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。     

有机物料对酸性红壤铝毒的缓解效应

利用盆栽试验研究了施用不等量稻草对酸性红壤旱耕地铝毒的缓解效应。结果表明,添加不等量的秸秆碳(C)后,土壤pH值显著提高,土壤交换性铝和吸附态羟基铝的含量则明显降低,土壤有机络合态铝的含量也呈增加趋势。添加铝盐并不影响秸秆碳对降低土壤交换性铝和吸附态羟基铝含量的作用。在本研究中,土壤pH值与土壤交换性铝和土壤吸附态羟基铝均呈显著负相关,方程分别为y=-2193.9x+11545,R2=0.9798**,y=-655.34x+9748,R2=0.7837**。土壤交换性铝和吸附态羟基铝与玉米主根长,地上部磷、钾含量均呈显著负相关,是抑制玉米吸收养分的主要限制因素,土壤吸附态羟基铝是次于交换性铝的又一活性较大的铝化合物。     

模拟酸雨对红壤中铝和水溶性有机质溶出及重金属活动性的影响

在模拟酸雨作用下 ,研究了重金属污染和未污染的酸性红壤和黄红壤中铝和水溶性有机质的溶出以及对重金属活动性的影响。结果表明 ,随模拟酸雨pH值下降 ,土壤pH值和盐基饱和度明显降低 ,而交换性酸度明显增加 ,污染土壤中交换性氢含量比未污染土壤高 ,而交换性铝含量比未污染土壤低。铝溶出量与模拟酸雨pH值密切相关 ,当模拟酸雨pH值在 5 .60～ 3.5 0时 ,供试红壤浸出液中铝浓度几乎在同一水平 ;当pH≥ 4 .5 0时 ,供试黄红壤中溶出铝亦未明显变化 ;当模拟酸雨pH =3.5 0时 ,未污染黄红壤中铝溶出明显增多 ;当pH =3.0 0时 ,供试土壤中铝溶出量急剧增加。随模拟酸雨pH值下降 ,污染土壤中铝溶出比未污染土壤低 ,而有效态重金属活动性明显增加 ;污染土壤中水溶性有机质比未污染土壤溶出明显增加 ,水溶性有机质 -重金属络合体促进了重金属的溶解迁移行为。     

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。     

桂西北果园土壤剖面的铝形态分级研究

对7个广西环江县果园土壤剖面的28个土样的铝形态空间变异特性进行分析;包括交换性铝、吸附态羟基铝、有机络合态铝三种形态;结果表明:该区土壤中铝形态具有显著空间结构性特点,明显受pH、成土母质、地形地势等自然因素的影响,同时受耕作管理措施等人为因素影响;建议在红壤果园上增施有机肥,控制化学肥料的施用,进行深耕土改,并且施用石灰石以升高pH。     

模拟酸雨对酸性土壤铝溶出及其形态转化的影响

通过采样、酸雨模拟试验和样品分析，研究了我国南方酸沉降区主要土壤类型在模拟酸雨影响下，土壤中铝离子释放及铝形态转化的特点。结果表明，酸雨淋洗造成土壤中铝离子释放；酸雨pH值越低，则铝离子释放量越大。酸雨淋洗还造成土壤中铝形态发生变化；酸雨pH值越低，则土壤中羟基态铝和腐殖质铝含量越低，交换态铝含量越高，从而导致土壤中的铝对植物和生态系统的危害性也越大。     

有机物料对土壤中外源铜形态及土壤化学性质的影响

在室内培养条件下,运用连续提取法研究了稻草,紫云英,猪粪对红壤,潮土中外源铜的形态及土壤化学性质的影响。结果表明,经过１个月培养后,两种土壤中外源铜主要以有机结合态铜为主,交换态铜的消长主要取决于有机结合态铜。在潮土中添加稻草和紫云英经在红壤中添加稻草和紫云英更有效地降低交换态铜的含量。     

