常规施肥对土壤水稳性团聚体镉吸附解吸特性及化学形态的影响研究

作者：秦秦; 段海芹; 宋科; 孙丽娟; 孙雅菲; 周斌; 薛永^*

来源：生态环境学报, 2022, 31(12): 2403-2413.

DOI：10.16258/j.cnki.1674-5906.2022.12.015

• 施肥
• 团聚体
• 镉(Cd)
• 吸附
• 解吸
• 化学形态

土壤团聚体是土壤颗粒的主要存在形式，对重金属在土壤中的富集和生物有效性具有重要影响。施肥方式会影响土壤团聚体的粒径分布和理化特性，但是不同粒径团聚体自身理化特性对重金属富集和赋存化学形态的影响仍缺乏系统研究。选取两种施肥处理(常规施肥和不施肥)的水稳性团聚体颗粒为研究对象，采用平衡等温法研究各粒级团聚体中镉(Cd)的吸附解吸特性和赋存化学形态，探讨施肥-团聚体理化特性-Cd吸附解吸及其赋存化学形态的内在关系。结果表明：相比未施肥处理，常规施肥处理能够显著增加大粒径团聚体(>53μm)占比及其有机质、游离氧化铁(特别是无定形氧化铁)、全氮、有效磷和速效钾含量。与未施肥处理不同，常规施肥处理原土及各粒径团聚体对Cd2+的吸附解吸过程符合Freundlich方程，可达到非均匀多层吸附，其中2 000—250μm粒径团聚体对Cd2+的吸附、固持能力最强，随着粒径的减小，对Cd2+的吸附、固持能力均降低，主要与其游离氧化铁(特别是无定形氧化铁)、有机质、有效磷及全氮含量呈显著正相关。随着溶液中Cd2+初始浓度的增大，各粒径团聚体对Cd2+的吸附、解吸能力均增加。原土及各粒径团聚体固持Cd2+的化学形态以交换态为主，其中2 000—250μm粒径团聚体交换态Cd占比最低，为66.0%。常规施肥处理使各粒径团聚体中交换态Cd和有机结合态Cd含量显著降低，铁锰氧化物结合态Cd和残渣态Cd含量显著增加。由此可以得出，适当施肥处理能够增加团粒胶结物质含量，有利于大团聚结构生成，提高土壤颗粒对Cd2+的固持能力，促使固持的Cd2+向更稳定的形态转化，降低其生物活性和迁移能力。

• 单位
  上海市农业科学院; 上海海洋大学