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《Aggregation-dependent phosphorus adsorption under different land uses of district Kupwara of Kashmir Valley》研究成果于近期发表在1922创刊,目前已致力于土壤科学、农业和环境科学领域研究长达百年,历史悠久、资历深厚的原创研究成果国际期刊Journal of Plant Nutrition and Soil Science上,土壤与地下水修复研究中心韩建均主任为共同通讯作者。研究得到国家R&D重点项目(2020YFC1807400)、污染场地大数据与智能控制关键技术、东莞市社会科技发展重点项目(2019507140204)、东莞理工学院研究团队项目(TDYB2019005)等项目的支持。
目前,随着点源污染的不断扩散,面源污染已成为世界范围内地表水与地下水污染主要来源,具有广泛性、随机性、不确定性和难监测性等特点,其中农业面源污染则是面源污染的主要方面。2010年我国第一次全国污染源普查公报显示、农业源(不含农村生活源)总磷占排放总量67.3%,磷肥料面源污染形势严峻。2015年7月《农业部关于打好农业面源污染防治攻坚战的实施意见》明确要求各级政府部门加强农业面源污染治理,确保到2020年实现“一控,两减、三基本”的目标,其中“两减”即为化肥、农药减量使用。因此,农业面源污染成为当前国内农业、水利及环境科学研究的热点之一。
本文通过研究不同土地利用方式下土壤团聚体对磷吸附过程的影响,描述了土壤物理化学性质和磷吸附过程并考察了不同土地利用方式下土壤团聚体对磷吸附行为的影响,发现土地利用对磷的吸附特性有显著影响。
图 1 土壤样本分布
结果表明,最大磷吸附量在0.5-0.1 mm的最小土壤团聚体上,大于2.0 mm的土壤团聚体(最大的一类)吸附磷的量最少。无论团聚体大小如何,增加土壤中磷的添加量都会降低吸附磷的百分比。在灌溉农业、森林、果园和旱作农业土壤中,不同大小团聚体的最大磷吸附量分别在1869-1924、1872-1900、1718-1739和1800-1890 mgP·kg-1
之间变化,表明不同土地利用方式下磷吸附参数的差异归因于其平均重量直径的差异(图2、图3)。这为农业面源污染中预测不同土地利用方式以及不同物理化学性质土壤对磷的吸附特性影响规律提供理论支撑。
图2(A)不同土地用途下的沙和淤泥(%)(B)不同土地利用下的粘土和平均重量直径
图 3 不同土地利用下的有机碳和pH值
同时,使用Freundlich吸附方程和Langmuir方程,预测了特定土壤的磷肥需求。结果表明,对于所有的土地利用方式,Freundlich模型可更好的用于研究实验过程中的吸附性质和反应过程。因此,Freundlich磷吸附等温线可从理论角度来预测特定土壤对磷肥的需求,并从整体角度来衡量化肥农业面源污染的相对强度。
因此,根据不同土地利用方式以及不同物理化学性质因地制宜使磷肥用,明晰各土壤固磷能力,将有效减缓农业面源污染中化肥低效利用、过量投入等行为,降低因过量和不合理施用化肥导致土壤吸附能力低所带来的养分流失,促进农药化肥减量、推进农业绿色转型、加强农业面源污染治理和环境保护、发挥农业在实现“碳达峰、碳中和”目标的作用,实现农业可持续发展。
论文链接:https://doi.org/10.1002/jpln.202200173
土壤与地下水修复研究中心以构建土壤和地下水修复行业领先的集成技术与产业服务平台为目标,对行业痛点提供典型土壤修复技术包和综合解决方案,构建土壤修复技术集成体系,形成咨询—方案—工程—评估—认证土壤和地下水修复技术支持的全流程服务模式,提供系统、专业的产业服务和管理决策支持。同时,依托清华大学国内顶级专家团队作为技术支撑,共同构建土壤和地下水绿色协同修复、有机和重金属修复集成技术及风险评估关键技术体系。
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