土壤胶体稳定性影响因素

本文按土壤矿物组成，有机质，离子价态，溶液ｐＨ，不同ｐＨ条件下的腐殖质，多价聚合阳离子和水流动速度等诸方面，分别概述离它们对土壤胶体稳定性的作用，以及目前研究中尚存在的一些问题。     

我国几种地带性土壤无机胶体的表面电荷特性

研究了用返滴定法测定我国七个不同地带土壤无机胶体的表面电荷特性。结果表明 :( 1 )返滴定法测定的供试土壤无机胶体可变电荷量随纬度升高而逐渐上升。这主要与供试土壤粘土矿物、铁铝氧化物组成及含量有关。一般来说 ,土壤层状硅酸盐粘土含量越多 ,永久负电荷量和其可变负电荷量越大 ;铁铝氧化物含量越高 ,可变负电荷量越低。( 2 )七个地带性土壤无机胶体的Qv pH曲线上在pH5左右有一峰值 ,这可能与供试土壤胶体中铁铝氧化物的ZPC及供试土样层状硅酸盐的边面Si OH基吸附H 及Al OH基离解H 有关     

长期不同施肥的棕壤胶体凝聚动力学比较研究

土壤胶体的凝聚与土壤团聚体的形成密切相关。施肥改变土壤溶液环境，对土壤团聚体形成、土壤结构和土壤物质组成产生影响。探索长期不同施肥影响土壤胶体微观性质和相互作用进而影响土壤宏观现象的关联十分必要。本研究依托三十五年棕壤长期定位施肥监测试验站，选取不施肥处理（CK）、施用氮肥（N）、施用有机肥（M）、氮肥与有机肥配合施用（N+M）四种处理的土壤为研究对象，采用动态光散射技术监测不同施肥处理的土壤胶体凝聚动力学过程，通过对比分析土壤有机质含量、表面化学性质和土壤矿物组成等探究不同施肥处理对土壤胶体凝聚过程的影响。研究发现：四种长期不同施肥处理的棕壤胶体凝聚特征均表现为在低电解质浓度条件下发生慢速凝聚（RLCA）与高电解质浓度条件下的快速凝聚（DLCA）；不同施肥处理胶体在相同电解质体系中的临界聚沉浓度的大小顺序均为M > N+M > CK > N。有机肥的长期施用增加了土壤有机质含量，从而提高了胶体颗粒表面电场强度，加大了胶体颗粒间的静电斥力，加之有机质组分的空间位阻效应使得胶体的凝聚现象减弱；另一方面，长期不同施肥处理并未改变土壤黏土矿物组成类型，但对其相对含量产生影响：其中，有机肥的长期施入使2:1型伊利石的相对含量增加，1:1型高岭石的相对含量减少，长期施用氮肥使伊利石相对含量减少而高岭石相对含量增加。综上，长期不同施肥处理改变棕壤胶体的基本理化性质和矿物组成比例关系，进而影响棕壤胶体的凝聚动力学过程。     

有机质对三峡库区水体中土壤胶体颗粒凝聚影响机制研究

采用联合测定法和光散射技术分别研究了有机质对土壤颗粒表面电荷性质和水体中胶体颗粒凝聚过程的影响。结果表明:添加有机质能显著改变土壤表面电荷性质,使得土壤颗粒表面电荷数量降低6.8%,比表面积增加12.3%,使颗粒表面电荷密度减小,表面电位降低;进一步理论计算表明添加有机质降低了胶体颗粒间的静电排斥力,使得净引力增大,胶体颗粒更易发生凝聚。通过动态光散射分析水体中土壤胶体颗粒的凝聚特征,发现有机质去除前后的临界聚沉浓度(CCC)分别为91.6 mmol/L和139.3mmol/L,去除有机质土壤显著大于未去除有机质的土壤,相应浓度下的临界电位值计算结果均为-150mV左右,与颗粒间出现净引力的临界浓度值基本一致。有机质对水体中胶体颗粒凝聚特性的影响主要是通过改变颗粒表面性质使得颗粒间的相互作用发生变化而引起。     

不同pH条件下黄壤胶体凝聚的动态光散射研究

土壤胶体的凝聚或分散紧密地联系着许多环境问题,并受胶体表面电荷性质的调控.以黄壤为实验材料,利用动态光散射技术研究pH作用下该可变电荷胶体颗粒的凝聚动力学.结果发现:土壤胶体的凝聚与否强烈依赖于pH.不同浓度HNO3和KOH诱发的土壤胶体凝聚均表现出慢速和快速凝聚特征,在快速凝聚中,HNO3作用较KOH作用的黄壤胶体平均凝聚速率更高、变化更快,表明表面电荷中和诱发的凝聚远大于压缩双电层诱发的凝聚.通过快速平均凝聚速率变化的反转点对应的pH,估计电荷零点(Zero pointof charge,ZPC),提供了一个实验测定ZPC的新方法.     

