红塔区农产品产地土壤中阳离子交换量与有机质含量和pH值的测定及相关性分析

对红塔区农产品产地20个点位土壤样品中阳离子交换量、有机质含量和pH值进行测定。结果表明,所测区域内土壤阳离子交换量在2.10～28.1 cmol·kg~(-1)、有机质含量在4.95～46.3 g·kg~(-1)、pH值在5.10～7.80,且土壤中阳离子交换量与有机质含量成正相关,与pH值呈负相关。了解和掌握三者的含量和关系,为农业生产提供科学指导。     

贵州铜仁植烟土壤阳离子交换量时空变异特征及其影响因素分析

分别于2000、2001、2019年对贵州省铜仁市基本烟田进行土壤取样,研究区域植烟土壤阳离子交换量时空变异特征及其影响因素.结果表明:(1)铜仁市2000、2001、2019年植烟土壤CEC平均值分别为12.06、13.75、13.81 cmol/kg,单从平均值来看,植烟土壤CEC均处于中等水平,且呈现增加的趋势;从分布频率来看,3年间其含量处于中等水平以上的频率呈现增加的趋势,说明铜仁市土壤保肥供肥能力整体在增强.(2)铜仁市各植烟县土壤CEC平均值为12.83～14.16 cmol/kg,其中松桃县最高,印江县最低;铜仁市各植烟县土壤CEC的空间变异中等;从分布频率来看,各县土壤CEC含量处于中等水平以上的为66.67％～98.55％,其中沿河县最高,思南县最低.(3)随着土壤pH值、有机质含量的升高,土壤阳离子交换量呈升高趋势;随着土壤碱解氮、交换性钾、交换性镁含量的升高,土壤阳离子交换量呈先升高后趋于平缓的趋势;随着土壤交换性钙含量的升高,土壤阳离子交换量呈先升高后下降的趋势.方差分析结果表明,不同土壤pH值、有机质、交换性钾、交换性钙、交换性镁含量组间的土壤阳离子交换量差异达极显著水平;不同土壤碱解氮含量组间的土壤阳离子交换量差异达显著水平.     

苄嘧磺隆在土壤中的吸附

研究了除草剂苄嘧磺隆在5种土壤中的吸附行为,结果表明,土壤对苄嘧磺隆有很强的吸附作用,且随土壤理化性质的变化呈规律性变化。苄嘧磺隆在土壤中的吸附符合Fruendlich方程,土壤对苄嘧磺隆的吸附能力与土壤pH值呈负相关,与有机质含量和阳离子交换量呈正相关。苄嘧磺隆在土壤中的吸附反应自由能为15.93～18.53 kJ/mol,表明苄嘧磺隆在土壤中的吸附以物理作用为主。     

苏打碱化土壤交换性阳离子与相关性分析

选取了典型苏打碱化土壤剖面,分析了200cm深度内阳离子交换量CEC以及交换性Ca、Mg、Na、K在土壤剖面中的垂直分布规律。对各交换性阳离子之间、交换性阳离子与土壤可溶性阴阳离子以及交换性阳离子与土壤碱化度（ESP）、钠吸附比（SAR）、pH和总碱度等碱化参数之间的相关性进行了统计分析。结果表明,供试土样CEC全剖面均呈高水平,交换性Na与各碱化参数之间均具有显著的相关性,20～100cm土层是交换性Na的集中分布层,该层既是苏打盐渍土研究的重点,也是土壤改良需要着重考虑的对象。     

白蚁防治剂毒死蜱和氰戊菊酯在土壤中的吸附行为

应用平衡法研究了毒死蜱和氰戊菊酯在取样于宁波地区的3种典型土壤(淡涂泥土、黄斑青紫泥土和山地黄泥砂土)的吸附行为。结果表明,淡涂泥土、黄斑青紫泥土和山地黄泥砂土对毒死蜱的吸附常数分别为121.4088、477.7604、3537.0809;对氰戊菊酯的吸附常数分别为15.7476、100.8772、102.3091,表明无论是山地黄泥砂土、黄斑青紫泥土,还是淡涂泥土,对毒死蜱的吸附性均远高于氰戊菊酯。通过吸附常数Kd与土壤的有机质含量、pH值以及阳离子代换量等理化性质进行单因子回归分析,表明毒死蜱和氰戊菊酯的土壤吸附率(Y)除与土壤有机质含量呈显著正相关外,与土壤阳离子交换量的相关性也呈显著相关性。     

