土壤氧化还原电位的去极化测定法及其应用

土壤氧化还原电位作为土壤环境条件的一个综合性指标已沿用很久,它表征土壤氧化性或还原性的相对程度。有关早期的测定方法,Starkey和Wight曾进行过评论[1]。但用铂电极直接测定土壤氧化还原电位时存在着一系例问题[2,3,4]。     

水稻土中氧化还原过程的研究(Ⅱ)土壤与植物的相互影响

1.水稻根部的氧化还原电位较根外部者为高。根愈密集,电位也愈高。小麦根部的电位则较根外者为低。水稻根系对土壤氧化还原电位的影响,随其生理情况而不同。2.在氧化性较强的土壤中生长的萵苣体内的电位较高,在还原性较强的土壤中生长者,电位也较低。3.在土壤的氧化还原电位低时,萵苣的生长受到抑制,而在本试验的条件下,水稻仍能生长良好。4.叙述了一种甘汞电极的制作方法,用这种电极,可以很方便地作为直接用白金电极测定植物体中氧化还原电位时的对照电极。     

水稻田土壤硫酸盐还原活性的测定及其影响因子的研究

用显色比色测定法研究影响测定黄松稻田土壤硫酸盐还原活性的因素。结果表明水稻田土壤的含水量、培养温度和时间、硫酸盐的加入量和碳源物质对测定水稻田土壤硫酸盐还原活性有显著性影响。显色比色法测定水稻田土壤硫酸盐还原活性的最适条件为:土壤含水量(W/W％)在35％左右、培养时间为24h、培养温度为28℃、加入硫酸钠的最适量应在500μg/g干土左右。     

水稻土中氧化还原过程的研究 (Ⅲ)氧化还原条件对水稻生长的影响

1.土壤处于强烈的还原条件下时,对水稻生长有不良的影响,如果将土壤中的氧化还原条件改善,则对水稻的生长有益。2.土壤中的氧化还原情况,直接影响水稻体中的氧化还原电位,土壤电位低者,水稻中的电位也低。3.土壤中还原性物质的数量与水稻生长情况表现了明显的一致性,可见水稻在强烈还原条件下的生长不良,与还原性物质的过多有关。在还原性物质中,亚铁离子约占一半左右。4.试验结果指明,土壤中过多的亚铁离子,对水稻有毒害作用。     

中国土壤电化学的发展历程

本文介绍了土壤电化学研究历时50多年的系统成果,涉及带电粒子的化学行为、电极使用、学科渗透、工作成就、国内外影响和评价,形成集基本理论、实际应用和研究方法于一体的土壤电化学体系。在近期继承发展上,论述了电化学体系的土壤氧化还原过程及其研究法和酸化红壤修复原理与技术。前者扼要说明红壤中铝、锰离子的非等当量交换和非电性吸附;地跨湿润至干旱地区土壤氧化还原状况的水平带谱、垂直分异;有机还原性物质和无机氧化性物质的依存关系和变化规律,从而论证氧化还原过程作为土壤物质循环的转化动力(化学和生物学的)所作的贡献。后者扼要说明以铝化学为核心,土壤酸化理论、改良措施和从环保出发的工农业废弃物的利用;相反电荷胶体表面双电层的相互作用与电荷密度、离子强度、盐吸附的关系,扩散层重叠机制以及双电层作用对土壤表面性质和土壤酸化的影响。     

强还原土壤灭菌防控作物土传病的应用研究

随着集约化种植程度的不断提高,土传病原菌侵染、土壤酸化、次生盐渍化、养分平衡失调等引起的作物连作障碍发生率不断攀升,严重威胁着集约化农业的可持续发展。强还原土壤灭菌(Reductive Soil Disinfestation,RSD)法是一种作物种植前的土壤处理方法,即:在发生土传病害的土壤上,添加大量的易分解有机物料、灌溉、薄膜覆盖或淹水阻隔与大气的气体交换,快速创造土壤强还原环境,短期内杀灭土传病原菌的方法。强还原杀灭土传病原菌的作用机理包括:1)厌气杀灭好氧病原菌;2)还原过程产生有毒有害的物质杀灭土传病原菌;3)强还原改变土壤微生物群落结构,抑制土传病原菌活性。强还原土壤灭菌法还具有提高土壤p H,减轻次生盐渍化的作用,具有广谱性和环境友好性。本文介绍了该方法的起源、作用机理、影响该方法效果的因素及其应用前景。     

