紫色土NH4+、NO3-的吸附-解吸特性研究

试验在25±1℃恒温条件下研究了紫色土NH4 、NO3-的吸附-解吸特征。结果表明,紫色土对NH4 、NO3-的等温吸附曲线与Freundlich模型相关性强,均达到极显著水平。在低浓度时,NH4 、NO3-的等温吸附线斜率较大;在高浓度时,等温吸附线趋于平缓;土壤吸附态NH4 、NO3-的解吸曲线与Freundlich方程拟合度高,达到极显著水平,而与Langmiur方程拟合较差;通过K吸附和K解吸值的大小比较,找出了土壤NO3-比NH4 更易于流失的根本原因。     

天然沸石负载氧化镁对氮磷吸附解吸特性的影响

采用平衡震荡法研究天然沸石负载氧化镁对溶液NH4+、H2PO4-的等温吸附-解吸行为,并运用Langmuir方程对其进行拟合分析,通过自由能的变化分析了吸附过程和吸附结合能.结果表明,天然沸石负载氧化镁与单一天然沸石相比,NH4+的最大吸附量降低了4.49 mg·g-1,H2PO4-提高了36倍;两种吸附材料对NH4+吸附机制主要以表面吸附为主,天然沸石负载氧化镁对H2PO4-的吸附机制主要以化学吸附(沉淀)为主,天然沸石主要以表面吸附和专性吸附为主;两种吸附材料对NH4+、H2PO4-的吸附均能自发进行,负载氧化镁后降低了天然沸石对NH4+的吸附能力,而显著提高了对H2PO4-的吸附能力.     

长期施钾肥水稻土对铵离子吸附特征及影响因素的研究

以长期施 K 肥的水稻土为研究对象,以不施肥处理为对照,应用Langmuir 等温吸附方程对比研究两种处理水稻土对铵离子(NH4 )的吸附特征及影响因素.结果表明:本研究中水稻土对NH4 的吸附属于受浓度梯度扩散控制的物理吸附.土壤对NH4 的吸附量随吸附溶液NH4 浓度的增大而增加,但增加的幅度随吸附溶液NH4 浓度的增加而减小.不同大小团聚体对NH4 的吸附能力存在差异.土壤对NH4 的吸附特征通过拟合Langmuir方程发现,和不施肥处理相比,长期施用K肥提高了土壤对NH4 的最大吸附量,表明K肥的施用提高了土壤对NH4 的吸附潜力,可能的原因在于长期施K肥土壤伊利石含量和pH值的增加,固定态NH4 含量的降低.     

高聚物土壤结构改良剂的研究Ⅱ.高聚物对土壤肥料的作用

研究了几类聚合物(中性、阴离子型和两性型)对土壤吸附4种含肥料元素的离子(NH4 +、NO3-、K+、PO43-)和土壤肥料抗淋溶效果的影响.实验表明,中性和两性型聚合物能增加土壤对4种离子的吸附量,并提高土壤含肥料元素离子的抗淋溶作用,随中性和两性型聚合物施用量的增大,土壤对4种离子的吸附量和抗淋溶作用增加;阴离子型聚合物增加土壤对NH4+和K+的吸附量及其抗淋溶作用,降低土壤对NO3-和PO43-的吸附量及其抗淋溶作用.     

不同类型土壤对汞和砷的吸附解吸特征研究

为了探明不同类型土壤对重金属汞和砷吸附、解吸的影响,以性质差异显著的红壤、黑土和潮土为供试土壤,采用批量平衡法,研究了Hg(Ⅱ)和As(Ⅴ)在不同土壤中的吸附-解吸行为。结果表明:(1)Freundlich方程和Langmuir方程均能较好地拟合这3种土壤对Hg(Ⅱ)和As(Ⅴ)的吸附,其中Hg(Ⅱ)的最大吸附量分别为451.33、1699.46和1635.21mg/kg,大小顺序为黑土>潮土>红壤,相关系数(R2)在0.8533～0.9911之间;As(Ⅴ)的最大吸附量分别为818.44、561.87和112.77mg/kg,大小顺序为:红壤>黑土>潮土,相关系数(R2)在0.9223～0.9949之间;而线性方程则不能较好地拟合这3种土壤对Hg(Ⅱ)和As(Ⅴ)的等温吸附。(2)Hg(Ⅱ)和As(Ⅴ)的解吸量随Hg(Ⅱ)和As(Ⅴ)吸附量的增加而增加,两者之间呈显著或极显著的线性正相关,Hg(Ⅱ)的相关系数(R2)分别为0.8668**、0.8971**、0.9969**,As(Ⅴ)的相关系数(R2)分别为0.9987**、0.9964**、0.9858**。研究结果对于探明土壤中汞和砷的环境行为具有重要意义。     

