耕型红壤和红壤性水稻土铜的化学行为及施铜效应研究

应用选择溶解性的化学提取和幼苗试验等方法,研究了湖南省几种耕型红壤及其发育而成的水稻土铜的化学形态及其与土壤有效铜的关系,以及红壤旱地改水田后施铜对水稻吸铜和幼苗生长的影响．结果表明,供试土壤中的铜主要以有机态（１５．２％ ）、无定形铁态（１１．７％ ）、晶形铁态（１７．２％ ）和残留态（５６．０％ ）４ 种形态存在,其中红壤性水稻土有机态铜（１８．７％ ）和无定形铁态铜（１４．６％ ）明显高于耕型红壤（分别为８．０％ 和５．８％ ）,而晶形铁态铜和残留态铜含量则是后者高于前者．红壤性水稻土有效铜含量显著高于耕型红壤．幼苗试验结果表明,耕型砂岩红壤施铜能明显促进水稻幼苗对铜的吸收,最佳施铜量为 ５～１０ ｍ ｇ／ｋｇ 土．     

不同稻作制对红壤性水稻土铜的化学行为的影响

以湘中地区的耕型第四纪红土壤进行不同稻作制度长期定位试验,研究旱改水及不同稻作制对土壤铜的化学行为及有效性的影响。结果表明,红壤旱地改水田１０年后,土壤对铜的吸附能力显著增强,土壤有效铜含量也明显提高。三种稻作制比较,稻稻冬泡土壤对铜的吸附能力和土壤有效铜含量明显高于稻稻冬绿和稻稻冬油土壤。供试土壤铜主要以有机态铜,无定形铁态铜,晶形铁态铜和残留态铜四种形态存在。     

耕型红壤和红壤性水稻土铜的化学行为及施铜效应Ⅰ.土壤对铜的吸附和解吸特征

通过恒温吸附和恒温解吸试验等方法,研究了湖南省广泛分布的几种耕型红壤及其发育的水稻土铜的吸附—解吸特征以及影响土壤对铜吸附的土壤因素．结果表明,供试土壤铜的恒温吸附曲线属于高亲和力的“Ｌ”型曲线,可用一元Ｌａｎｇｍｕｉｒ吸附方程和Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ吸附方程拟合,拟合度均达极显著水平．由一元Ｌａｎｇｍｕｉｒ方程求得的最大吸附量（Ｍ）,吸附－解吸平衡常数（Ｋ）和最大缓冲容量（ＭＢＣ）,红壤性水稻土均高于耕型红壤．供试土壤对铜的最大吸附容量与土壤有机质和无定形氧化铁含量呈极显著线性正相关．红壤旱地改水田后对铜的吸附容量增大主要是由于土壤有机质和无定形铁含量增高所致．供试土壤的吸附态铜可分为可解吸态和难解吸态两种形态,当平衡液铜含量低时,以难解吸态铜为主,当平衡液铜含量升至４０ｍｇ／ｍＬ后,难解吸态铜基本维持在一定水平,此时吸附量的增加主要是易解吸态铜含量的增加．供试土壤的吸铜参数Ｍ和Ｋ分别与土壤有效铜含量呈极显著和显著正相关     

耕型红壤和红壤性水稻土铜的化学行为及施铜效应研究：Ⅱ. …

应用选择溶解性的化学提取和幼苗试验等方法,研究了湖南省几种耕型红壤及其发育而成的水稻水铜的化学形态及其与土壤有效铜的关系,以红壤旱地改水田后施地水稻吸铜和幼苗生长的影响。     

耕型红壤和红壤性水稻土铜的化学行为及施铜效应：Ⅰ土壤对？…

通过恒温吸附和恒温解吸试验等方法,研究了湖南省广泛分布的几种耕型红壤及其发育的水稻土铜的的吸附一解吸特征以及影响土壤对铜吸附的土壤因素。     

几种因素对红壤性水稻土锌的化学形态的影响

用化学连续浸提法对本校设置的稻作制、有机肥和地下水位３因子多水平各处理红壤性水稻土中锌的化学形态进行分析测定，结果表明，由耕型第四纪红土红壤开垦而来的红壤性稻田土壤，锌以残留态锌为主，平均为７５．５２ｍｇ／ｋｇ，占土壤全锌含量的３６．５２％。其次是有机结合态和氧化锌结合态锌。其它形态所占比例较小。３种稻作制比较，冬泡能促使残留态锌和晶形氧化铁结合态锌向交换态、氧化锰结合态、有机结合态和无定形氧化铁     