用自动热滴定法测定土壤中的硫酸盐

在测定土壤中的硫酸盐的各种方法中,重量法较为费时,使用指示剂的滴定法因难于找到合适的指示剂,不易看出滴定终点。有人用铅离子选择性电极做指示电极,用过氯酸铅进行电位滴定,可以得到较为满意的结果^[2],但因为硫酸铅的溶解度较大,必须加入大量的有机溶剂,这时如果溶液中的钙或氯离子过多,可以引起测定误差或使曲线的转折点不明显。近年来随着热敏电阻的发展,有人^[1,3]用热滴定法测定溶液中的硫酸盐。本文是将热滴定法应用于土壤中硫酸盐测定的初步结果。     

用硝酸根电极测定土壤中的硝态氮

土壤中硝态氮的测定,在常规分析中多应用比色法,但受限制较多,精度也较差。还原氨法准确度较高,但需经蒸馏与滴定等手续。近年来,国外用新发展的硝酸根离子选择性电极测定土壤硝态氮已有某些结果^[1,2]。     

热带亚热带土壤氧化还原状况的特征

本工作应用电化学方法在田间原位测定了热带砖红壤和砖红壤性黄壤以及亚热带赤红壤、红壤和黄壤的氧化还原电位(Eh)、还原性物质、亚铁和二价硫的数量,试图以大量野外原位测定结果作基础,概括氧化还原状况的特征,并讨论它与物质转化和土壤发生的关系。     

氨气敏电极-标准加入法测定土壤脲酶活性

本文研究了用氨气敏电极－标准加入法测定土壤脲酶活性的新方法。该法使样品液和标准溶液均处于同一条件下测定，消除了土壤中基体对测定的影响，提高了方法的准确性。方法简便、快速，结果可靠，应用于不同土壤样品中脲酶活性的测定，相对标准偏差为1.78%-3.94%，回收率在98.3%-101.8%之间。     

鼎湖山、尖峰岭和那大地区某些土壤的氧化还原状况

用电化学方法测定了鼎湖山、尖峰岭和那大地区某些土壤的氧化还原电位(强度因素)和还原性物质数量(容量因素)。自然林下土壤的氧化还原状况随植物群落的垂直带(谱)而呈规律性变化。其表层的Eh为400—560mV,较以下土层低80—220mV,还原性物质含量相当于0.5—3.6×10^-3mol/L亚锰。经济林下土壤表层的Eh为490—570mV,较下层低50-100mV,还原性物质含量为0.1—1.36×10^-3mol/L。水稻土表层的还原性物质含量达6.6×10^-3mol/L,Eh为330mV,较下层低100mV。在还原性物质含量的对数值和Eh之间存在着良好的相关性,相关系数为-0.734^**。本文对用电化学方法原位测定弱还原性土壤的氧化还原状况给予了评价,对氧化还原过程在红壤形成中的作用进行了讨论。     

过氧化钙及硅钙肥改良潜育化稻田土壤的效果研究

【目的】潜育化水稻土是我国最主要的低产水稻土类型,长期渍水导致的土壤缺氧及活性还原物质过度积累是其最主要特征,这严重影响了水稻的根系发育和产量提高。本研究以鄱阳湖区潜育化稻田土壤为对象,通过田间试验研究过氧化钙和硅钙肥单施或配施对潜育化稻田土壤的改良效果,旨在为探索潜育化稻田的轻简化改良方法提供理论依据。【方法】田间试验于2012 2013年在鄱阳湖区潜育化双季稻田进行,试验设单施化肥(T1)、化肥+硅钙肥(T2)、化肥+过氧化钙(T3)和化肥+硅钙肥+过氧化钙(T4)4个处理。通过2年4季的田间试验研究了过氧化钙和硅钙肥单施或配施对鄱阳湖区潜育化稻田水稻产量、土壤还原物质总量及土壤物理化学性质的影响,分析了过氧化钙和硅钙肥改良潜育化稻田土壤的效果和应用前景。【结果】过氧化钙和硅钙肥单施或配施均可以提高潜育化稻田的水稻产量,二者配施每季可以提高水稻产量1.06 t/hm22.06 t/hm2,并可促进磷、钾养分向籽粒转移。施硅钙肥对土壤还原物质总量没有明显影响,而施过氧化钙可以显著降低土壤还原物质总量,二者配施可以减少耕层土壤还原物质总量1 cmol/kg以上。随着土层的加深,土壤还原物质总量呈增加的趋势。硅钙肥与过氧化钙配施可以明显提高小于10 mm的中小团聚体的含量。施硅钙肥或过氧化钙对土壤养分含量没有明显影响,但二者配施可以明显提高土壤有机碳、速效磷的含量,但对腐殖质碳、速效钾和全氮含量影响不明显。【结论】施用硅钙肥可以提高潜育化稻田的水稻产量,但对土壤还原物质总量没有明显影响。施用过氧化钙既可以提高水稻产量,又可以降低潜育化稻田的潜育化程度。而硅钙肥和过氧化钙配施不仅可以明显提高水稻产量、降低潜育化稻田的潜育化程度,还可以改善土壤养分供应状况和土壤结构。因此,施用过氧化钙和硅钙肥可以作为改良鄱阳湖区潜育化稻田土壤的一种参考方法。     

