羧甲基纖維素（CMC)作為絮凝劑、螯合劑、乳 化劑、增稠劑、保水劑、上漿劑、成膜材料等多種用途 被廣泛應(yīng)用于電子、農(nóng)藥、皮革、塑料、印刷、陶瓷、日 用化工等多種領(lǐng)域[1_5]，在農(nóng)業(yè)方面作為肥料添加材料或包膜材料被應(yīng)用，可以控制化肥養(yǎng)分的釋放[6]。由于其具有很強(qiáng)的粘結(jié)作用和保水作用，近年也有人把它作為土壤結(jié)構(gòu)改良劑應(yīng)用，能夠促進(jìn)土壤團(tuán)聚體的形成，增強(qiáng)土壤的保水性能。國(guó)外一 些研究表明，使用羧甲基纖維素、聚丙烯酰胺這類土 壤結(jié)構(gòu)改良劑，使土壤顆粒的水穩(wěn)性提高，減少土壤水蝕從而降低土壤顆粒磷隨水流失，對(duì)環(huán)境具有重要意義。羧甲基纖維素在土壤顆粒表面形成膜 狀物質(zhì)，改變了磷吸附土壤顆粒的表面性質(zhì)，勢(shì)必會(huì)影響到 土壤顆粒本身對(duì)磷素的吸附，但這方面的研究卻鮮 有報(bào)道。為此本研究以不同濃度的羧甲基纖維素來(lái) 處理土壤(樓土），研究其對(duì)土壤吸附磷素的影響，為 在農(nóng)業(yè)中廣泛應(yīng)用這類物質(zhì)提供參考。

　　

　　1材料與方法1.1供試材料所用土壤（鏤土）采自西北農(nóng)林科技大學(xué)試驗(yàn) 田，采樣深度0?20 cm，土壤質(zhì)地為粘壤土。其基 本性質(zhì)見(jiàn)表1。

　　

　　1.2 土樣預(yù)處理稱取過(guò)1 mm篩的風(fēng)干土樣250 g三份，分別 加人75 ml不同濃度的羧甲基纖維素鈉水溶液（溶 液中分別含0.25、0.5、1.0 gCMC),飽和濕潤(rùn)靜置 過(guò)夜后，在塑料布上風(fēng)干，然后再過(guò)1 mm篩供試驗(yàn)     用（即土壤樣品中分別添加了 0.1 %、0.2%、0. 4% 的CMC)。同時(shí)稱250 g風(fēng)干土作對(duì)照土樣。

　　

　　表1供試土壤基本性狀Table 1 The primary properties of soil sample項(xiàng)目Item測(cè)定值Determination of value有機(jī)質(zhì)SOM(g/kg)12.5全氣 Total Nitrogen(g/kg)0.89速效礙 Available Phosphorus(mg/kg)8.5速效押 Avai丨able K( mg/kg)160pH8.17CaC03(gAR)531.3等溫吸附試驗(yàn)稱取上述CMC處理的風(fēng)干土樣2.5 g各12 份，置于離心管中，分別加入濃度為0、5、10、20、30、 40、50、60、70、80、90、100 pg/ml 的磷溶液 50 ml(內(nèi) 含0.01 mol/LKCl),并加入氯仿3滴以防微生物繁 殖，在25C恒溫下振蕩1 h后，置于同樣溫度的恒溫 箱中培養(yǎng)3 d,此間每天振蕩2次（間隔12 h)，每次 lh。然后離心5 min,測(cè)定上清液中的磷含量，計(jì)算 土壤的吸附磷量。同時(shí)作對(duì)照土樣試驗(yàn)（沒(méi)有用 CMC處理的原土樣）。

　　

