几种稻田土壤对铵的矿物固定的动力学与热力学研究

本文采用振荡平衡法研究了紫泥田、河沙泥、灰泥田及红黄泥4种稻田土壤对铵的矿物固定的动力学及热力学特性。结果表明,供试土壤对添加铵的矿物固定速度很快,随着固铵量增多,固铵速度下降,反应后24小时固定基本上达到平衡,不因土壤种类而异。数学拟合结果表明,以一级动力学方程和E lovich方程描述供试土壤对铵的矿物固定资料最优,抛物扩散方程也能较满意地描述实验结果,以零级方程的拟合效果最差。供试土壤对铵的矿物固定的热力学资料均能用一元Langmu ir吸附等温式、Freund lich吸附等温式和Temk in吸附等温式拟合,拟合结果均达极显著水平,但以一元Langmu ir吸附等温式的拟合结果最优,由一元Langmu ir吸附等温式可以求得土壤对铵的矿物固定的热力学平衡常数、最大固铵量以及固铵过程中的自由能变△G°。供试土壤固铵过程的自由能变△G°均为负值,说明供试土壤对铵的矿物固定为一自发过程,4种土壤固铵强度依次为紫泥田>河沙泥>灰泥田>红黄泥。     

湖南几种耕地土壤固定添加铵的动力学研究

通过野外调查取样、室内培养试验和分析测定，研究了湖南省几种成土母质发育的旱地土壤和稻田土壤固定添加铵的动力学特性。结果表明，供试土壤对添加铵的固定速度很快，尤其在反应的前8～12h内速度更快，12h后速度逐渐变慢，24h以后，土壤对外源铵的固定已基本达到平衡。数学拟合表明，一级动力学方程和Elovich方程两种动力学模型能较好地拟合供试土壤固定添加铵的动力学特性，经统计均达极显著水平，抛物扩散方程也有较好的拟合效果，零级方程较差。由一级动力学方程求得的不同土壤固铵动力学参数：理论最大固铵量（A）、反应速率常数（b）以及反应半时值明显不同。耕型石灰性紫色土、耕型酸性紫色土、耕型棕色石灰土和耕型石灰岩红壤的理论最大固铵量和反应半时值分别为212．3mg kg^-1、179．0mg kg^-1、142．9mg kg^-1.13．7mg kg^-1和29．75h、25．96h、27．18h、23．49h；紫泥田、河沙泥、灰泥田和红黄泥的理论最大固铵量和反应半时值分别为86．2mg kg^-1、68．7mg kg^-1,31．8mg kg^-1、19．1mg kg^-1和14．50h、15．10h、15．51h、18．43h。耕型石灰性紫色土、耕型酸性紫色土、耕型棕色石灰土和耕型石灰岩红壤的反应速率常数分别为0．0233 h^-1、0．0267h^-1、0．0255h^-1、0．0295h^-1；紫泥田、河沙泥、灰泥田和红黄泥的反应速率常数分别为0．0478h^-1、0．0459h^-1、0．0447h^-1、0．0376h^-1.除耕型石灰岩红壤以外，旱地土壤的理论最大固铵量和反应半时值均明显大于水田土壤，而反应速率常数明显小于水田土壤。     

不同粒级土粒固定态铵的初步研究

通过对土 同粒级土粒固定态铵含量及其固铵，释铵数量的测定，得到如下结果：粘土矿物种类对土固定态铵的影响比粘粒含量更为重要；土壤中，粘粒所含固定态铵数量最大，粉粒也含有相当数量的固定态铵；粘粒，粉粒和砂粒都具有释放其固定态铵的能力。     

湖南省主要稻田土壤的固定态铵含量与最大固铵容量

应用Silva-Bremner法,研究了湖南省7种主要母质发育的稻田土壤的固定态铵含量和最大固铵容量。研究结果表明:①供试耕层土壤固定态铵含量变动在69.2~457.5mg/kg之间,平均为304.7mg/kg±96.7mg/kg,占土壤全N的2.6%~25.7%,平均为14.0%±5.1%,是该地区一项重要的土壤N素资源。7种不同母质发育的稻田耕层土壤固定态铵含量的大小顺序为:湖潮泥>黄泥田>河沙泥>紫泥田>灰泥田>红黄泥>麻沙泥。②在土壤剖面中,土壤固定态铵含量随剖面深度的变化因土壤类型不同而不同,但其相对含量随深度增加而恒增大:表层平均为15.1%±6.6%,亚表层为25.9%±11.7%,表下第3层平均为34.6%±16.3%。③供试耕层土壤的最大固铵容量以湖潮泥最高,达658.7mg/kg,以麻沙泥最低,为97.6mg/kg。④相关分析表明,土壤耕层固定态铵含量与0.01~0.001mm黏粒含量呈极显著正相关(r=0.698**,n=28),与有机质、全N、碱解N、CEC、缓效K和<0.001mm黏粒含量的相关性均不显著。耕层土壤最大固铵容量与固定态铵量呈极显著正相关(r=0.841**,n=32),与0.01~0.001mm黏粒含量呈极显著正相关(r=0.659**,n=28)。     

