湖南省5种潴育水稻土对砷的吸附特征

采用振荡平衡法,通过等温吸附试验,研究了湖南5种潴育水稻土(黄泥田、河沙泥、麻沙泥、紫泥田和红黄泥)水耕表层(A,0～25 cm)和水耕氧化还原层(B,25～50 cm)土壤对砷的吸附特性及其影响因素。结果表明:Langmuir、Freundlich及Temkin方程均能很好地拟合供试土壤对砷的等温吸附数据;比较Langmuir方程拟合得出的土壤对砷的最大吸附量(Xm)的平均值及其变异系数,B层土壤的Xm和对砷的最大缓冲容量(MBC)分别是A层土壤的1.2倍和6.3倍,B层的变异系数大于A层的;黄泥田对砷的吸附和缓冲能力最强,麻沙泥和红黄泥的较弱;在土壤pH4.97～6.68时,Xm与土壤全铁、游离氧化铁含量呈极显著正相关,MBC则与土壤有机质含量呈显著负相关;土壤对砷吸附的86%的变异可以用全铁含量解释。5种母质潴育水稻土对砷的吸附和缓冲能力有较大差异,土壤全铁和有机质含量分别是影响土壤对砷的最大吸附量和最大缓冲容量的主要土壤因子。     

石灰性土壤吸磷差异及其与土壤性质的关系

采用等温吸附法研究了24个农田石灰性土壤和4个石灰性生土的磷吸附能力及其与土壤基本理化性质的关系,进而采用通径分析和多元逐步回归分析确定了影响供试石灰性土壤吸附固磷能力的主要土壤性质。研究结果表明:28个供试石灰性土壤的磷等温吸附曲线都很好地拟合了Langmuir等温吸附方程,最大吸磷量(Xm)以4个石灰性生土最大;其次为7个大田褐土性土,9个大田石灰性褐土;8个蔬菜大棚石灰性褐土最小。土壤pH值、CaCO3、活性钙、活性镁、活性铝和小于0.002 mm的土粒均与最大吸磷量呈显著或极显著正相关,而土壤有机质、全氮、速效磷、速效钾和0.2～2.0 mm的土粒均与最大吸磷量呈极显著负相关。经通径分析和反向逐步回归分析可知,影响供试石灰性土壤吸附固磷能力的主要因素为有机质,其次为速效磷和活性钙,土壤有机质、速效磷、活性钙和小于0.002 mm土粒共同决定了供试石灰性土壤95%的最大吸磷量。供试土壤中,8个蔬菜大棚石灰性褐土有机质、全氮、速效磷、速效钾含量相对较高,而吸附固磷能力相对较弱。连年大量有机和无机肥料的投入不仅导致磷在土壤中大量积累,而且由于土壤肥力的逐步提高,其吸附固磷能力下降,土壤中累积的磷素迁移性增强,造成水环境污染的风险增加。     

低分子量有机酸对茶园土壤团聚体吸附Cu2+的影响

为探讨低分子量有机酸对茶园土壤团聚体吸附Cu~(2+)的影响,探明蒙山茶园土壤中铜的环境化学行为,以蒙山茶园土壤为对象,通过超声波分散法、沉降-虹吸法等提取土壤团聚体,采用批实验法研究了低分子量有机酸(柠檬酸、苹果酸、草酸)对土壤团聚体吸附Cu~(2+)的影响。结果表明:茶园土壤原土及各粒径土壤团聚体对Cu~(2+)的吸附量均随着Cu~(2+)浓度的增加而增加,而随低分子量有机酸加入浓度的增加呈现先增加后降低的趋势,受到土壤团聚体比表面积、游离氧化铁、阳离子交换量以及有机质等的影响,吸附量大小顺序为(0.002 mm)粒径组0.053~0.002 mm粒径组原土2~0.25 mm粒径组0.25~0.053 mm粒径组;应用Langmuir、Freundlich、Temkin三种方程对其等温吸附过程的拟合均达到了显著水平(P0.05),其中Langmuir方程的拟合效果最佳;低分子量有机酸对土壤吸附Cu~(2+)的影响先表现为促进作用,随着加入量的增加转为抑制作用,柠檬酸、苹果酸浓度在0~1 mmol·L~(-1),草酸浓度在0~0.1 mmol·L~(-1)能促进土壤团聚体对Cu~(2+)的吸附,而柠檬酸、苹果酸浓度1 mmol·L~(-1),草酸浓度0.1 mmol·L~(-1)时却抑制其吸附,柠檬酸、苹果酸为0.5 mmol·L~(-1)时吸附量达到最大。综上可知,低分子量有机酸对土壤团聚体吸附Cu~(2+)的影响受有机酸种类、浓度及土壤团聚体大小的综合作用。     

