簡單復(fù)墾對(duì)磷礦廢棄地磷釋放的影響模擬實(shí)驗(yàn)*

申琳子 馮慕華 李文朝 王 超

(1.中國科學(xué)院南京地理與湖泊研究所湖泊與環(huán)境國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南京，210008;2.河海大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，南京，210098)

簡單復(fù)墾對(duì)磷礦廢棄地磷釋放的影響模擬實(shí)驗(yàn)*

申琳子1，2馮慕華1＊＊李文朝1王 超2

(1.中國科學(xué)院南京地理與湖泊研究所湖泊與環(huán)境國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南京，210008;2.河海大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，南京，210098)

針對(duì)簡單復(fù)墾方式對(duì)磷礦廢棄地污染物釋放的影響開展研究，通過室內(nèi)培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)，比較磷礦石、廢土石和對(duì)照土壤栽培煙草和玉米后污染物的釋放量和土壤生物理化性質(zhì)的關(guān)系.研究結(jié)果表明，根際土壤可溶性PO3－4、F－和Ca2+均比非根際土壤和空白土壤顯著提高(P＜0.05)，解磷細(xì)菌增加了1—2個(gè)數(shù)量級(jí).礦土Ca2+的釋放不受作物類型的影響，可用于指示礦物相分解程度;PO3－4的釋放主要受土壤Al-P組分控制;礦土F－的釋放量與可溶性Ca2+和PO3－4緊密相關(guān).研究結(jié)果表明經(jīng)過簡單復(fù)墾，廢土石的磷污染物釋放量最大，磷礦石存在較高的潛在分解風(fēng)險(xiǎn).

磷污染，解磷細(xì)菌，磷礦廢棄地.

磷礦資源開發(fā)利用使內(nèi)生環(huán)境的磷污染物進(jìn)入表生環(huán)境，加快了磷的地球化學(xué)循環(huán)過程.撫仙湖流域蘊(yùn)藏著豐富的高品位磷礦資源，大規(guī)模露天磷礦開采對(duì)撫仙湖水體營養(yǎng)水平升高具有直接作用［1］.目前，該地區(qū)磷礦廢棄地修復(fù)工作幾乎為零，當(dāng)?shù)鼐用裨诹椎V廢棄地上直接種植煙草、玉米等農(nóng)作物.這種簡單復(fù)墾方式對(duì)磷礦廢棄地磷污染物釋放的影響尚不得而知.從18世紀(jì)60年代開始，就有嘗試將磷灰石未經(jīng)化學(xué)處理，直接磨成細(xì)粉作為肥料施用［2］.微生物分解作用能使礦物溶解速率增加幾個(gè)數(shù)量級(jí)［3］.鐘傳青等［4］在不同來源的磷礦粉中接種磷細(xì)菌，使磷礦粉中大部分難溶磷轉(zhuǎn)化為有效磷.Hutchen［5］指出在磷灰石中接種細(xì)菌可以明顯促進(jìn)磷灰石的溶解.大量研究表明，大部分解磷微生物出現(xiàn)在植物根際土壤中［6-7］.趙小蓉［6］通過分析玉米根際與非根際解磷細(xì)菌的分布特點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)根際分泌物促進(jìn)磷細(xì)菌生長，增強(qiáng)土壤溶磷能力.植物根際分泌物作用和根際環(huán)境的微生物活動(dòng)能夠促進(jìn)磷灰石的溶解，從而使磷灰石的磷由難溶態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樯锟衫脩B(tài)［8］.以往的研究利用這些特性改善磷礦粉肥效，但對(duì)于礦山修復(fù)而言，植物生長對(duì)磷礦石的溶解作用有可能造成磷礦廢棄地磷污染物淋溶流失.

為了摸清簡單復(fù)墾對(duì)磷礦廢棄地磷污染物釋放的影響，本文采用室內(nèi)培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)，研究經(jīng)濟(jì)作物對(duì)磷礦石和廢土石中磷污染物釋放影響的機(jī)理，為撫仙湖流域磷礦廢棄地生態(tài)修復(fù)提供理論依據(jù).

