柠檬酸存在下施硅对土壤磷吸附和解吸特性影响

以棕壤为研究对象,采用室内培养的方法,通过加硅酸钙处理、硅酸钙+1 mmol/L柠檬酸处理和硅酸钙+2 mmol/L柠檬酸处理,研究了柠檬酸存在下施硅对棕壤中磷素吸附和解吸特性的影响,并用Langmuir方程、Freundlieh方程与Temkin方程对其进行拟合分析,其中磷吸附解吸试验采用恒温批处理平衡法.结果表明,Langmuir与Temkin模型对处理后棕壤磷的吸附拟合效果最好.硅酸钙+1 mmol/L柠檬酸处理的棕壤对磷的吸附量最大,为500mg/kg;硅酸钙+2 mmol/L柠檬酸处理的棕壤对磷的解吸量及解吸率最大,最大解吸率可达45.2％.因此,硅酸钙+1 mmol/L柠檬酸处理的棕壤对磷肥的储存能力最强,硅酸钙+2 mmol/L柠檬酸处理的棕壤对磷活化能力最强,即供磷能力最强.     

不同磷浓度处理暗棕壤对Zn2+吸附解吸行为的研究

通过等温吸附试验,研究不同磷含量处理暗棕壤对Zn2+的吸附解吸行为,结果表明:(1)随平衡液中Zn2+浓度的增加,3种处理暗棕壤对Zn2+的吸附作用均表现为:低浓度下(0～100 mg/L),吸附量增加迅速,随着浓度升高(100～150 mg/L),吸附量变缓并渐趋平衡,含磷量高的土壤吸附Zn2+的量较高。(2)Freundlich、Langmuir和Temkin方程均能很好描述Zn2+在3种不同磷含量暗棕壤上的吸附等温线,拟合效果依次为Freundlich>Langmuir>Temkin。经参数计算,较高磷含量有利于提高暗棕壤的最大吸附量和土壤对Zn2+的缓冲容量,而磷含量不同对Zn2+在暗棕壤上的吸附力没有太大影响。(3)3种不同磷含量处理暗棕壤吸附量与解吸量关系图形状相似,呈高度线性相关,均表现为暗棕壤对Zn2+的解吸量随吸附量的增加而增加,磷含量较高土壤有利于Zn2+的固定且不易解吸。     

冻融作用对棕壤磷素吸附-解吸特性的影响

以棕壤为研究对象,采用室内模拟冻融环境的方法,研究土壤磷素吸附-解吸行为,采用Langumuir、Freundlich和Temkin方程对吸附过程进行拟合分析,定量研究冻融作用对土壤磷素吸附机制的影响,同时建立土壤磷素解吸量与吸附量关系方程,进一步探讨冻融土壤磷吸附-解吸特性。结果表明,冻融条件下棕壤对磷的吸附规律一致,吸附量均随着平衡溶液中磷浓度增加而逐渐增大,与未冻融土壤相比,冻融后土壤磷等温吸附曲线变得平缓。冻融条件下磷等温吸附曲线用Langmuir方程拟合相关性最好。土壤磷素解吸量与相应最大吸附量符合线性相关。冻融后土壤磷固定吸附量低于未冻融土壤,即冻融过程促进土壤磷素释放,增加了土壤磷流失风险。多次冻融循环对土壤磷吸附-解吸行为影响更为强烈。     

棕壤及其各粒级微团聚体对Cu~(2+)吸附解吸特性的研究

采用室内分析的方法,研究了棕壤及其各粒级微团聚体对Cu2+的吸附解吸作用。结果表明:棕壤与其各粒级微团聚体相比,对Cu2+的吸附能力较弱,而三级微团聚体对Cu2+的吸附能力的大小顺序为:<10μm粒级微团聚体>10~50μm粒级微团聚体>50~250μm粒级微团聚体。同时,通过NH4OAc,EDTA对Cu2+的解吸情况的研究得出,棕壤及其不同粒级微团聚体对Cu2+的吸附机制是不同的,在棕壤和各粒级微团聚体中,<10μm粒级的微团聚体对Cu2+的吸附机制以专性吸附为主,固定Cu2+的能力最强,从而能降低Cu2+的活性,不易为植物吸收,其次为10~50μm粒级微团聚体和棕壤,而50~250μm粒级微团聚体对Cu2+的吸附以静电吸附机制为主,其吸附的Cu2+可以被交换,因此固定Cu2+的能力较差。     