硝基苯在不同类型土壤中的吸附特性研究

为全面评价硝基苯的环境行为,应用平衡法探究硝基苯在不同类型土壤中的吸附特性,以期为硝基苯的污染控制与防治修复提供理论依据.结果表明:供试红壤和草甸棕壤对硝基苯的吸附均经历了快速吸附、减速吸附和平衡吸附3个阶段,其吸附行为可用Langmuir和Freundlich型吸附等温式描述(P ＜0.05).不同类型土壤对硝基苯的吸附能力不同,Freundlich模型中红壤的吸附系数K小于草甸棕壤,表明红壤对硝基苯的吸附能力弱于棕壤.对两种有机质含量分别为16.33、11.15 g/kg的草甸棕壤进行吸附试验,采用Langmuir型等温吸附曲线拟和,确定硝基苯饱和吸附量分别为200、142 μg/g,表明随土壤有机质含量的增加,土壤对硝基苯的吸附能力增大,有利于硝基苯活性和毒性的降低.     

名山河流域黄壤组分对微团聚体吸附解吸镉的影响

选取名山河流域4种土地利用方式(林地、水田、茶园、旱地)的黄壤为研究对象,采用平衡液等温吸附法和NH4OAC、EDTA溶液解吸法,研究土壤组分(有机质、游离氧化铁)对微团聚体吸附解吸Cd2+的影响.结果表明:去除土壤组分前后,原土及各粒径微团聚体对Cd2+的吸附量均随Cd2+初始浓度增大而增大,吸附量均按以下次序递减:(＜0.002 mm)＞2～0.25 mm＞原土＞0.053～0.002 mm＞0.25～0.053 mm,与有机质、游离氧化铁、CEC呈极显著正相关.吸附减少量大小关系为:去除有机质＞去除游离氧化铁,有机质的贡献率大于游离氧化铁.Freundlich方程拟合效果最佳,达到极显著水平,分布系数Kd值与Cd2+初始浓度呈曲线负相关.NH4OAC解吸率随原吸附Cd2+初始浓度增大而增大,以最大解吸率计,递减规律为:0.25～0.053 mm＞0.053～0.002mm＞原土＞2～0.25 mm＞(＜0.002mm);EDTA解吸率随原吸附Cd2+初始浓度增大而减小,递减规律与NH4OAC解吸率相反.去除土壤组分后,NH4OAC解吸率上升,EDTA解吸率下降,茶园与旱地黄壤非解吸率减小,林地与水田黄壤非解吸率增大.去除土壤组分后,非专性吸附与吸附总量呈极显著正相关,专性吸附与吸附总量呈极显著负相关.     

生物炭对诺氟沙星在土壤中吸附行为的影响

以甘蔗渣为前驱材料,在3种温度(350、450、550℃)下制备不同碳化度的生物炭(分别记为BC350、BC450、BC550),研究其对诺氟沙星在砖红壤中吸附行为的影响。结果表明,诺氟沙星在砖红壤和生物炭土壤上(W/W,1.0%)的吸附动力学过程包括快速和缓慢两个阶段,伪二级动力学模型能较好地拟合砖红壤和生物炭土壤吸附诺氟沙星的动力学过程(r≥0.963,P0.01);添加质量浓度分别为0.1%、0.2%、0.5%、0.8%、1.0%的3种生物炭提高了砖红壤对诺氟沙星的吸附量,且随着生物炭添加量的增加,吸附量逐渐增加,添加生物炭后砖红壤对诺氟沙星的单点吸附值是砖红壤的1.04~2.34倍。诺氟沙星在生物炭土壤中的吸附过程能够采用Freundlich模型、Langmuir模型和Tekmin模型进行较好的拟合(r≥0.910,P0.05);生物炭土壤对诺氟沙星的非线性吸附过程主要受到表面吸附作用、分配作用和其他微弱作用力共同影响。生物炭的施入可以提高土壤对有机污染物的吸附能力,从而降低有机污染物的生态环境风险。     

