连续淋洗对山东省主要土壤磷素有效性及磷库的影响

研究采取室内模拟降雨淋洗的方法,研究了连续淋洗对山东省3大土类磷素有效性和磷库的影响。结果表明,3种土壤的磷淋失量均随着供磷水平的提高而升高。3种土壤出现磷淋失量峰值的时间有着明显差异,褐土施磷处理的磷淋量峰值分别出现在第3 d,4 d和5 d;而潮土高磷和低磷处理的磷淋洗最高值分别出现在第2 d和3 d;而棕壤不同施磷处理的磷淋洗高峰值均出现在第2 d。在相对较低的施磷水平下(P3以下),3大土类的速效磷含量基本均保持在20μg/g左右,再提高供磷水平,褐土和棕壤的土壤速效磷含量随施磷量的增加显著升高,而潮土的速效磷含量则随着施磷量的增加先升高后降低。在3大土类中,全磷含量最高的是褐土,其次是潮土,再次是棕壤。在淋洗条件下,褐土的土壤磷库相对变化不大,而潮土和棕壤的磷库则随施磷量的变化有着较大的起伏。因此,施磷水平控制在P3水平(180 kg P/hm2),3大土壤的磷淋失量较低,土壤速效磷变化不大,有利于减少土壤磷素淋失到水体的风险,也保证了土壤磷的供应能力。     

连续淋洗对山东省主要土壤磷素有效性及磷库的影响

研究采取室内模拟降雨淋洗的方法,研究了连续淋洗对山东省3大土类磷素有效性和磷库的影响。结果表明,3种土壤的磷淋失量均随着供磷水平的提高而升高。3种土壤出现磷淋失量峰值的时间有着明显差异,褐土施磷处理的磷淋量峰值分别出现在第3 d,4 d和5 d;而潮土高磷和低磷处理的磷淋洗最高值分别出现在第2 d和3 d;而棕壤不同施磷处理的磷淋洗高峰值均出现在第2 d。在相对较低的施磷水平下（P3以下）,3大土类的速效磷含量基本均保持在20μg/g左右,再提高供磷水平,褐土和棕壤的土壤速效磷含量随施磷量的增加显著升高,而潮土的速效磷含量则随着施磷量的增加先升高后降低。在3大土类中,全磷含量最高的是褐土,其次是潮土,再次是棕壤。在淋洗条件下,褐土的土壤磷库相对变化不大,而潮土和棕壤的磷库则随施磷量的变化有着较大的起伏。因此,施磷水平控制在P3水平（180 kg P/hm^2）,3大土壤的磷淋失量较低,土壤速效磷变化不大,有利于减少土壤磷素淋失到水体的风险,也保证了土壤磷的供应能力。     

模拟酸雨对砖红壤盐基离子迁移和释放的影响

对发育于玄武岩的砖红壤进行了室内模拟酸雨淋溶试验,结果表明：（1）酸雨淋溶土壤会引起土壤盐基离子的大量淋失。以土壤中的K＋最易于淋失,Ca^2＋、Mg^2＋的淋失量最大。酸雨pH愈低,Ca^2＋、Mg^2＋、K^＋的迁移量愈大。酸雨淋溶土壤的时间越长,盐基离子的迁移量越大。（2）土壤经≥5d的酸雨淋溶后,土壤交换性盐基离子的含量均随淋溶时间的增加而减少。酸雨的pH不同,则土壤交换性盐基离子所受的影响不同。（3）与原土壤相比较,短期（≤5d）的酸雨淋溶,可使土壤交换性Ca^2＋、K^＋以及强酸性（pH≤3.0）酸雨淋溶的交换性Mg^2＋增加;土壤被酸雨较长时间（≥10d）淋溶后,则会降低土壤交换性Ca^2＋、Mg^2＋、K^＋的含量;不同时间的酸雨淋溶,均会降低土壤交换性Na^＋的含量。（4）土壤经酸雨淋溶后,某些矿物会发生风化,释放出盐基离子,也会使部分交换性盐基离子转成非交换态。     