施肥对红壤性水稻土锌、铜形态及有效性的影响

采集３ａ定位试验后的红壤性水稻土土样,研究不同施肥措施对红壤性水稻土锌、铜形态及有效性的影响。结果表明,施肥对水稻土锌、铜形态有明显的影响,有机、无机肥配施在提高土壤锌、铜储量及有效性方面有效作用;不同有机肥处理对土壤锌、铜形态的影响不同。铜有效态和全量的作用最大。     

邻苯二胺对外源铜在红壤中形态影响的研究

采用温室水稻盆栽实验方法，研究了有机污染物邻苯二胺对外源铜在红壤中形态的影响。结果表明，在外源铜浓度较低的情况下，邻苯二胺的加入并没有显著影响土壤中各种形态铜含量的变化。但是，当外源铜浓度较高时，邻苯二胺却显著降低了土壤中交换态和碳酸盐结合态铜的含量，同时增加了土壤中铁锰氧化物结合态铜和有机结合态铜的含量。另外，根据土壤中铜的4种不同形态与水稻地上部中铜含量的相关分析发现，在相同外源铜水平条件下，水稻中的铜含量与土壤中的交换态铜和碳酸盐结合态铜呈显著正相关，与铁锰氧化物结合态和有机结合态铜则呈显著负相关。     

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能比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。添加3种有机物料可以提高两种土壤中活性铁、活性硅、有机碳和pH。结果也表明交换态铜与土壤活性铁、活性锰呈正相关 ,与有机碳和pH、活性硅呈负相关 ;紧有机质结合态铜与pH呈正相关。     

典型园地红壤积累磷的化学形态及其演变

为了解红壤磷素积累过程中其化学形态的演变,采集23个具不同磷素积累的园地黄筋泥,采用连续化学分级与31P-NMR方法研究了土壤中磷素的化学组成、各态磷的相互关系及其随土壤磷素积累的演变特点.结果表明,园地红壤中磷素主要为无机磷,平均占全磷的83.5％;无机磷中以闭蓄态(O-P)的比例最高,占全磷的40.7％;其次为铁磷酸盐(Fe-P),占全磷的23.0％;与钙结合的3种形态的磷素均较低.随着土壤磷素的积累,土壤中各态磷含量都呈增加趋势,其中Bray-P、Olsen-P、Ca2P、Ca8P、Al-P、Fe-P、O-P、Ca10P与全磷变化具有明显的协同变化关系,它们主要受全磷积累的影响;红壤中的有机态磷主要为磷酸单酯,受土壤有机质的影响.     

紫色土铜的形态及其对水稻毒性的研究

采用连续浸提法测定了紫色土铜的形态,并用盆栽试验研究了铜对水稻的危害。结果表明,紫色土中原有铜以残留态为主,依次为碳酸盐态和弱专性吸附态、铁锰氧化物结合态和有机结合态,交换态的比例最小。铜在各形态间的分布因土壤不同而有较大差异。施铜导致残留态的比例下降,而使交换态、碳酸盐态和弱专性吸附态、铁锰氧化物结合态比例上升。铜对水稻影响的大小是酸性>中性>石灰性紫色土。初步认为,土壤铜的水溶-交换态、弱专性吸附态-碳酸盐态是对水稻有效的铜形态,土壤铜的毒性临界值以交换态和弱专性吸附态或碳酸盐态为指标,在30mg Cu/kg左右。     

