不同耕种年限红壤性水稻土理化性质的变化特征

以江西省余江县不同种植年限的红壤性水稻土为对象,研究了土壤有机质、pH、阳离子交换量(CEC)、游离氧化铁含量和氧化铁活化度随时间变化趋势;选择耕种7、22和80年的土壤剖面,研究了游离氧化铁和无定形氧化铁在剖面不同层次的分布。结果表明,耕层(0～20cm)土壤有机质含量随着水稻种植年限的增加而增加,淹水种稻导致土壤pH升高,但主要发生在种稻的前7年,7～80年间土壤pH变化不大。土壤CEC随着种植年限的增加而增加,在17年达到最大,然后随种稻时间的进一步增加而减小。土壤游离氧化铁含量随种稻时间呈下降趋势,但种稻后土壤氧化铁的活化度高于母土旱地红壤。对7年和80年水稻土,表层土壤游离氧化铁的含量低于底层土壤,说明铁在剖面中存在淋溶迁移。7年和22年水稻土表层土壤无定形氧化铁含量高于底层土壤,但对80年水稻土,土壤无定形氧化铁随采样深度的增加而增加。     

水稻土和潮土中铁锰氧化物形态与稀土元素地球化学特征之间的关系研究

稀土元素在土壤中的含量和分馏特征对它们在环境中的分布、迁移、转化、归宿以及生态效应都有重要的影响。铁锰氧化物矿物的表面作用已被认为是表生环境中元素活化迁移和污染的重要机制之一。本研究以亚热带北端的长江三角洲地区和亚热带南端的珠江三角洲地区的典型水稻土和潮土剖面为例,探讨了铁锰体系对土壤稀土元素含量和地球化学分馏的影响。研究结果表明:铁锰氧化物中以晶质态氧化铁与土壤稀土元素的结合作用为主,并且对潮土的作用要比水稻土更为显著。游离态氧化铁对水稻土Ce富集和Eu亏缺均有积极贡献;锰氧化物可能会通过对二价Eu的氧化而减少其在土壤中的亏缺程度。水稻土和潮土中稀土元素在剖面中的分馏程度也受到铁锰氧化物含量的影响,低含量的铁锰氧化物会使不同发生层之间稀土元素的分馏差异增大。Eu在铁游离度高的南亚热带水稻土中会通过还原并随Sr元素一起淋失。     

不同开垦年限水稻土还原性物质含量及其分布

以辽宁省各地棕壤型、草甸土型水稻土为研究对象,探讨了不同开垦年限的棕壤型、草甸土型水稻土中还原性物质总量、活性还原性物质、络合态铁、水溶性亚铁、水溶性亚锰含量及其分布状况。结果表明,不同开垦年限供试水稻土随着开垦年限增加表层还原性物质总量、活性还原性物质、络合态铁、水溶性亚铁和水溶性亚锰含量明显增加,且均随土壤深度增加而减少,其积累主要集中在土壤上层。土壤络合态铁与还原性物质总量和活性还原性物质均呈极显著正相关,表层土壤有机质对铁、锰的络合减少了铁、锰元素向剖面下层的迁移数量。开垦10年以上,水稻土耕层中还原性物质就明显积累,直至60年,其积累量仍不断增加,因此生产上必须采取措施抑制水稻土中还原性物质的累积。     

辽宁省植稻土壤在中国土壤系统分类中的归属

为研究辽宁地区植稻土壤在中国土壤系统分类中的归属,选取辽宁地区7个典型植稻土壤剖面,在对其成土环境、剖面形态特征调查、描述和理化性质的分析基础上,以中国土壤系统分类方案为指南,检索其诊断层及诊断特性,确定其在中国土壤系统分类中的归属。研究结果表明:有4个土壤满足水耕表层、水耕氧化还原层的要求,可以划归为人为土土纲,其它3个土壤只满足水耕现象和水耕氧化还原现象,只能划为雏形土土纲。所以,并非像土壤发生分类学结果那样将所有植稻土壤都划分为水稻土。研究进一步发现,供试剖面中划分为冷凉湿润雏形土、简育湿润雏形土亚类的3个土壤剖面具有水耕现象,但在其亚类检索中缺乏相应的亚类。为此,本文建议在这两个土类中分别增加具有水耕现象的亚类。     