福建省主要土壤类型的镁素含量

通过测定9种土壤类型g4个土样,研究福建省主要土壤类型全镁和交换性镁(包括水溶性镁)的含量及其影响因素。结果表明我省土壤镁素含量较低。除盐土外,土壤全镁含量平均为0.33％,交换性镁含量0.82毫克当量/100克土。不同土壤类型全镁量高低顺序为:盐土>紫色土>水稻土>黄红壤、红壤>山地黄壤、赤红壤>山地草甸土>风沙土。交换性镁高低顺序为:盐土>水稻土>风沙土>紫色土>山地黄壤>黄红壤>赤红壤、红壤>山地草甸土。成土母质对土壤全镁和交换性镁含量有一定影响。土壤交换性镁与全镁含量呈极显著正相关,与土壤有机质含量呈极显著负相关,与土壤pH值呈显著正相关,与土壤粘粒(<0.001毫米)含量和阳离子交换量(CEC)呈正相关,但不显著。以土壤交换性镁饱和度10％作为足量指标进行划分:盐土和风沙土镁素充足,水稻土有75％样点土壤不缺镁,紫色土有50％样点土壤供镁充足,而红壤性土壤有80～90％样点土壤缺镁,山地草甸土镁素都是不足的。     

水稻土对磷的吸附及吸附态磷的释放特征

采用等温吸附法和离子交换树脂法研究水稻土对磷的吸附及吸附态磷的释放规律。磷的等温吸附研究表明:Langmuir方程能较好地拟合浙江金华市的20个代表性水稻土对磷的吸附特征,相关系数在0.970~0.999之间;Langmuir等温方程的参数与土壤的理化性质有关,发育于第四纪红色粘土的水稻土的参数Xm、K、MBC和X0.2值都明显高于其他发育于冲积物的水稻土;在淹水条件下,溶液中P可能较易得到土壤固相P的补偿,和旱地作物相比,水稻生长所需要的平衡磷浓度(EPC)可能远低于0.2 mg.L-1。磷的解吸研究表明:离子交换树脂提取的磷量与土壤吸附态P总量成正比,不管是冲积型水稻土还是红壤性水稻土,这种直线关系都成立(r=0.941~0.999);在淹水条件下土壤磷的释放与土壤对磷酸根的吸附饱和度,即土壤对磷酸根的吸附能大小紧密相关。在水稻土的P肥管理实践中,维持适当水平的土壤总P量与维持适当水平的土壤有效P含量同样值得重视。     

不同退化程度高寒灌丛草甸植物量及土壤养分的变化

以高寒高山柳(Salix paraqplesia)灌丛草甸为研究对象,分析不同退化程度高寒灌丛草甸的植物量、土壤养分和土壤微生物。结果表明:随着高寒灌丛草甸退化程度的加剧,地下植物量、地上植物量、优良牧草植物量、土壤有机质、全氮及全磷都显著降低(P0.05),但土壤微生物数量则是轻度退化灌丛草甸最高(P0.05)。植物量、土壤有机质及全氮、土壤微生物数量与土壤含水量呈显著正相关(P0.05);植物量、土壤全氮、土壤有机质与土壤微生物数量呈显著正相关(P0.05)。说明,灌丛草甸的退化表现出植被、土壤的协同退化。     

