Histosols中的磷吸附：多价阳离子及土壤有机质特性的影响

磷酸盐在土壤有机质中的吸附受多价阳离子影响，形成SOM-阳离子-H?P三元结构增强吸附，但阳离子也会通过凝聚有机胶体和封闭吸附位点抑制吸附。研究发现Ce??形成三元结构效果最佳，Al3?在酸性土壤中效率高于La3?。

　　

摘要

鉴于磷酸盐（H₂P）在土壤中滞留的环境和农学方面的利弊，我们假设土壤有机质（SOM）对磷酸盐的吸附作用会因阳离子桥和由此形成的三元结构（SOM-阳离子-H₂P）而增强。本研究旨在评估不同多价阳离子的添加以及SOM特性对磷酸盐吸附的影响，推测这种影响是通过形成的三元结构实现的。实验使用了6个亚热带土壤样本，分别为2B、2C、3B、3C、4B和4D类型，这些样本取自0–0.05米深度，并用HF处理以富集SOM。处理后的样本pH值被调整至5.0，同时通过Ca²⁺、Al³⁺、La³⁺和Ce⁴⁺饱和其阳离子交换容量（CEC），以诱导阳离子桥的形成。我们利用SOM分析热解数据将SOM特性与磷酸盐吸附结果联系起来。HF处理后，样本的有机碳（TOC）含量显著增加，例如3B样本增加了84%（达到460克/千克），4B样本增加了186%（达到458克/千克）。未添加阳离子的对照样本中，磷酸盐在SOM上的吸附量范围为121至556毫克/千克，这一吸附过程主要归因于SOM(NH₃⁺)-H₂P二元结构的直接形成。多价阳离子对磷酸盐吸附的影响具有双重性：一方面，它们通过形成SOM-阳离子-H₂P三元结构起到促进作用；另一方面，它们会通过絮凝有机胶体并阻塞吸附位点，从而抑制磷酸盐的吸附。四价阳离子Ce⁴⁺在形成SOM-阳离子-H₂P三元结构方面最为有效，甚至能结合不易质子化的酚类物质（如?OH）。在酸性土壤中占主导地位的Al³⁺离子，即使在pH 5.0的强水解条件下，也比La³⁺更有效地形成SOM-阳离子-H₂P三元结构。

研究亮点

• 多价阳离子对磷酸盐的吸附具有拮抗作用。
• 芳香化合物有助于促进SOM-阳离子-H₂P三元结构的形成。
• 阳离子的价态越高，在三元结构中起的作用越显著。
• Al³⁺在形成SOM-阳离子-H₂P三元结构方面比La³⁺更有效。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

数据可用性声明

本研究的数据可在PPGCISOLO网站上公开获取：http://www.pgcisolo.agrarias.ufpr.br/portal/。