几种低分子量有机酸淋溶对土壤铝、硅及盐基离子淋失的影响

采用50cm原状土柱进行模拟淋溶实验,比较研究了模拟酸雨和几种低分子量有机酸对红壤Al、Si及盐基离子淋失的影响。结果表明,模拟酸雨淋洗后土壤中有极少量的Al和一定量的Si及盐基离子淋出。与去离子水对照相比,pH3.5和pH4.5模拟酸雨处理Si的淋出总量分别增加了6.52%和3.26%;K 、Na 、Ca2 和Mg2 等盐基离子淋出量增加了2.41%~96.80%。100μmol/L的柠檬酸、苹果酸和草酸处理Al、Si的淋出量与模拟酸雨处理相差不大,而10mmol/L的柠檬酸、苹果酸和草酸处理则比模拟酸雨处理有显著的增加。有机酸淋洗后淋出液中各盐基离子含量均要高于模拟酸雨处理,盐基离子淋出总量是模拟酸雨处理的1.58~9.27倍。实验结果说明低分子量有机酸在酸化土壤方面比酸雨有更大的威胁。由于盐基离子的大量淋失,模拟酸雨和有机酸淋洗后淋出液pH均要高于原淋洗液pH。     

热带亚热带酸性土壤硝化作用与氮淋溶特征

通过室内好气培养和土柱模拟淋洗培养试验,研究了氨基氮肥加入对热带亚热带4种不同性质和利用方式酸性土壤硝化、氮及盐基离子淋溶、土壤及淋出液酸化的影响。4种土壤分别为采自花岗岩发育的海南林地砖红壤(HR)、玄武岩发育的云南林地砖红壤(YR)、第四纪红黏土发育的江西旱地红壤(RU)和第四纪下蜀黄土发育的江苏旱地黄棕壤(YU)。结果表明:4种土壤硝化作用大小表现为YURUYRHR。HR主要以可溶性有机氮(DON)和NH_4~+-N形态淋失,YU土壤的氮淋溶形态以NO_3~–-N为主,YR和RU土壤的氮淋溶形态NO_3~–-N、NH_4~+-N和DON兼而有之。盐基离子总淋失量与NO_3~–-N淋失量显著正相关,但各盐基离子淋失由于离子本性和土壤性质差异并不完全一致。Ca~(2+)在缓冲外源NH_4~+-N硝化致酸和平衡NO_3~–-N淋失所带负电荷过程中起重要作用。在阳离子交换量小、盐基饱和度低的土壤(如RU土壤),外源NH_4~+-N的硝化和淋失不仅导致盐基离子淋失,而且引发NH_4~+-N、甚至是H~+淋失。综上,热带亚热带地区土壤上外源氮输入的增加可能会在更短的时间内导致氮素向系统外的流失,引发环境问题。     

三峡库区2种土地利用方式下土壤盐基离子及碳氮含量对氮添加的响应

为探究三峡库区2种土地利用方式下土壤交换性盐基离子及土壤碳氮含量对氮添加的响应,以湖北省秭归县的林地和果园土壤为研究对象,进行室内土柱淋溶模拟试验,研究4种不同氮添加量(0,50,120,200 kg/(hm²·a))下,土壤中交换性Ca²⁺、Mg²⁺、Na⁺、K⁺以及NO₃^--N、DOC的变化。结果表明：随着氮添加量的增加,林地土壤中的交换性盐基离子淋失量显著增加(p<0.05),而果园土壤中的交换性盐基离子淋失量无显著变化,且林地土壤中交换性盐基离子淋失总量与各盐基离子淋失量均高于果园土壤;经N1、N2、N3处理后,与对照组(N0)相比,林地土壤中的交换性盐基离子淋失总量分别增加1.78%,4.45%,8.49%,且NO₃^--N淋失量分别增加89.21%,77.73%,157.25%,说明氮添加通过加剧土壤中NO₃^--N的淋失带走土壤中交...     