低分子量有机酸对可变电荷土壤铝活化动力学的影响

从动力学角度研究了几种低分子量有机酸对2种酸性土壤中铝的活化和活化铝在土壤固/液相之间分配的影响。结果表明:对于络合能力弱的醋酸和乳酸,主要通过质子作用活化铝,且活化作用明显小于盐酸。而络合能力较强的苹果酸、草酸和柠檬酸,主要通过络合作用促进铝的释放,且这种作用随有机酸根阴离子络合能力的增强而增加。在氧化铁含量较高的砖红壤中,苹果酸、草酸和柠檬酸通过专性吸附增加土壤表面负电荷,从而增加土壤交换态铝;但在氧化铁含量较低的红壤中,草酸和柠檬酸主要通过形成可溶性铝络合物降低交换态铝。活化铝在土壤固/液相间的分配主要决定于溶液中有机阴离子与土壤固相表面对铝离子的竞争。醋酸和乳酸活化的铝主要以交换态铝存在;而草酸和柠檬酸活化的铝主要以有机酸-铝络合物存在于溶液中,特别是在氧化铁低的红壤中,这将促进铝在土壤-水体中的迁移。     

江苏下蜀林区土壤溶解有机碳与土壤因子的关系

采用TOC-5000A总有机碳仪测定了江苏下蜀森林土壤溶解有机碳(DOC)的含量,分析了土壤DOC与土壤因子的关系。结果表明:酸性森林土壤中,DOC与有机C、全N、碱解N、有效P等养分因子之间呈极显著或显著的正相关关系,土壤DOC与土壤肥力状况关系密切,因而可以作为评价土壤肥力性状的生物学指标。土壤DOC与土壤中有机络合态Fe、有机络合态Al和活性羟基Al之间呈极显著或显著的正相关。土壤中有机C的运输是调整土壤中Al和Fe的溶出及迁移的一个重要因子。土壤DOC与交换性Al、pH值、全P、速效K之间无相关关系。     

三种植物物料对两种茶园土壤酸度的改良效果

用室内培养实验研究了稻草、花生秸秆和紫云英在 5、10 和 20 g/kg 的加入量水平下对茶园黄棕壤和茶园红壤酸度的改良效果.结果表明:除了黄棕壤加入紫云英处理会降低土壤的 pH 外,其余所有加入植物物料的处理均使土壤 pH 有不同程度的增加,使土壤交换性酸和交换性Al的数量减小,使土壤交换性盐基阳离子和盐基饱和度增加.有机物料对土壤酸度的改良效果与有机物料灰化碱和N含量有关,灰化碱和有机N的矿化使土壤 pH 升高,NH4+-N的硝化使土壤 pH 降低.3种植物物料中花生秸秆对土壤酸度的改良效果优于紫云英和稻草.加入植物物料使红壤中有毒形态Al的浓度显著减小,说明植物物料能够缓解红壤中Al对植物的毒害.     

Use of agricultural by-products to study the pH effects in an acid tea garden soil

The amelioration of an acid Alfisol from a tea garden was studied by incorporating various plant materials: canola straw, wheat straw, rice straw, corn straw, soybean straw, peanut straw, faba bean straw, Chinese milk vetch shoot and pea straw prior to incubation for a maximum of 65 days. Soil pH increased after incubation with all the incorporated materials with the legumes causing the largest increases. The final soil pH was correlated with ash alkalinity ( r ² = 0.73), base cations ( r ² = 0.74) and N content ( r ² = 0.93) of the applied materials. It was assumed that the incubation released the base cations in plant materials as they decomposed which ultimately increased the base cation saturation of the soil. Similarly, soil exchangeable Al was also decreased with the incorporation of the legume plant materials and corn straw and rice straw. Our investigation demonstrated that legumes are the preferred choice for controlling the soil acidity and also for reducing the toxicity of Al in acid soils.     