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)對(duì)象

待試磷礦石、廢土石采自云南省撫仙湖流域帽天山磷礦區(qū).其中磷礦石采自尚未開采完的磷礦區(qū)，分別采集表層磷礦石和里層磷礦石.貧礦為磷礦廢棄地堆積的低品位礦石.廢土石樣品以磷礦層頂板和夾層剝離處的無粘性灰色粗粒土為主.對(duì)照土采自南京紫金山.樣品風(fēng)干后，經(jīng)過粗碎、細(xì)碎、粗對(duì)滾、細(xì)對(duì)滾等步驟，制成粒徑1 mm粗粉，再進(jìn)行分樣和細(xì)磨，通過100目尼龍篩，用于種植玉米和煙草.

1.2 盆栽實(shí)驗(yàn)

礦石粉、廢土石粉和對(duì)照土壤中添加N、K肥，使其含量均為0.4 g·kg－1，用于種植玉米(農(nóng)單5號(hào))和煙草(催芽MS云煙87).煙草采用漂浮育苗，玉米采用直播方式.每天用去離子水補(bǔ)充水分損失，培養(yǎng)4個(gè)月后收割.根際土壤采用抖根法獲取.非根際土壤為同樣培養(yǎng)條件下，沒有種植植物的土壤.空白為未進(jìn)行處理的樣品.濕土壤樣品置于4℃冷藏保存待測.每種處理均做平行.

1.3 磷細(xì)菌測定及其培養(yǎng)基

按常規(guī)10 倍稀釋法稀釋樣品，分別取10－4、10－5、10－6三個(gè)稀釋度的樣品 0.1 ml，采用平板劃線分離法，分別涂于無機(jī)磷和有機(jī)磷固定培養(yǎng)基平板上，有機(jī)磷培養(yǎng)基在28℃培養(yǎng)2 d，無機(jī)磷細(xì)菌培養(yǎng)7 d，具有透明溶磷圈的菌落視為具有解磷活性的菌落［9］，分別計(jì)磷細(xì)菌與細(xì)菌總數(shù).每個(gè)稀釋度均作4組平行.

無機(jī)磷細(xì)菌固體培養(yǎng)基:葡萄糖10 g、酵母粉0.5 g、CaCl20.1 g、MgSO4·7H2O 0.25 g、瓊脂18 g、蒸餾水1000 ml，滅菌，臨用前每50 ml中加入10 mL 10%CaCl2和1 mL 10%的K2HPO4混合液，調(diào)節(jié)pH 7.0.

有機(jī)磷細(xì)菌固體培養(yǎng)基:蛋白胨 10 g，牛肉膏 3 g，NaC1 5 g，瓊脂 18 g，蒸餾水 1000 ml，pH 7.2，滅菌，臨用前每50 ml中加入新鮮蛋黃液3 ml(蛋黃與無菌生理鹽水等比例混合).

1.4 樣品分析

礦石和土壤性質(zhì)測定:按照土壤無機(jī)形態(tài)測定方法［9］，取100目篩的干燥磷礦石粉、廢土石粉和對(duì)照土壤樣品各0.500 g，對(duì)鋁磷(Al-P)、鐵磷(Fe-P)、閉蓄態(tài)磷酸鹽(O-P)和鈣磷(Ca-P)進(jìn)行連續(xù)分級(jí)提取.每次提取結(jié)束，5000 r·min－1離心10 min，吸取上清液10.0 ml，用鉬銻抗分光光度法測定上清液中的磷含量.采用土壤全磷測定法(HClO4-H2SO4法)測定總磷含量(TP)［10］.有效磷(Olsen-P)采用碳酸氫鈉法［10］，全氟(TF)采用堿熔-TISAB 標(biāo)準(zhǔn)加入法［11］，有機(jī)質(zhì)(OM)采用重鉻酸鉀容量法［12］，采用水土比1∶1的泥漿測量土壤pH值.每組實(shí)驗(yàn)均做2個(gè)平行.土壤性質(zhì)見表1.