模拟酸雨对施肥条件下赤红壤氮磷淋失特征的影响

通过土柱模拟淋洗试验,研究了施用等量有机复合肥条件下,不同酸度模拟酸雨对赤红壤氮磷淋失特征的影响。结果表明,铵态氮、硝态氮、无机氮和总氮淋失量均随酸雨pH值增大而下降;pH 2.0模拟酸雨和对照(pH 6.5)的无机氮和总氮淋失量差异不显著,但均显著高于pH 3.0、pH 4.0和pH 5.0酸雨;pH 5.0模拟酸雨无机氮和总氮淋失量均最低,表明强酸性酸雨和中性淋洗液均促进氮淋失,而酸度与土壤接近的酸雨减少氮淋失。与对照相比,模拟酸雨对DP淋失无显著影响,但显著降低PP和TP淋失;不同模拟酸雨各形态磷淋失量均无显著差异,表明酸雨对赤红壤磷淋失影响有限。酸雨对淋滤液氮磷浓度动态变化和氮磷累计淋失量动态变化等均无显著影响。     

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。     

模拟酸雨对施肥条件下赤红壤氮磷淋失特征的影响

通过土柱模拟淋洗试验,研究了施用等量有机复合肥条件下,不同酸度模拟酸雨对赤红壤氮磷淋失特征的影响。结果表明,铵态氮、硝态氮、无机氮和总氮淋失量均随酸雨pH值增大而下降;pH 2.0模拟酸雨和对照（pH 6.5）的无机氮和总氮淋失量差异不显著,但均显著高于pH 3.0、pH 4.0和pH 5.0酸雨;pH 5.0模拟酸雨无机氮和总氮淋失量均最低,表明强酸性酸雨和中性淋洗液均促进氮淋失,而酸度与土壤接近的酸雨减少氮淋失。与对照相比,模拟酸雨对DP淋失无显著影响,但显著降低PP和TP淋失;不同模拟酸雨各形态磷淋失量均无显著差异,表明酸雨对赤红壤磷淋失影响有限。酸雨对淋滤液氮磷浓度动态变化和氮磷累计淋失量动态变化等均无显著影响。     

亚热带花岗岩地区土壤矿物风化过程中盐基离子的释放特征

矿物风化过程中盐基离子释放遵从一定的化学计量关系,这种化学计量关系一般只能通过模拟实验来获取。本研究采用pH 7.0的EDTA-乙酸铵溶液将土壤中的交换性盐基离子完全洗脱出来,然后用Batch方法模拟不同pH溶液淋溶洗脱盐基和未洗脱盐基土壤,旨在消除土壤中交换性盐基离子的影响后更为准确地判断土壤矿物风化的盐基离子释放特征。结果表明:未洗脱盐基土壤的淋出液pH由3.73±0.14逐渐上升到4.23±0.06,主要原因是淋溶液中有高浓度的NH_4~+;洗脱盐基土壤矿物风化后淋出液pH从7.39±0.02逐渐下降到5.39±0.17,主要是由于土壤中可风化矿物减少。土壤交换性盐基离子会改变盐基离子释放特征、释放总量:未洗脱盐基土壤经酸雨淋溶后,各盐基离子释放均呈现急速下降后逐渐平缓的趋势,洗脱盐基土壤矿物风化后,K~+及盐基离子释放总量呈波动上升趋势,且盐基离子释放总量比未洗脱盐基土壤低。土壤交换性盐基离子的存在还会改变淋出液中的盐基离子化学计量关系:未洗脱盐基土壤的K~+︰Ca~(2+)︰Mg~(2+)︰Na+化学计量关系为11︰13︰4︰1(当量比),而洗脱盐基土壤为7︰2︰2︰1。K~+是盐基离子中风化释放量最多的,大部分K~+来自于土壤中云母的风化。因此,只有利用洗脱盐基土壤的盐基离子释放量才能准确计算矿物风化速率并获得准确的化学计量关系。土壤矿物风化作用随着淋溶液酸度增大而增强,但模拟一年降雨量的情况下,p H 3.5、4.5和5.5三种不同p H溶液对矿物风化后盐基离子的释放在实验期间没有显著性影响,较长时间后的差异性有待观察。本研究表明,可以通过预洗脱盐基土壤然后模拟酸雨淋溶的方法,观察矿物风化特征,特别是盐基离子释放的化学计量特征。     

