施加石灰降低不同母质土壤中镉毒性机理研究

研究了土壤施加石灰后对镉的形态转化和迁移的影响。结果表明,水溶态镉随石灰用量的增加而急剧减少,ｐＨ〉７．５时９４％以上的水溶态镉进入土壤中,交换态镉在ｐＨ〈５．５时随石灰用量的增加而增加,ｐＨ〉５．５时随石灰用量增加而急剧减少;有机结合态镉在ｐＨ〈５．５时随石在用量的增加而增加,ｐＨ〉５．５时随石灰用量增加而急剧减少;粘土矿物和氧化物结合态镉随石灰用量的增加而增加,残留态镉随石灰用量的增加而增加。     

施用水稻秸秆对酸性红壤铝形态的动态影响

采用室内培养试验研究了施用秸秆对酸性红壤pH值和高活性的交换性铝、吸附态羟基铝和有机络合态铝的动态变化。结果表明，土壤pH值和各形态铝在前30天内变化较大，而后达到稳定。土壤pH值在前10天内快速提高，之后缓慢下降至第30天渐趋平衡，土壤交换性铝则是先降低，10天后逐渐增加至稳定状态。添加秸秆后，土壤吸附态羟基铝发生复杂的水解和聚合反应，变化不大。有机络合态铝在可溶性有机质和有机酸等小分子化合物的联合作用下，先增加而后降低。由于秸秆作用的时间较短，不能使有机质积累，故有机络合态铝不稳定易于变化，不能起到很好的络合铝的作用。     

水分管理和施用石灰对水稻镉吸收与运移的影响

通过田间试验,研究了间歇灌溉和全生育期淹水2种水分管理结合水稻分蘖期施用石灰对不同水稻生育期的土壤和水稻各组织中Cd分布与运移的影响。研究结果表明,全生育淹水和施用石灰均能升高土壤p H值,降低土壤中有效态Cd含量;施用石灰能降低土壤中酸可提取态Cd所占比例而残渣态所占比例增加。在全生育期淹水条件下施用石灰有利于改善土壤性状并提高土壤中Fe质量百分含量。与不施用石灰相比,在间歇灌溉条件下,施用石灰处理的糙米中Cd质量分数从0.86 mg/kg降低到0.56 mg/kg,而在全生育期淹水条件下,施用石灰处理的糙米中Cd质量分数从0.77 mg/kg降低到0.34 mg/kg;无论间歇灌溉还是全淹水处理条件下,施用石灰均增加了水稻总生物量。施用石灰后,在灌浆期,水稻茎叶中Cd的富集系数显著降低(P0.05);在成熟期,根和稻米中Cd的富集系数显著降低(P0.05);在全生育期淹水条件下,成熟期水稻根到茎叶转运系数和茎叶到米中转运系数均显著降低(P0.05)。水稻糙米中Cd含量与土壤中有效态Cd含量、水稻地上部Cd累积量呈显著正相关,与土壤p H值呈显著负相关。上述研究结果表明,施用石灰能够显著降低稻田土壤中Cd的生物有效性;采用全生育期淹水结合在分蘖期施用石灰是降低稻米中Cd含量有效措施且不会导致水稻减产。     