表1 磷礦石和對(duì)照土化學(xué)性質(zhì)和磷組分分布Table 1 Selected chemical properties and phosphorus fractions of air-dried soils

根際、非根際和空白土壤樣品可溶性組分測定:水土比5∶1，充分混合，振蕩2 h，抽濾上清液測定和 F－含量.其中 Ca2+采用 EDTA 滴定法［12］，F(xiàn)－采用離子選擇電極法［12］采用鉬銻抗分光光度法［10］測定.

根際和非根際土壤樣品中解磷細(xì)菌解磷能力測定，按文獻(xiàn)［9］進(jìn)行:將稀釋度為10－1的土壤懸浮液1 ml接種到30 ml滅菌的有效磷培養(yǎng)基中，于30℃恒溫箱中培養(yǎng)21 d.取出過濾，濾液中加入15mL 0.1 mol·l－1HCl，振蕩15 min后加入無磷活性炭1 g，充分搖勻，減壓過濾至濾液清亮.用鉬銻抗比色法［10］測定濾液中磷含量，分別表征無機(jī)解磷菌的解磷能力(Pinorg)和有機(jī)解磷菌的解磷能力(Porg).

有效磷培養(yǎng)基:10 g葡萄糖、0.5 g(NH4)2SO4、0.3 g MgSO4·7H2O、5.0 g CaCO3、0.3 g NaCl、0.3 g KCl、0.03 g FeSO4·7H2O、0.03 g MnSO4·4H2O、蒸餾水1000 ml.每30 ml培養(yǎng)基中，有機(jī)磷培養(yǎng)基中加入卵磷脂酒精溶液1 ml，無機(jī)磷培養(yǎng)基中加入磷灰石50 mg，于110℃滅菌30 min.

1.5 數(shù)據(jù)處理

統(tǒng)計(jì)分析使用的軟件為SPSS 11.5 for Windows(SPSS Inc.，USA).逐步多元回歸分析用于建立培養(yǎng)煙草和玉米的根際土壤可溶性F－、P－和Ca2+含量與土壤生物理化因子之間的關(guān)系.多元回歸模型總體檢驗(yàn)用F檢驗(yàn)和確定系數(shù)r.

2 結(jié)果與討論

2.1 土壤性質(zhì)

實(shí)驗(yàn)所用磷礦石、廢土石和對(duì)照土壤均為偏酸性.磷的形態(tài)分布相似，均以基性鈣磷(Ca-P)為主，閉蓄態(tài)磷酸鹽(O-P)為痕量水平.不同土壤各形態(tài)無機(jī)磷分布趨勢為廢土石和對(duì)照土Al-P和Fe-P含量較其它三種礦石高，而Ca-P含量相對(duì)較低，這是由于廢土石和對(duì)照土均為基巖風(fēng)化土壤，未受到耕作影響.其它三種礦石Ca-P占90%以上，說明礦石成分主要是磷灰石.磷礦石中P、F幾乎全部來自磷灰石［13］，因此礦物相中P和F比重能夠反映礦物組成結(jié)構(gòu).三種礦石土壤性質(zhì)接近.里層礦石P∶F為3.01，比例與 Ca10(PO4)6F2一致［14］，而表層礦石和貧礦的 P∶F分別為2.63和1.83，三種礦石結(jié)構(gòu)組成存在差異.礦石和廢土石有效磷含量較高，可以滿足作物對(duì)磷的需求［15］，而對(duì)照土有效磷含量相對(duì)較低.

2.2 植物對(duì)礦石化學(xué)組分形態(tài)變化的影響

分別對(duì)栽培煙草和玉米根際土、非根際土和空白的可溶性F－、P－、Ca2+含量進(jìn)行分析，分析結(jié)果如圖1所示.與對(duì)照土壤相比，磷礦山采集的里層礦石、表層礦石、貧礦和廢土石可溶性F－含量分別高于對(duì)照4.5倍、4.5倍、0.2倍和8倍，可溶性P－含量高12.5倍、7.6倍、7.8倍和2.5倍.可溶性化學(xué)組分濃度增加表明在外界作用下礦物發(fā)生分解，從而使化學(xué)成分由穩(wěn)定的礦物相轉(zhuǎn)化為易解離的活動(dòng)相，易受降雨等淋溶作用釋放進(jìn)入地表環(huán)境.

