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毕业论文
英文翻译
原文标题 Phosphorus sorption index in humid tropical soils
译文标题热带湿润土壤的磷素吸持指数
热带湿润土壤的磷素吸持指数
Murilo de Campos Joatilde;o Arthur Antonangelo Luiacute;s Reynaldo Ferracciuacute; Alleoni
University of Satilde;o Paulo, College of Agriculture Luiz de Queiroz, Department of Soil Science, CP 09 – Piracicaba, SP 13418~900, Brazil
摘 要:土壤中磷的动态受有机和无机固相表面、生物活性及环境因素的强烈影响。高度风化土壤的吸附能力强,使植物可利用的磷含量降低。土壤磷的最大吸附量(Maximum adsorption capacity of phosphorus,Smax)广泛地用于评价土壤对磷的吸附能力。磷素吸持指数(phosphorus sorption index,PSI)用于评价土壤对单浓度磷的吸附能力,可有效的估算土壤最大吸附量。本文研究了巴西29种不同化学、物理和矿物特性土壤的Smax和PSI。同时也对长期实验中用PSI估算磷的吸附量做了评价。Smax是在磷浓度分别为:10、25、50、100、200和260 mg L-1时与土壤应24 h后计算得到的。由于土壤对磷的吸附能力不同,在PSI测定过程中,将土壤分为不同的组,每组分别从200、500、1000、1500或3000 mg L-1的磷浓度中选取一个磷浓度,分别在反应1、3、7、21、42和84 d时测定其PSI值。测得Smax值为61.7(普通简育夏旱淋溶土)~5459.5 mg kg-1 (冲积潮湿新成软土),受Clay、铁铝氧化物和有机碳化物(OC)含量的影响。反应结束时(84 d)的PSI值是起始反应的23%~49%,比反应1 d的PSI值平均高4倍。氧化土、淋溶土、潜育土的PSI值最高。而老成土、新成土的PSI值最低。黏土、碳、晶质与非晶质铁铝氧化物含量高的土壤PSI值也高,表明PSI的变化与Smax相似。此外,反应84 d的PSI较高,表明PSI还受反应时间的影响。
关键词: 最大吸磷量;磷吸持指数;热带湿润土壤
1引言
磷的动态受土壤中有机物和矿物质组成、土壤溶液的PH值、离子强度以及如水分和温度等环境因素的控制。
高度风化的土壤对磷的吸附能力强,使植物可利用的磷含量低。如供试土壤中的氧化土,覆盖了巴西大部分地热带和亚热带湿润地区,约占重要农业区的60%。由于强烈的风化作用,这些土壤的Clay部分以铁、铝及锰的1:1硅酸盐矿物、氧化物、氢氧化物和氢氧化物酶为主,它们对磷具有较高的吸附亲和力。Clay对磷的吸附作用开始时是快速的,随后是一段特殊吸附。
通常,为增加作物产量而施入磷浓度高的肥料或含磷的工农业残留。使土壤颗粒中磷的结合位点得以饱和,导致土壤吸附磷的能力下降。在磷吸附潜能较低的土壤中,磷极有可能会释放到土壤溶液中,并通过径流或排水到达水体。
土壤磷饱和度(Degree of phosphorus saturation,DPS)是农田设施下农业土壤非点源磷损失的潜在风险指标,已在许多国家得到应用。DPS是由酸性草酸铵溶液提取的磷、铝和铁的含量计算的,提取液表示已吸附的磷(POX)和活性结合位点(AlOX和FeOX)的含量,DPS是土壤吸附的磷含量与活性结合位点含量的比值,吸磷能力是指磷的吸持指数与已吸附的磷含量之和(PSC = PSI Pox)。
将Langmuir吸附等温线经验模型与室内试验数据进行拟合,得到土壤与不同磷浓度反应后的最大磷吸附量(Smax)。而Smax的传统计算方法耗时长,在常规使用中既费力又昂贵。Bache and Williams发现PSI是一个可替代Smax的简单方法,用于评价土壤对某一磷浓度的吸附能力。PSI具有实用性,在环境研究中常用PSI来计算DPS。由于磷饱和位点的百分比与其吸附能力具有相关性,DPS常用来预测土壤中磷流失的潜在风险。PSI是由加入单一磷浓度并反应18 h计算得到的,由于PSI与Smax显著相关,因此PSI可快速有效估算Smax。