酸雨对黄土磷的淋溶效应

采用室内土柱模拟淋溶试验,分析了陕西省杨凌区3种土壤在5个酸雨梯度的侵蚀作用下,土壤磷的释放和迁移规律.结果表明,酸雨会使土壤受到一定程度的酸化,而土壤的酸化程度与酸雨的pH值、土壤的类型、土壤的pH值、阳离子交换量、有机质含量有关.土壤对酸雨的缓冲能力由大到小的顺序为:腐殖质层＞母质层＞黏化层.随着酸雨累积淋溶量的增加,土壤磷的释放总量呈增加趋势,但淋失率会下降.酸雨的pH值为5时土壤磷的累积淋失量最大,土壤磷的累积淋失量和淋失率顺序为:腐殖质层＞黏化层＞母质层.酸雨对腐殖质层的磷具有最强侵蚀效应.母质层和黏化层的酸化主要发生在土壤表层,而腐殖质层酸化主要发生在土壤底层,酸雨侵蚀后腐殖质层酸化最严重.长期的酸雨侵蚀会导致土壤磷流失,造成土壤养分贫瘠化.     

电渗析与酸淋洗模拟紫色土酸化的效果比较

为了比较电渗析与酸淋洗试验模拟紫色土酸化的效果,在重庆地区采集了不同pH(5.00和7.06)的2个紫色土,分别进行不同天数(1,2,5,7,10天)的电渗析和酸淋洗试验处理,并分析了试验处理前后土壤的酸度特征和交换性盐基成分含量变化。结果表明,在整个10天的淋溶处理过程中,2种紫色土的pH均无显著变化,说明紫色土具有一定的酸缓冲能力,短期的酸雨淋溶不能实现紫色土的严重酸化。而采用电渗析处理10天后,中性紫色土和酸性紫色土的pH分别降低3.4和1.1个单位。在整个电渗析处理过程中,土壤的交换性酸含量显著升高,盐基离子大量淋失。电渗析可以实现对紫色土的快速酸化处理。2种紫色土中,电渗析处理后中性紫色土的酸化程度大于酸性紫色土。这是由于中性紫色土的表面负电荷量更高,导致更多致酸离子吸附在土壤胶体表面,最终造成中性紫色土的酸化程度更加严重。因此,电渗析处理比酸雨淋溶处理对紫色土酸化效果更好,且可用于紫色土的酸化机理研究。进一步结合2种方法的技术可操作性,认为电渗析法是研究紫色土酸化问题的一种有效技术手段。     

模拟酸雨和几种低分子量有机酸淋溶对土壤交换性盐基的影响

采用原状土柱进行模拟淋溶实验,比较研究了模拟酸雨和几种低分子量有机酸对红壤交换性盐基的影响。结果表明:与去离子水对照相比,pH 3．5和pH 4．5模拟酸雨淋洗后,0-20 cm土层土壤交换性K 、Na 、 Ca2 和Mg2 含量增加了5．19％-14．65％,而这种增加主要发生在10-20 cm土层。100 μmol／L和10 mmol／L的柠檬酸、苹果酸和草酸淋洗后,0-20 cm土层土壤交换性K 、Na 、Ca2 和Mg2 含量与模拟酸雨淋洗后的结果相差不大,有的层次甚至还要稍低;而在20-50 cm土层则增加了10．42％-96.41％。有机酸淋洗后,土壤交换性盐基的增加受矿物溶解和盐基迁移两方面的影响,而下层的增加可能主要是盐基迁移的影响,由此可见有机酸或许加快了盐基离子向下迁移的速度和土壤酸化过程。     

酸雨对紫色土氮磷淋失的影响

利用土柱淋洗模拟试验,研究了酸雨影响下,不同施肥处理紫色土氮、磷淋失的动态变化特征。结果表明,在酸雨作用下,紫色土中硝态氮的淋失量远远大于磷元素;不同施肥处理下二者淋失量的大小不同,淋失量大小排序均为有机无机混合施用〉化肥〉有机肥〉对照处理;淋失量受施肥量和降雨量的影响明显,土壤中硝态氮、磷元素淋失量随施肥量的增加而增加,淋失过程主要集中在雨季。同一施肥处理下,土壤硝态氮淋失量随降雨pH值的升高而增加;pH值5.5是土壤磷元素淋失量的临界点,此时土壤有效磷含量最高,淋失量达到峰值。     