北京市昌平区保护地草莓土壤阳离子交换量分布特征

对昌平区保护地草莓土壤阳离子交换量进行统计分析,并探讨草莓土壤阳离子交换量与有机质、pH之间的关系。结果表明,土壤阳离子交换量的大小是多种因子共同制约的结果;目前昌平区保护地草莓土壤阳离子交换量平均值为14.9 cmol/kg,处于中等供肥能力水平;土壤阳离子交换量与有机质含量之间存在极显著正相关关系,提高土壤有机质含量能够有效增强土壤保肥性能。     

苯磺隆在河南主要土壤类型中的吸附特性

应用平衡振荡法进行了苯磺隆在黄棕壤、砂姜黑土、褐土、潮土等河南省4种典型土壤中的吸附动力学试验,测定了各自的吸附常数,以期明确苯磺隆在河南省主要土壤类型中的吸附特性,为其合理使用提供指导。结果表明,4种供试土壤中苯磺隆的吸附动力学曲线均呈现"前快后慢"的趋势,黄棕壤中饱和吸附量(32%)、吸附常数(2.414 5)均最大,潮土中(21%、0.543 2)均最小。吸附常数与土壤物理化学性质相关性顺序为:有机质含量黏粒含量p H值阳离子交换量。苯磺隆在4种供试土壤中的吸附均符合Freundich模型,吸附自由能的变化均小于40 k J/mol,以物理吸附为主。     

有机改性膨润土和凹凸棒石对氯磺隆吸附的影响

以膨润土和凹凸棒石为原料,用阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)对膨润土和凹凸棒石进行改性,分别制备矿物阳离子交换量/十六烷基三甲基溴化铵(n/n)=1∶1和1∶0.5的有机改性矿物。采用室内批量法研究矿物及其改性产物对氯磺隆的吸附效果,探讨pH值和温度对供试矿物吸附氯磺隆的影响,并采用FTIR对矿物结构进行表征。结果表明:矿物改性后,有机改性矿物对氯磺隆的吸附能力较原矿物明显增强;1∶1型改性矿物的吸附能力大于1∶0.5型改性矿物;膨润土及其改性矿物对氯磺隆的吸附能力大于相应的凹凸棒石。供试样品吸附氯磺隆的量均随溶液的pH值升高而逐渐减小,随温度升高而增加。     

锌在铁氧化物和土壤上的吸附

选用人工合成的两种铁氧化物(针铁矿和赤铁矿)和一种土壤,研究了Zn2 在供试样品上的吸附,并对其吸附机理进行了分析.结果表明,供试样品吸附Zn2 的量随其浓度的升高而增加,土壤、赤铁矿、针铁矿吸附Zn2 的量依次增加;供试样品吸附Zn2 后,溶液的pH值均降低;用线性方程、Langmuir、Freundlich、Dubinin-Redushkerich等温吸附方程对供试样品吸附Zn2 的数据进行了描述与比较,并结合其组成进行了吸附机理探讨.     

pH值影响Cd在红壤中吸附行为的实验研究

以红壤为供试土壤,研究了其在不同pH值下对Cd(Ⅱ)吸附的特性,同时进行了沉淀反应的理论分析。Cd(Ⅱ)的吸附曲线可划分为3区:低pH弱吸附区;中pH值吸附增长区和高pH值强吸附区。根据Cd与土壤间专性吸附化学反应式建立了Cd在土壤中分配系数与pH的线性方程,试验数据按所建方程进行拟合的结果表明,相关系数随pH的升高而显著升高,意味着随pH值的升高,供试红壤对Cd(Ⅱ)的专性吸附作用加强。沉淀反应的理论分析表明,当土壤溶液pH低于11时,沉淀反应都为碳酸盐控制。试验数据的不同吸附模型拟合结果表明,Langmuir能较好地描述Cd(Ⅱ)在红壤里的吸附行为。最后根据Langmuir模型中参数与pH的关系,建立了试验条件下红壤对Cd(Ⅱ)吸附等温线的pH依存方程。     