冻融作用对土壤镉吸附特征的影响

选择东北地区棕壤为供试土壤,采用人工控温方法进行冻融处理（冻-融时间为12h-12h,冻-融温度为-30℃-30℃）,进行不同含水量和冻融频次处理下土壤镉的静态等温吸附试验和动力学等温吸附试验,并选择不同模型对吸附曲线进行拟合,研究冻融作用与土壤镉吸附特征之间的关系。结果表明：未冻融和冻融处理土壤对镉的吸附量均随着含水量的增加先增加后减少;冻融作用会增加土壤镉的吸附量,加快土壤镉的吸附速率;Henry模型和Temkin方程可以较好拟合土壤镉静态等温吸附曲线,双常数方程、Elovich方程和型曲线方程则可以很好拟合土壤镉动力学等温吸附曲线。     

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。     

名山县蒙山茶园土壤各粒级组分对K~+吸附-解吸特征的影响

以名山县蒙山茶园紫色土为对象,用物理方法将蒙山茶园紫色土分成粒径大小不同的土壤组分(≤0.002mm,0.02～0.002mm,0.2～0.02mm,2～0.2mm),分别通过动力学和热力学方法研究它们对K+的吸附-解吸行为。结果表明:紫色土不同粒级组分对K+的吸附量表现为小于0.002mm>0.02～0.002mm>原土>0.2～0.02mm>2～0.2mm,而解吸量则呈相反的规律。用Elovich方程、双常数方程、抛物线扩散方程及一级扩散方程分别对K+的吸附-解吸动力学数据进行拟合,并用Langmuir、Freundlich和Temkin热力学方程对等温吸附过程进行拟合。原土及各粒级组分K+的吸附量均随K+初始浓度的增大而增大,但各粒级组分吸附量大小关系各不相同,K+均向最小粒径富集。运用动力学方法,原土和各粒径组分对K+的吸附特性均用Elovich吸附方程拟合最佳,原土和各粒级组分对K+的解吸特性均用Elovich解吸方程拟合效果最佳。运用热力学方法,原土和土壤各粒级组分以及分别去除有机质和游离氧化铁后对K+的吸附特性均用Freundlich吸附方程拟合效果最佳,原土和土壤各粒级组分以及分别去除有机质和游离氧化铁后对K+的解吸特性均用Freundlich吸附方程拟合效果最佳。     

三种水稻土对磷的吸附解吸特性

实验研究了三种不同水稻土磷等温吸附及解吸的情况,并对影响等温吸附特性的因素做了相关探讨。结果表明:三种水稻土磷吸附曲线与简单的Langmuir等温吸附方程极为吻合,磷的解吸曲线与Langmuir等温方程也具备较好的吻合性。供试样品的相关系数均达到显著水平。土壤物理性粘粒含量显著影响土壤最大吸磷量,但对土壤磷的解吸量没有显著影响。     

秸秆-膨润土-聚丙烯酰胺对砂质土壤吸附氮素的影响

为提高土壤对氮素的吸附能力,减少土壤氮素流失,通过土壤培养试验和等温吸附试验研究了经堆腐的玉米秸秆、膨润土和聚丙烯酰胺(PAM)配制成的复合改良材料对砂质土壤NH4+-N吸附特性的影响。结果表明,复合改良材料对土壤NH4+-N吸附的影响随土培时间的延长呈先增大后减小的趋势,60d时最大。各处理NH4+-N的等温吸附曲线可用Langmuir方程很好地拟合。提高复合改良材料用量使砂质土壤NH4+-N的最大吸附量Qmax提高,吸附常数(k)降低,表明复合改良材料可以提高土壤对NH4+-N的吸附容量,但不能增加其吸附强度。同一用量下,Qmax随改良材料中PAM比例的提高呈先增大后减小的趋势,以PAM比例为0.99%时为最大,k则最低。提高复合改良材料用量使砂质土壤NH4+-N的最大缓冲容量(MBC)减小,改良材料中PAM添加比例对MBC无明显的影响规律。结果说明复合改良材料对土壤NH4+-N的保持量具有明显的促进作用,改良材料中PAM的添加比例以0.99%最佳。     

