不同有机物料对潮土微团粒分形特征和速效养分的影响

以河南省中低产区砂质潮土为对象,研究不同有机物料（豆秆、玉米秆、鸡粪和猪粪）还田处理对土壤微团粒结构分形和不同粒级有效养分质量分数的影响.结果表明：1）与不施有机物料处理相比,随有机物料添入量增加,0.1 ～0.053mm土壤粒级所占比例高于对照7％～13％,达到5％显著性差异水平;＜0.053 mm土壤粒级的质量分数相应小于对照处理.2）土壤分形维数在2.52～2.72之间,与0.1 ～0.053 mm土壤粒级质量分数存在极显著负相关,相关系数为-0.945;与＜0.053 mm土壤粒级存在极显著正相关,相关系数为0.981.随着从单施到混合配施的处理,有机物料改变微团粒结构的分配比例,分形维数变小.3）与对照相比,有机物料的加入均能使土壤以及各粒级的速效养分质量分数呈显著性增加.施入有机物料后,碱解氮、速效钾和速效磷的质量分数在0.1～0.053 mm土壤粒级中分别比对照提高了168％～528％、141％～1000％和16％ ～ 81％,在＜0.053 mm的粒级中分别比对照提高了13.4％ ～ 44％、17％ ～ 170％和21％ ～66％.土壤碱解氮质量分数表现为秸秆施用（73.1 mg/kg）＞秸秆与粪肥双倍混合施用（69.3 mg/kg）＞秸秆与粪肥单倍施用、猪粪施用（63.0 mg/kg）＞鸡粪施用（59 mg/kg）＞对照（49.9 mg/kg）;速效钾质量分数表现为豆秆施用（140 mg/kg）＞秸秆与粪肥双倍混合施用、玉米秆施（120 mg/kg）＞秸秆与粪肥单倍施用（86.5 mg/kg）＞粪肥施用（76.8 mg/kg）＞对照（56.5 mg/kg）;有效磷质量分数表现为玉米秸秆（40.9 mg/kg）＞粪肥处理、秸秆与粪肥混合处理（35.91 mg/kg）＞豆秆处理（30 mg/kg）＞对照（26.8 mg/kg）;土壤总养分质量分数表现为豆32和玉32处理（259 mg/kg）＞秸秆与粪肥倍量处理及豆16处理（225 mg/kg）＞玉16处理（210 mg/kg）＞秸秆与粪肥单倍量和猪8处理（191 mg/kg）＞鸡粪处理（173 mg/kg）＞猪4处理?     

几种磷矿粉中磷和钙溶出动力学特性

采用间歇实验方法,研究4种磷矿粉在1M NH4OAc(pH4.8)酸性溶液中磷和钙溶出动力学规律,结果表明:磷矿粉中磷的溶出分为2个阶段,0～30min为快反应过程,30min后为慢反应过程,它能较好地符合Elvoich方程,磷的溶出速率(b)与枸溶性磷含量有较好的相关性,主要受磷矿粉中SiO2和碳酸钙含量的影响,枸溶性磷含量愈高,磷的溶出速率愈大,溶出磷的浓度也愈高。磷矿粉中钙的溶出也符合Elvoich方程,且与游离的碳酸钙含量有关,与其他磷矿粉不同,在PR1中钙的溶出浓度较高,很可能来自于碳酸钙的溶解。因而,磷矿粉不仅可以提供磷素营养,还提供植物生长所需的钙素营养。     

褐煤基改良剂对石灰性土壤复合体镉赋存形态的影响

为筛选和评估褐煤基材料对镉污染的修复效果,降低通过垂直入渗进入地下水或通过地面径流污染更大面积水土的镉通量,通过将3％各种材料均匀混入污染土壤并培养120 d,提取其胶散分组复合体并测定镉化学形态变化.结果表明:1)各改良剂处理的离子交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态镉质量分数在复合体中分布均为G0＞G1＞G2,而弱有机态、强有机态质量分数分布的顺序相反.残渣态镉质量分数具有G0组复合体低于G1组和G2组复合体内镉质量分数的趋势,除钙化处理,其他处理3组复合体中残渣态之间均无显著差异.2)施用褐煤基材料普遍提高土壤中弱有机结合态镉质量分数,主要提高水稳性复合体中弱有机态镉,G0、G1和G2中施用材料的比对照分别提高5.27％、20.74％和17.82％.褐煤、硝化褐煤、腐植酸显著提高水稳性复合体强有机态镉质量分数,平均分别提高27.26％、23.90％和40.05％,显著降低交换态镉质量分数和水稳性复合体碳酸盐态镉质量分数,平均降低幅度分别为14.63％～22.79％和14.31％ ～ 34.56％.硝化褐煤和腐植酸显著降低G1和G2中铁锰氧化物结合态镉的质量分数.3)褐煤改性后多数提高了交换态镉和碳酸盐态镉质量分数,以碱化、钙化、去矿化和活性炭在改性后提高交换态镉质量分数的幅度较大,较褐煤提高幅度最大值分别是29.41％、34.03％、33.82％和43.32％.改性后所有材料普遍降低土壤弱有机结合态镉的质量分数,除腐植酸外,强有机态镉质量分数均比改性前降低.残渣态镉质量分数有向易利用态转化的趋势.总之,非水稳性复合体主要由离子交换态和碳酸盐结合态等易效性镉赋存,水稳性复合体中主要由有机态和残渣态等难效性镉赋存.褐煤、硝化、腐植酸处理显著降低污染土复合体中离子交换态、碳酸盐态、铁锰氧化物态镉质量分数,显著提高水稳性G1和G2复合体强有机态镉质量分数,腐植酸还提高残渣态镉质量分数,起到对镉的钝化作用,但改性后多数是削弱了钝化效果.     