圖1種植煙草和玉米前后土壤中可溶性P－、F－、Ca2+、pH變化比較Fig.1 Dissolved P－，F(xiàn)－，Ca2+and pH in bulk soils and soils planted with tobacco and maize

比較空白土壤可溶性Ca2+濃度，廢土石＞貧礦＞對(duì)照土＞表層礦＞里層礦，說明廢土石結(jié)構(gòu)最不穩(wěn)定，而里層磷礦石礦物相結(jié)構(gòu)最為穩(wěn)定.除貧礦外，玉米根際土壤可溶性Ca2+濃度均高于煙草.這種變化趨勢也體現(xiàn)在與空白相比，根際土壤可溶性F－和P－的變化量上，種植煙草和玉米的廢土石中可溶性F－和P－濃度平均分別增加了1.4倍和1.9倍，貧礦分別增加了1.3倍和0.55倍，對(duì)照土增加了0.34倍和1.7倍，表層礦增加了0.34倍和0.49倍，里層礦僅F－增加了0.06倍.與對(duì)照土壤相比，進(jìn)行簡單復(fù)墾對(duì)廢土石和貧礦的影響最大，尤其是廢土石的分解最為顯著;而表層磷礦由于暴露在地表，經(jīng)受物理化學(xué)風(fēng)化作用，表面結(jié)構(gòu)相對(duì)較為松散，因此相對(duì)里層磷礦來說易被微生物和根際分泌物所分解.

2.3 植物體內(nèi)磷分布

分析煙草和玉米體內(nèi)磷的分布情況可知，和對(duì)照相比，三種磷礦石粉種植的煙草體內(nèi)磷含量升高了1.1倍—1.9倍，廢土石種植的煙草磷含量與對(duì)照土差別不大;而磷礦廢棄地采集的4種樣品用于種植玉米，磷含量比對(duì)照土壤提高3.2—5.9倍(表2).煙草和玉米體內(nèi)磷含量變化趨勢和樣品TP含量成正相關(guān)(R=0.99和0.81)，說明植物能夠分解并且吸收礦石的磷組分.不同植物蓄積磷的部位不同，煙草體內(nèi)的磷主要蓄積在葉片和根部，而玉米體內(nèi)的磷主要蓄積在根部.并且不同植物對(duì)磷的吸收能力不同，玉米體內(nèi)磷含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于煙草，說明玉米對(duì)礦石具有較強(qiáng)的分解吸收能力，能使更多的礦物相磷轉(zhuǎn)化為植物可利用磷，這與兩種農(nóng)作物根際土壤可溶性Ca2+濃度的分布趨勢一致.根際微環(huán)境中除了植物根系及其根際分泌物直接與礦石微界面發(fā)生作用，微生物也起著至關(guān)重要的作用.

表2 不同礦石和土壤種植的植物體內(nèi)磷分布(mg·g－1)Table 2 Distribution of phosphorus in maize and tobacco planted in different soils