NH4+对K+在土壤肥际微域中迁移和转化的影响

NH4^＋和K^＋共施在农田施肥中是很普遍的现象,研究它们共施后二者在土壤中的交互作用对指导施肥具有重要意义。采用室内土柱实验研究了共施条件下NH4^＋对K^＋在红壤和潮土肥际微域中的迁移和形态转化的影响,供试肥料为NH4Cl和KCl。试验结果表明,与单施K^＋相比,共施NH4^＋没有改变肥料钾在红壤和潮土中的迁移距离,但提高了肥际微域中的水溶性钾含量;在靠近施肥点附近,NH4^＋的施用减少了土壤交换性钾含量,这种作用在潮土中的表现不如在红壤中明显;与单施KCl相比,共施NH4Cl明显降低了施肥点附近土壤微域内的非交换性钾含量。研究结果表明,共施NH4Cl减少了土壤晶格对钾离子的固定,增加了钾的淋溶风险。     

不同水稻品种对铵态氮和硝态氮吸收特性的研究

采用水培方法研究了不同形态氮素对武育粳 3号 (常规粳稻 )和扬稻 6号 (常规籼稻 )生长的影响及其水稻苗期对NH 4 N和NO-3 N的吸收动力学特征。结果表明 :不同形态氮素对水稻生长影响差异显著 ,铵硝混合营养下水稻的生长最优 ;扬稻 6号比武育粳 3号具有更强的氮素吸收能力 ;不论武育粳 3号或是扬稻 6号 ,单一氮源时NO-3 的Km 值均大于NH 4 ,说明水稻对NH 4 的亲和力大于NO-3 ,武育粳 3号对NH 4 的最大吸收速率小于NO-3 ,而扬稻 6号则极为接近 ;NH 4 的存在均显著降低两个水稻品种对NO-3的吸收速率 ,武育粳 3号和扬稻 6号的NO-3 的Vmax分别比单一硝营养减小 1/ 2和 2 / 3,NO-3 的存在不影响武育粳 3号对NH 4 的吸收速率 ,但使扬稻 6号对NH 4 的吸收速率减小     

拟南芥幼苗对高NH4+响应的特征及不同生态型间的差异

通过培养基和水培法分析了不同浓度NH＋^4处理对苗期拟南芥根系特征的影响,比较了不同生态型拟南芥苗期根形态及生理的差异。结果表明,拟南芥苗期的主根长、侧根长、根表面积,均随NH4^＋浓度增高逐渐降低;而根平均直径随NH4^＋浓度增高先变粗后变细。不同生态型拟南芥对高浓度NH4^＋的响应差异显著,而对等浓度K^＋的响应没有观察到与NH4^＋的类似的毒害作用及生态型间的差异。应用差异显著的典型生态型（耐NH4^＋型Col-0和NH4^＋敏感型JA22）进一步研究表明,NH4^＋毒害对Col-0根长的抑制作用显著小于JA22,对Col-0平均根直径的促进作用也显著小于JA22,但对二者的根表面积的抑制没有显著性差异;30mmol L^-1 NH4^＋处理,Col-0的地上部干重显著高于JA22,叶绿素含量却显著低于JA22,二者的含水量差异不显著;Col-0对2mmol L^-1 NH4^＋的净吸收速率是JA22的3倍多。因此高浓度NH4^＋抑制苗期拟南芥的生长基本上不是根际酸化、缺NO3^-、高离子强度或对NH4^＋的高吸收等因子所致。     