模拟酸雨对茶园土壤中铅的溶出及形态转化的影响

采用模拟酸雨连续淋洗的方法,研究了茶园土壤的酸化以及不同铅污染程度土壤中铅的溶出和形态转化规律。结果表明,土壤的酸化程度受酸雨酸性强度的控制,酸雨pH越低,土壤酸化程度越强;土壤中铅的溶出总量随模拟酸雨的酸度和土壤本身含铅量的增加而增加,但是土壤滤液中铅含量随时间变化的规律只受模拟酸雨的pH影响;土壤铅污染程度越严重,其中的活性态铅含量越高,同时pH<4.5的酸雨会使土壤中的非活性态铅大量向活性态转化,这将导致土壤中铅的活化而增加其生态风险。     

模拟酸雨对红壤结构体及其胶结物影响的实验研究

通过模拟酸雨对浙江杭州红壤的淋溶实验 ,研究了酸雨对红壤结构体及其胶结物的影响。结果表明 ,酸雨降低了红壤团聚体的稳定性 ,表现为水稳性大团聚体的含量随酸雨 p H值的降低、持续时间的延长而减少 ;酸雨导致团聚体破坏率增高、稳定性降低。酸雨对红壤胶结物质的影响 ,表现为土壤有机质淋失增加 ,氧化铁活性提高。红壤团聚体的稳定性和结构性变差 ,会加速土壤侵蚀 ,表现出酸雨对红壤的可蚀性。     

生物结皮发育对风沙土盐基离子释放和矿物风化的影响

为探明生物结皮发育对风沙土盐基离子释放和矿物风化的影响,以进一步明确生物结皮的风化成土作用。以典型风沙土上发育的生物结皮为对象,通过模拟淋溶试验比较不同类型生物结皮(藻结皮、藻—藓混生结皮和藓结皮)覆盖土壤的盐基离子释放规律,探究盐基离子释放量随淋溶液pH的变化趋势,以及量化生物结皮覆盖土壤的矿物风化速率。结果表明:矿物风化反应阶段不同种类盐基离子的淋出量均较为平缓,生物结皮覆盖土壤的各盐基离子总淋出量表现为Ca²⁺＞K⁺＞Mg²⁺＞Na⁺,其中藻结皮覆盖土壤的盐基离子总淋出量最高,比无结皮、混生结皮和藓结皮分别增加了112.0%,31.2%,27.1%。淋溶液pH显著影响盐基离子的淋溶释放,且其作用程度因离子种类和结皮类型而异。生物结皮覆盖提升了土壤的易风化矿物含量、风化程度和速率,藻结皮、混生结皮和藓结皮覆盖土壤的风化速率相比无结皮分别提升了61.2%,27.1%,152.6%,并且风化速率随淋溶液pH降低而提升。综上,生物结皮能显著促进风沙土矿物风化,其对风沙土改良和修复具有积极意义。     

Effects of acid deposition on acidity and exchangeable cations in podzols of the Kola Peninsula

Response of soil and soil water of podzols in the Kola Peninsula to acid deposition was estimated under both field and laboratory conditions. A significant increasing trend of exchangeable acidity in organic (O) horizons and exchangeable Al in podzolic (E) horizons of podzols with distance from the nickel smelter was observed. The simulated rain at pH 4.5 did not alter chemical properties of soils and soil solutions. As much as 95–99% of the applied H⁺ ions were retained by soils and appeared in the percolates after a treatment period that depended on acid load and soil thickness. Ca and Mg in soil solutions were highly sensitive to acid loading. Simulated acid rain enhanced the leaching of exchangeable base cations out of root zone. Acid inputs resulted in decreased pH, amount of exchangeable base cations and base saturation, in elevated exchangeable acidity and it's Al fraction in soil solid phase. The most significant changes occurred in O and E horizons. Substantial amounts of both Ca and Mg can be lost from the root zone of podzols in the north-western Kola, subjected to acid deposition, thus leading to forest productivity damage.