不同有机肥中Cu、 Zn在农田土壤中的有效性与形态归趋

【目的】畜禽粪便有机肥的施用是造成我国农田土壤重金属污染的重要原因之一。本文选用两种典型规模化养殖场畜禽粪便有机肥,研究其在石灰性土壤和酸性土壤上施用1年后Cu、 Zn的有效性和形态归趋,为客观评价畜禽粪便有机肥中重金属进入土壤后的环境行为和生态风险提供理论依据。【方法】采用温室土壤培养试验,在石灰性土壤和酸性土壤上分别设对照(CK)、 施2%鸡粪(CM2%)、 施5%鸡粪(CM5%)、 施与CM2%、 CM5%含等量Cu、 Zn的重金属无机盐溶液(CS2%、 CS5%)、 施2%猪粪(PM2%)、 施5%猪粪(PM5%)、 施与PM2%、 PM5%含等量Cu、 Zn的重金属无机盐溶液(PS2%、 PS5%)9个处理,每个处理设3次重复,在温室条件下培养1年。测定土壤pH值, EDTA提取有效态Cu、 Zn以及采用改进Tessier连续提取法提取的各形态Cu、 Zn的含量,分析鸡粪、 猪粪及等量无机盐溶液中Cu、 Zn进入土壤后的有效性和形态归趋。【结果】施用鸡粪和猪粪1年后,石灰性土壤的pH值降低,酸性土壤的pH值升高,施用5%猪粪时石灰性土壤pH值降低了0.23个单位,酸性土壤pH值升高了0.87个单位。施入鸡粪、 猪粪1年后,石灰性土壤中有效态Zn和酸性土壤中有效态Cu、 Zn含量显著增加,施用5%猪粪时酸性土壤中有效态Cu含量增加了1.95倍,施用5%鸡粪时2种土壤中有效态Cu的含量均显著低于等量无机盐。施用鸡粪和等量无机盐后,2种土壤中交换态和有机结合态Cu的含量显著增加,交换态、 碳酸盐结合态、 有机结合态和铁锰氧化物结合态Zn的含量显著增加; 施用猪粪和等量无机盐后,2种土壤中交换态、 铁锰氧化物结合态和有机结合态Cu的含量显著增加,碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态Zn的含量显著增加。【结论】施用鸡粪、 猪粪提高了石灰性土壤中Zn和酸性土壤中Cu、 Zn的有效性,高用量条件下鸡粪中Cu的有效性低于等量无机盐。1年后, 通过畜禽粪便有机肥带入2种土壤中的Cu 主要以交换态和有机结合态的形式存在,Zn则主要以碳酸盐结合态、 铁锰氧化物结合态和有机结合态的形式存在。2种土壤上有机肥带入的Cu、 Zn转化为铁锰氧化物结合态的比例低于等量无机盐,2种有机肥带入2种土壤中的Cu转化为交换态和有机结合态的比例高于等量无机盐。鸡粪带入的Zn转化为交换态的比例在酸性土壤中低于等量无机盐,但在石灰性土壤中则高于等量无机盐。     

猪粪对红壤铝毒的缓解效应

利用盆栽实验研究了施用猪粪和石灰对红壤铝毒的缓解效应。结果表明 ,在对照土壤 (pH 4.2)上生长的小麦遭受铝毒害明显 ,出苗后 36d全部枯死 ,施用石灰和猪粪能不同程度地缓解铝毒害。施用猪粪和石灰都可以提高土壤pH ,降低交换性铝含量。与单施石灰相比 ,石灰猪粪混施可以提高土壤 pH ,降低交换性铝含量 ,增加小麦叶绿素含量、光合速率和地上部干物重。与单施猪粪相比 ,石灰猪粪混施使小麦地上部K、Mg和P含量减少。     

浙江中部红壤施用石灰对土壤交换性钙、镁及土壤酸度的影响

为了确定红壤施用石灰后钙、镁移动和土壤酸化速率,监测了耕层（10～20ｃｍ）和底土（20～60ｃｍ）的ｐＨ和交换性Ca2+、Mg2+、Al2+的长期变化。结果表明,耕层交换性Ca2+在施用石灰后的一年半时间达到最高值,此后随着时间的推移而急剧减少;而底土的交换性Ca2+随石灰用量的增加和施用石灰后时间的推移而增加。镁在土壤剖面中的移动比钙快;施用石灰后耕层和底土酸度的降低与交换性Ca2+的增加基本同步。在本试验条件下,不论施用石灰与否都存在着复酸化过程,但施用石灰后复酸化作用更强。     

氮锌配施对石灰性土壤锌形态及肥效的影响

通过分析石灰性土壤上施用锌肥后土壤中锌的形态变化,研究锌肥的有效性及后效,为指导合理施用锌肥提供理论依据。结果表明在潜在性缺锌的石灰性土壤施锌肥没有明显的增产效果,可增加小麦籽粒锌含量,但不同基因型反应差异很大;土壤中的锌主要以矿物态存在,占全锌91.5%~97.6%,其次为松结有机态锌(1.34%~5.53%)、碳酸盐结合态锌(0.47%~1.55%);施入土壤中的锌增加了交换态、松结有机态、碳酸盐结合态、氧化锰结合态锌含量,但大部分转化为矿物态;种植小麦可以使土壤中的锌向有效态转化;施氮增加了小麦对锌的吸收,也增加了锌矿化的比例;主成分分析结果表明,交换态、松结有机态和碳酸盐结合态均能不同程度反映土壤锌的有效性,石灰性土壤中碳酸盐结合态和有机结合态锌含量占有较为可观的比例,因此增加这两种形态储备容量是调节和控制土壤锌营养状况的重要措施。     