名山河流域水稻土微团聚体对砷(As~(5+))的吸附-解吸特性

以名山河流域典型水稻土为研究对象,通过模拟试验,采用平衡液吸附法及NaCl解吸剂解吸法研究全土及不同粒径微团聚体(2~0.25mm,0.25~0.053mm,0.053~0.002mm,0.002mm)对砷(As5+)的吸附解吸特征,同时研究了土壤微团聚体对砷(As5+)热力学与动力学吸附解吸过程的特征。结果表明:水稻土及不同粒径微团聚体对砷(As5+)的吸附量随时间、浓度的增加而逐渐趋于平衡,动力学吸附以Elovich方程拟合最佳,热力学吸附以Freundlich方程拟合最佳;动力学吸附量随时间逐渐降低,在600min达到吸附动态平衡;热力学吸附量随时间逐渐增加,初始砷(As5+)浓度达到160mg/L后几乎处于吸附动态平衡,吸附过程分为快速和慢速2个阶段;砷的动力学、热力学吸附均以专性吸附为主,非专性吸附为辅;根据解吸难易程度分为易解吸与难解吸,各粒径微团聚体易解吸率大小依次为:(0.25~0.053mm)(2~0.25mm)原土(0.053~0.002mm)(0.002mm),与有机质、游离氧化铁、CEC含量的大小呈正相关,难解吸率大小与之呈负相关。     

名山县蒙山茶园土壤各粒级组分对K~+吸附-解吸特征的影响

以名山县蒙山茶园紫色土为对象,用物理方法将蒙山茶园紫色土分成粒径大小不同的土壤组分(≤0.002mm,0.02～0.002mm,0.2～0.02mm,2～0.2mm),分别通过动力学和热力学方法研究它们对K+的吸附-解吸行为。结果表明:紫色土不同粒级组分对K+的吸附量表现为小于0.002mm>0.02～0.002mm>原土>0.2～0.02mm>2～0.2mm,而解吸量则呈相反的规律。用Elovich方程、双常数方程、抛物线扩散方程及一级扩散方程分别对K+的吸附-解吸动力学数据进行拟合,并用Langmuir、Freundlich和Temkin热力学方程对等温吸附过程进行拟合。原土及各粒级组分K+的吸附量均随K+初始浓度的增大而增大,但各粒级组分吸附量大小关系各不相同,K+均向最小粒径富集。运用动力学方法,原土和各粒径组分对K+的吸附特性均用Elovich吸附方程拟合最佳,原土和各粒级组分对K+的解吸特性均用Elovich解吸方程拟合效果最佳。运用热力学方法,原土和土壤各粒级组分以及分别去除有机质和游离氧化铁后对K+的吸附特性均用Freundlich吸附方程拟合效果最佳,原土和土壤各粒级组分以及分别去除有机质和游离氧化铁后对K+的解吸特性均用Freundlich吸附方程拟合效果最佳。     