褐煤基改良剂对石灰性土壤复合体铅赋存形态的影响

为了解褐煤基材料对土壤复合体铅形态的影响和污染退化修复机制,将褐煤以及褐煤基改性材料,混入铅污染的土壤中培养4个月,提取其中的土壤复合体,测定各组复合体中的各形态铅.结果表明:施用褐煤基有机材料后,水稳性复合体增加.1)6种铅化学形态在各复合体中分布状况不同.各改良剂处理的离子交换态、铁锰氧化物结合态和碳酸盐结合态铅在复合体中分布的大小顺序均为:G0＞G1＞G2,各处理从G0到G1,交换态铅质量分数下降了8.74％ ～ 32.22％,从G1到G2各处理下降了2.73％ ～ 26.74％;弱有机态和强有机态、残渣态铅分布顺序为:G0＜G1、G2.2)施用有机材料均引起了3组复合体中交换态铅质量分数的下降,各处理交换态铅质量分数平均下降了2.73％ ～32.22％;普遍提高了弱有机态和强有机态铅质量分数,弱有机态铅最高提高51.23％,强有机态铅最高提高67.65％,对残渣态铅没有显著影响.3)所有改性材料改性后均提高了G2组中的交换态铅,普遍降低强有机态铅质量分数,碳酸盐态铅质量分数未有显著变化.因此,施用褐煤基有机改良剂,促进了水稳性复合体的形成,降低了复合体中交换态铅质量分数,对土壤铅起到了钝化作用.褐煤有机材料对交换态和有机态铅影响较大,对铁锰氧化物态、碳酸盐态和残渣态影响较小.     

土壤吸附磷特性对磷矿粉供磷的影响

该文讨论了土壤对磷的吸附/解吸特性与磷矿粉供磷关系。结果表明,土壤磷的吸附数据符合Langmuir和Fruendlich等温吸附方程,磷的最大吸附量（mg/kg）为郴州红壤（1167）〉黄棕壤（1111）〉棕红壤（651.7）;磷的亲和力b值（L/mg）为郴州红壤（0.38）〉棕红壤（0.09）〉黄棕壤（0.04）;磷的最大缓冲容量（L/kg）为郴州红壤（441）〉棕红壤（58.4）〉黄棕壤（44.2）;磷吸附的相对容量Kf值（L/kg）为郴州红壤（434.9）〉黄棕壤（226.7）〉棕红壤（195.0）;比较相关系数和标准误差,Freundlich方程更适合拟合磷的吸附数据。郴州红壤对磷的亲和力较大,吸附磷量也大,但磷的解吸量较小,供磷能力弱,土壤中有效磷含量也低;黄棕壤和棕红壤对磷的亲合力弱,吸附磷量少,但磷的解吸量较大,供磷能力强,土壤中有效磷含量也较高。不同的磷矿粉供磷能力也与2%枸溶性磷含量有良好的线性关系。     

封丘地区土壤水分扩散率的研究

本文研究了河南封丘地区代表性土壤的水分扩散率,结果表明:封丘地区3个土壤亚类的水分扩散率变化于1. 0×10-3 ~1. 5×10cm2 min-1之间;土壤水分扩散率存在着空间上的变异性,随土壤剖面深度增加而呈现出表土层高、中间土层低、底土层又升高的趋势;各土层土壤水分扩散率与土壤含水量呈指数函数变化关系,经统计分析均达到极显著水平;土壤容重、孔隙度及孔隙类型、土壤有机质含量和土壤粘粒含量均对土壤水分扩散率有不同程度的影响,而土壤全盐含量对其影响不大。     