施用生物炭和石灰对土壤镉形态转化的影响

通过室内培养试验,比较石灰、生物炭及生物炭和石灰配施3种改良剂作用下镉污染草甸土中土壤镉各形态转化以及pH的影响。结果表明,土壤添加生物炭培养60d,土壤pH呈随时间增加逐渐增加的趋势,而添加石灰和生物炭与石灰配施处理,土壤pH呈现先增加至最大值而后缓缓降低趋于稳定的趋势,但均显著高于对照。各改良剂的施用均显著降低土壤可交换态Cd含量,与CK处理相比,添加生物炭、石灰和生物炭石灰混合改良剂后,土壤可交换态Cd含量分别降低8.6%~13.7%,17.8%~21.7%和18.4%~23.3%。相关分析结果表明,土壤可交换态Cd含量与土壤pH之间均存在极显著的负相关关系(R2=0.74)。土壤添加改良剂后,显著降低土壤可交换态Cd比例,增加碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态和残渣态Cd比例,从而降低土壤重金属的生物有效性。     

磷酸盐、石灰和膨润土降低冶炼厂污染石灰性土壤重金属活性的研究

通过土壤培养试验探讨了磷酸盐配合石灰或膨润土对铅冶炼污染石灰性土壤(全铅和全镉含量分别为497和5.22 mg kg-1)中铅、镉等重金属的稳定效果。石灰和膨润土均可使土壤pH明显上升,而磷酸盐使土壤pH下降。各处理措施均使土壤EC上升。膨润土、石灰有利于土壤磷有效性下降。稳定剂施用后30 d时,与对照相比,磷酸盐单独施用、石灰单独施用、膨润土单独施用、磷酸盐配合膨润土施用处理土壤DTPA-Pb含量分别下降了5.92%、16.7%、9.24%和17.9%;培养60 d时,以上处理DTPA-Pb含量与对照相比下降比例分别为6.15%、17.6%、14.5%和16.4%,而磷酸盐施用30 d后再施用一半石灰的处理DTPA-Pb含量下降14.2%。与铅相比,稳定措施对镉的有效性影响较小,仅有石灰单独施用和磷酸盐施用30 d后再施用一半石灰处理DTPA-Cd含量显著低于对照(P 0.05),降低比例分别为2.54%和5.51%。以上结果表明,对于铅冶炼污染石灰性土壤,磷酸盐配合膨润土施用、磷酸盐施用后一段时间再施用石灰均可促进镉、铅的稳定,磷酸盐配合石灰施用可降低土壤磷的风险。     

模拟酸雨对红壤铝形态的影响

用动态淋洗试验，研究了不同ｐＨ的模拟酸雨对红壤中铝形态和性质的影响。结果表明，酸雨淋洗引起红壤中盐基离子的淋失和土壤铝的溶出。随着酸雨溶液，ＰＨ的降低，盐基淋失量和铝溶出量增加，酸雨淋洗影响土壤铝形态的转化，使红壤中交换态铝上升，吸附态羟基铝有所下降。这说明在酸雨长期作用下，羟基铝溶解，并转化为交换态铝和引起铝的溶出，使铝进入环境，危害生态系统。     

石灰性土壤与磷酸盐的反应及吸持态磷的同位素交换性

本文研究了种石灰性土壤（Ｌｏｕ土）与磷酸盐的反应动态过程，短期反应的等温吸附研究表明，在低磷浓度下，以吸附反应机制为主，吸持态磷的同位素交换性随着吸持量的增加而增加；在高磷浓度下，以形成磷酸盐的沉淀反应机制为主，吸持态磷的同位素交换性随着反应时间的延长和吸持量磷数量的增加而了降低。认为在低施磷水平下，土壤中铁，铝氧化物对磷的吸持起重要作用。本文还探讨了在长期（２６０天）恒温恒湿培养过程中，土壤可溶     