灌漠土的磷素吸附特性与供磷缓冲能力的初步研究

用Freundlich和Langmuir等温吸附方程能良好地描述灌漠土对磷素的吸附,相关系数在0.8以上。根据Langmuir方程计算的标准磷素需要量与土壤吸湿水、有机质和粘粒含量呈高度正相关。回归分析表明,最大缓冲容量(Mb)和吸附反应自由能(△G°)与吸湿水、有机质和粘粒含量呈高度正相关,与Olsen—P呈强负相关,与pH没有统计上显著的相关性。Mb和△G°间的相关系数达0.92。     

油茶间作不同绿肥的土壤分形及养分损耗特征

为探讨油茶林间作不同绿肥对耕作层土壤颗粒分形特征及养分退化产生的影响,在野外调查与室内分析的基础上,分析了间作不同绿肥下油茶林的土壤颗粒分形维数及其与土壤粒径分布、养分含量的关系。结果表明：（1）该区域土壤粒径分布主要以粘粒（＜0.002 mm）和粉粒（0.002～0.05 mm）为主,土壤分形维数为2.681~2.882,顺序为：CK＜黑麦草＜鼠茅草。（2）研究区土壤体积分形维数与粘粒（<0.002 mm）体积百分含量呈极显著正相关关系（P＜0.01）,与粉粒（0.002～0.05 mm）体积百分含量呈显著正相关（P＜0.05）,与砂砾（0.05～2.00 mm）体积百分含量呈显著负相关关系（P＜0.05）;分形维数与土壤含水量呈显著正相关（P＜0.05）,而与有机质、全氮、水解性氮、全磷、有效磷、全钾、速效钾及土壤容重的相关性未达到显著水平（P＞0.05）。（3）3月至8月,两种绿肥间作均显著提高了油茶林耕作层土壤的含水量,减少了养分的损耗,其中以鼠茅草改良效果最好。综上,土壤分形维数能够很好地表征土壤质地、粒径组成以及土壤养分状况,为油茶林地复合经营土壤质量评价提供一定的参考。     

不同类型离子对铅在(土娄)土微团聚体中吸附解吸的影响

采用等温平衡吸附法研究((土娄))土不同粒径微团聚体在Na+和Ca2+作为共存离子条件下对Pb2+的吸附和解吸特点。结果表明,Freundlich方程能够较好地拟合不同共存离子条件下各粒径微团聚体对Pb2+的吸附特征,Na+作为共存离子的环境下,更有助于(土娄)土微团聚体对铅的吸附,并且最大吸附量随比表面积、CEC及有机质含量增加而增大,而在共存离子为Ca2+的情况下无此现象。在中偏碱的土壤环境下,Ca(NO3)2作为解吸液比NaNO3更能大量地解吸(土娄)土微团聚体中吸附的Pb2+。随着Pb2+吸附量的增加,以NaNO3为解吸液的微团聚体对Pb2+的解吸率不断下降,但以Ca(NO3)2为解吸液时解吸率不断上升。所以土壤环境中,共存离子为Ca2+时,(土娄)土微团聚体对Pb2+的吸附率低,解吸率却高;共存离子为Na+时,对Pb2+的吸附率高,解吸率却低。     

长期施肥对洞庭湖区水稻土物理性状及团聚体中有机碳积累的影响

基于27年长期试验,采集0~20 cm和20~40 cm两土层原状土样,研究施氮磷钾化肥及配施有机肥对洞庭湖区典型水稻土物理性状及团聚体中有机碳积累的影响。结果表明:与不施肥相比,长期施肥后两土层内土壤总孔隙度、田间持水量分别提高2.6%~8.3%、-3.0%~23.5%,土壤容重则降低3.0%~11.6%,其影响效应随土层加深而减弱,在0~20 cm土层均达显著水平(P<0.05)。长期施肥后粒径>5 mm具不良孔性的团块结构数量明显减少,两土层中0.5~2 mm和2~5 mm大团粒结构体比例则较不施肥处理分别显著提高57.3%~94.3%和25.8%~103.8%(P<0.05),土壤物理结构得以改善。随粒径减小,团聚体中有机碳含量和储量分别呈现逐渐增加和降低的变化趋势,长期施肥均显著提高两土层特别是0~20 cm层土壤及各级团聚体中有机碳含量(P<0.05)。施肥主要影响且显著提升粒径<5 mm特别是0.5~2 mm和2~5 mm团聚体中有机碳储量。研究表明,氮磷钾化肥配施有机肥改善土壤物理性状和增强团聚体固碳能力的效应较氮磷钾化肥单施更为突出,且随有机肥施用比例增加,其效应愈趋明显。     