　　2結(jié)果與分析2.1對(duì)照土樣吸附磷的特性對(duì)照土樣吸附磷的數(shù)量，隨加入磷濃度的增大 而增加（見(jiàn)表2)，加入P濃度為0~20 Mg/ml時(shí)，磷 的吸附量迅速增長(zhǎng)（加人P濃度為20 pg/ml時(shí)的吸附量是加入5fxg/ml時(shí)的2倍）;加入P濃度在20~ 似[8_9]。以前的研究表明，當(dāng)加入磷的濃度較低時(shí)， lOOpg/ml之間，P吸附量的增加相對(duì)緩慢。吸附磷 土壤對(duì)磷的吸附以化學(xué)吸附為主，吸附速度快；隨著 百分率隨加人磷的濃度的升高而呈下降趨勢(shì)，而且，磷濃度的增加，土壤對(duì)磷的吸附以物理吸附為主，吸 從下降的幅度看，當(dāng)加入P濃度<40網(wǎng)/ml時(shí)，隨 附速度較慢。本研究發(fā)現(xiàn)吸附量基本以加人磷濃度 磷濃度增大，吸附百分?jǐn)?shù)迅速減小，當(dāng)加入P濃度 20fxg/ml為轉(zhuǎn)折點(diǎn)，小于20 pg/ml為快速吸附階 在40~100 fxg/ml之間，吸附百分率緩慢減小至基 段，大于20Mg/ml,為慢速吸附階段。

　　

　　本保持穩(wěn)定在20%左右，這與前人研究結(jié)果相表2對(duì)照土樣吸附磷Table 2 Phosphorus absorption of the contrast soil序號(hào)加人磷濃度平衡液濃度吸附量吸附百分率SerialPhosphorus concentrationEquilibrium concentrationAbsorption amountAbsorption percentagenumber(fxg/ml)(pig/ml)(fig/g)(%)

　　

　　100.00000.00000251.611067.780267.783104.7579104.841452.4242012.0201159.598239.9053019.8148203.703733.9564028.7727224.546128.0775036.1680276.640027.6686044.5679308.642025.7297052.5200349.600624.97108063.2099355.802522.24119070.2542394.916521.941210077.6616346.768317.342.2 CMC處理土樣吸附磷的特征50 Mg/ml)時(shí)，增加了磷的吸附量和吸附百分率，但土樣經(jīng)CMC處理后對(duì)磷的吸附特征（表3)表在高磷濃度時(shí)（大于50 fig/ml)時(shí)，磷吸附量減小；明，和對(duì)照相比，在加入相同的磷濃度條件下，0.496CMC處理土樣，總體趨勢(shì)是增加磷的吸附量0.1 %、0. 2% CMC處理的土樣，在低磷濃度（小于和吸附百分率。

　　

　　表3CMC處理土樣對(duì)磷的吸附Table 3Phosphorus absorption of soil with different ratio of CMCCMC(0.1%)CMC(0.2%)CMC(0.4%)

　　

　　P濃度 P平衡液濃度吸附置吸附百分率平衡液濃度吸附置吸附百分率平衡液濃度吸附1吸附百分率EquilibriumAbsorptionAbsorptionEquilibriumAbsorptionAbsorptionEquilibriumAbsorptionAbsorptionconcentrationamountpercentconcentrationamountpercentconcentrationamountpercent(pg/ml)(f*g/g)(%)(pg/ml)(%)(fig/ml)(%)

　　

　　00.00000.000.000.00000.000.000.00000.000.0052.694346.1146.111.426371.4771.471.462670.7570.75104.0317119.3659.684.2193115.6157.813.8017123.9661.982011.3060173.8843.4711.5359169.2842.3211.0094179.8144.953019.3186213.6335.6018.7146225.7137.6218.4241231.5238.594027.9618240.7630.1028.2280235.4429.4327.3929252.1431.525036.3859272.2827.2336.7248265.5026.5537.0516258.9725.906045.6330287.3423.9445.2723294.5524.5545.9259281.4823.467054.5171309.6622.1254.6405307.1921.9451.2273375.4526.828063.4277331.4420.7263.5924328.1520.5160.5664388.6724.299073.5948328.1018.2374.9697300.6016.7070.6124387.7521.5410081.8010363.9818.2084.7737304.5315.2375.2118400.2520.01表5Table 5不同濃度CMC處理的比較，0.2% CMC 吸附磷量低于0.1%處理的吸附磷量，吸附量 降低 2. 55%; 0.4% CMC 呈現(xiàn)高于 0.1 % CM 0.2%CMC的吸附磷量趨勢(shì)，吸附量平均分別 9.83%、12.71%。