The amelioration effects of low temperature biochar generated from nine crop residues on an acidic Ultisol

Biochar was prepared using a low temperature pyrolysis method from nine plant materials including non‐leguminous straw from canola, wheat, corn, rice and rice hull and leguminous straw from soybean, peanut, faba bean and mung bean. Soil pH increased during incubation of the soil with all nine biochar samples added at 10 g/kg. The biochar from legume materials resulted in greater increases in soil pH than from non‐legume materials. The addition of biochar also increased exchangeable base cations, effective cation exchange capacity, and base saturation, whereas soil exchangeable Al and exchangeable acidity decreased as expected. The liming effects of the biochar samples on soil acidity correlated with alkalinity with a close linear correlation between soil pH and biochar alkalinity (R² = 0.95). Therefore, biochar alkalinity is a key factor in controlling the liming effect on acid soils. The incorporation of biochar from crop residues, especially from leguminous plants, can both correct soil acidity and improve soil fertility.     

秸秆还田配施石灰对水田土壤铜、锌、铅、镉活性的影响

秸秆还田是我国培肥地力和增加农田土壤碳固定的重要措施,但进入农田的秸秆存在着活化土壤重金属的风险。为了解不同来源的秸秆对污染水平不同农田土壤重金属活性的影响,采取相应措施防止因秸秆还田对农田土壤重金属的激活,开展了盆栽和田间小区试验研究秸秆还田配施石灰对水田土壤铜、锌、镉、铅活性的影响。盆栽和田间试验在轻度和重度污染2种土壤上同时进行。盆栽试验中施用秸秆包括重污染水稻秸秆、轻污染水稻秸秆和轻污染油菜秸秆3种,石灰用量设对照(0 kg·hm-2)和石灰处理(750 kg·hm-2)2个处理;田间小区试验设对照(不施秸秆和石灰)、秸秆还田及秸秆还田+石灰3个处理。动态观察了试验过程中土壤有效态重金属、重金属形态及水稻籽粒中重金属积累情况。结果表明,试验初期(前20 d)秸秆还田显著增加了水田土壤中水溶性有机碳与水溶性重金属的含量;与对照处理比较,水溶性重金属含量以重度污染土壤增幅较为明显。试验后期(60 d后)秸秆还田对土壤重金属的活性的影响逐渐变得不明显。油菜秸秆还田土壤中水溶性重金属含量低于水稻秸秆还田,重污染水稻秸秆还田土壤中水溶性重金属含量高于低污染水稻秸秆还田。盆栽试验和田间试验的结果都表明,重污染水稻秸秆还田可轻微增加水稻籽粒中镉的积累,但轻度污染水稻秸秆还田与油菜秸秆还田对水稻籽粒镉积累的影响较小;3种秸秆还田对水稻籽粒铅、铜、锌积累的影响不明显。配施石灰可显著降低土壤中水溶性重金属的含量,降低水稻籽粒中重金属的积累。研究认为,在污染农田管理上应控制重污染水稻秸秆还田,在秸秆还田的同时适量配施石灰。     

茶园土壤pH变化对土壤中铝特性的影响

土壤中铝的毒性强弱取决于铝的形态。为了解茶园土壤中铝的特性,以江苏省7个长期定位观测茶园为研究对象,采用化学连续提取法测定不同条件下土样中不同形态的铝含量,研究茶园土壤pH升高或降低过程中铝的形态转化及其影响因素。结果表明,茶园土壤在酸化过程中活性铝溶出明显增强,不同形态的铝含量有明显差异,依次为腐殖酸铝(Alh)铝的水合化物和氢氧化物(Aloh)交换态铝(Alex)有机态铝(Alo)水溶态铝(Alw)无机吸附态铝(Alino);土壤pH、有机质和酸容量是影响铝形态的重要因素;茶园土壤酸化过程中铝的水合化物和氢氧化物、无机吸附态铝以及水溶态铝会转化为交换态铝。土壤pH升高,交换态铝转化成羟基铝;有机结合态铝会影响其他铝形态的转化,腐殖酸铝在土壤pH升高时转化为铝的水合化物和氢氧化物。     