干湿交替过程中石灰性土壤无机磷的转化及有效性

盆栽试验和培养试验结果表明：淹水能显著提高石灰性土壤磷含量，其作用顺序为，两合土〉淤土；淹水促使土壤无机磷组分中Ｃａ２－Ｐ、Ｃａ８－Ｐ含量增加，说明石灰性土壤淹水后土壤磷有效性的提高主要是Ｃａ－Ｐ体系的活性提高所致。回旱后，土壤速效磷值明显降低，土壤无机磷组分中，Ｃａ２－Ｐ、Ａｌ－Ｐ、Ｆｅ－Ｐ组分均呈降低趋势，土壤无机磷向难溶态转化。淹水降低了外加磷肥的肥效。     

不同施肥结构对稻田土壤CEC和土壤酸性的影响

以湖南省6个土壤肥力与施肥效益监测基地持续18年定位肥料试验为平台,研究了不同施肥处理对稻田土壤CEC和土壤酸性的影响。研究结果表明:常年单施化肥并没有显著降低土壤的pH,有机无机配施能有效的改善土壤酸碱性能;NP、NPK以及有机无机肥配合施用均能显著增大土壤的阳离子交换量,尤以有机无机配合施用的效果最佳;在单施化肥的情况下,土壤交换性氢、铝的含量均随交换性酸总量的增加而增加,但交换性铝增加迅速,交换性氢增加缓慢;有机无机配施处理能够增加土壤交换性酸的含量,且交换性铝的相对比例随有机质增加而减小,交换性氢则呈相反变化。由此得出,有机无肥配合施肥结构是其中农业生产可选择的最佳措施。     

施用稻草对酸性红壤活性铝的动态影响

酸性红壤区土壤活性铝含量的变化,对作物生长有重要影响。通过室内培养试验研究了施用不等量稻草对酸性红壤水溶性有机碳、pH值和土壤交换性铝和有机络合态铝的动态变化。结果表明,土壤水溶性有机碳在第一天达到最大值,之后开始下降直至趋于平衡。土壤pH值在前10天内快速提高,添加的稻草量越大,提高的幅度也越大,之后缓慢下降至第30天渐趋平衡;土壤交换性铝则是先降低,10天后逐渐增加至稳定状态。有机络合态铝在可溶性有机碳和有机酸等小分子化合物的联合作用下,先增加而后降低。在稻草分解的前10天,土壤水溶性碳、小分子化合物和土壤pH值对铝形态的影响均较大,而到实验后期,土壤pH值发挥着主导作用。     

森林生态景观土壤酸化及修复技术研究

2010年在鼎湖山自然保护区,通过野外原位模拟酸雨控制实验和施用石灰、污水污泥和联合施用石灰＋污水污泥3种土壤酸化改良剂,研究了保护区内三种森林土壤在受到酸沉降影响后,土壤pH值和交换性Al3＋、H＋浓度的动态变化以及投加修复剂后混交林土壤酸度的变化情况。结果表明：三种森林土壤酸化严重（pH〈4.5）,pH值随处理酸度降低而下降;土壤交换性酸（H＋、Al3＋）含量随处理酸度降低而增加。酸沉降中H＋的输入,导致土壤铝被活化。三种改良剂的施用均可以缓解土壤酸化,降低土壤交换性酸（H＋、Al3＋）含量,从而降低植被铝中毒风险。三种修复技术中,联合施用石灰＋污水污泥修复技术效果最好。     

淹水还原条件下红壤中葡萄糖及腐殖酸对铁锰形态的影响

通过设置不同的葡萄糖/腐殖酸配比模拟还原性土壤体系,考察长期(约74 d)淹水培养过程中铁锰元素在土壤溶液/矿物相中的分布形态演变。结果表明:在淹水培养初期,葡萄糖的添加可以促进铁锰离子的还原溶出,同时土壤中可交换态和酸可提取态铁、以及可交换态锰的含量也会随之增加;而腐殖酸的添加则会促进土壤中可氧化态铁/锰含量的升高。随着培养时间的增加,铁锰离子浓度及各个土壤提取形态的铁锰含量大多呈现降低趋势,铁锰元素逐渐转化成提取性更低的矿物形态。因此,淹水环境中铁锰还原溶出-分布形态演变受到土壤中有机物质种类和含量的显著影响,呈现出不同的金属移动性和生物有效性。     

