模拟不同Fe/P比的人工曝气对DO、Eh的垂直变化以及C和P的转化的影响【微电极应用论文二】

3结果

3.1水和土壤特性

表1列出了水和土壤的物理和化学性质。根据现场调查，小兴凯湖水体溶解氧浓度低，pH值偏碱性，受人为干扰，研究区水体的溶解氧浓度较高。与水不同，小兴凯湖的土壤呈弱酸性，这可能是由微生物作用造成的。小兴凯湖土壤中有机碳、总磷和全氟含量的平均值为38.41±5.43 kg?1444.60±38.97毫克/千克?1和11.80±0.52克/千克?分别为1。

3.2不同铁磷比下土壤元素的积累特征DO浓度分为三类：0-1500、2250-5250和≥6000，不考虑Fe/P（图2a，b）。当深度小于1500μm时，所有四种处理的DO浓度都是稳定的。由于氧气的引入，有氧组保持较高的DO浓度，其他两组在4 mg L左右波动?1因为氮气的引入。在2250和5250μm之间的深度，溶解氧浓度随波动而增加。深度大于6000μm时，溶解氧浓度达到极限值（0.3 mg L?1），但在有氧条件下第12天后增加，表明深层土壤中的DO浓度降低，但随着时间的推移迅速增加。土壤Eh值在两种不同的铁磷比之间差异很大。铁磷比为5时，不同处理的土壤Eh值不同（图2c）。好氧+植物处理的土壤Eh值向上波动，而厌氧+植物处理的土壤Eh值降至最低（第5天），然后缓慢上升，而对照处理的土壤Eh值则波动并下降。在铁磷比为10的情况下，土壤Eh值通常先降低后升高（图2d）。

图2两种铁磷比下四种处理（好氧+植物、厌氧+植物、好氧和厌氧）不同土层的溶解氧（DO）浓度（a、b）和氧化还原电位（Eh）值（c、d）随时间的变化

环境因子（DO和Eh）的变化影响土壤元素的积累。土壤磷形态的含量见表2和表3。小兴凯湖湿地土壤有机磷和有机磷含量分别占总磷含量的50%左右。不同IP组分的减少顺序为Fe-P>Al-P>Oc-P>Ca-P>Ex-P。不同处理之间的Fe-P、Ex-P或Al-P含量存在显着差异，但Oc-P、Ca-P和DRP没有显着差异（表2和表3）。此外，我们还发现，在四种处理中，有氧条件下的磷形态含量最高。

铁是湿地土壤化学形态转化的主要元素之一。在培养期间，在土壤中观察到TFe和铁氧化物（Feo和Fed）（图3）。好氧处理的土壤TFe、Feo和饲料含量显着高于其他三个处理（图3）。根据多变量方差分析，各处理间TFe含量存在显着差异（F=5.827，p=0.021），但Feo含量无显着差异（F=1.419，p=0.307）。观察到的美联储变化更为复杂。在铁磷比为5的情况下，在好氧+植物处理（P=0.047）、厌氧+植物处理（P=0.015）和厌氧处理（P=0.025）中观察到显着差异；然而，在铁磷比为10时，没有显着差异（P>0.05）。

土壤有机碳随着其他元素之间的相互作用而变化。如图4所示，无论铁磷比如何（F=34.035，P<0.0001；F=8.089，P=0.008），四种处理的土壤有机碳含量显着不同。在铁磷比为5的条件下，土壤有机碳的平均含量按以下顺序降低：需氧（85.01g/kg）?1）>好氧+植物（31.28 g kg?1）>厌氧（29.13克/千克?1）>厌氧+工厂（24.10 g kg?1).在铁磷比为10的条件下，土壤有机碳的平均含量按以下顺序降低：好氧（54.82g/kg）?1）>厌氧（44.88克/千克?1）>厌氧+工厂（26.82 g kg?1）>好氧+植物（21.87 g kg?1).

表2铁磷比为5时四种处理的不同磷形态。数值表示为平均值±标准误差。同一列中具有相同小写字母的平均数在p<0.05时显着不同（反之亦然）

3.3不同铁磷比下铁、磷和碳元素的相关性分析

对不同铁磷比下的TFe、Feo、Fed、P形态和SOC进行了相关分析（表4）。铁磷比为5时，Feo、铁活性（Feo/Fed）和SOC之间存在显着相关性（p<0.05），但在铁磷比为10时，Feo/Fed和SOC之间没有相关性。因此，有机碳（即有机质）的增加会促进Feo的增加，但不一定会增强土壤的氧化铁活性。

表4不同铁磷比下总磷（TP）、无机磷（IP）、溶解活性磷（DRP）、全铁（TFe）、无定形铁（Feo）、游离铁（Fed）、氧化铁活化度（Feo/Fed）与土壤有机碳（SOC）的相关性

铁磷比为10时，磷形态与土壤有机碳之间的相关性比铁磷比为5时更显着（表5）。无论铁磷比如何，TP、IP和SOC之间都存在显着相关性（P<0.01）。当Fe/P比为10时，土壤有机碳与Fe/Al-P显着相关（r=0.778，r=0.919；P<0.01），但与其他IP形式无关，间接表明IP主要由Fe/Al-P组成。IP、Or-P和TP之间存在显着相关性，表明IP和Or-P对土壤TP的贡献相同。

表5不同铁磷比下磷形态与土壤有机碳的相关性