四环素类抗生素在土壤和堆肥中的吸附和降解

Two agricultural soils were collected from Dahu and Pinchen counties and swine manure compost (SMC) from Ping-tung County in Taiwan, China to investigate the sorption and dissipation of three tetracyclines (TCs), i.e., oxytetracycline (OTC), tetracycline (TC) and chlortetracycline (CTC), in compost, soils and soil/compost mixtures with different organic carbon (OC) contents. There were seven treatments in total. TCs were most strongly adsorbed to SMC in all treatments due to the high OC content. When SMC was present in the soils, the sorption of TCs was significantly enhanced, which might be attributed to the increased OC content and CEC. The adsorption of TCs showed non-linear adsorption isotherms and fitted well to the Freundlich model. After 49 d of incubation at 25 ℃ in soils and soil/compost mixtures in the dark, TCs elapsed in all substrates, with the time required for 50% degradation (DT₅₀) between 20 and 41 d, and the time for 90% degradation (DT₉₀) between 68 and 137 d. Soil amended with compost enhanced the stability of TCs and reduced their mobility. The dissipation of TCs in a soil environment was slow, indicating that these compounds might be persistent in soil.     

有机物料对强酸性茶园土壤的酸度调控研究

通过室内培养的方式,研究了不同添加剂量下,不同C/N与灰化碱含量的有机物料对酸性茶园土壤的改良能力.试验结果表明:有机物料的添加可以有效地减少土壤交换性酸、铝饱和度,增加土壤交换性碱基,但是在调节土壤pH能力上并非一定有效.初始阶段,“灰化碱”的释放与有机氮的矿化提高了土壤的pH,随后pH由于硝化作用出现不同程度的下降.C/N高的作物秸秆(小麦和水稻秸秆)能够有效地抑制硝化,使pH下降幅度较小;而C/N低的作物秸秆(花生秸秆和菜籽饼)促进硝化,使pH大幅度下降.最终土壤pH与其C/N呈正相关性(y=0.00343x+4.14,r=0.977),而与其灰化碱含量无关.并且随着秸秆添加剂量的加大,C/N高的作物秸秆最终调剂pH的能力是显著提高的(P＜0.05),而C/N低的作物秸秆最终调剂pH的能力没有显著提高(P＜0.05).因此,C/N高的作物秸秆可能更适合土壤酸度的长期调节,与其相关的田间试验需要进一步进行证实.     

炭基肥添加对蜜柚果园酸性土壤pH和交换性能的影响

为研究炭基肥添加对蜜柚果园酸性土壤pH和交换性能的影响,设不添加肥料空白(CK)、只添加尿素(N)、水稻秸秆炭基肥(rice straw biochar-based fertilizer,BR)和竹屑炭基肥(bamboo biochar-based fertilizer,BB)各4个用量梯度(2.5,5,10,20 g/kg)且配施尿素处理,开展60天室内培养试验。结果表明:随着培养进行,BR和BB处理土壤pH均先升高后降低,交换性酸和交换性盐基离子含量呈上升趋势。培养60天时,随着BR和BB施用量增加,对提升土壤pH、CEC及盐基饱和度,降低交换性酸、交换性铝等效果越明显,且BR效果优于BB。与N处理相比,BR和BB使土壤pH分别提升0.24~3.43和0.21~3.40个单位,交换性酸分别降低45.55%~97.25%和34.01%~96.70%,[JP]交换性铝分别降低46.95%~99.75%和38.99%~99.00%,CEC分别提升7.02%~170.74%和6.52%~134.90%,盐基饱和度分别增加29.40%~51.61%和32.08%~53.90%。施用炭基肥可以提高蜜柚果园酸性土壤pH,减少土壤交换性酸,大幅度降低交换性铝含量,同时提升土壤CEC和盐基饱和度。蜜柚果园土壤酸化治理炭基肥适宜用量为2.5~5.0 g/kg,水稻秸秆炭基肥效果优于竹屑炭基肥。研究结果为蜜柚果园酸化土壤治理提供科学依据。