2.4 根際非根際土壤解磷細(xì)菌的分布

在植物生長過程中，根際不僅從環(huán)境中攝取養(yǎng)分和水分，同時(shí)也向生長介質(zhì)中分泌質(zhì)子，釋放無機(jī)離子，溢泌或分泌大量有機(jī)物.這些植物根系分泌物也為根際微生物提供了營養(yǎng)和能源物質(zhì)，從而使根際微生物的數(shù)量和活性高于非根際土壤中的微生物.對(duì)種植煙草和玉米的根際和非根際土壤中解磷細(xì)菌數(shù)量分布進(jìn)行分析，結(jié)果見表3.種植煙草和玉米的根際土壤中都存在大量能夠分解卵磷脂和溶解磷酸鈣的細(xì)菌，解磷菌數(shù)量達(dá)到105—106cfu·g－1，而且兩種細(xì)菌數(shù)量相差不大.而非根際土壤有機(jī)磷細(xì)菌數(shù)量僅為103cfu·g－1，無機(jī)磷細(xì)菌數(shù)量為104cfu·g－1.根際土壤中有機(jī)磷細(xì)菌數(shù)量比非根際土壤增加2個(gè)數(shù)量級(jí)，無機(jī)磷細(xì)菌數(shù)量增加1個(gè)數(shù)量級(jí)，可見根際分泌物更有利于有機(jī)磷細(xì)菌的繁殖生長.根際土壤解磷細(xì)菌數(shù)量增多與根際土壤可溶性和Ca2+濃度增加呈相同趨勢，說明土壤解磷細(xì)菌對(duì)礦物相的分解具有關(guān)鍵作用.大量研究表明解磷細(xì)菌對(duì)磷礦具有很強(qiáng)的溶解能力［4，17］，不僅微生物對(duì)磷礦具有直接分解破壞作用，微生物代謝產(chǎn)物與礦石表面的反應(yīng)更為重要［5］.

不同植物根際微生物數(shù)量不同，由表3可知，煙草根際土壤解磷細(xì)菌數(shù)量普遍高于玉米根際土壤，有機(jī)磷細(xì)菌數(shù)量高0.1—3.2倍，無機(jī)磷細(xì)菌數(shù)量高0.2—15.5倍.但煙草和玉米根際土壤可溶性F－、和Ca2+濃度差別并沒有呈現(xiàn)同樣的趨勢(圖1).說明根際微生物數(shù)量的增加雖然有利于礦物相的分解，但微生物種類、根際分泌物類別等決定了礦物相的微界面過程［4］.

表3 種植煙草和玉米前后5種土壤解磷細(xì)菌數(shù)量分布變化(×105cfu·g－1干土)Table 3 Amount of phosphorus-solubilizing bacteria in rhizosphere soils of tobacco and maize and nonrhizosphere soils(×105cfu·g－1air-dried soil)

以往的研究也表明，不同植物根際細(xì)菌不僅數(shù)量不同，種類上也存在區(qū)別.趙小蓉等［5］研究發(fā)現(xiàn)，玉米根際有7個(gè)解磷細(xì)菌菌屬，主要為假單胞菌屬和黃桿菌屬，而小麥根際為5個(gè)解磷細(xì)菌菌屬，主要是假單胞菌屬;于翠等［18］在大青葉根際土壤中分離到6個(gè)解磷菌屬，以芽孢桿菌屬和假單胞菌屬為主.不同種微生物及其代謝產(chǎn)物對(duì)礦物的作用機(jī)理有待進(jìn)一步研究.

2.5 根際與非根際土壤微生物解磷能力比較

對(duì)種植煙草和玉米的根際和非根際土壤微生物對(duì)有機(jī)磷和無機(jī)磷的分解能力進(jìn)行分析，采用微生物作用后系統(tǒng)有效磷含量進(jìn)行衡量，結(jié)果如圖2所示.與非根際土壤相比，種植煙草的里層礦、表層礦和貧礦三種根際土壤的微生物對(duì)無機(jī)磷的分解能力提高了6.5—17.2倍，對(duì)有機(jī)磷的分解能力提高了1.0—4.0倍，而廢土石和對(duì)照土壤種植植物前后土壤微生物的解磷能力變化不明顯.種植玉米的根際土壤微生物對(duì)有機(jī)磷的分解能力比非根際土壤提高了1.0—9.5倍(無機(jī)磷的數(shù)據(jù)缺失).比較圖2和表3的數(shù)據(jù)，種植煙草和玉米根際微生物對(duì)有機(jī)磷的分解能力與細(xì)菌數(shù)量不存在相關(guān)關(guān)系，驗(yàn)證了玉米和煙草根際土壤存在不同種類的微生物，從而對(duì)礦物相的分解能力有所差別.由于磷礦石具有高濃度的磷，微生物長期作用將使穩(wěn)定的礦物相磷轉(zhuǎn)化為可溶態(tài)，從而使礦石具有更高的分解風(fēng)險(xiǎn)和污染物潛在釋放能力.