我国土壤中的固定态铵

叙述了全国除高山土带和亚高山土带外各土带土壤中固定态铵的绝对含量和相对含量以及各主要土壤的固铵能力,讨论了固定态铵的来源、影响固定态铵含量和土壤固铵能力的因素。以及铵的固定和释放在土壤氮素内循环中的意义。以土带为单位,各土带中,黄棕壤带内的土壤的固定态铵含量较高,为２５７ｍｇ／ｋｇ,砖红壤带内的土壤最低,仅为４８ｍｇ／ｋｇ。耕地土壤０～２０ｃｍ土体中,固定态铵的储量全国平均约为全氮储量的１５％。各     

外源氮添加对不同种植年限设施菜田土壤固定态铵含量的影响

研究外源氮(N)添加对不同种植年限设施菜田土壤固定态铵含量及最大固铵量的影响。选取4个不同种植年限（0年、2年、13年和21年）的设施菜田土壤,分别设置4个外源氮添加处理,进行为期36天的室内培养,测定不同种植年限和外源氮添加处理下的土壤固定态铵含量,并计算其最大固铵量。4个外源氮添加处理分别是:（1）CK,不添加任何氮肥,为对照;（2）CF,常规施氮,添加尿素态N 374 mg kg?1干土;（3）RCF,减量施氮（减N 46%,添加尿素态N 200 mg kg?1干土）;（4）RCF + OM,减量施氮配施有机氮（添加尿素态N 150 mg kg?1干土并以鸡粪形式添加有机态氮50 mg kg?1干土）。结果显示:随设施蔬菜种植年限的增加,土壤本底固定态铵含量呈逐渐增加的趋势,而最大固铵量却呈下降的趋势。同一种植年限下,各施肥处理在培养过程中的土壤固定态铵含量总体表现为CK < RCF + OM < RCF < CF,说明施肥可增加土壤固定态铵含量,但其增幅大小受施肥量的多少和施肥种类影响,其中CF处理土壤固铵量为最大（98.61 mg kg?1）,显著高于RCF和RCF + OM处理,而RCF处理的土壤固铵量（84.76 mg kg?1）又高于RCF + OM处理（77.34 mg kg?1）。设施菜田增施氮肥可提高土壤固定态铵的含量,且化肥较有机肥的效果更优。     

土壤碱解氮测定中固定态铵的释放

对采自江苏省镇江市的下蜀黄土母质发育的土样进行氢氧化钠和氢氧化钾碱解氮的测定比较，土壤固定太铵的测定，以及玉米幼苗盆栽试验，得到如下结果；碱解氮不仅包括水溶性氮，交换性氮和易水解性有机氮，还庆包括部分固定态铵，作物生长过程中氮素营养包括碱解中来自固定态铵的部分，尤其在土壤碱解氮被大量耗蝎后这部分太铵的释放意义更大。     

氮肥与有机肥配施协调土壤固定态铵与可溶性氮的研究

【目的】 土壤固定态铵是肥料氮的一个“临时贮藏库”,可逐渐释放以供作物利用,土壤可溶氮则是土壤固定态铵的重要来源,因此研究设施条件下氮肥与有机肥配施对土壤固定态铵和可溶性氮含量的动态变化以及相互关系的影响,对于设施生产中安全高效的施肥管理有着重要意义。 【方法】 以番茄为试材,温室内连续两年进行田间小区试验,设不施肥(CK)、施N量0、187.5、375. 562.5 kg/hm2 (N0、N1、N2、N3)、单施有机肥(M,75000 kg/hm2)以及有机肥与氮肥配施处理(MN0、MN1、MN2、MN3)。分析了土壤固定态铵和可溶性氮(土壤矿质氮和可溶性有机氮)含量动态变化。 【结果】 施肥显著提高了0-30 cm土层土壤固定态铵和可溶性氮的含量(P < 0.01);各施肥处理均以第1穗果膨大期时含量最高。总体来看,不施有机肥条件下,土壤固定态铵和矿质氮、可溶性有机氮的含量均以施N 375.0 kg/hm2处理为最高,而在氮肥与有机肥配施条件下,以施N 375.0 kg/hm2与有机肥75000 kg/hm2配施处理和施N 562.5 kg/hm2与有机肥75000 kg/hm2配施处理的土壤固定态铵和矿质氮、可溶性有机氮含量为最高,但未发现氮肥施用量对土壤固定态铵含量产生显著影响;除收获期20-30 cm土层外,整个生长季内土壤固定态铵和矿质氮含量之间均有显著的正相关关系(P < 0.05),部分土层土壤固定态铵与可溶性有机氮之间也有显著的正相关关系(P < 0.05)。 【结论】 设施番茄栽培条件下,土壤固定态铵和可溶性氮在土壤氮素的固持与释放方面极显著相关,施无机N 375.0 kg/hm2配合有机肥75000 kg/hm2,可较好地提高土壤中的氮的有效性,更好地协调土壤供氮能力。     