不同生物质炭对棕壤中磷素吸附解吸的影响

为了减少土壤磷素流失,提高磷肥利用效率,探究不同生物炭对棕壤中磷素吸附解吸行为的影响规律,以水稻秸秆、玉米秸秆和花生壳为原材料,利用限氧升温炭化法制备生物炭,通过批量吸附实验研究了生物炭种类和生物炭添加量对棕壤磷吸附解吸的影响。结果表明：水稻秸秆生物炭在添加量为0.4%时显著提高棕壤对磷的吸附量,花生壳生物炭和玉米秸秆生物炭则显著降低棕壤对磷的吸附量；等温吸附曲线表明,不同生物炭均未改变等温吸附曲线的变化趋势,均可用Langmuir方程和 Freundlich 方程进行描述(R²>0.93),其中 Langmuir 方程拟合效果更好,不同处理对磷的理论吸附量大小顺序为：水稻秸秆生物炭+棕壤>棕壤>花生壳生物炭+棕壤>玉米秸秆生物炭+棕壤；吸附动力学实验表明,不同生物炭均未改变磷吸附动力学曲线的变化趋势,在所有动力学模型中,准二级动力学模型最适合描述土壤对磷的吸附行为(R²>0.99),其次为准一级动力模型(R²>0.99)和Elovich动力学模型(R²>0.88)；三种生物炭均显著促进棕壤对磷的解吸,当生物炭添加量为≥0.2%时,水稻秸秆生物炭、玉米秸秆生物炭和花生壳生物炭,分别可提高棕壤对磷的解析率50%、70%和90%以上。由此可见,不同生物炭可提高棕壤对磷素的供应和利用,水稻秸秆生物炭在减少棕壤磷素流失、保护生态环境方面具有更大的应用价值。     

柠檬酸对蒙山茶园土壤微团聚体吸附-解吸Cu2+的影响

以蒙山茶园土为对象,运用平衡液吸附法以及NaNO3溶液解吸法探讨了柠檬酸对原土及各粒径土壤微团聚体吸附-解吸Cu2+的特性,以期明确柠檬酸对土壤吸附解吸铜的过程中产生的影响。结果表明,加入柠檬酸后,随着Cu2+浓度的增加,原土和各粒径土壤微团聚体对Cu2+的吸附有所增加,吸附量大小顺序为:(0.002mm)(0.053~0.002)mm原土(2~0.25)mm(0.25~0.053)mm,与土壤微团聚体中游离氧化铁、阳离子交换量以及有机质含量大小顺序一致;柠檬酸对Cu2+的吸附既有促进作用又有抑制作用,低浓度(0~1mmol/L)的柠檬酸促进土壤微团聚体对Cu2+的吸附,而高浓度(1mmol/L)的柠檬酸则降低其吸附,吸附量在柠檬酸浓度为0.5mmol/L时达到最大;Langmuir、Freundlich、Temkin 3种方程对其等温吸附过程的拟合均达到了极显著水平(p0.01),其中以Langmuir方程的拟合效果最佳,说明加入柠檬酸后的原土及各粒径土壤微团聚体对Cu2+的吸附以单层吸附为主;随着铜浓度的上升,土壤微团聚体对Cu2+的易解吸率不断增加,柠檬酸的进一步加入使得土壤微团聚体对Cu2+的解吸率上升,而解吸大小顺序与吸附顺序相反。     

老冲积黄壤微团聚体对As(Ⅴ)与P竞争吸附—解吸特性

土壤微团聚体是土壤的最基本结构单元,不同粒径微团聚体的理化性质的差异不同使得重金属离子在各粒径微团聚体中的吸附—解吸能力大小不同。以名山河流域老冲积黄壤为研究对象,将其划分为4个粒径(2~0.25mm,0.25~0.053mm,0.053~0.002mm,0.002mm)。采用批培养法研究原土及不同粒径微团聚体对As(Ⅴ)与P的竞争吸附—解吸特性。结果表明:原土及不同粒径微团聚体对As(Ⅴ)、P的吸附—解吸特性相似,等温吸附均符合Langmuir和Freundlich方程,但Langmuir方程拟合效果最佳;动力学吸附均符合伪一级方程和伪二级方程,但伪二级方程拟合效果更好。原土及各粒径微团聚体对As(Ⅴ)、P的吸附均以专性吸附为主,非专性吸附为辅。原土及不同粒径微团聚体对As(Ⅴ)、P的最大吸附量不仅与粒径大小有关,与土壤有机质、CEC、游离氧化铁含量呈正相关。由于0.002mm粒径的土壤比表面积大,有机质、CEC、游离氧化铁含量高,故其对As(Ⅴ)、P有最大吸附能力和最高初始吸附速率。As(Ⅴ)、P在各粒径微团聚体上解吸量与其吸附量呈指数关系。当As(Ⅴ)与P共存时,明显互相抑制对方的吸附,促进对方的解吸。As(Ⅴ)与P在0.002mm粒径土壤中存在的竞争吸附—解吸能力最小。     

