模拟酸雨淋溶下中原地区幼褐土壤中营养元素的流失规律研究

[目的]研究酸雨对中原地区土壤中氮、磷、钾的淋溶特性的影响,以期为土壤养分缺失的综合防治和土壤酸化的控制提供科学依据。[方法]取郑州地区土壤作为试验土样,配制模拟酸雨进行淋溶试验。[结果]土壤中总氮、总磷和总钾的淋失量随酸雨pH增大而下降;与对照相比,不同酸度酸雨对磷、钾淋失量均无显著差异,而且淋失量很少。随着模拟酸雨淋滤速率的降低,土壤中N、P、K淋失量均增大,且增大幅度显著,在同一pH和同一淋滤速率条件下土壤中营养元素溶出量大小顺序均为N〉P〉K。[结论]强酸性酸雨会促进土壤营养元素的淋失,相对来说土壤中磷、钾对酸雨不敏感。长期的酸雨淋洗会导致土壤养分库的损耗,造成土壤养分贫瘠。     

模拟酸雨对三明地区受重金属污染土壤的淋滤过程研究

针对福建三明地区实际受重金属污染的土壤样品,采用模拟酸雨淋溶土柱的试验方法,研究了不同酸度模拟酸雨(pH=2.5、3.6和5.6)对污染土壤中重金属元素的淋滤液性质的影响.结果表明,随着模拟酸雨pH值的降低,淋滤液的电导呈递增变化,而淋滤液pH值呈递减变化;随着淋溶量的增加,淋滤液电导逐渐下降,而淋滤液pH值呈现先迅速下降后逐渐升高的总趋势.研究发现,模拟酸雨作用于该受重金属污染土壤时,污染土壤中不同重金属呈现不同的溶出规律.淋滤液中锌、镍、铜、铬和铅的含量均随模拟酸雨pH值的降低而增加,但锌、镍和铜的释放过程可分为快速释放和准稳定两个阶段,铬和铅的释放过程则分为快速释放和慢速释放两个阶段.相同pH值模拟酸雨条件下,该污染土壤中重金属累积释放量由大到小的顺序为Zn＞Cu＞Cr＞Ni＞Pb.pH=3.6时,每千克污染土壤中Zn、Cu、Cr、Ni和Pb的最大累积释放量分别为750、60、0.9、0.9和0.48 mg.     

淋溶土柱中铁和锰的运移淀积特征

以亚热带的棕红壤为装柱材料,用pH 3.5不同浓度(0~0.08 mol/L)的铁、锰单一或混合溶液淋溶土柱40次,研究在干湿交替和不同淋溶方式(铁、锰同时淋溶或交替淋溶)条件下土壤中铁、锰元素的淋溶迁移特征。结果表明:随着淋溶的进行,土柱淋出液的pH逐渐降低,淋溶40次后淋出液的pH低于淋溶液的pH,淋出液中铁、锰的含量与淋溶液的相近;淋溶后土壤中铁、锰含量最高的为游离态,其次为非晶质态,最低的为络合态;淋溶后,土柱中铁的淀积量大于锰的淀积量,除络合态铁、锰的含量比较接近外,游离态和非晶质态铁的淀积量都远高于相应形态锰的淀积量。铁、锰同时淋溶处理的土柱中铁的淀积量高于相应交替淋溶的淀积量,而锰的淀积量则为交替淋溶处理的高于同时淋溶的淀积量,且在交替淋溶条件下,淋溶液中锰的浓度越高,土壤中铁的淀积量越大。交换性K+、Na+、Ca2+、Mg2+随着铁、锰淋溶的进行而淋失,其中Ca2+、Mg2+的流失量较大。     

模拟酸雨对浙江省主要类型土壤活性铝溶出规律研究

本文采用静、动态溶提方法研究了模拟酸雨对浙江省主要类型土壤中活性铝释放量的影响。结果表明,酸雨对强酸性土壤(pH<5)中活性铝的释放有较大的影响,对微酸性和近中性的土壤影响较小;影响土壤活性铝溶出的因素主要是酸雨的pH值,土壤pH和缓冲能力,以及环境温度等。结果还表明,酸性降雨对土壤的淋溶,在开始阶段土壤淋出液中的活性铝浓度较高。随着酸雨淋溶量的增加,活性铝的淋出浓度将迅速下降。     