成都平原几种水稻土的固定态铵及其有效性

研究了成都平原几种代表性水稻土的固定态铵含量，生物有效性及表土的固铵能力。各土壤的固定态铵含量和固铵能力因母质而异，发育于紫色土沉积物的水稻土固铵能力最高，发育行岷江冲积物的土壤次之，二者固定态铵含量均较高，发育于黄壤残积物质的土壤固定态铵含量和固铵能力均最低。     

土壤固定态铵的影响因素

本文研究了有机质、全氮、有机氮、粘粒、CEC、溶液中铵浓度、水分、温度等影响土壤固定态铵含量的因素。结果表明,固定态铵与<0.01lmm的粘粒呈显著正相关,但与<0.00lmm的粘粒、有机质、全氮、有机氮、CEC相关性很差。通过拟合Langmuir方程可知河沙泥的最大固铵量为357.2mgN/kg,这与359mgN/kg相近。无论是潮沙泥还是紫泥田,固定态铵含量均有:30oC>20oC,30oC>40oC。除了黄泥田外,紫泥田,河沙泥和潮沙泥三种土壤的固定态铵含量均有:长期淹水>干湿交替8次>长期干燥。     

Kinetics of Competitive Fixation of Potassium and Ammonium Ions by Silt Component of Soils from Different Agro-Climatic Regions

Potassium (K⁺) and nitrogen [N, as the form of ammonium (NH₄⁺)] are major nutrients for plant growth. Although there have been a number of studies on the kinetic fixation of potassium and ammonium ions in soils and clays, however, investigations on the kinetics of competitive fixation of these ions have been few, if any, especially by taking into account silt component of the soils. In this study, the kinetics of potassium and ammonium fixation were examined in the silt components of several soil samples. The results revealed that considerable amounts of K⁺ and in lesser amounts, NH₄⁺ ions were fixed by silt components of the soils. Potassium fixation was strongly preferred over ammonium. To describe the fixation kinetics, seven mathematically models were evaluated. A comparison of the models showed that pseudo-second-order equation properly described the fixation of these ions by the silt components.     

固定态铵的含量及中国某些耕地土壤NH4+的固定能力

Fixed ammonium contents and NH4^ fixation capacities of some representative cultivated solis collected from 16 provinces of China were studied.Results showed that the contents of fixed ammonium in soils ranged from 35 to 573 mg N kg^-1,with an average of 198mg Nkg^-1.The content of fixed ammonium correlated very significantly with mica content for tropical and subtropical soils,whereas this was not the case for soils in the temperate zone.At the end of K-exhausting experiment the fixed ammonium content increased in most soils studied.However,it decreased in smom temperate soils.Generally,fixation of added NH4^ could not be found either before or after K-exhausting experiment for highly weathered soils,including tropical soils and soils derived from granite-gneiss or Quaternary red clays in the subtropic zone,while for most soils in the Yangtze River dalta the NH4^ fixation capacity was rather high and increased significantly in the K-exhausted soils.     

我国北方一些土壤对外源钾的固定

本文研究了我国北方农区主要土壤的固钾能力。结果表明,在施K量0-4000mg/kg范围内,土壤固钾量与施钾量的关系符合方程y=ax3/2/(x3/2+b)。不同土壤固钾量相差很大,其固钾量与土壤矿物学性质和理化性质(粘粒含量、CEC、非交换性钾和速效钾含量)有关,与原始土壤非交换性钾含量呈显著负相关(不同施钾水平下土壤固钾量与非交换性钾含量之间的相关系数均在-0.6769* *以上)。供试土壤固钾能力表现出一定的地带性分布规律。施K1200mg/kg以下时土壤固钾能力的一般趋势是取自西北的土壤取自东北的土壤取自华北的土壤;而施K1200mg/kg以上时土壤固钾能力,从西向东呈逐渐增加的趋势。取自西北地区的土壤,固钾量(施K量为400～4000mg/kg,下同)平均为133～348mg/kg,最大同钾量平均是372mg/kg;取自华北地区的土壤,其固钾量平均为235～1001mg/kg,最大固钾量平均是1121mg/kg;取自东北地区的土壤,其固钾量平均为199～1254mg/kg,最大固钾量平均是1519mg/kg。     