江西低丘红壤性水稻土的主要化学特性研究

三个红壤性水稻土的有机质和腐殖质的含量由淹育型水稻土→潴育型水稻土→潜育型水稻土依次逐渐增加,其C/N和H/P比值也顺次增大。它们的粘土矿物组成无明显差异。铁、锰物质在潴育型水稻土剖面中分异最明显,其次为淹育型水稻土;而无定形氧化铁在剖面中变幅最大却是潜育型水稻土;结晶态铁在土壤剖面中分异亦有一定规律,其中潴育型水稻土的指示性土层(W层)的晶胶率(结晶铁/无定形铁)远较其它土层为高,这种变化特性的差异,对区分不同水分作用的水稻土发育类型有一定的特殊意义;土壤络合态铁与土壤有机质含量有关。土壤氧化锰与土壤氧化铁相比虽然含量低,但对土壤氧化还原条件反应更加敏感,所以在土壤剖面中淋移趋势更加明显。     

澧阳平原古水稻土有机质红外光谱特征

澧阳平原杉龙岗古水稻土遗址剖面中不同耕作年限、不同环境条件、不同深埋的有机质的积累与迁移变化明显。以澧阳平原杉龙岗古水稻土遗址为研究对象,采用溴化钾压片法对剖面中古水稻土和现代耕作水稻土进行红外光谱测定,分析土壤中有机质的官能基团以及各基团的结构特征。结果表明,古水稻土官能基团的振动主要集中在卤素化合物和无机化合物,有机质对古水稻土官能团影响很大,其中,古水稻土中波数1 882 cm-1(烯烃碳)在去有机质后吸收峰弱化;古水稻土中波数为1 631~470 cm-1段,逐渐形成苯环、烯烃化合物且芳构化程度增加,卤素和无机化合物的结合力增强。由一阶导数可知,古水稻土与现代耕作水稻土相差不大,在去有机质后,波峰均被弱化且FD值峰值均小于去有机质前FD值。     

绰墩埋藏古水稻土中木质素特征研究

利用CuO氧化方法分析了苏州绰墩山埋藏古水稻土中木质素分解酚酸产物及特征,以此了解长期利用条件下水稻土中木质素的来源、保存及变化。通过比较相邻埋藏土壤剖面植稻和非植稻层次中木质素源的酚酸化合物特征,探讨水稻种植对土壤木质素结构特征的影响。结果表明,在埋藏古水稻土中木质素源的总酚酸含量在0.004～0.035 mg kg-1之间,显著低于现代水稻土(0.27～0.34 mg kg-1),而在埋藏土壤中,植稻与非植稻土壤层次中木质素无显著差异。埋藏古土壤中木质素源酚酸的组成(香草基类/紫丁香基类(S/V)及肉桂类/紫丁香基类(C/V)比分别为0.40～1.55、0.15～0.89),可证实此古土壤曾种植非木本被子植物;而S/V和C/V在植稻与非植稻土壤中没有显著差异,表明利用木质素特征难以区分同类(不同草本)有机质的具体来源。在埋藏古土壤中木质素碳占总有机碳比例很小,说明木质素在土壤中并非如通常所预期的容易被保存。     

不同土壤的还原状况对铁镉形态转化和水稻吸收的影响

采用土壤-蛭石联合培养,以填充蛭石的网袋模拟根际,置于红壤、水稻土、盐土中后淹水栽培水稻13 d.试验结果表明,水稻栽培期问,红壤、水稻土、盐土pH变化范围分别为6.05 ～6.78、6.47 ～7.33、6.42 ～7.44;有机质处理下,除红壤根际pH明显升高外,其余土壤根际和非根际pH均有所下降.各土壤对照根际Eh保持在233 ～ 385 mV;有机质处理使根际Eh下降,同时也导致除盐土外的非根际Eh上升.土壤还原溶解Fe与蛭石吸附Fe的90％以上均米自铁锰氧化物结合态铁(Oxide-Fe)组分,与溶液Eh、pe+ pH均有显著相关性,表明两表面同为Fe的氧化还原反应,但方向相反.水稻根表Fe膜的形成与根际氧化还原状况有关,在对照根际(高Eh)环境下,根表Fe含量随pH升高而降低,在有机质处理根际(低Eh)环境下则随pH升高而升高;在红壤中,根表Fe膜阻碍Fe的吸收,在水稻土和盐土中,根表Fe膜促进Fe吸收.根表Cd含量与根内Cd、地上部Cd有显著正相关;在红壤中,根表Fe膜阻碍了水稻Cd的吸附和吸收;水稻土和盐土中,根表Fe膜促进了水稻Cd的吸附和吸收.     

