 3 种利用方式下不同发生层土壤全磷(tp)、有机磷(po)、有效磷(ap)、无机磷(pi)组分的含量和剖面分布特征,结果表明,珠江三角洲平原农田土壤全磷、有机磷、有效磷和各形态无机磷含量随土层深度增加呈减小的趋势,耕层土壤中全磷、有效磷明显富集;菜地和果园耕层土壤中全磷、有效磷、含量均高于水田。薛晓辉,熊劲松(2017)等人在黔西北关门山小流域选取乔木林地、灌木林地、撂荒地、玉米地和果园5种土地利用类型,研究土壤全磷和有效磷的空间分布特征及残留情况,研究结果表明,灌木林地坡面表层土壤全磷含量总体高于乔木林地,有效磷含量无明显分布规律。在坡顶、坡中和坡脚3个位置,乔木林地和灌木林地土壤剖面全磷和有效磷含量总体均随着土层深度的增加而减小,以表层最高,坡中和坡脚处0~ 60 cm土层全磷含量高于坡顶;乔木林地坡中和坡顶处土壤剖面全磷分别在80 ~100 cm和60 ~80 cm土层附近出现累积现象,但坡脚没有。5种利用类型土壤剖面全磷和有效磷含量均以表层最高,随着土层深度增加总体呈降低趋势,果园土壤剖面全磷含量远高于其他土地利用类型;表层土壤有效磷含量以玉米地最高,乔木林地最低。在 0~ 80 cm 土层中,乔木林全磷残留量最低,仅为1783.7kg/hm2,果园全磷残留量最高,达3416.0kg/hm2,显著高于其他土地利用类型;有效磷残留量以灌木林地最低,撂荒地最高,但不同土地利用类型间差异不显著。赵如金、李潜(2008)等人以北固山芦苇和虉草优势植物湿地研究对象,分析了湿地土壤磷在不同植被区土壤的空间分布。发现了表层土壤中的全磷质量分数明显高于下层土壤,虉草区土壤层全磷质量分数高于芦苇区土壤,其0~20cm和20~40cm土壤层全磷质量分数高于空地。谢林花(2004)等研究表明,23年的不同施肥处理,与无肥处理相比,各处理土壤全磷增量剖面分布可为 3 层:耕层(0~ 20 cm)为显著累积层,20 ~60 cm 土层为微增-亏损层,60~100 cm 土层为轻度累积层。速效磷增量剖面分布趋势与全 磷增量分布趋势基本相同。周宝库(2005)等研究表明,长期施用磷肥使黑土全磷增加53.9% ~ 65.7%、速效磷增加6~15倍。白军红(2011)等研究结果表明向海湿地大多数群落下表层土壤全磷含量均高于亚表层土层,根系分布较浅的碱草群落、三棱群落和碱蓬群落下亚表土壤的全磷含量均比较低。芦苇群落、芦苇沼柳群落和香蒲群落下表层土壤全磷含量均高于其它植物群落。碱蓬群落亚表层土壤全磷含量显著低于其它植物群落。段立珍(2007)等以皖北地区菜地土壤为供试土壤,以其相邻粮田为对照,研究了菜地土壤n、p、k 含量变化及其分布特征。结果表明经过长时间种植蔬菜,菜地土壤p素积累特别明显,主要积累于 0~40 cm 土层中,菜地土壤全p积累量为粮田的1 ~5 倍,有效p积累量为粮田的 7~20 倍。

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3. 研究的基本内容与计划

(1)耕作土壤中总磷(tp)的含量;

(2)耕作土壤中有效磷(ap)的含量;

(3)耕作土壤中磷素的分布特征;

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4. 研究创新点

目前的研究主要针对耕作土壤中总磷(TP)、有效磷(AP)的含量和分布特征,尚未弄清不同的土地类型、不同土地利用方式和施肥措施的土壤的磷素测定,本项目具有一定的新意。

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