酸雨对重庆地区土壤盐基淋溶的影响初报

在室内条件下通过不同pH模拟酸雨(pH 2,3,4,设纯水对照)淋洗土柱试验研究模拟酸雨对重庆地区主要土壤的淋溶影响。结果表明,ca~(2 )、Mg~(2 )离子的淋失同降雨酸度呈负相关,但K~ 的淋失则同降雨酸度无明显关系。pH4酸性降雨对四种供试土壤无明显影响。除石灰性土壤外,pH2强酸雨能使酸性和中性土壤迅速酸化。pH<3的降雨增加了酸性和中性土壤中离子态铝的活性,但如果向土壤中施用碳酸钙可减少活性铝溶出量30—90％。     

用模拟酸雨淋溶法研究红壤和红色石灰土的盐基迁移状况

用模拟酸雨对红壤和红色石灰土的原状土柱进行连续淋溶,探讨土壤盐基的淋溶强度、容量以及土壤pH和交换性盐基的变化规律。结果指出,酸雨对红色石灰土的盐基淋溶强度和容量大于红壤。交换性盐基的淋溶速率也有同样趋势;土层厚度的增加能大大降低酸雨对盐基的淋溶强度、容量和淋溶速度;红壤的pH对酸雨淋溶较敏感。而红色石灰土的交换性盐基对酸雨的反应较敏感。所以就土壤酸化速率而言,以土壤pH为指标时,则红壤大于红色石灰土;但以盐基淋失量为指标时则相反。     

模拟酸雨对羟基磷灰石稳定化污染土壤磷/镉释放的影响

通过室内土柱淋溶实验,以0.5%的质量比向镉污染土壤中添加羟基磷灰石(HAP),考察p H值为3.5、4.5和5.6的模拟酸雨对土壤磷和镉释放的影响。结果表明:淋出液p H随着酸雨p H降低逐渐下降,HAP处理使淋出液p H较未处理土壤淋出液显著增加0.3~1.5个单位。淋出液总磷和正磷酸盐含量均随酸雨p H的降低而增加,且HAP处理显著增加了淋出液中总磷和正磷酸盐含量;总磷含量在第1~3 L和4~6 L分别是《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)五类水标准(总磷含量0.4 mg·L-1)的2.70~3.55倍和1.25~2.15倍,对地表水表现出较大的富营养化风险。较未处理土壤,HAP处理显著降低了淋出液中Cd含量,随酸雨p H降低,未处理土壤淋出液Cd含量逐渐增加,而HAP处理土壤淋出液Cd含量逐渐降低。因此,HAP能够显著减少酸雨淋溶对污染土壤中Cd的淋失,但需防止磷素释放造成地表水体富营养化。     

模拟酸雨下生物炭添加对土壤盐基离子淋失的影响

通过室内土柱试验,研究模拟酸雨淋洗下添加生物炭对土壤交换性盐基离子(Ca^2+、Mg^2+、K^+、Na^+)的影响。采用双因素全面试验法,在pH值3.5、5.6和7.0的3种模拟酸雨条件下,设置0、0.5%、1%和2%的4个生物炭添加量,测定淋出液及淋洗后土壤中4种盐基离子含量。结果表明:酸雨淋洗条件下,与无生物炭处理相比,较高生物炭添加量(2%和1%)会增加盐基离子的淋失总量。同一处理淋出液中,Ca^2+的淋失总量最大,Mg2+最易淋失。相同生物炭添加量下,4种盐基离子淋出总量均随淋洗液pH值升高而降低,淋洗液pH值为3.5时各盐基离子的淋出总量均最高;相同pH值淋洗液下,Ca^2+、Mg^2+、K^+的淋出总量为2%生物炭>1%生物炭>无生物炭处理>0.5%生物炭,而Na^+的淋出总量为2%生物炭>无生物炭处理>1%生物炭>0.5%生物炭。在酸雨淋洗条件下,与无生物炭处理相比,添加生物炭的处理可提高土壤pH值及交换性盐基离子的含量,生物炭添加量为2%时对土壤交换性盐基离子的提升效果最佳。淋洗后各处理土壤中4种盐基离子含量表现为Ca^2+>K^+>Mg^2+>Na^+。研究表明,在生物炭添加下,酸沉降同样会加剧土壤盐基离子的淋洗损失。与无生物炭处理相比,模拟酸雨条件下,生物炭添加量增加提高了pH值及盐基离子含量,其中以添加2%生物炭的处理效果最佳。     

