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The effects of oxidation-reduction potential on the solubility of phosphorus in agricultural water management systems

Previous field studies have shown that dissolved phosphorus (P) concentrations are higher in subsurface drainage water from agricultural fields under water table management (WTM) than under conventional tile drainage. Anaerobic conditions have been shown to alter the Oxidation-Reduction Potential (Eh) of soils. The reducing conditions caused by anaerobic conditions result in the reduction of Fe (III), Mn (III), Mn(V) and other metal phosphates. These reductions cause dissolved P once held in metal phosphates to become mobile. The objectives of this research were to confirm the relationship between Eh and dissolved P and to determine whether Eh could be responsible for higher concentrations of dissolved P in drainage water from water table management (WTM) compared to conventional free outlet tile drainage (FD). A field experiment determined that the Eh of drainage water from WTM differs from that of FD. In the field experiment, concentrations of dissolved P in water samples from WTM and FD were compared, and pH, Eh, dissolved Fe and Mn measurements were taken. The relationship between the Eh and dissolved P was further confirmed in two laboratory experiments. In the laboratory experiments, the effects of Eh on the solubility of P was determined by manipulating Eh, using glucose in one experiment and incubation periods in another, and measuring resulting Eh, concentrations of dissolved P, and dissolved Fe and Mn. The field experiment showed that the concentration of dissolved P is much higher and the Eh is much lower in WTM than in FD. In the two laboratory experiments, soils from three depths (0-25 cm, 25-50 cm and 50-75 cm) were examined. The laboratory results for the top soil (0-25 cm), and the field experiment results all d / Plusieurs études dans le passé ont démontré des concentrations de phosphore (P) dissolved supérieures dans les eaux de drainage souterrain avec le contrôle de la nappe phréatique (CNP) comparé au drainage libre conventionnel. Il a été observé que les conditions anaérobiques influencent le potentiel d'oxydo-réduction (Eh) du sol. Les conditions réductrices causées par les conditions anaérobiques engendrent la réduction du Fe (III), Mn (III), Mn (V) et d'autres phosphates métalliques. La réduction cause la séparation du P dissolved et des métaux. Les objectifs de cette recherche étaient de confirmer la relation entre le Eh et le P dissolved et de déterminer si le Eh pourrait être la cause des concentrations de P dissolved accrues dans les eaux de drainage avec le contrôle de la nappe phréatique (CNP) comparé au drainage libre. Les résultats d'une étude sur le terrain ont montré que le Eh diffère dans les eaux de drainage avec CNP comparé au drainage libre. Sur le terrain, des échantillons d'eau ont été recueillis dans les parcelles soumises au CNP et au drainage libre pour comparer les concentrations de P dissolved, de métaux (Fe et Mn) dissous et le pH. La relation entre le Eh et le P dissolved a été confirmée par deux expériences en laboratoire. En laboratoire, l'effet du Eh sur la solubilité du P a été déterminé en manipulant le Eh, à l'aide de glucose dans la première expérience, et à l'aide des périodes d'incubation dans la deuxième expérience. Les concentrations de P dissolved et de métaux dissous (Fe, Mn) ont été mesurées dans les échantillons édaphiques dans chaque traitement. Les eaux de drainage avec CNP avaient des concentrations de P dissolved sensiblement sup

Identiferoai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.19252
Date January 2008
CreatorsHu, Yaqiong
ContributorsChandra A Madramootoo (Supervisor)
PublisherMcGill University
Source SetsLibrary and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada
LanguageEnglish
Detected LanguageFrench
TypeElectronic Thesis or Dissertation
Formatapplication/pdf
CoverageMaster of Science (Department of Bioresource Engineering)
RightsAll items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated.
RelationElectronically-submitted theses.

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