水化学（12）

磷

添加到池塘的磷的去向

当磷肥施到池塘后，所出现高浓度溶解的正磷酸几天之后就会降到施肥前的浓度。据 Zeller报道，施肥后正磷酸的浓度从5~  18微克/升上升到70~90微克/升，然后在5~10天内降到原来的浓度。Maskey等跟踪了施肥的太阳鱼池塘和投饵的叉尾鲴池塘的磷的浓度(图2-12)。大剂量施用液体磷肥可以提高总磷浓度，但在两次施肥之间浓度又下降。颗粒性磷的浓度主要由浮游植物中的磷所组成，几乎没有水从池塘中流掉。因为颗粒性磷在施肥后不增加，总磷的下降很明显是磷被底泥吸收所造成的。

冬季月份里没有施肥而总磷和颗粒性磷的上升是因为死亡浮游生物的腐烂以及雨水和风引起土壤颗粒悬浮所导致的。在叉尾鮰池塘中，每天投喂饲料，鱼类代谢废物中每天有少量的磷进入水里6月到10月之间投饵量增加，总磷浓度也有规则地增加。当冬季停止投饵后，磷的浓度下降。不过，在秋天和早冬期间死亡的浮游生物的分解使得总磷的浓度直到1月都维持在比较高的水平分解中所释放出来的磷被底泥吸收，到2月总磷的浓度相当低。当3月份开始投饵后，磷的浓度再度上升。

植物可以很迅速地吸收磷。溶解的正磷酸被植物利用，有一些证据表明植物也利用有机磷化合物。有些植物可以吸收超过生长所需要的磷，并储存起来—可能是为了以后使用。已经证明浮游植物能吸收超过生长需要量的磷和其他营养物，称为过分消费。图2-13解释了这个现象。很明显，这种在现时吸收和储存过量营养的能力具有竞争优势。

耗氧的池塘底泥也强烈地吸收磷酸，底泥是大多数添加到水产养殖池塘中的磷的最终接纳者。Boyd等测定了0.3毫克/升加入到实验室泥一水系统的溶解正磷酸的吸收，底泥的pH值范围为4.4~7.3，系统保持在黑暗条件下以防止浮游植物的生长，但泥中保留微生物。所有系统中水中的磷都呈对数下降，在30天内所添加的磷的70%~90%从水中消失。

所有底泥明显吸收无机磷，但高度酸性底泥和含有碳酸钙的底泥的吸收作用特别强烈。在含钙浓度高的水体里，pH值提高时磷酸钙直接从水中沉淀而无需底泥的介入。Hepher以Ksp为10﹣²³的磷酸三钙[Ca₃（PO₄）₂]为沉淀化合物，计算了不同pH值和钙浓度时可能存在的总正磷酸的浓度。例如，当钙浓度为20毫克/升，溶液pH值为8时可能有超过10毫克/升溶解的正磷酸存在，但pH值为10时，溶液的可溶正磷酸浓度不超过0.25毫克/升。在钙浓度为100毫克/升，pH值为8和pH值为10时可溶性正磷酸的浓度分别为2.5和0.01毫克/升。最近的研究表明，自然界不存在磷酸三钙，沉淀的化合物很有可能是比磷酸三钙溶解度更低的磷灰石。

被底泥吸收的磷是以溶解度有限的特殊化合物的形式存在。在泥中的正磷酸浓度与在水中的正磷酸浓度存在一个平衡。实验室研究证实，底泥中的磷是浮游植物磷的一个来源，在实验室泥-水系统中，浮游植物生长随泥中的磷含量的增加而增加。尽管水体中植物的生长可能在一定程度上受到泥中磷的浓度的调节，但 Hepher证实，鱼塘底泥释放的磷的浓度不足以维持高水平鱼类产量所需要的浮游植物产量的水平。不过 ，最近Eren等的研究指出，在施肥的池塘中，底泥磷的水平随着时见而增加，导致用于生物学过程的底泥磷的可利用率增加。这些发现意味着要促进适当的浮游生物和鱼类产量，泥中磷浓度高的池塘需要添加的磷要比泥中磷浓度低的池塘少。根生水生植物从底泥中吸收磷；不过，泥中的磷对沉性水生植物生长的作用还不知道。由于还原条件下磷酸铁的溶解，磷的浓度在均温层的缺氧水体中大幅度提高。均温层水体中的磷在流转期间能被植物暂时利用，但随着流转而提高的磷的水平在氧化环境中，由于亚铁氧化而形成磷酸铁沉淀，磷的水平迅速下降。

单个浮游植物细胞的生命周期可能不超过1-2周。死亡浮游植物中的磷很快被微生物分解而释放。在死亡的浮游植物中大部分的磷很有可能在死细胞沉到塘底之前就腐烂而释放于水中。图2-14是鱼塘中磷的动力学的描述模式。通过研究以取得系统中不同组分之间磷迁移的数量和速率是非常需要的。