土壤中酸可提取态重金属释放特征研究

采用模拟酸雨土柱淋洗实验,研究了不同土壤中酸可提取态重金属释放特征。结果表明,随着模拟酸雨pH值下降,土壤中酸可提取态重金属释放强度明显增大,各元素的释放量与酸雨pH值呈显著负相关。Zn释放主要集中在pH4.5～3.5之间;Cu释放主要集中在pH6.5～3.5之间;Cd的释放没有较集中的范围;而Cr和Pb,不同土壤集中释放的pH值范围不同。不同处理水平对酸可提取态种金属的释放有显著影响。     

有机肥中不同形态氮及可溶性有机碳在土壤中淋溶特性研究

通过室内土柱模拟淋溶试验比较了两种供试土壤加入等量氮素后,化肥处理(硫酸铵溶液)和有机肥提取液处理淋溶过程中不同形态氮及可溶性有机碳(DOC)在土壤中的淋溶迁移特性.结果表明,加入硫酸铵溶液后两个土壤氮素累积淋火量较未施肥清水对照无明显变化,肥料氮的淋失量占氮总淋失量的比例在2.31%～8.68%之间;而加入有机肥提取液后淋出的氮量显著增加,肥料氮占氮总淋失量的比例达65.7%～76.4%.有机肥处理淋失的氮素形态以可溶性有机氮(DON)为主,其次为硝态氮和铵态氮;而化肥处理氮素淋失形态以硝态氮为主(85.2%～88.8%),其次为可溶性有机氮DON(7.9%～10.2%),铵态氮所占比例最低(3.3%～4.6%).有机肥处理DOC和铵态氮的淋失量也显著高于化肥处理.因此,有机肥中可溶性养分特别是可溶性有机碳、氮在土壤中的淋失值得关注.     

稻壳炭对不同土壤磷淋溶的影响

生物炭用作土壤改良剂受到广泛关注,其对土壤磷素有效性的影响研究较少。本研究通过为期52周的室内土柱淋溶试验研究生物炭对3种类型土壤磷淋溶的影响。以500°C温度下热解30min制得的稻壳炭和该水洗稻壳炭为试验材料,分别以15%的重量比添加到酸性红壤、弱碱性风沙土和碱性盐土中,不加稻壳炭的土壤分别为各自处理的对照。试验测定了淋溶液的磷酸盐累积淋失量、土壤pH值、土壤有效磷含量、酸性磷酸酶活性、中性磷酸酶活性和碱性磷酸酶活性。结果表明:稻壳炭可增加红壤的pH值,但会降低风沙土和盐土的pH值;培养第20周之前,生物炭养分被红壤固定,第20周之后,生物炭促进磷酸盐的淋失;在整个淋溶时期内,原样生物炭和水洗炭均促进风沙土和盐土的磷酸盐淋失;原样生物炭在整个培养时期内均显著增加红壤的有效磷含量,但其只在第4周显著增加风沙土和盐土的有效钾含量;生物炭对不同类型酸度土壤磷酸酶活性的影响不尽相同,但部分磷酸酶活性的增强对磷酸盐含量的增加起到一定作用。以上结果表明,稻壳炭促进了3种类型土壤磷酸盐的淋失并能在短期内增加土壤中有效磷含量。     

土霉素在土壤中的垂直迁移及其影响因素研究

采用土柱淋溶法,研究了土霉素在土壤中的垂直迁移特性,探讨了不同土壤类型、淋溶体积、淋溶液pH值、施药量等因素对土霉素在土壤中淋溶迁移的影响。结果表明,在红壤、黑钙土、赤红壤3种不同类型的土样中,土霉素的迁移深度为:赤红壤>红壤>黑钙土;土霉素主要富集在土壤表层,其含量随土壤深度增加而明显降低;同一深度的土壤中土霉素含量随着淋溶液体积的增加而增大,随pH值增大而减小;土霉素在土层中的含量分布、淋溶深度与其施药量均呈正相关;当淋溶液中含有一定量的土霉素溶液时,土霉素在土壤中的迁移深度明显增加。     