铁铝氢氧化物对两种土壤和高岭石表面K+和NH4+解吸的影响

Potassium (K) and nitrogen (N) are essential nutrients for plants. Adsorption and desorption in soils affect K+ and NH + 4 availabilities to plants and can be affected by the interaction between the electrical double layers on oppositely charged particles because the interaction can decrease the surface charge density of the particles by neutralization of positive and negative charges. We studied the effect of iron (Fe)/aluminum (Al) hydroxides on desorption of K+ and NH + 4 from soils and kaolinite and proposed desorption mechanisms based on the overlapping of diffuse layers between negatively charged soils and mineral particles and the positively charged Fe/Al hydroxide particles. Our results indicated that the overlapping of diffuse layers of electrical double layers between positively charged Fe/Al hydroxides, as amorphous Al(OH) 3 or Fe(OH) 3 , and negatively charged surfaces from an Ultisol, an Alfisol, and a kaolinite standard caused the effective negative surface charge density on the soils and kaolinite to become less negative. Thus the adsorption affinity of these negatively charged surfaces for K+ and NH + 4 declined as a result of the incorporation of the Fe/Al hydroxides. Consequently, the release of exchangeable K+ and NH +4 from the surfaces of the soils and kaolinite increased with the amount of the Fe/Al hydroxides added. The greater the positive charge on the surfaces of Fe/Al hydroxides, the stronger was the interactive effect between the hydroxides and soils or kaolinite, and thus the more release of K+ and NH + 4 . A decrease in pH led to increased positive surface charge on the Fe/Al hydroxides and enhanced interactive effects between the hydroxides and soils/kaolinite. As a result, more K+ and NH + 4 were desorbed from the soils and kaolinite. This study suggests that the interaction between oppositely charged particles of variable charge soils can enhance the mobility of K+ and NH + 4 in the soils and thus increase their leaching loss.     

水稻根系生长对不同氮形态响应的动态变化

土壤养分供应变异很大,植物根系生长对这种养分变异的响应非常敏感.为了探索水稻根系生长对N素供应响应的动态变化规律以及这种适应性变化与水稻N效率之间的关系,采用水培方法,以两个苗期不同N效率水稻品种桂单4号和南光为研究材料,比较了不同铵硝比、不同浓度NH4、不同浓度NO3-和不同浓度NH4NO3对水稻根系构型参数的影响.结果表明:NH4 和NH4NO3供应显著降低了总根长、总根表面积和总根体积,且有增加平均根直径的趋势;而NO3-供应在0～1 mmol/L浓度范围内,增加了总根长、总根表面积和总根体积,降低了平均根直径,但当NO3-供应超过1 mmo1/L后,NO3-却有降低总根长、总根表面积和总根体积的趋势,对平均根直径没有明显影响.苗期N高效基因型桂单4号总根长和总根表面积在各种N素营养条件下均显著高于N低效基因型南光.上述结果表明,NH4 和NH4NO3都抑制了水稻根系生长,而NO3-为低浓度诱导、高浓度抑制根系生长,根长和根表面积,对提高水稻N效率贡献较大.     

Acetylene and N-serve effects upon N2O emissions from NH4+ and NO3− treated soils under aerobic and anaerobic conditions

N₂O emissions from soils treated with NH₄⁺-N under aerobic conditions in the laboratory were 3- to 4-fold higher than those from controls (no extra N added) or when NO₃^?-N was added. Although the emission of N₂O-N in these field and laboratory experiments represented only 0.1–0.8% of the applied fertilizer NH₄⁺-N and are therefore not significant from an agronomic standpoint, these studies have conclusively demonstrated that the oxidation of applied ammoniacal fertilizers (nitrification) could contribute significantly to the stratospheric N₂O pool.Like N-serve, acetylene was shown to be a potent inhibitor of nitrification as it stopped the oxidation of NH₄⁺-N to (NO₃⁺-N + NO₂^?)-N and hence reduced the evolution of N₂O from nitrification within 60 min after its addition.Although high amounts of NO₃^?-N were present, the rate of denitrification was very low from soils with moisture up to 60% saturation. The further increase in the degree of saturation resulted in several-fold increase of denitrification which eventually became the predominant mechanism of gaseous N losses under anaerobic conditions.     

陕西省几种代表性土壤NH4+吸附、解吸动力学特征研究

采用连续液流法测定了五种土壤吸附、解吸ＮＨ＾＋４的动力学性质。研究表明：（１）ＮＨ＾＋４吸附、解吸平衡时间及反应速率，平衡时的吸附、解吸量及吸附平衡常数均随土壤粘粒和ＣＥＣ不同而变化；（２）不同动力学模型及同一模型对不同土壤的拟合性不同。     