　　

　　2.3不同處理土樣對(duì)磷的吸附參數(shù)比較以平衡濃度（C)為橫坐標(biāo)，磷吸附量為縱 作供試土壤的磷吸附等溫曲線（圖1)。結(jié)果I 在加人磷濃度范圍0~100 Mg/ml之內(nèi)，其吸磷 都接近平衡。由圖1可知：對(duì)照在平衡液濃度 時(shí)方接近平衡。圖1進(jìn)一步顯示，土壤經(jīng)CM 理后，在低磷濃度時(shí)增加了土壤對(duì)磷的吸附量， 鱗濃度時(shí)降低了對(duì)磷的吸附量，尤其是0.1%< 和0.2%CMC的處理。

　　

　　土樣 平均 C和 增加坐標(biāo) L示， 過(guò)程 較高 C處 在髙 CMC吸附平衡常數(shù)。其結(jié)果見(jiàn)表4。

　　

　　表4磷等溫吸附曲線的Langmuir方程表示Table 4 Langmuir equation of phosphorus absorption isotherm序號(hào)Serialnumber處理TreatmentLangmuirC/X^C/Xm + l/(KX?)相關(guān)系數(shù) Correlation coefficient1對(duì)照Contrast soily = 2.2xi〇-3x + 0.03720.893920,1%CMCy = 2.6xi〇-3x + 0.03330.963830.2%CMC> = 3.〇xi〇-3j；+0.02070.984840.4%CMC3^ = 2.3xi〇-3x+0.02920.91985050505044332211(M/Ma-a3o&"uou&osq\020406080100平衡液濃度Equibrilium liquid concentration( ^ g/ml)

　　

　　120圍1 CMC處理土樣對(duì)磷的吸附Fig. 1 Phosphorus absorption of soil with different CMC根據(jù) Langmuir 方程 C/X = C/Xm + l/( 可計(jì)算磷吸附的一些物理化學(xué)參數(shù)。式c 為平衡溶液的濃度（Mg/ml);X為每克土壤吸 的毫克數(shù)即磷的吸附量；為最大磷吸附量；。

　　

　　? ratioK xP：c附磷 K為表4顯示，吸附量和平衡濃度之間均可用 Langmuir方程表7K,相關(guān)系數(shù)均達(dá)極顯著相關(guān)。由 土壤最大磷吸附量看出，供試土祥最大磷吸附量 (D的大小順序：0.4%CMC>對(duì)照>0.1%CMC >0.2%CMC。即除0.496CMC處理土樣外，其他 CMC處理土樣均小于對(duì)照土樣，與各土樣加人 不同磷濃度時(shí)磷吸附量平均值大小順序一樣。表明 最大磷吸附量可較好表征供試土樣對(duì)磷吸附的容量 特征。

　　

　　土壤對(duì)磷吸附反應(yīng)自由能與吸附平衡常數(shù)顯示 (見(jiàn)表5),供試土樣對(duì)磷吸附的自由能4G15均為負(fù) 值，表明各土樣與磷酸根之間的吸附反應(yīng)是自發(fā)進(jìn) 行的。表5顯示各土樣-ziG?大小順序?yàn)?.2% CMC>0.1%CMC>0.4%CMC>對(duì)照。表明 CMC 處理土樣可增強(qiáng)對(duì)磷吸附趨勢(shì)。吸附平衡常數(shù)大小 順序與-AG0的大小順序一致，說(shuō)明CMC處理使土 壤對(duì)磷吸附親和力增加。土壤磷最大緩沖容量 (MBC)順序?yàn)椋?.2%CMC>0. 1%CMC>0.4% CMC>對(duì)照。說(shuō)明向土壤中添加CMC,可以增加 土壤對(duì)磷的緩沖能力。