山东典型植烟土壤微量元素有效态含量研究

为摸清山东典型植烟区土壤微量元素有效态含量分布情况,采集和分析了临朐、蒙阴、诸城、费县、五莲、莒县6个主要植烟县的烟田耕层和剖面土样。结果表明:①耕层土壤有效Fe和Mn含量丰富,有效Cu含量适中,有效Zn含量较低。②石灰性砂页岩发育的土壤中微量元素有效态含量相对较低。③有效态Fe、Mn和Zn主要为表层富集型,有效Cu垂直分布相对均匀。④土壤有效态Fe、Mn、Cu和Zn含量随pH升高而降低,随有机质增加而增加;pH是影响有效态Fe和Mn的重要因素,而有机质是影响有效态Cu和Zn的重要因素。     

滨海沉积物发育的水稻土时间序列母质均一性判定与特性演变

时间序列方法是研究土壤发生特性演变的重要途径,而比较土壤变化的重要前提之一是序列中的土壤具有相同的起源,即具有母质的相对均一性。本研究根据史料记载中浙江慈溪海塘修筑年代估计出水稻土的耕作年龄,选择了植稻年龄约为50、300、500、700、1000a以及一个未垦滩涂剖面组成的一个时间序列作为研究对象。利用各种土壤属性参数对该时间序列的母质不连续性(或母质均一性)以及水稻土相对年龄进行了判定和验证。结果表明,时间序列的6个剖面虽然具有微小的差异,但其剖面内与剖面间母质来源相同。在水稻土母质不连续性判定中,去除黏粒的粉粒与粉粒中稳定元素Ti/Zr比值具有较好的指示作用。相对易变的土壤属性参数如碳酸钙、磁化率以及游离铁的剖面分异程度在水稻土相对年龄的判定中具有较好的指示作用。综合这些参数在时间序列中的演化趋势,发现500a剖面与整个序列的变化趋势不相符合,可能是利用历史的差异所致,在相关的性质演变研究中应该从序列中剔除。     

平原区水田改林地后土壤黏土矿物及氧化铁的变化

近年来水田改为林地在我国南方地区非常普遍,为了解这种转变对土壤矿物(黏土矿物和氧化铁)演变的影响,在浙江省平原地区构建了4个水田改林地系列土壤,采用野外调查和室内分析相结合的方法,研究水田改林地后土壤剖面中氧化铁形态和黏土矿物类型的演变规律。结果表明,改林地后,土壤剖面中全铁含量变化不明显,耕作层和犁底层土壤游离氧化铁有轻微增加趋势。改林地15～20 a后,4个系列土壤耕作层活性铁和活化度降幅分别在18.0%～38.4%和24.7%～48.9%;耕作层土壤铁氧化物的晶胶比增幅在0.73倍～1.62倍;耕作层土壤亚铁含量明显下降,降幅最高达95.8%,变异系数达到143.9%;耕作层络合铁降幅在21.3%～36.2%,并与有机质呈极显著正相关(P0.01)。改林地后,犁底层土壤中绿泥石相对含量及其与高岭石的比值都呈降低趋势,其他黏土矿物相对含量变化规律不明显,土壤有机质显著下降,土壤明显酸化。土壤铁氧化物形态和数量的变化对土壤结构以及土壤重金属的迁移转化等产生重要影响。     

成都平原水稻土中铁的分异特点

本文研究了成都平原发育于岷江冲积物、紫色土沉积物和黄壤残积物三种不同母质的六个主要水稻土剖面中各种形态氧化铁含量及其在剖面中的分异特点,探讨了各种形态氧化铁之间的关系及其与环境条件、成土母质的关系。此外,根据全铁含量在剖面中的分异,讨论了发生层的形成。     