铵硝营养对水稻氮效率和矿质养分吸收的影响

NH_4~+和NO_3~–是对植物有效的两种主要无机氮源。水稻一般被认为是偏好NH_4~+的植物,但是在NO_3~–条件下,水稻也能良好地生长。大多数关于水稻铵硝营养的报道是在pH 6.0左右的水培条件下开展的,但是对于酸性条件下水稻铵硝营养研究很少。随着土壤酸化的加重及一些边际酸性土壤被用作水稻种植,研究酸性条件下水稻的铵硝营养具有重要意义。本文采用水培试验,在pH 5.0的条件下,通过添加和不添加pH缓冲剂MES(2-(N-吗啡啉)乙磺酸),研究了NH_4~+和NO_3~–对水稻生长、氮效率和矿质养分(N、P、K、Ca、Mg、Fe、Zn、Cu、Mn)吸收的影响。结果表明,在不添加MES的条件下,水稻地上部生长(株高、叶绿素含量、干重)在NH_4~+和NO_3~–之间没有显著差异,而添加MES后,NH_4~+处理的水稻地上部生长优于NO_3~–。不管是否添加MES,NO_3~–处理的水稻地下部生长(根长、根表面积和根物质量)优于NH_4~+。水稻含氮量和氮利用效率在不同NH_4~+和NO_3~–处理之间没有显著差异,但是NH_4~+处理的水稻氮吸收效率高于NO_3~–。与NO_3~–相比,NH_4~+增加了水稻地上部P和Fe含量,而降低了水稻地上部Ca、Mg、Zn、Cu和Mn含量,对K含量影响较小。上述结果表明,NH_4~+有利于改善水稻地上部生长,提高氮吸收效率、地上部P和Fe含量,而NO_3~–则有利于水稻发根,提高地上部Ca、Mg、Zn、Cu和Mn含量。     

3 种挺水植物吸收水体NH4+、NO3-、H2PO4- 的动力学特征比较

本文用动力学试验研究了具有景观价值的3 种挺水植物—— 水生美人蕉(Canna generalis)、细叶莎草(Cyperus papyrus)、紫芋(Colocasia tonoimo)对H₂PO₄^-、NH₄⁺、NO₃^- 的吸收特征及差异。试验结果表明: 3 种挺水植物吸收H₂PO₄^- 时, 美人蕉的吸收速率最快, 且在较低离子浓度条件下也可以吸收该离子, 说明其具有嗜磷特性, 能够适应广范围浓度H₂PO₄^- 环境; 吸收NO₃^- 时, 细叶莎草的速率最快, 但对低浓度NO₃^- 环境的适应能力较差, 美人蕉吸收NO₃^- 的特性与细叶莎草刚好相反; 吸收NH₄⁺ 时, 细叶莎草的吸收速率最快, 且在低浓度NH₄⁺ 环境下仍能吸收该离子, 而美人蕉的吸收速率最慢, 但能在低浓度NH₄⁺ 环境下吸收该离子。说明不同植物对养分的吸收特性存在较大差异, 各自的污染水体修复适用范围也不同。美人蕉可用于各种浓度H₂PO₄^- 污染的水体修复; 而NO₃^- 污染严重的水体最适宜用细叶莎草作先锋植物, 修复到一定程度后再种植美人蕉来维持水质; 细叶莎草在各种浓度NH₄⁺ 污染的水体中均适用, NH₄⁺ 污染较轻的水体也可用美人蕉修复。     

蚯蚓粪的NH4+吸附等温线与DTA曲线特征

本文研究了南宁三种饲料人工饲养的蚯蚓的蚯蚓粪(简称蚓粪)对NH₄⁺的吸附等温线,并与武功的蚓粪作比较。蚓粪对NH₄⁺的吸附一般大于土壤对NH₄⁺的吸附,南宁蚓粪又大于武功蚓粪。蚓粪吸附NH₄⁺量的多少与其中有机质含量有关,特别与其中中温放热反应的有机质(即易于分解的有机质)呈正相关。不同饲料组成对蚓粪吸NH₄⁺等温线的参数影响不同。在Langmuir方程中与结合能常数有关的K值的次序为:纯牛粪>牛粪+烂橙果>牛粪+草菇培养基脚料而与最大吸附量有关的M值的次序为:牛粪+烂橙果>纯牛粪>牛粪+草菇培养基脚料而以K与真M的总的效应表示的b值的次序为:纯牛粪>牛粪+烂橙果>牛粪+草菇培养基脚料因此,牛粪不仅是一个良好的蚯蚓饲料,并且可使蚓粪具有良好的保NH₄⁺力,成为一种有效的吸附剂。