Effect of Crop-Straw Derived Biochars on Pb(II) Adsorption in Two Variable Charge Soils

Two variable charge soils were incubated with biochars derived from straws of peanut, soybean, canola, and rice to investigate the effect of the biochars on their chemical properties and Pb(II) adsorption using batch experiments. The results showed soil cation exchange capacity (CEC) and pH significantly increased after 30 d of incubation with the biochars added. The incorporation of the biochars markedly increased the adsorption of Pb(II), and both the electrostatic and non-electrostatic adsorption mechanisms contributed to Pb(II) adsorption by the variable charge soils. Adsorption isotherms illustrated legume-straw derived biochars more greatly increased Pb(II) adsorption on soils through the non-electrostatic mechanism via the formation of surface complexes between Pb(II) and acid functional groups of the biochars than did non-legume straw biochars. The adsorption capacity of Pb(II) increased, while the desorption amount slightly decreased with the increasing suspension pH for the studied soils, especially in a high suspension pH, indicating that precipitation also plays an important role in immobilizing Pb(II) to the soils.     

BS-12+CTMAB复配修饰黄棕壤对菲的吸附

为了探究两性阳离子复配修饰黄棕壤对菲的吸附效应及影响机制,基于两性修饰剂十二烷基二甲基甜菜碱(BS-12)和阳离子型表面修饰剂十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)复配修饰膨润土吸附苯酚的最佳修饰比例,分别以蒙脱石含量为43%和6%的2种黄棕壤制备了2个系列的BS-12+CTMAB复配修饰土样。通过批处理法研究了两性复配修饰黄棕壤对菲的吸附特征,分析了温度、pH值和离子强度对复配修饰黄棕壤吸附菲的影响,并探讨了复配修饰黄棕壤对菲的吸附机理。结果表明,随着总修饰比例的增大,2种复配修饰黄棕壤对菲的吸附能力均逐渐增强,Henry模型适合描述2种复配修饰黄棕壤对菲的吸附;2种修饰黄棕壤对菲吸附量均随温度、pH值的升高而降低,在低浓度范围内,随离子强度的增大而升高;2种复配修饰黄棕壤对菲的吸附均以分配吸附为主,总体上修饰黄棕壤对菲和苯酚的吸附具有相似的机制。土样阳离子交换量(CEC)和修饰比例是两性复配修饰黄棕壤吸附菲的决定因素。     

稻草生物质炭对3种可变电荷土壤吸附Cd（Ⅱ）的影响

按土重的3%和5%向采自海南和广西的3种可变电荷土壤中添加由稻草制备的生物质炭,混合培养30d后用一次平衡法研究了生物质炭对土壤吸附Cd(Ⅱ)的影响及其与土壤表面电化学性质的关系,旨在阐明生物质炭促进可变电荷土壤吸附和固定Cd(Ⅱ)的机制。结果表明,添加稻草炭显著提高了3种土壤的阳离子交换量(CEC)和土壤pH,并使土壤胶体Zeta电位向负值方向位移。因此,添加稻草炭增加了土壤表面的负电荷量,土壤表面对Cd(Ⅱ)的吸附容量增强,使3种可变电荷土壤对Cd(Ⅱ)的吸附量增加,且Cd(Ⅱ)吸附量的增幅随稻草炭添加水平的提高而增加。Freundlich方程和Langmuir方程可以拟合3种土壤对Cd(Ⅱ)的吸附等温线,但Freundlich方程拟合效果更好,该方程表征吸附容量的参数k也随着稻草炭添加水平提高而增大。研究表明在pH3.0～5.0范围内,稻草炭均增加土壤对Cd(Ⅱ)的吸附量。添加稻草炭提高土壤pH,促进Cd(Ⅱ)的吸附,因为Cd(Ⅱ)的吸附量随pH升高而增加。解吸实验表明,添加稻草炭处理Cd(Ⅱ)的解吸量高于对照处理,说明生物质炭提高了土壤对Cd(Ⅱ)的静电吸附量。     