不同种植模式对雷州半岛玄武岩母质砖红壤氮磷钾养分状况的影响

【目的】研究不同种植模式对雷州半岛玄武岩母质砖红壤氮磷钾养分状况的影响。【方法】以我国雷州半岛的典型玄武岩母质砖红壤为研究对象,对8种不同种植模式下的土壤肥力属性进行方差分析,并运用主成分分析(PCA)方法研究各养分变量的相互关系、土壤综合肥力特征及其障碍因子。【结果】研究区不同种植模式对土壤pH、有机质、全氮、碱解氮、速效磷、缓效钾和速效钾含量的影响显著(P0.001)。主成分分析表明,8种种植模式的土壤综合肥力区分显著(P0.000 1),这种差异是由不同种植模式下的土壤田间管理方式引起的。香蕉、蔬菜和水稻地的土壤综合肥力较好,其中香蕉地肥力最高,蔬菜和水稻地肥力次之,香蕉地的土壤有机质、全氮、碱解氮、速效磷、速效钾和缓效钾分别是木薯地的2.55、2.44、3.50、2.30、15.36和7.73倍,但土壤pH较低是香蕉地土壤肥力进一步提高的障碍因子,其土壤pH较木薯地降低了0.89。有机质含量较低则是蔬菜地肥力的限制因子,速效磷含量较低则是水稻地肥力的限制因子;水稻与甘薯、花生与水稻、花生与大豆轮作地的土壤综合肥力中等;而木薯和甘薯地的土壤综合肥力相对较差,有机质和氮素养分缺乏是其综合肥力最低的主要原因。【结论】该区域增施有机肥、有机–无机肥料的合理配施以及对土壤酸度的适当调节是进一步提高耕地土壤综合肥力的关键。     

余江县水稻土剖面酸缓冲性能与酸化速率

为探明不同母质发育的水稻土在剖面层次上的缓冲性能特征及酸化速率大小,以红砂岩和河流冲积物母质发育的水稻土为对象,测定不同层次（0~20、20~40、40~60、60~80 cm和80~100 cm）土壤的pH、有机质、全氮、阳离子交换量和酸碱缓冲容量,定量比较不同母质和不同土层酸碱缓冲容量的变化及差异。结果表明：以红砂岩和河流冲积物母质发育的水稻土酸碱缓冲容量在0~20 cm土层比80~100 cm土层分别显著升高10.14 mmol·kg^-1和4.18 mmol·kg^-1,且随着水稻土初始pH（不加酸碱的pH）的增加,其酸碱缓冲容量也呈增加趋势。在0~20 cm土层,红砂岩母质发育的水稻土酸碱缓冲容量比河流冲积物母质显著增加7.38mmol·kg^-1;在20~100 cm土层,2种母质发育的水稻土酸碱缓冲容量无显著差异。红砂岩母质发育水稻土表层酸化速率（0.78kmol H⁺·hm^-2·a^-1）大于河流冲积物母质（0.36 kmol H⁺·hm^-2·a^-1）。水稻土酸碱缓冲容量与pH呈极显著负相关（P<0.01）,与交换性盐基总量呈显著负相关（P<0.05）,与阳离子交换量、有机质、全氮和交换性酸呈极显著正相关（P<0.01）;水稻土pH与有机质、全氮和交换性酸呈极显著负相关,与交换性盐基总量呈极显著正相关（P<0.01）,与阳离子交换量无相关性。研究表明,酸碱缓冲曲线可以很好地反映不同母质发育的水稻土在不同土层上对加酸、加碱量的敏感程度;随着土层深度的增加,2种母质的酸碱缓冲容量呈下降趋势,其中在0~20 cm土层,红砂岩母质发育的水稻土酸碱缓冲容量和酸化速率最高,其酸碱缓冲容量主要与初始pH、有机质、全氮、阳离子交换量、交换性盐基总量和交换性酸有关,且2种母质发育水稻土均处于铝硅酸盐矿物分解和交换性盐基离子缓冲阶段。     