不同改良剂对酸性土壤的修复效应

为明确不同改良剂对酸性植烟土壤的修复效应,采用盆栽试验,分析了施用丰收延酸性土壤改良剂、金叶酸性土壤改良剂及石灰后土壤pH、水解性酸、潜性酸及土壤交换性能的动态变化。结果表明:施用改良剂可提高土壤pH 3.01%~24.11%,降低土壤水解性酸16.08%~50.46%、交换性Al 3+51.80%~64.27%、交换性H+含量84.12%~93.56%,提高土壤交换性盐基总量45.18%~46.16%、阳离子交换量0.33%~20.10%、盐基饱和度21.35%~49.78%。施用土壤改良剂后,土壤pH先升高后下降,至移栽60天后趋于稳定;土壤水解性酸在烤烟移栽后30~90天差异较小,至移栽后120天略有增加。施用石灰的土壤交换性氢、交换性铝一直下降,但施用丰收延、金叶酸性土壤改良剂的土壤交换性铝下降至烟苗移栽后120天略有增加,土壤交换性氢上升至烟苗移栽后120天大幅度下降。施用土壤改良剂后,土壤交换性盐基总量、阳离子交换量、盐基饱和度一直提高,但变化幅度较小。不同土壤改良剂的材料来源及组成成分不同,其对酸性土壤的恢复效果也不同,以施用石灰的效果最好。     

pH,温度和水土比对酸性土壤溶液中铝离子形态分布的影响

溶液中Ａｌ＾３＋,Ａｌ－Ｆ有机络合态铝的浓度随ｐＨ降低而增加,Ａ＾３＋在总单核铝中所占比例随ｐＨ的降低而增加,而Ａｌ－Ｆ络合物呈相反的变化趋势。土壤中铝的溶解度与土壤中铝氧化物的结晶形态有关,处于较高纬度地区的土壤,由于铝氧化物的结晶形态较差,在相同ｐＨ下,其铝的溶解度较大。     

土地利用方式与坡位土壤活性铝形态特征分析

以红壤坡地为材料,研究了地带性恢复林地、农作区、人工林地茶园和桔园等4种土地利用方式下土壤pH、有机质和铝形态的分异特征。结果表明,土壤pH、有机质和3种活性铝形态含量差异显著。和恢复区相比,农作区由于大量秸秆和根茬还土,土壤交换性铝的含量显著降低,而土壤吸附态羟基铝和有机络合态铝的含量则不同程度地提高;人工林地茶园和桔园则呈现出土壤交换性铝提高的特征,吸附态羟基铝和有机络合态铝含量下降。下坡位土壤表现为堆积,土壤pH值和有机质含量增加,土壤交换性铝含量比上坡位减少,吸附态羟基铝和有机络合态铝含量增加,降低了铝的毒性。相关分析表明,土壤pH值与土壤交换性铝呈显著负相关,y=-97.6x＋6009.2（R^2=0.7315）,与土壤吸附态羟基铝呈显著正相关,y=2810.8x-9293（R^2=0.9003）;而土壤有机质含量与土壤交换性铝呈显著负相关,y=-2963x＋17616（R^2=0.8977）,与土壤有机络合态铝呈显著正相关,y=553.4x-4779.1（R^2=0.4364）。说明土壤铝形态在坡面上的分异特征是坡面利用类型与地形部位共同作用的结果。     

土壤有机矿质复合体研究 Ⅶ．土壤结合态腐殖质的形成特点及其结合特征

本文系统剖析了熊毅－傅积平改进区分的土壤结合态腐殖质的形成特点，胡，富组成及其结合特征。结果表明：（１）用０．１ｍｏｌ／ＬＮａＯＨ及０．１ｍｏｌ／ＬＮａＯＨ＋０．１ｍｏｌ／ＬＮａ４Ｐ２Ｏ７混合液连续浸提的松结态（Ｈ１）和稳结态（Ｈ２）腐殖质所占的比例随土壤ｐＨ升高分别呈减少和增加趋势。统计分析显示Ｈ１与游离态铁，铝呈极显著的正相关，与交换性钙呈极显著负相关，Ｈ２则与交换性钙呈极显著正相关，而与游离