异丙隆在土壤中的淋溶迁移及其影响因素研究

采用室内土壤淋洗柱法,以黄褐土、砂姜黑土和水稻土为供试土壤,研究了异丙隆在土壤中的淋溶迁移行为,探讨了淋溶水量、淋溶水pH值、施药量和添加外源木炭等因素对异丙隆在土壤中淋溶迁移的影响.结果表明,不同土壤中异丙隆淋出率为黄褐土>砂姜黑土>水稻土;淋溶水量与异丙隆的淋出率呈正相关,且对淋溶后异丙隆在土层中的分布有明显影响;用不同pH值的淋溶水时,异丙隆的淋出率为pH5>pH9>pH7;施加不同药量时,异丙隆的淋出率为10 mg>5 mg>20 mg;异丙隆的淋出率随外源木炭添加量的增大而减小,而异丙隆在土壤柱中的滞留量则随着木炭添加量增大而增大,提示添加外源木炭可明显减少异丙隆在土壤中的淋出率,降低异丙隆在土壤中的淋溶深度.     

浅析水氮耦合对土壤硝态氮积累与淋失的影响

有很多因素会影响农田土壤硝态氮积累淋失量,其中较为重要的有施肥和灌水。水氮耦合作用对土壤中的硝态氮的累积和淋洗存在显著影响。过量施氮造成硝态氮在土壤中大量积累;降水和灌溉带入农田中的水分是累积在土壤中的硝态氮向下迁移引起淋失的必要条件,鉴于此,从水肥耦合的含义及其对农田土壤硝酸盐积累与淋失的影响等方面进行综述。     

辽北棕壤土氮肥淋溶特征

采用室内土柱淋溶模拟试验,研究了不同氮肥处理下土壤氮素在东北棕壤土中的淋溶特征。结果表明:铵态氮、硝态氮和全氮的淋溶量均随施肥量的增加而提高;肥料中氮的淋失率在35.85%~47.50%之间,总氮的淋失量(y)与施氮量(x)之间的关系均可用线性回归方程进行模拟y=0.4817x+197.07(R2=0.9991)。棕壤土的土壤氮素淋溶流失以硝态氮为主要形态,经过12次土壤淋洗以后,硝态氮淋失量占氮素淋失总量70%以上,而铵态氮的比例不到3%;铵态氮淋失主要集中在前5次淋洗,硝态氮和总氮的淋失持续时间更长。     

模拟酸雨对铬渣中Cr6+的淋出影响

采用模拟酸雨淋溶试验,研究不同pH值的酸雨对铬渣中六价铬的淋出影响.淋溶试剂为模拟酸雨pH=4.0,5.0,6.0),铬渣为A,B,C3个年代的(A为2005年1月的新渣; B为20世纪80年代的老渣; C为20世纪60年代的老渣).进行了相当于重庆5年降雨量的淋溶试验,结果表明,酸雨对铬渣中六价铬的淋出速度及溶出量都存在很大影响,不同pH的试剂对同一年代的铬渣中的六价铬的淋出影响不一样,具体的为:pH 4.0＞pH 5.0＞pH 6.0; 同一pH值条件下,不同年代的铬渣中六价铬的淋出量也不一样,具体的为C＞B＞A; 在整个淋溶期内,不同年代的铬渣随淋溶时间的推移表现出来的趋势大体相同; 淋溶后铬渣的形态也发生变化,其中水溶态铬、酸溶态铬和稳定态铬都有大幅度的下降,其它形态的铬变化幅度较小.     