1-site/2-pKa表面络合模型预测土壤中Cd2+的吸附及生物有效性

土壤中重金属的生物有效性与其在土壤中的吸附行为密切相关,本研究选取我国9个不同类型的非石灰性土壤,探究了Cd²⁺在土壤中的吸附过程。通过电位滴定获得土壤表面酸碱性质（pK_a1和pK_a2）,基于1-site/2-pK_a模型,使用ECOSAT和FIT拟合得到土壤与Cd²⁺的络合常数（lg K _{（SOCd⁺）}）,结果显示该模型能很好地描述Cd²⁺在土壤中的吸附过程。为了进一步探究土壤性质对Cd吸附固定的影响,通过逐步回归分析了pK_a1、pK_a2、lg K _{（SOCd⁺）}与土壤性质间的关系,发现土壤pH和CEC是pK_a1的主控因子,土壤pH同时也是pK_a2、lg K _{（SOCd⁺）}的主控因子。为了验证模型的可靠性,结合历史文献,基于土壤pH和CEC预测了历史文献中土壤表面酸碱性质和lg K _{（SOCd⁺）},利用得到的参数预测了Cd的吸附过程,发现预测值与实测值之间有很好的相关性,该模型能解释86%的变异。此外,利用回归模型得到的结合常数预测了历史文献中土壤溶液中的Cd含量,发现模型预测的Cd含量与蚯蚓体内Cd含量同样具有很好的相关性,能解释83%的变异。本研究基于Cd²⁺在不同性质土壤中的吸附行为,使用广义复合法建立的表面络合模型可以描述Cd²⁺在非石灰性土壤中的吸附与分配过程。     

土壤Cu~(2+)和Cd~(2+)的吸附解吸特征及差异分析

[目的]为了阐明重金属在不同类型土壤中的分布和迁移规律。[方法]用室内模拟法研究了农田、草地和林地不同类型土壤对Cu2+和Cd2+的吸附-解吸特征及差异。[结果]农田、草地和林地土壤对Cu2+的最大缓冲容量分别为833.332、71.43和500,对Cd2+的最大缓冲容量分别为75、12.5和21.43。对Cu2+的解吸率分别为8.25%、7.11%和5.06%,对Cd2+的解吸率分别为13.34%、13.66%和13.16%。[结论]土壤对Cu2+和Cd2+的吸附量随平衡液中离子浓度的增加而增加;农田土壤的饱和吸附量、吸附作用力、最大缓冲容量和吸附速率最大,但解吸率各类型土壤间差异不大;Cu2+比Cd2+更容易被土壤吸附,这与其本身化学性质有关;农田土壤吸附Cu2+和Cd2+能力比草地和林地土壤强,这与农田土壤的pH值、有机质、CEC和黏粒含量均高有关。     

8种磺酰脲类除草剂在腐植酸上的吸附作用与机理初探

利用室内实验方法,研究了甲磺隆、绿磺隆、甲嘧磺隆、烟嘧磺隆、吡嘧磺隆、氯嘧磺隆、苄嘧磺隆和噻磺隆等8种磺酰脲类除草剂在腐植酸上的吸附行为,利用批量平衡法测定了它们的吸附等温线,评价了pH值和离子强度等因素对吸附的影响,同时借助傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)手段对其吸附机理进行了初步探讨。结果表明,腐植酸对8种磺酰脲除草剂的吸附作用较强,其吸附强弱依次为氯嘧磺隆>苄嘧磺隆>绿磺隆>噻磺隆>甲磺隆>吡嘧磺隆>烟嘧磺隆>甲嘧磺隆。吸附与pH值呈负相关,低pH环境中吸附量显著增加;吸附随溶液离子浓度的增加而略有增加。FT-IR的实验结果表明,腐植酸对磺酰脲除草剂的吸附存在明显的氢键作用,推测可能是磺酰脲脲桥上酰氨基的氢与腐植酸中羟基上的氧原子、均三氮苯环上的氮原子与腐植酸羟基上的氢原子之间形成了较强的氢键。     