模拟酸雨对荔枝果园土壤磷素等温吸附与解吸特性的影响

采用等温吸附试验方法研究了模拟酸雨对荔枝果园土壤磷的吸附与解吸特性的影响。试验结果表明,不同处理间土壤对磷的最大吸附量(Xm)为pH2.5>pH4.5>CK=pH6.5,其中pH2.5的酸雨淋溶处理对磷的最大吸附量(Xm)与其它处理间差异显著;土壤吸附磷的解吸量(Xd)分别与相应的吸附量(X)和原平衡溶液浓度(C)呈显著的指数相关和线性相关,随着土壤对吸附量的增加,土壤磷的解吸量呈指数增长。     

长期施肥下红壤旱地磷素有效性影响因子的冗余分析

以长期施肥(1988~2014年)的红壤旱地为研究对象,以全磷(TP)、有效磷(Bray-P)为响应变量,土壤p H值、大小粒级团聚体组成比例(PSAi)、铁铝氧化物、阳离子交换量(CEC)、分形维数(D)等指标为解释变量,借助于冗余分析(RDA)方法探讨各指标变量与红壤旱地TP和Bray-P含量变化的相关关系。研究结果表明,长期施磷或配施猪粪均可显著增加红壤旱地TP和Bray-P含量,而配施作物秸秆无显著影响。冗余分析发现,土壤p H、CEC、D、铁铝氧化物含量及粒级为0.25~0.05、0.001~0.005与<0.005 mm的团聚体分布比例(PSA2、PSA4与PSA5)等土壤测试值是影响红壤旱地磷素有效性的主控因子,其中,p H和CEC的影响作用最大。可见,通过长期施肥改善土壤的酸性环境,提高土壤阳离子交换量,是提高红壤旱地磷素有效性的关键。     

广元市不同土地利用类型土壤的分形特征

以8个植被类型、2个农地和2个退耕地的土壤颗粒组成数据为基础，运用分形模型计算这12个土地利用类型土壤颗粒的分形维数，研究了土壤颗粒分形维数与土壤性状的关系。结果表明：（1）12个土地利用类型表层土壤颗粒的分形维数介于2．8185～2．9249之间。与退耕地和玉米地相比，各林地土壤颗粒分形维数小；与1990年的2．8633相比，2006年土壤颗粒分形维数（2．8592）减小；各团聚体分形维数规律不明显。（2）决定土壤颗粒分形维数大小的首先是〈o．002mm的含量，其次是0．05～0．25mm和0．0020．02mm的含量；决定团聚体分形维数大小的粒级含量由大到小的顺序是：2～5mm，0．5～1mm和1～2mm，其余粒级含量对分形维数影响较小。（3）土壤颗粒分形维数与团聚体分形维数可作为侵蚀指标，前者与土壤可蚀性因子相关关系显著，后者也可作为渗透蓄水指标。（4）在坡耕地基础上的退耕地比生态退化后的营林地具有更有利于水土保持的土壤分形特征。     

土壤消毒措施对土壤物理特性及黄瓜生长发育的影响

采用田间试验方法,研究了垄沟式太阳能消毒、石灰氮麦秸、垄鑫3种土壤消毒方法对日光温室土壤物理特性及黄瓜生长发育的影响。结果表明,垄沟式太阳能消毒处理对土壤物理特性未产生较大影响,处理后粗粉粒含量较对照降低9.5%,砂粒两个粒径(0.1～0.5mm、0.5～1.0mm)含量较对照分别增加39.4%、117.7%,其余组分无明显变化;石灰氮麦秸处理后黏粒含量增加163%,细粉粒两粒径(0.001～0.005mm、0.005～0.01mm)含量较对照分别增加52.1%和116.8%;施用垄鑫处理后土壤黏粒含量较对照降低65.8%,细粉粒两个粒径含量较对照分别降低33.0%、32.2%。不同处理对土壤微团聚体的形成均有一定阻碍作用,其中石灰氮麦秸处理对土壤团聚体的形成影响最大,其次是垄鑫处理,垄沟式太阳能消毒处理影响最小。3个土壤消毒处理都能提高黄瓜平均叶片数、平均株高、叶绿素含量和黄瓜产量,其中垄沟式太阳能消毒处理能显著提高黄瓜生物学指标,有良好的增产效果。     