聚合氨基酸对北方水稻土中氧化铁存在形态的影响

为了解不同类型水稻土中氧化铁含量特征,探明添加外源聚合氨基酸对水稻土中氧化铁形态变化的影响,本研究以中国北方不同类型水稻土(棕壤型、草甸土型和滨海盐渍型)为研究对象,设置添加占供试土壤干重0.05%的γ-聚谷氨酸和聚天冬氨酸处理,以不添加氨基酸作为对照。通过室内恒温厌氧培养30 d后,测定各水稻土全铁、游离氧化铁、无定形氧化铁和络合态铁含量及氧化铁的活化和络合程度。结果表明:供试的北方3种典型水稻土中,游离氧化铁含量为滨海盐渍型草甸土型≥棕壤型,络合态铁含量为棕壤型滨海盐渍型≥草甸土型,而无定形氧化铁含量为棕壤型滨海盐渍型草甸土型。两种外源聚合氨基酸对不同类型水稻土氧化铁形态转化能力影响存在差异,与不添加氨基酸的对照相比,添加γ-聚谷氨酸的棕壤型水稻土无定形氧化铁和络合态铁含量分别增加27.72%和32.25%,聚天冬氨酸对无定形氧化铁和络合态铁含量无显著促进作用;在草甸土型水稻土中,γ-聚谷氨酸和聚天冬氨酸均能显著增加无定形氧化铁含量,且与对照相比,络合态铁含量分别增加136.24%和12.00%;γ-聚谷氨酸能有效促进滨海盐渍型水稻土中无定形氧化铁和络合态铁的生成。总之,添加γ-聚谷氨酸和聚天冬氨酸对水稻土游离氧化铁的含量没有明显影响;而添加γ-聚谷氨酸能有效增加水稻土中无定形氧化铁和络合态铁含量,降低晶胶率,有利于提高土壤中有效铁含量,显著活化铁氧化物,抑制各类型水稻土中铁的结晶老化;而聚天冬氨酸对水稻土无定形氧化铁和络合态铁没有明显的激发效应。     

紫云英还田与氮肥减施对水稻土团聚体中各形态铁锰含量的影响

  【目的】  水稻土团聚体的形成和稳定与铁锰氧化物含量密切相关。研究紫云英还田对水稻土团聚体组成以及各粒径团聚体中铁锰形态的影响,以揭示紫云英还田与氮肥减施下土壤团聚体的稳定性机制。  【方法】  田间试验于2015年在湖北荆州进行,供试土壤为长江冲积物发育的水稻土。设置不施氮肥(CK)、紫云英种植还田(MV)、60%氮肥(N_60%)、100%氮肥(N_100%)、紫云英种植还田+60%氮肥(MV+N_60%)、紫云英种植还田+100%氮肥(MV+N_100%) 6个处理。于2019年,采样分析土壤水稳性团聚体百分含量,各粒径团聚体中不同形态的铁锰含量。  【结果】  施肥有效提高了土壤大团聚体(>0.25 mm)含量,以MV+N_60%处理的效果最为明显,比CK处理大团聚体含量增加了49.8%,微团聚体含量减少了71.0%,有效提高了土壤团聚体稳定性。土壤大团聚体中各形态铁锰含量显著高于微团聚体。在>5 mm团聚体中,除游离锰外其余形态的铁锰含量与平均重量直径(MWD)或几何平均直径(GMD)显著相关(r=0.474～0.704),游离铁和非晶质铁与MWD和GMD均呈极显著正相关。  【结论】  游离铁和非晶质铁是团聚体稳定性的关键因素。紫云英还田与氮肥减施有利于游离铁和非晶质铁在大团聚体中的富集,促进大团聚体的形成,进而改变土壤团聚体粒径分布,提高土壤团聚体的稳定性。     

绰墩遗址古今水稻土黏土矿物特征比较研究

在江苏绰墩山遗址考古发掘中,发现了在剖面不同深度埋藏的距今约6000年的史前水稻土层、距今约3 000年的商周史前的古水稻土层和现代水稻土层.本研究为了比较古今水稻土黏土矿物特征的差异,以土壤剖面P01(包含史前古水稻土、商周史古水稻土和现代水稻土)与P03(仅含商周时期古水稻土和现代水稻土)为对象,测定其各种形态铁锰...     