用计算DPS的方法来评估磷的吸附能力,PSI和DPS主要用于欧洲国家和美国,在巴西并没有广泛应用。本研究的目的是获得巴西高度风化的热带土壤的Smax和PSI,并评估长期利用PSI估算土壤磷吸附量的可行性。由于磷蓄积会导致水体的富营养化,假设上述方法可计算出这些土壤的DPS,即可用来评估磷向环境释放的潜力。
2 材料与方法
土壤样本采自巴西圣保罗州几处未施磷的原始森林地。土壤样品类型为:氧化土、老成土、淋溶土、新成土、始成土、有机土、软土(表1)共29种,供试土壤的理化性质见Soares and Alleoni。
化学性质由风干后过2 mm筛(10目)的土样品测得。碳含量由改进后的Walkley -Black法测得。有机碳含量由过100目筛的土壤样品加入0.167 mol L-1重铬酸钾溶液在浓硫酸作用下氧化有机质测定。
黏土含量采用比重计法测定。晶质铁铝氧化物由连二亚硫酸钠-柠檬酸-碳酸氢钠溶液提取后,由原子吸收分光光度计测定其含量。非晶质铁铝氧化物由0.1 mol L-1草酸溶液和0.2 mol L-1草酸铵溶液在pH 为3时提取,其含量由电感耦合等离子体发射光谱法测定。
Table 1 Chemical, physical and minerological properties of the soils.
Soils |
Geographical coordinates g kg 1 |
C |
Clay |
Feox |
Alox |
FeDCB |
AlDCB |
Qualitative mineralogy |
||||
Arenic Hapludox |
22o190 S 47o100 W |
8 |
181 |
0.3 |
0.4 |
19.0 |
3.6 |
Kt, Gt, Hm |
||||
Typic Hapludox~1 |
22o150 S 47o490 W |
14 |
221 |
0.4 |
0.7 |
13.2 |
3.2 |
Kt, Gt, Hm |
||||
Typic Hapludox~2 |
22o190 S 47o100 W |
8 |
202 |
0.5 |
0.6 |
20.8 |
4.7 |
Kt, Gt, Hm |
||||
Rhodic Hapludox~1 |
22o010 S 47o530 W |
10 |
201 |
0.6 |
0.6 |
52.5 |
7.4 |
Kt, Gb, Gt, Hm |
||||
Rhodic Hapludox~2 |
21o050 S 47o080 W |
24 |
530 |
1.2 |
2.0 |
85.4 |
10.9 |
Kt, Gt, Hm |
||||
Rhodic Eutrudox |
22o430 S 47o380 W |
50 |
684 |
2.1 |
2.4 |
183.1 |
8.4 |
Kt, Gb, Hm |
||||
Rhodic Acrudox |
21o100 S 47o480 W |
14 |
716 |
2.7 |
2.0 |
205.5 |
25.4 |
Kt, Gb, Gt, Hm |
||||
Xanthic Hapludox~1 |
22o150 S 47o490 W |
24 |
222 |
1.0 |
0.9 |
18.7 |
7.0 |
Kt |
||||
Xanthic Hapludox~2 |
21o570 S 47o590 W |
14 |
342 |
0.6 |
0.9 |
41.6 |
8.4 |
Kt, Gb, Gt |
||||
Xanthic Acrudox |
20o100 S 48o020 W |
24 |
470 |
1.3 |
2.4 |
111.8 |
15.3 |
Kt, Gb, Gt, Hm |
||||
Arenic Hapludult~1 |
22o320 S 47o540 W |
4 |
60 |
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