含岩屑紫色土水分扩散规律

紫色土中存在的岩屑显著影响土壤水分扩散。以往研究主要集中在> 2 mm岩屑上而忽视了<2 mm岩屑的作用。因此,探讨>2 mm岩屑对紫色土水分扩散的影响基础上,明确<2 mm岩屑的作用对完善含岩屑紫色土水分扩散规律的研究具有重要的意义,从而为土壤水动力学模型的构建提供理论依据。以四川盆地紫色页岩发育的暗棕紫泥土和泥岩发育的红棕紫泥土为研究对象,设置3种岩屑粒径(0.25~2,2~5,5~10 mm)和4种岩屑含量(0,30%,50%,70%),利用水平土柱吸渗法测定含岩屑土壤湿润锋变化特征、水分扩散率D(θ)和土壤含水率θ,并拟合D(θ)、Boltzmann参数λ与θ之间的关系。结果表明:对于暗棕紫泥土,岩屑粒径为2~5 mm时,土壤湿润锋前进速率和D(θ)随岩屑含量增加呈先增加后降低再增加的趋势;岩屑粒径为0.25~2,5~10 mm时,土壤湿润锋前进速率和D(θ)随岩屑含量增加逐渐增加。对于红棕紫泥土,岩屑粒径为2~5,5~10 mm,随岩屑含量增加,70%岩屑含量的土壤D(θ)明显大于其余3个岩屑含量的土壤,而30%岩屑含量和50%岩屑含量土壤之间的D(θ)无显著差异,且土壤湿润锋前进速率均呈先增加后降低再增加的趋势;岩屑粒径为0.25~2 mm时,土壤湿润锋前进速率和D(θ)随岩屑含量增加逐渐增加。因此,随岩屑含量提高,土壤水分扩散速率整体呈现增加趋势;且泥岩发育的土壤水分扩散速率高于页岩发育的土壤。     

邻苯二甲酸酯在不同类型土壤-植物系统中的累积特征研究

选用黄棕壤和红壤,用土壤老化和上海青（Brassica campestris）盆栽试验研究了邻苯二甲酸二正丁酯（Di-butyl Phthalate,DBP）和邻苯二甲酸二异辛酯（D（i2-ethylhexyl）Phthalate,DEHP）在土壤-植物系统中的分布规律。土壤老化试验表明,DBP和DEHP在土壤中的吸附量随着老化时间的增加,呈现开始（0-10 d）老化速率较快,而后（10-30 d）老化速率减小并且老化总量趋于稳定的趋势。盆栽试验结果表明,在红壤上植物体内DBP/DEHP含量（DBP：0.576-2.750 mg.kg-1;DEHP：9.369-33.256 mg.kg-1）与土壤污染浓度呈正相关,生物量与土壤污染浓度呈负相关;而在黄棕壤上,上海青的生物量并不随着土壤DBP/DEHP的添加量的升高而变化,植物体内DBP/DEHP的含量（DBP：0.212-0.401 mg.kg-1;DEHP：0.421-0.490 mg.kg-1）远低于红壤的相同污染浓度处理。在黄棕壤上,上海青对DBP/DEHP的BCF值介于0.061-1.041之间;而在红壤上,BCF值均大于1.0（介于1.175-15.695之间）,具有一定的生物富集作用。通过试验还估算了红壤上DBP/DEHP的临界浓度为6.932-11.718 mg.kg-1,可为建立生态效应预警指标提供参考。     