Karl Fischer滴定法测定土壤含水量

土壤水分的测定方法有很多种,烘干法是目前国际上测定土壤水分的标准法。这种方法比较准确,且便于大批样品测定,故为最常用的方法。但是它也存在一些比较明显的缺点,如在测定含有挥发性物质的土壤含水量时,因为烘干法测定的是挥发性物质总量,而不单纯是土壤水分含量,因而得到的结果较实际含水量偏高。Ｍ．Ｋ．Ｚｅｌｌｉｓ、Ｊ．Ｓ．Ｂｅｌｌ、ＬｙｌｅＰｒｕｎｔｙ等人将ＫａｒｌＦｉｓｃｈｅｒ滴定法用于测定土壤水分含量取得了较好的效果。这种方法特别适用于测定含有挥发性物质或情况不明的土壤含水量。ＫａｒｌＦｉｓｃｈｅｒ滴…     

磁力搅拌法改进土壤阳离子交换量测定的研究

针对传统土壤阳离子交换量测定方法中的玻璃棒搅拌所存在的分析效率低的问题,开展了运用磁力搅拌替代玻璃棒搅拌的探索性研究。通过平行性实验、条件实验、实验室间对比和不同黏粒含量土壤的CEC测定结果检验,分析了磁力搅拌法的精准度、可操作性、稳定性和适用性。结果表明,磁力搅拌法测定土壤CEC的准确度、精密度均不低于甚至高于玻璃棒搅拌方法,土壤CEC测定值与土壤标准物质认定值吻合。当搅拌时间在1 min、搅拌速度850 r·min–1以上时,延长搅拌时间和提高搅拌速度对分析结果无影响。不同实验室间测定结果相关性好、没有显著性差异。相比传统的玻璃搅拌法,磁力搅拌法具有操作简单、高效,测定结果稳定性好、精准度高等优点,非常适用于大批量土壤CEC的测定。     

土壤氧化还原过程及其生态效应

对土壤中发生的主要氧化还原反应进行了概括，详细讨论了土壤氧化还原过程对土壤圈物质循环以及生态环境的影响。     

离子选择性电极测定污染土壤或废水中的氰

用离子选择性电极测定工业废水^[1,2]或饲料^[3]等样品中的氰是快速而简便的方法,但用于污染土壤中氰的测定尚未见报导。     

生物炭对退化蔬菜地土壤及其修复过程中N_2O产排的影响

高氮投入的设施蔬菜地土壤易发生次生盐渍化、酸化、板结化等土壤退化现象,也会引起地下水污染、N_2O大量排放等环境后果,严重影响了蔬菜农业的可持续发展。强还原土壤灭菌(reductive soil disinfestation,RSD)作为新兴的退化设施蔬菜地土壤修复方法,能够有效缓解土壤退化,但也导致N_2O大量排放。本研究选用生物炭作为调节剂,评估不同生物炭施加量对退化设施蔬菜地土壤及其强还原修复过程中N_2O排放的影响,并测定反硝化功能基因(一氧化氮还原酶基因nor B和氧化亚氮还原酶基因nos Z)丰度来反映反硝化微生物活性。结果显示:RSD法显著降低了土壤硝酸盐含量、提高了土壤p H,缓解了土壤退化,但其N_2O累计排放量是非修复土壤的950倍以上;施加生物炭具有减排效果,其中施加5%的生物炭显著降低了退化设施蔬菜地土壤及其强还原修复过程中的N_2O排放,其减排量分别为68.7%和16.0%;Pearson相关分析显示,非强还原修复过程和强还原修复过程中土壤N_2O排放速率均与p H显著负相关,而在强还原修复过程中土壤N_2O排放速率还与NO_3~--N含量显著正相关;施加生物炭显著改变了土壤nor B和nos Z基因,线性回归分析表明,非强还原修复过程和强还原修复过程中土壤N_2O排放的微生物机理不同,前者显著受nos Z基因丰度影响,而后者显著受nor B基因丰度影响。在退化设施蔬菜地土壤中施加5%生物炭可有效减低退化设施蔬菜地土壤及其强还原修复过程中的N_2O排放。     