圖2 種植煙草和玉米根際和非根際土壤微生物對(duì)無機(jī)磷(a)和有機(jī)磷(b)分解能力的比較Fig.2 Changes of bacteria solubilizing ability for inorganic phosphorus(a)and organic phorphorus(b)in different soils

2.6 土壤可溶性 Ca2+、P－和F－與土壤生物理化因子之間的關(guān)系

植物對(duì)礦物的分解是一個(gè)復(fù)雜的根際作用過程，不僅與植物自身生理機(jī)能有關(guān)，還取決于土壤本身性質(zhì)［19］，如土壤pH、OM、礦物相結(jié)構(gòu)、污染物總量，同時(shí)也受根際微生物作用的影響，這一過程最終體現(xiàn)為根際土壤可溶性元素濃度的變化.采用多元逐步回歸分析方法建立根際土壤可溶性元素與土壤生物理化因子的關(guān)系，結(jié)果如表4所示.玉米和煙草根際土壤Ca2+的釋放量不受作物類型影響，均由土壤有機(jī)質(zhì)含量和無機(jī)磷菌數(shù)量決定，證實(shí)了土壤Ca2+作為礦物相分解程度指示元素的可行性.而土壤P－的釋放主要受土壤Al-P含量控制.不同植物系統(tǒng)的影響因子不同，玉米根際土壤P－的溶出量由Al-P，F(xiàn)e-P和TF決定，而煙草根際土壤P－的釋放與Al-P，有機(jī)磷細(xì)菌和有機(jī)磷菌解磷能力有關(guān).McDowell和Sharpley［20］的研究表明大部分土壤Al-P成分是控制P溶解性的主要因子.這也解釋了Al-P和Fe-P比重較大的廢土石和對(duì)照土，種植煙草和玉米后的根際土壤中P－濃度升高程度最大，分別為1.9倍和1.7倍(圖1).玉米根際土壤F－受Olsen-P，F(xiàn)e-P和Al-P的影響，而煙草根際土壤F－主要受土壤OM，有機(jī)磷菌解磷能力和無機(jī)磷菌數(shù)量影響.土壤F－的釋放量受到影響Ca2+和P－的理化因子的綜合作用，這是由于磷礦石中Ca、F、P三者之間存在計(jì)量關(guān)系［13］，F(xiàn)－的釋放與Ca2+和P－密切相關(guān).土壤生物理化因子決定了土壤可溶性Ca2+、P－和F－的含量，對(duì)土壤生物理化因子的分析，有助于預(yù)測礦物相的分解程度，得到Ca2+、P－和F－的潛在釋放量.

簡單復(fù)墾方式將增加磷礦廢棄地磷污染物淋溶量，從而使更多的礦物相磷轉(zhuǎn)化為可溶態(tài)磷而進(jìn)入水環(huán)境中，加快了磷的地球化學(xué)循環(huán)過程.因此有必要摸索一套與污染治理相結(jié)合的生態(tài)修復(fù)技術(shù)，從源頭有效控制污染產(chǎn)生，減少入湖污染末端治理的壓力和費(fèi)用.

表4 根際土壤可溶性Ca2+、P－和F－與土壤生物理化因子的多元回歸方程Table 4Multiple parameter regression equations for Ca2+，P－and F－as a function of soils properties

表4 根際土壤可溶性Ca2+、P－和F－與土壤生物理化因子的多元回歸方程Table 4Multiple parameter regression equations for Ca2+，P－and F－as a function of soils properties