耕作红壤改水田后磁化率动态的研究

耕作红壤改水田6年中,磁化率逐年下降,平均下降速率为5×10~(-6)CGSM/g,3种稻作制的下降速率差异不大,绿肥处理对土壤磁化率有较大影响,用量愈大,磁化率波动幅度愈大,不施绿肥的处理则一直平缓下降,6年后不施绿肥处理土壤磁化率高于施绿肥处理,不同地下水位对植稻土壤表层(0～20cm)磁化率影响很小,而对底层(20～40cm)影响大。磁化率动态和无定形铁有负相关性,而和游离铁之间相关性差,不同绿肥用量及不同地下水位处理6年后磁化率和无定形铁及铁活化度之间反相关明显,植稻6年后土壤磁化率为稻地同母质老水稻土的8倍,比幼年水稻土也高得多,估计红壤旱改水后至少连续种植10年以上才能形成幼年水稻土,结合其它性状考察,磁化率可能作为鉴定水稻土的重要指标之一。     

有机种植方式下红壤性水稻土腐殖质与酶活性的变化规律

为了建立和完善有机种植方式下红壤性水稻土的固碳理论体系,对水稻分蘖期、孕穗期、抽穗期、灌浆期和完熟期5个生育阶段的红壤性水稻土腐殖质各组分碳含量及土壤酶活性等指标的变化规律进行了分析。结果表明,与常规种植水稻方式相比,有机种植水稻有利于土壤腐殖质的更新和积累;有机种植方式下水稻各生长时期的胡敏酸(HA)、富里酸(FA)、PQ值(HA/FA)、脲酶(URE)、酸性磷酸酶(ACP)和蔗糖酶(SUC)活性均高于常规种植方式,分别高出10.96%、7.48%、3.72%、20.16%、7.08%和15.36%,且土壤酶活指标与土壤腐殖质含量表现出一致的变化规律。     

猪粪对黑土-水稻系统中铜的化学形态、生物积累和有效性的影响

采用盆栽实验研究猪粪对铜(Cu)在土壤-水稻系统中的化学形态、生物积累和有效性的影响.结果表明:土壤中人为添加的Cu主要以有机结合态和残留态存在,随着土壤中Cu含量的增加,碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态和有机结合态Cu比例增加,其中碳酸盐结合态和有机结合态Cu的增加速率最快,添加1%猪粪能减少土壤Cu的迁移能力,促使非结合态Cu离子向结合态转化;添加1%猪粪处理可以显著降低水提取态和二乙基三胺五乙酸-三乙醇胺(DTPA-TEA)提取态Cu的量(P<0.01),使毒性特性溶出程序(TCLP)提取态Cu的量有少量增加,但没达到显著水平;相比1%猪粪处理,添加3%的猪粪有相反的效果.对水稻不同部位Cu含量测定结果表明:与根部相比,水稻地上部分Cu含量很低;w(Cu)≥400mg爛kg-1处理中米粉Cu含量超过国家食品卫生标准(GB 15199-1994,w(Cu)≤10mg爛kg-1),添加猪粪能使水稻各部分Cu含量显著降低(P<0.01),以1%猪粪处理效果最佳;适量添加猪粪到Cu污染土壤中可以降低Cu的生物有效性,但大量猪粪的长期施用导致土壤中Cu的积累会带来严重的环境生态安全问题.     

利用铁-铜拮抗作用减少玉米铜毒害的研究

采用水培试验方法,研究了缺铁和供铁条件下玉米幼苗对不同形态铜的吸收特征以及不同浓度铜和不同形态铜对玉米幼苗吸收铁的影响.结果表明,缺铁条件下,玉米幼苗吸收铜的量随着铜浓度的升高显著增加,根系铜含量和积累的铜量显著高于地上部的铜含量和积累量.无机铜是最容易被玉米幼苗吸收的形态,而且向地上部的转运也最多.在有机络合铜中,EDTA络合铜被吸收的量最少,但在体内向地上部的相对转运比例最大.有机络合铜被吸收的总量虽然较大,但多积累于根部,向地上部运输的比例很小.增加铁的使用可以大大减少进入植物体内的铜量,并使已进入植物根系的铁更多地分布在根部,从而减少了地上部铜的含量和铜的毒害.铁存在对无机铜吸收的抑制作用最大,其次是酒石酸铜、苹果酸铜、柠檬酸铜、草酸铜,而对EDTA-铜的吸收抑制最小.     