川西漂洗水稻土亚铁时空分布对土地利用/覆被变化的响应

铁是环境敏感元素。为弄清土地利用/覆被改变后川西漂洗水稻土亚铁时空分布特征,在四川省名山县第三、四、五级阶地典型位置选取水田、由水田改造的旱地和不同种植年限的茶园样地,于2009年5,7,9月和2010年1,3月,按10cm间距从表层向下采集土壤样品,测定土壤亚铁含量及相关的含水量、氧化还原电位、还原物质总量、pH、总有机碳含量、腐殖质组成和活性铁含量等指标,探讨亚铁剖面分布特征、季节动态及其影响因素。结果表明,土地利用方式的改变及植茶年限的延长,改变了土壤水分状况、氧化还原电位、还原物质总量、活性铁等,使川西漂洗水稻土亚铁含量发生变化,但不同阶地其变化特征有所不同,第三级阶地和四级阶地从水田(旱地)到1年(3年)茶园再到6年茶园,土壤亚铁总体呈先下降后上升趋势,而第五级阶地从水田到3年茶园再到7年茶园,土壤亚铁总体上先升后降;现代微域还原环境或地质时期还原环境使部分剖面亚铁分布特征不再遵循从表层向下逐渐降低的规律,而是在土体下部有极丰富的亚铁积累,最高达4 739mg/kg;表层土壤亚铁含量的季节动态特征并未显著改变,以9月或7月为主要积累时期。研究可为该区土壤/土地资源合理利用提供一定参考。     

碳化玉米芯对加入酚酸土壤微生物及酶活性影响

研究不同比例碳化玉米芯对含有外源酚酸物质土壤的微生物及酶活性影响。对含有苯甲酸的土壤进行细菌、真菌以及土壤脲酶和过氧化氢酶活性的测定。结果表明:添加碳化玉米芯后增加了含有酚酸物质土壤中细菌的数量,真菌的数量减少,B/F值增加。抑制了土壤中脲酶的活性,促进了过氧化氢酶的活性。碳化玉米芯吸附土壤中的酚酸物质,从而影响土壤中微生物数量变化和酶的活性。     

土壤微生物体氮测定方法的研究

用熏蒸-0.5mol/LK2SO4 直接浸取NH4+-N法 (简称薰蒸 铵态氮法 ) ,熏蒸 淹水培养法和熏蒸 通气培养法测定了有机质、全氮和C/N比差异较大的 15种土壤的铵态氮增量 (FN)。结果表明 ,它们之间有极显著的正相关 ,在反映土壤微生物体氮上有相同趋势。两种培养方法测定的FN 近乎一致 ,由此而计算的微生物体氮也几乎相同。对红油土铵态氮法测定值仅为两种培养法的 1/ 10。把铵态氮法中的FN 校正后 ,其结果与 2种培养法测定的微生物体氮同样近乎一致。用 3种方法测定的微生物体氮均与土壤有机碳存在显著正相关性。淹水培养和铵态氮法水分条件易控制 ,又无NH3的挥发损失 ,比通气培养法更加优越。对培养试验和长期肥料定位试验的土样测定结果表明 ,土壤中易矿化新鲜有机物料也会使熏蒸 淹水培养法测定的FN 显著下降 ,由此而计算的微生物体氮也显著减少 ,但熏蒸 铵态氮法测定的FN 不受新鲜有机物质的影响。与土壤微生物数目进行比较后发现 ,土壤中含易分解有机物质少或微生物体氮含量低时 ,选用熏蒸 淹水培养法测定误差小 ;当土壤中富含新鲜有机物质时 ,熏蒸 铵态氮法测定的结果更加可靠。用这两种方法在同类土壤上测定的FN 的比值相对稳定 ,微生物体氮 (BN)的平均比值为 0.98～1.01,不受施肥的影响