模拟酸雨对铬渣中Cr6+的淋出影响

采用模拟酸雨淋溶试验,研究不同pH值的酸雨对铬渣中六价铬的淋出影响.淋溶试剂为模拟酸雨pH=4.0,5.0,6.0）,铬渣为A,B,C3个年代的（A为2005年1月的新渣;B为20世纪80年代的老渣;C为20世纪60年代的老渣）.进行了相当于重庆5年降雨量的淋溶试验,结果表明,酸雨对铬渣中六价铬的淋出速度及溶出量都存在很大影响,不同pH的试剂对同一年代的铬渣中的六价铬的淋出影响不一样,具体的为：pH 4.0〉pH 5.0〉pH 6.0;同一pH值条件下,不同年代的铬渣中六价铬的淋出量也不一样,具体的为C〉B〉A;在整个淋溶期内,不同年代的铬渣随淋溶时间的推移表现出来的趋势大体相同;淋溶后铬渣的形态也发生变化,其中水溶态铬、酸溶态铬和稳定态铬都有大幅度的下降,其它形态的铬变化幅度较小.     

农肥和化肥对黑土氮素淋溶的影响

采用树脂袋法,研究了培肥措施对黑土氮素淋溶的影响。结果表明,①2006年和2007年施化肥的3个处理土壤NO3--N淋失量显著高于施农肥处理,其中2006年化肥高量、化肥低量和农化1:1的3个处理分别是对照的36.88、28.91和27.06倍,是农肥高量处理的8.29、6.49和6.08倍;2007年不同培肥处理总体表现为化肥高量化肥低量农肥高量农化1:1农肥低量对照,各处理60 cm土层NO3--N淋溶量均大于30 cm土层NO3--N淋溶量;②不施肥处理比施肥处理土壤NO3--N淋溶量低,在施用等量氮素条件下,农肥施用处理的淋失率要远远小于化肥施用处理,玉米氮的平均淋失损失占所施氮肥的1.4%～13.6%,单施用农肥NO3--N淋失率才只有1.4%～5.2%,而使用化肥的处理NO3--N淋失率则高达12.5%～15%;大豆氮的平均淋失损失占所施氮肥的0.5%～4.3%,单施用农肥NO3--N淋失率只有0.5%～0.81%,而使用化肥的处理NO3--N淋失率则高达2.97%～4.3%;③土壤pH与土壤NO3--N淋失量呈负相关;④土壤NO3--N含量与土壤NO3--N淋溶量呈正相关,随着土层的加深,土壤NO3--N含量降低,深层土壤NO3--N含量对土壤NO3--N淋溶影响更显著;⑤土壤NO3--N淋溶量随土壤硝化强度的增强而增加,硝化作用强度是影响土壤NO3--N淋溶主要因素。     

淋溶条件下茶树修剪叶对土壤的酸化作用

通过土柱间歇淋洗实验,研究了添加茶树修剪叶对不同土壤的酸度及盐基离子迁移、淋出的影响。在24周的淋溶实验内,添加茶树修剪叶的荒地土各土层由表及里pH比对照分别下降了1.16、1.03、0.85,茶园土分别下降了0.58、0.12、0.02。添加茶树修剪叶还促进了土壤盐基离子的淋失,茶树修剪叶对荒地土壤中盐基阳离子淋失的加速作用大于其对茶园土的。淋溶实验结束时,荒地土盐基离子含量低于对照。由于淋溶实验期间茶树修剪叶也会向土壤中补充部分盐基阳离子,因此淋溶实验结束时,茶园土中Ca2+和K+的含量略高于对照。茶树修剪叶对不同盐基离子淋失的促进作用有所不同,对Ca2+、Mg2+淋失的促进作用大于对K+、Na+淋失的促进作用。     

添加保水剂、生物炭和草木灰对发酵床秸秆垫料栽培基质养分淋溶的影响

通过室内模拟基质柱淋溶实验,对添加3种不同材料的发酵床秸秆垫料栽培基质淋溶液的pH值、电导率、总氮、硝态氮、总磷、铁含量等指标进行了比较。结果表明:保水剂对基质发挥保水储水作用在淋溶中后期,生物炭则在淋溶前期,而草木灰加速了基质柱水分的淋失;保水剂不能协助生物炭减少基质淋失水分,但能协助草木灰减缓水分淋失;添加保水剂、生物炭及草木灰均使基质淋溶液的pH值有不同程度的升高;添加保水剂和生物炭能降低基质总氮和硝态氮淋失;保水剂会加速基质总磷的淋失,而草木灰能显著减缓基质总磷的淋失;添加3种材料都能不同程度地降低第1次淋溶液中铁、铜和锌的含量;草木灰吸附金属离子的能力高于生物炭的。