小江流域土壤抗冲性实验研究

采用原状土冲刷法,对小江流域土壤抗冲性进行测试研究,结果表明:小江流域水稻土的抗冲性最大,棕壤其次,红壤、紫色土和褐红壤抗冲性最小;小江流域草地的抗冲性最大,耕地和灌丛地其次,裸坡最小;小江流域土壤的抗冲性大小与土壤中>2mm或<0.002mm的颗粒含量有较大关系。     

柠檬酸对茶园紫色土微团聚体竞争吸附Zn、Cd影响

采用批量培养和平衡吸附法,选取原土及微团聚体颗粒组为对象,研究Zn(II)、Cd(II)单一存在、二元竞争及竞争体系中加入柠檬酸(0.1,1,10mmol/L)等3种处理的等温吸附特性及影响。结果表明:(1)以专性吸附方式为主的多层吸附随Zn~(2+)、Cd~(2+)强度增加逐渐饱和,吸附能力以0.002mm最优、0.05~0.002mm和原土次之,0.25~0.05mm和2~0.25mm结合能力稍差,不同条件下Cd较Zn更易积累。吸附过程为自发吸热反应,热力学Freundlich方程(Zn:R2=0.960~0.997;Cd:R2=0.957~0.995)拟合结果优于Langmiur方程(Zn:R2=0.952~0.995;Cd:R2=0.913~0.991)。最大吸附量与有机质含量具有显著相关性。(2)单一处理Zn、Cd的固持效果明显、共存处理时Zn、Cd竞争行为表现为彼此削弱,Zn对Cd的吸附具有更强抑制作用。(3)添加不同浓度柠檬酸后Zn、Cd吸附水平介于单一及共存处理之间呈动态变化(Zn、Cd接近),0.1~1mmol/L利于Zn、Cd固持,增至10mmol/L后加速淋洗,仅0.002mm粒径富集量持续提升。表明柠檬酸作为一种调节剂,能适度保持土壤Zn供给并弱化Cd迁移活性,缓解茶园土壤复合污染。     

不同脱沼泽阶段土壤中铁锰的比较研究

本文以沼泽土、起源于沼泽土的潜育型水稻土和潴育型水稻土系列为研究对象，研究了土壤脱沼过程中铁锰的变化规律。根据铁锰的剖面分布特征、土体和各粒级硅铁率与钛锰率，以及游离铁和活性铁的变化规律，土壤脱沼过程可分为两个阶段：（1）铁锰强烈淋失阶段。脱沼过程初期，土壤有机质含量甚高，且随着有机质分解加速而破坏性有机物如酸、酚类等物质的含量增加，故土壤还原能力增强，加之随着排水而提高了渗漏性，铁锰便强烈淋失。主要是以较粗粒级中的铁锰，特别是以游离态和活性态淋失为主，然后较细粒级中的铁锰亦发生明显淋失。（2）铁锰再淀积阶段。当土壤有机质下降到一定程度之后，还原能力便减弱，铁锰则氧化淀积。主要是以铁锰新生体等游离态形式向较细粒级再淀积。由于长期渍水，阻碍了铁的老化，因而再淀积的铁活性甚高，其活化度达80%以上。     

陕西洛川全新世黑垆土理化特征年龄函数的构建

构建土壤理化特征年龄函数是定量认识土壤发育过程的重要途径,也是建立土壤发育模型的基础。本研究通过对陕西洛川全新世黑垆土剖面土壤理化特征及土壤14 C年龄进行研究,利用线性函数、对数函数和三阶多项式对其进行拟合,从而构建土壤年龄函数。结果表明:利用三阶多项式对土壤黏粒(<0.002mm)、粉粒(0.002～0.02mm)、砂粒(0.02～2mm)与土壤年龄拟合效果最好,其变化趋势表明了黑垆土层的存在;而对数函数的拟合结果较好地反映了土壤有机碳随土壤年龄逐渐减少和pH随土壤年龄逐渐增大的过程;土壤CaCO3含量、Mn/Zr,Fe/Zr,K/Zr,Mg/Zr,Ca/Zr,P/Zr,Na/Zr随土壤年龄变化规律与三阶多项式拟合结果最为相符,其结果较好地反映了CaCO3与各种土壤元素在土壤中的迁移过程。