Potassium Release Kinetics in Potato Growing Alluvial Soils of North Western India

Potassium (K) release and kinetics were studied in soils of north western India varying in soil properties. Mathematical equations were tested for their applicability to describe K release in the alluvial soils. The major portion of total K was released within 1 h of the reaction. The initial rapid K release was followed by a slower rate of K release. The linear equation adequately described the K release kinetics. The next best fit to satisfactorily describe the reaction rates of K release was the first order equation. There existed two separate first order equations indicating different rates of K release. Soils having higher native potassium and clay released higher amounts of K and at a faster rate. However, the first order equation showed that the faster rate of reaction might be inhibited by higher amounts of clay, probably because of the restrictive properties of illites.     

Effect of residence time on the kinetics of nonexchangeable ammonium release from illite and vermiculite

The fraction of nonexchangeable ammonium (NH₄⁺) can play an important role in N cycling of soils as a sink (fixation) or a source (release) of NH₄⁺. Recently fixed nonexchangeable NH₄⁺ especially seems to be a significant source for N release. The aim of our study was to determine the effect of residence time on the kinetics of nonexchangeable NH₄⁺ release from illite and vermiculite. Calcium-saturated illite and vermiculite, containing NH₄⁺ that was “fixed” for one and 60 d, were extracted with a H-resin for 0.25 to 384 h. Both clay minerals “fixed” significantly more NH₄⁺ in 60 d than in 1 d, but vermiculite “fixed” more NH₄⁺ than illite. The kinetics of nonexchangeable NH₄⁺ release from illite and vermiculite were well described by the Elovich equation and by a heterogeneous diffusion model. In vermiculite the percentage of nonexchangeable NH₄⁺ release decreased from 84% to 78% when the time of fixation increased from 1 to 60 d. In illite time of residence has not influenced the complete release of newly fixed NH₄⁺.     

蔬菜种植年限对土壤磷素吸附解吸特性的影响

为揭示不同种植年限土壤磷的固定和释放机制,通过土壤磷的等温吸附、解吸试验研究种植年限分别为3～5年、15～20年、25～30年的黄棕壤0～5cm和5～20cm土层磷的吸附、解吸特性。结果表明:土壤磷的等温吸附曲线、吸附量-解吸量曲线分别与Langmuir方程(R2为0.8728～0.8436)、二次函数方程拟合良好(R2为0.9545～0.9970);随蔬菜种植年限延长,表层土壤磷最大吸附量(Qm)、磷最大缓冲容量(MBC)明显降低,而土壤磷吸附饱和度(DPS)和解吸率明显提高;种植年限15～20年、25～30年土壤磷的解吸率明显高于3～5年土壤。对表征土壤磷素吸附、解吸特性的主要因子如MBC及DPS等作相关分析发现,无定形铁铝含量的变化是影响土壤磷吸附解吸特性的主要因素。     

褐煤腐殖酸对铵的吸附特性研究

研究了铵浓度、处理时间及介质pH对2种褐煤腐殖酸吸附铵的影响及其规律。结果表明,褐煤腐殖酸对铵的吸附等温式可用Freundlich等温曲线描述,其动力学吸附方程用Elovich方程描述最佳。在pH7.04时,介质pH的升高有利于铵的吸附。当pH4.03时,主要以物理吸附为主;当4.03.     

霍林河下游洪泛区湿地土壤中铵态氮水平运移模拟研究

选择二百方子洪泛区湿地作为典型研究区,以NH4Cl为示踪剂,模拟研究了铵态氮在洪泛区湿地不同土层中的水平运移过程。结果表明,沼泽湿地土壤中铵态氮的运移通量随运移距离的增加呈一阶衰减指数变化;0-10cm土层中铵态氮的运移通量最小,20~60cm土层次之,10~20cm土层具有最高的铵态氮通量。各层土壤运移通量在0~6cm内最大,而后迅速下降,到18cm时3层土壤中铵态氮的运移通量相近并趋近于零。各层土壤中铵态氮的运移通量与土壤水扩散率及土壤含水量都呈一阶指数增长变化;在土壤水扩散率或土壤含水量达到一定数值前,铵态氮运移通量增长缓慢,之后则开始骤然增加。