两种母质红壤性水稻土的主要发生特性

不同水型红壤性水稻土及其起源土壤的表层腐殖质 H/F 值,由红壤→渗育型→潴育型→潜育型水稻土逐渐增大。晶胶率是区分不同水型红壤性水稻土的良好发生指标。渗育型水稻土剖面晶胶率自上而下逐渐增大;潴育型 W 层晶胶率较其它土层高;脱潜型 P 层晶胶率高于其它土层;潜育型 G 层晶胶率<1.0。红壤性水稻土磁化率大大低于起源土壤,不同水型水稻土具有不同的磁化率剖面.磁化率剖面也可作为水型的划分依据。母质对水稻土的粘粒硅铝率、粘粒铁富集系数、质地及耕层有机质含量都有明显的影响。红壤性水稻土分类中土属的划分必须对母质因素加以充分考虑。     

湖南省几种耕型红壤锌的形态分布

通过培养试验研究了湖南４种不同母质发育的红壤锌的形态分布。结果表明：原始土壤中残留态锌和氧化铁态锌占９０％以上。土壤加入外源锌后，各种形态锌的绝对含量均提高，相对含量除交换态和氧化锰态锌提高外，其它形态锌有所下降。在加入外源锌的土壤中施入石灰和过磷酸钙后，能显著降低交换态锌含量。施入新鲜猪粪和褐煤后，交换态锌有所降低，而有机态锌有不同程度提高。     

有机物料影响下土壤溶液铜形态及其有效性研究

研究了盆栽种稻条件下,有机物料对土壤水溶性铜、易解离态铜和可解离态铜含量变化的影响及其与水稻吸铜量之间的关系。结果表明,在分蘖期,当不添加外源铜时,猪粪和泥炭均降低了潮土水溶性铜含量,但没有降低红壤水溶性铜含量。两种有机物料均降低水溶性铜的可解离程度。当添加外源铜时,两种有机物料均显著降低了水溶性铜浓度。到成熟期,在不添加外源铜的情况下,两种有机物料不同程度地提高了水溶性铜含量,但在添加外源铜的情况下,则仍然降低了水溶性铜含量。pH和DOC是影响土壤铜溶解度及形态的主要因素,但在不同条件下,二者的影响程度不同。土壤溶液中3种形态铜含量均与水稻吸铜量呈显著正相关。     

生物炭和猪粪肥对铜污染土壤中蕹菜生长及铜形态的影响

采用盆栽试验研究了5%质量的生物炭、5%猪粪肥单独或联合施用于外源Cu污染(0、200、400 mg·kg~(-1))土壤,对蕹菜生长和5种形态Cu含量(Tessier提取法)的影响。结果表明:在养分含量不高的Cu污染红壤中,施用猪粪肥能够显著提高蕹菜生物量(平均比CK提高56.4%),并促进蕹菜对Cu的吸收和累积;施用生物炭能降低蕹菜含铜量(平均比CK降低21.1%);单施猪粪肥或联合施用(5%猪粪肥+5%生物炭)的蕹菜含铜量比对照(CK)分别增加了40.2%、31.7%(200 mg·kg~(-1))和27.5%、38.8%(400 mg·kg~(-1));未添加外源Cu污染时,土壤中铜的有机结合态铁锰氧化态碳酸盐结合态可交换态;各形态Cu含量随处理不同差异显著,其中单施猪粪肥的土壤中可交换态和有机物结合态Cu、单施生物炭的土壤中有机物结合态Cu、二者混施的土壤中碳酸盐结合态和有机物结合态Cu与其他形态Cu含量相比均有明显增长的趋势。联合施用猪粪肥及生物炭处理的蕹菜生物量虽比单施猪粪肥的蕹菜生物量略有降低,但与单施猪粪肥相比,钝化土壤重金属的作用明显。     

红壤性水稻土与耕型红壤对磷的吸持特性的研究

以湖南省发育于第四纪红土母质上的耕型红壤及其由这类红壤发育而成的水稀土为材料,用恒温吸附试验等方法研究了旱改水对土壤磷的吸持特性的影响以及控制土壤对磷的吸持特性变化的土壤因素,结果表明,在供试起始磷浓度范围内,红壤性水稻土对磷的吸持容量和吸持强度都大于耕型红壤;引起这一变化的主要原因是由于旱改水后,土壤水分状况的变化引起土壤中氧化铁的活性增强所致。