三唑酮在湘南第四纪红壤上的吸附行为

采用振荡平衡法对三唑酮在湖南第四纪红壤中的吸附行为进行研究,并探讨了吸附时间、浓度、温度、pH等因素对吸附的影响。结果表明,三唑酮在红壤上的吸附分为快速吸附和慢速吸附2个过程。快速吸附基本在8h内完成,当吸附时间延长至24h时,吸附量提高了20%。三唑酮初始浓度越大、吸附时间越长,在红壤上的最大吸附容量也越大;随着温度升高或pH值增大,三唑酮的吸附量降低。     

Spatial variability of soil properties in red soil and its implications for site-specific fertilizer management

Assessing spatial variability and mapping of soil properties constitute important prerequisites for soil and crop management in agricultural areas. To explore the relationship between soil spatial variability and land management, 256 samples were randomly collected at two depths(surface layer 0–20 cm and subsurface layer 20–40 cm) under different land use types and soil parent materials in Yujiang County, Jiangxi Province, a red soil region of China. The pH, soil organic matter(SOM), total nitrogen(TN), cation exchange capacity(CEC), and base saturation(BS) of the soil samples were examined and mapped. The results indicated that soils in Yujiang were acidified, with an average pH of 4.87(4.03–6.46) in the surface layer and 4.99(4.03–6.24) in the subsurface layer. SOM and TN were significantly higher in the surface layer(27.6 and 1.50 g kg~(–1), respectively) than in the subsurface layer(12.1 and 0.70 g kg~(–1), respectively), while both CEC and BS were low(9.0 and 8.0 cmol kg~(–1), 29 and 38% for surface and subsurface layers, respectively). Paddy soil had higher pH(mean 4.99) than upland and forest soils, while soil derived from river alluvial deposits(RAD) had higher pH(mean 5.05) than the other three parent materials in both layers. Geostatistical analysis revealed that the best fit models were exponential for pH and TN, and spherical for BS in both layers, while spherical and Gaussian were the best fitted for SOM and CEC in the surface and subsurface layers. Spatial dependency varied from weak to strong for the different soil properties in both soil layers. The maps produced by selecting the best predictive variables showed that SOM, TN, and CEC had moderate levels in most parts of the study area. This study highlights the importance of site-specific agricultural management and suggests guidelines for appropriate land management decisions.     

冻融循环对牦牛粪生物炭吸附氨氮的影响

为了解冻融循环(模拟物理老化过程)对不同热解温度下的牦牛粪生物炭吸附氨氮的影响,通过吸附实验,考查牦牛粪生物炭老化前后对氨氮的吸附特性,并采用元素分析、扫描电镜、FTIR、BET-N2等方法分析牦牛粪生物炭的组成及表面结构特性,探讨冻融循环对牦牛粪生物炭吸附氨氮的影响机理。结果表明,牦牛粪生物炭老化前后对氨氮的吸附动力学模型符合准二级动力学,吸附等温模型较符合Freundlich模型。不同热解温度的牦牛粪生物炭对氨氮的吸附作用存在显著性差异,冻融循环作用对热解温度较高的牦牛粪生物炭影响较显著(C020 mg·L~(-1)),氨氮初始浓度为5 mg·L~(-1)时,老化后的生物炭PBC450和PBC600(热解温度分别为450℃和600℃)的吸附量比老化前分别显著提高13.1%、12.4%,去除效率分别为62.6%、55%。PBC450和PBC600的阳离子交换量和比表面积比老化前显著增加,阳离子交换量分别增加9.1%和75.7%,pH值、Zeta电位显著降低,其中阳离子交换量和比表面积是影响牦牛粪生物炭吸附氨氮的主要因素。