种稻配施改良剂对苏打盐碱土-水-作物系统氟迁移的影响

为探讨化学改良剂对苏打盐碱土稻田生态系统中氟迁移的影响,采用盆栽试验,研究硫酸铝、脱硫石膏和有机复合改良剂作用下的土壤各形态氟含量变化,以及土壤氟向水体和地上部植株的迁移情况。结果表明,化学改良剂影响苏打盐碱土—水—作物系统中氟的迁移及生物有效性。种稻后各改良剂处理的土壤水溶态氟变化范围为8.33～20.90 mg/kg,与对照相比,均呈下降趋势,其中硫酸铝处理下降得最多,降低60.15%;可交换态氟和有机束缚态氟呈增加趋势,其中有机复合改良剂处理增加得最多,分别为79.54%和86.37%;种稻前后铁锰氧化物结合态氟变化较复杂,其中硫酸铝处理无显著变化,对照处理和有机复合改良剂处理分别增加19.05%和42.03%,而脱硫石膏处理下降22.79%;残余态氟和总氟含量呈下降趋势,其中有机复合改良剂处理的残余态氟降低得最多,为35.50%,硫酸铝处理的总氟降低得最少,为10.47%,其余处理降幅为12.50%～12.55%。在水稻种植过程中,土壤中氟向水中累积释放总量为对照>有机复合改良剂>脱硫石膏>硫酸铝,与对照相比,其他3个处理分别降低3.25%,5.13%和5.1...     

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：（〈0.002mm）〉2～0.25mm〉原土〉0.053～0.002mm〉0.25～0.053mm,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：0.25～0.053mm〉0.053～0.002mm〉原土〉2～0.25mm〉（〈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。     

应用穆斯堡尔谱和X射线法研究红壤性水稻土的氧化铁矿物

应用穆斯堡尔谱和X射线法分析研究红壤性水稻土的氧化铁矿物,研究结果表明,红壤性水稻土的氧化铁矿物组成、特性及其形成转化与起源土壤具有明显的差异。水稻土的成土条件不利于赤铁矿的形成。红壤的粘粒氧化铁矿物以赤铁矿和高铝替代(>20摩尔%)的针铁矿为主。经淹水种稻后,赤铁矿逐渐被转化为低铝替代的针铁矿或其它形态氧化铁。渗育型水稻土P层的赤铁矿含量比相应的母土低,其针铁矿铝替代量较其它水型的水稻土高。而潴育型水稻土W层和潜育型水稻土G层粘粒氧化铁矿物均以针铁矿为主,其铝同晶替代量低(<15摩尔%),且颗粒细小,结晶度较低。这些结果反映了水稻土的成土条件和发生特点,同时对水稻土发生分类具有重要的意义。     

稻田改为茶园后土壤铁形态与磁学性质演变特征

以四川省名山区稻田及由稻田改造的茶园土壤为研究对象,采用铁形态连续分级提取与环境磁学技术相结合的方法,分析铁氧化物与磁学特征随土壤利用方式及植茶时间变化而变化的特征。结果表明,稻田及不同植茶年限(3、6、10年)茶园土壤110cm土体均表现为可还原铁(Red-Fe)>可氧化态铁(Oxi-Fe)>酸溶态铁(Acid-Fe)；稻田改为茶园以及随着植茶年限延长,表层(0-10cm)及亚表层(10-20cm)土壤Acid-Fe、Oxi-Fe明显增加,而整个土体Red-Fe降低。稻田改为茶园3年后, 0~30cm土壤表现出质量磁化率(MS)、饱和等温剩磁(SIRM)、软剩磁(IRMs)升高,而硬剩磁(IRMh)降低；随着植茶年限的延长,土体总体表现出各磁性参数均降低的趋势,亚铁磁性矿物主导土壤磁性特征变化。稻田改为茶园后土壤逐渐酸化且有机质积累,使亚铁磁性矿物不稳定,进一步导致Red-Fe溶解并向Acid-Fe、Oxi-Fe转化,且随植茶年限的延长,部分铁氧化物结晶度会增加。