不同农业利用条件对黄土胶结物质组成与团聚特征的影响

以陕西安塞自然植被土壤和农田土壤(包括施有机肥、施无机肥、不施肥对照)为研究对象,通过分析各粒级团粒中有机质和碳酸钙的分布特征及去除胶结物质前后的粒度组成,探讨不同农业利用条件对黄土团聚特征的影响。结果表明:不同利用方式下的土壤均以粒径0.05 mm(45%~65%)和粒径0.002~0.05 mm(30%~45%)的团粒为主;相对于自然土壤,农业活动对粗粒级团粒中碳酸钙的溶解再沉淀过程具有促进作用,增加粒径0.002mm次生碳酸钙含量;不施肥和施用无机肥显著降低粒径0.002 mm团粒的有机质含量,而施用有机肥显著增加粒径0.05mm和粒径0.002mm团粒的有机质含量,有利于大团聚体(250~1 000μm)的形成;逐步去除胶结物质过程中,不同利用方式的土壤团粒逐渐破碎,粒度分布曲线和累计曲线均向左不同程度推移。不同利用方式的土壤中碳酸钙和有机质均对土壤颗粒产生胶结作用,且施用有机肥的土壤中碳酸盐和有机质的胶结团聚作用最强。     

黑土中不同有机质组分对三氯乙烯吸附特征研究

文章采用分步提取法制备东北黑土有机质组分,研究不同有机质组分结构与性质,分析差异;运用批量平衡试验方法研究三氯乙烯(TCE)在三种有机质组分中吸附规律。结果表明,土壤中各有机质组分含量有较大差异,为HMFAHA,有机质组分中H/C,O/C和(N+O)/C比,为FAHAHM,说明FA组分脂肪性最高,极性最强;有机质组分对TCE吸附平衡时间为24 h,胡敏素(HM)对TCE吸附能力高于富里酸(FA)和胡敏酸(HA);试验浓度范围内,三种有机质组分对TCE吸附均符合Freundlich等温吸附曲线,吸附能力为HMHAFA。     

非溶解性有机质对沿岸带土壤铜吸附及老化的影响

河流沿岸带土壤是阻滞径流污染进入河流水体的最后屏障。为了探索川渝地区常见残渣中非溶解性有机质(NDOM)对流域土壤铜吸附及老化的影响,以嘉陵江(川渝段)内广元、南部、南充和合川沿岸土壤为研究对象,分别将空心莲子草、柠檬果渣和污泥NDOM以10%的比例添加到各沿岸土壤中,研究不同环境条件下NDOM改良土壤对铜的等温吸附,并分析铜在不同NDOM改良土壤中老化特征。结果显示:相比于柠檬果渣和空心莲子草,污泥NDOM改良土壤对Cu~(2+)吸附效果更好。不同NDOM改良土壤对Cu~(2+)的吸附能力与土壤阳离子交换量和比表面积成正比。Langmuir模型比Freundlich模型更适宜描述NDOM改良土壤对Cu~(2+)的吸附过程。温度的升高可以促进Cu~(2+)的吸附,且Cu~(2+)吸附过程是一个自发、吸热和熵增的过程。各NDOM改良土壤对Cu~(2+)的吸附量随离子强度的增大先升高后降低(0.1 mol·L~(-1)时最大),而随pH值的升高持续增加。随着老化时间的增加,各NDOM改良沿岸土中的离子交换态和碳酸盐结合态铜含量降低,而铁锰氧化物结合态和有机结合态铜含量升高。相比原始土壤,各NDOM改良土壤中的Cu~(2+)迁移能力整体降低。残渣中NDOM可以增强河流沿岸土壤对Cu~(2+)吸附能力,土壤温度和pH越高,Cu~(2+)老化时间越长,改良土壤对Cu~(2+)的吸附阻滞效果越好。