应用Multi-Langmuir模型评价土壤的表面电荷特性

用返滴定技术测定土壤的可变电荷量(Qv),应用Muti-Langmuir模型评价土壤的表面电荷特性。结果表明,黄壤和黄棕壤可变电荷量的变化范围在0～45cmolkg-1,红壤为0～21cmolkg-1,砖红壤和赤红壤为0～14cmolkg-1。可变电荷量(Qv)依赖土壤悬液的pH,3点位模型能很好地描述6种土壤的可变电荷量随pH的变化关系;黄壤、黄棕壤、湖南红壤、江西红壤、赤红壤和砖红壤的pK1分别为4.45、4.46、4.76、4.62、4.66和4.74,可变电荷量Qv1分别为11.7、9.64、9.31、7.14、4.86和5.95cmolkg-1。黄壤和黄棕壤pK1较红壤、砖红壤和赤红壤约低0.3。pK1与ZPC呈现极显著的线性关系,可变电荷量(Qv(i))与有机质含量呈极显著的正相关。     

酸性条件下红壤表面Zn^2＋-H^＋反应动力学的能量特征

用自行设计的动力学装置研究了酸性条件下Zn在红壤表面的反应动力学能量特征。结果表明,酸性条件下,Zn吸附分为快反应和慢反应。用一级动力学方程拟合的Zn最大吸附量：pH5.5处理Zn的最大吸附量在289 K时为1.79 mmol.kg^-1,在313 K时为2.62 mmol.kg^-1;pH3.3处理Zn的最大吸附量在289 K时为0.12 mmol.kg^-1,在313 K时为0.16 mmol.kg^-1。即吸附量随酸度增加显著下降,随温度升高明显增加。用扩散速率常数计算的活化能（ΔE＊）：pH5.5处理Zn的ΔE＊为9.05 kJ.mol^-1,pH3.3处理Zn的ΔE＊为12.02 kJ.mol^-1,随酸度的增加ΔE＊增加,Zn扩散需克服的能障加大,Zn吸附量降低。ΔH值为正,温度升高可促进Zn的扩散;ΔS值均为负,说明吸附反应使体系有序度增加。原液pH为5.5时,流出液的pH急剧下降;pH4.3、pH3.8和pH3.3时流出液比流入液的pH高,是由于土壤的缓冲作用和土壤表面质子化;当溶液中H＋超过一定数量后,反应初期的H＋消耗是快反应过程,H＋对矿物的溶蚀成为速率控制步骤。     

酸性条件下红壤表面Zn~(2+)-H~+反应动力学的能量特征

用自行设计的动力学装置研究了酸性条件下Zn在红壤表面的反应动力学能量特征.结果表明,酸性条件下,Zn吸附分为快反应和慢反应.用一级动力学方程拟合的Zn最大吸附量:pH5.5处理Zn的最大吸附量在289 K时为1.79 mmol·kg~(-1),在313 K时为2.62 mmol·kg~(-1);pH3.3处理Zn的最大吸附量在289 K时为0.12 mmol·kg~(-1),在313 K时为0.16 mmol·kg~(-1).即吸附量随酸度增加显著下降,随温度升高明显增加.用扩散速率常数计算的活化能(△E~*):pH5.5处理Zn的△E~*为9.05 kJ·mol~(-1),pH3.3处理Zn的△E~*为12.02 kJ·mol~(-1),随酸度的增加△E*增加,Zn扩散需克服的能障加大,Zn吸附量降低.△H值为正,温度升高可促进Zn的扩散;△S值均为负,说明吸附反应使体系有序度增加.原液pH为5.5时,流出液的pH急剧下降;pH4.3、pH3.8和pH3.3时流出液比流入液的pH高,是由于土壤的缓冲作用和土壤表面质子化;当溶液中H~+超过一定数量后,反应初期的H~+消耗是快反应过程,H~+对矿物的溶蚀成为速率控制步骤.     

酸性土壤上磷矿粉释磷机理与农学效应

在三种酸性土壤上,进行了直接施用磷矿粉的高粱幼苗试验和培养实验,结果表明：供试土壤严重缺磷,不施磷肥的对照处理,高粱幼苗表现出严重的缺磷症状。若以施磷(P)量为50mg/kg的过磷酸钙为参照,除JX-PR外,其它磷矿粉的肥效高于过磷酸钙的处理;四种磷矿粉的肥效一般顺序为：NPR > MPR > HJP-PR > JX-PR,与2% 柠檬酸浸提的枸溶性磷和土壤速效磷（P）的增加量相一致;从幼苗的实验结果看,土壤速效磷（P）含量与高粱幼苗干物质量有良好的线性关系。磷矿粉中SiO2和CaO含量的高低影响磷矿粉直接施用的效果。