铁氧化物影响土壤硝化作用动力学的作用机制

为探究铁氧化物对土壤硝化动力学的影响,以全铁含量低的酸性潮土(pH4.9)和中性潮土(pH7.2)为研究对象,通过7d的室内恒温(28℃)培养,研究了不同pH土壤在添加0(对照),0.5%,1%,3%,5%,10%(重量比)铁氧化物后的硝化动力学过程。结果表明:铁氧化物加入量超过3%,则改变中性潮土的硝化动力学过程由一级变为零级模型。不同含量铁氧化物加入后,酸性潮土的硝化过程均符合一级动力学模型。加铁处理的酸性潮土,其净矿化速率均显著高于不加铁处理。加铁量为10%处理的净矿化速率为4.12mg/(kg·d),是不加铁处理的7.82倍。随着铁氧化物加入量的增加,酸性潮土净硝化速率显著升高而中性潮土净硝化速率却显著下降。酸性潮土中铁氧化物加入量超过3%的处理,其净硝化速率极显著高于加铁量小于3%的处理。总之,铁氧化物的加入显著促进酸性潮土的净硝化速率,对中性潮土的净硝化速率却有显著抑制作用,并且加入量越大对2种土壤的作用效果越显著。3%的铁氧化物加入量是显著影响酸性潮土和中性潮土硝化作用的临界值。     

水合氧化铁与黄腐酸对土壤硝化作用的影响

采用室内28℃恒温培养法,研究添加水合氧化铁与黄腐酸对不同pH值及不同含水量土壤硝化作用的影响。结果表明,与不添加水合氧化铁、黄腐酸(CK)相比,仅加入水合氧化铁、同时加入水合氧化铁与黄腐酸可显著促进pH值为5.1紫色潮土硝化作用的发生(P0.05),而显著抑制pH值为7.8紫色潮土的硝化作用(P0.05),仅添加水合氧化铁对pH值为4.5的黄壤土硝化作用影响不显著(P0.05),加入黄腐酸可以显著抑制pH值为5.1、7.8的紫色潮土的硝化作用(P0.05);土壤含水量分别为最大持水量(WHC)的50%、100%、200%条件下,与CK相比,加入水合氧化铁可以显著促进净硝化速率的增加,而仅加入黄腐酸多显著抑制硝化过程的发生(P0.05); pH值为5.1的紫色潮土在添加底物硫酸铵、含水量为100%WHC条件下,加入黄腐酸可以显著刺激N_2O的排放,而加入水合氧化铁则显著抑制N_2O的排放(P0.05)。     

土壤电场与有机大分子的耦合对土壤团聚体稳定性的影响

团聚体稳定性是土壤中一个重要的物理性质.土壤有机大分子可提高团聚体的稳定性,而土壤电场则降低其稳定性.因此,本文研究了土壤电场与有机大分子(聚丙烯酰胺和腐殖质)的耦合作用对团聚体稳定性的影响,采用不同浓度的KNO3和Ca(NO3)2调节土壤电场,通过不同含量腐殖质和聚丙烯酰胺(PAM)来调节土粒间分子引力,以团聚体破坏后释放的＜10 μm、＜5μm和＜2 μm微团聚体和单粒的数量来表征团聚体的水稳定性.结果表明:(1)土壤电场在团聚体破坏中起关键作用,在高的电场条件下不论有无有机大分子,团聚体均可以发生猛烈的破裂;(2)在相同土壤电场条件下,向士壤中加入有机大分子,团聚体遇水破裂强度显著降低,且降低程度最高可达到60％以上;(3)电场与腐殖质以及电场与PAM的耦合程度不同,团聚体的破坏强度存在差异;(4)电场可使团聚体发生爆裂式破碎,随着加入有机大分子量的增加,团聚体发生爆裂式破碎的临界电位相应地减小.