Ca2+=230.58+214.64 OM －37.26 無機(jī)磷菌0.999玉米PO3－4 =0.045+1.98 Al-P+1.05 Fe-P －0.07 TF 1.000 F－ = －1.36+0.29 Olsen-P －9.88 Fe-P －2.60 Al-P 1.000 Ca2+= －47.13+171.93 OM+3.30 無機(jī)磷菌0.998煙草PO3－4 =0.878+2.05 Al-P －0.062 有機(jī)磷菌 +0.017 有機(jī)磷菌解磷量 1.000 F－ =3.32+4.10 OM+1.16 有機(jī)磷菌解磷量 － 0.72 無機(jī)磷菌0.998

3 結(jié)論

(1)采用磷礦石、廢土石和對(duì)照土栽培煙草和玉米，獲得的根際土壤中可溶性F－、P－和Ca2+含量均比非根際和空白土壤顯著升高.經(jīng)過簡單復(fù)墾，磷礦廢棄地磷污染物更易被淋溶釋放出來，這種方式對(duì)廢土石的影響最大，可使磷污染物釋放量增加2倍.磷礦廢棄地主要是廢土石，對(duì)其進(jìn)行簡單復(fù)墾將使污染加重，必須采取有效控制污染的生態(tài)修復(fù)方式.

(2)種植煙草和玉米的根際土壤中無機(jī)磷細(xì)菌和有機(jī)磷細(xì)菌數(shù)量分別比非根際土壤提高1和2個(gè)數(shù)量級(jí).微生物作用對(duì)礦石磷的釋放量增加起主要作用.3種磷礦石中解磷菌對(duì)無機(jī)磷和有機(jī)磷的分解能力均大于廢土石和對(duì)照土壤.由于磷礦石具有較高的磷含量，微生物長期作用將會(huì)使穩(wěn)定的礦物相磷轉(zhuǎn)化為可溶態(tài)磷，增加其分解風(fēng)險(xiǎn)和污染物的釋放量.

(3)土壤Ca、P和F的釋放量受土壤生物理化因子決定.鈣的釋放不受作物類型的影響，可作為礦石分解程度的指示元素.土壤PO34－的釋放主要受土壤Al-P含量的控制.通過對(duì)土壤生物理化因子分析，得到磷污染物的潛在釋放水平，并針對(duì)磷的礦物相組分分布特征，制定廢棄地生態(tài)修復(fù)方案.

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THE EFFECT OF SIMPLE RECLAMATION ACTIVITY ON PHOSPHORUS RELEASE FROM PHOSPHORITE MINED LAND

SHEN Linzi1，2FENG Muhua1LI Wenchao1WANG Chao2
(1.State Key Laboratory of Lake and Environment，Nanjing Institute of Geography ＆ Limnology，Chinese Academy of Sciences，Nanjing，210008，China;2.College of Environment Science and Engineering，HoHai University，Nanjing，210098，China)

The study used laboratory culture experiment to characterize the mechanism of element release from phosphated mined lands after simple reclamation.Tobacco and maize were cultured in the phosphorites，overburden and reference soil.The concentrations of dissolved P－，F(xiàn)－and Ca2+in tobacco and maize rhizosphere soils increased significantly(P ＜0.05)compared with those of nonrhizosphere soils and bulk soils.The amount of phosphorus solubilizing bacteria increased 10—100 times over that of nonrhizosphere soils.The dissolution of Ca2+was independent of plants，and was used to indicate the degree of mineral dissolution.Soil P release was likely controlled by Al-P compounds.The release of F－related closely to the dissolution of P－and Ca2+.The results showed that the amount of released elements from overburden soil was the largest among the five soils after simple reclamation，while the phosphorites had higher potential risk of dissolution.

phosphorus pollution，phosphorus solubilizing bacteria，phosphorite mined land.

2009年12月31日收稿.

*云南省社會(huì)發(fā)展基礎(chǔ)研究重點(diǎn)項(xiàng)目(2009CC025);自然科學(xué)基金項(xiàng)目(40603023);中國科學(xué)院南京地理與湖泊研究所所長基金(0600211001).

＊＊通訊聯(lián)系人，Tel:025-86882112，E-mail:mhfeng@niglas.ac.cn