红壤复合胶体腐殖质的特性

对闽北6个样品测定结果表明,红壤复合胶体中C、N含量较高,其腐殖质的C/N和HA/FA、胡敏酸的芳构化度和腐殖质氧化稳定性系数均较重组小,而松结合态/紧结合态腐殖质的比值则较大.这些特性有利于土壤养分保存与供应和改善土壤结构.     

根系分泌物典型组分对生物炭胶体稳定性和迁移能力的影响

根系分泌物是可溶性有机质的主要来源,能够在一定程度上影响胶体在多孔介质中的稳定性和迁移行为。随着生物炭的广泛应用,探究土壤中的根系分泌物对生物炭胶体在地下环境中稳定性和迁移能力的影响非常重要。通过室内聚集和迁移实验探究了根系分泌物的典型组分半乳糖（Gal）、赖氨酸（Lys）以及乙酸（AcOH）对小麦生物炭（WB）和松树木屑生物炭（PB）胶体的稳定性和迁移特性的影响。结果表明：典型根系分泌物组分浓度高低对生物炭颗粒ζ电势具有一定的影响。半乳糖和赖氨酸浓度较低时,其对生物炭胶体聚集和迁移影响较小,难以对生物炭的环境行为造成显著影响;但是乙酸可以明显降低生物炭胶体在NaCl溶液中的稳定性,抑制生物炭胶体在多孔介质中的迁移能力。这可能是因为乙酸中有机酸阴离子容易与生物炭表面含氧官能团形成氢键,增加了生物炭对乙酸的吸附,降低了生物炭胶体的稳定性。     

山东暗色粘性土胶体特性和肥力特征的研究

研究了山东暗色粘性土的腐殖质特性，粘土矿物组成和特性，土壤养分含量和变异性，探讨了各养分性质与其它土壤性质的相关性结果表明，暗色粘性土的腐殖质组成中以难分解的胡敏素类物质为主，土壤矿质胶体以蒙脱石类膨胀性粘土矿物为主，土壤由此而表现出其通透性差，耕性不良和有效养分缺乏的肥力特征。     

表面电荷性质对离子在土壤胶体界面扩散的影响

采用动力学方法测定了中性紫色土胶体和砖红壤胶体的电荷性质,研究了不同pH、电解质体系、浓度条件下离子在带电土壤胶体中的扩散过程,分析了两种土壤胶体在不同条件下离子扩散通量和扩散系数的特点。结果表明:1)中性紫色土胶体和砖红壤胶体中离子平衡扩散量为2.6～3.1 mg g-1和0.26～0.51 mg g-1,前者的扩散平衡量是后者的6倍～10倍;2)中性紫色土胶体不同温度条件下,离子扩散系数为1.17×10-9～1.91×10-9cm2s-1,砖红壤胶体中在与其对应温度条件下,离子扩散系数为0.23×10-9～0.45×10-9cm2s-1,前者是后者的4倍～5倍。表面电荷性质对离子在带电土壤胶体界面扩散的影响起决定性作用。     

碳酸钙和根际作用对酸性红壤解磷微生物丰度的影响

选用玉米品种郑单958为试验材料,设置不添加碳酸钙(CK)、每千克土添加0.3g碳酸钙(Ca-0.3)和0.5g碳酸钙(Ca-0.5)3个碳酸钙处理,以相应处理未种植物土壤为非根际对照土壤,研究了碳酸钙和根际作用对酸性红壤磷酸酶活性及解磷微生物相关功能基因phoC和phoD丰度的影响。结果表明:碳酸钙添加能有效改善玉米生长,促进地上部氮、磷、钾和钙的吸收。土壤酸性磷酸酶(ACP)活性显著高于碱性磷酸酶(ALP)活性,表明酸性土壤中ACP在矿化有机磷方面占主导地位。根际土壤ACP、ALP活性和phoD基因拷贝数均显著高于非根际,而仅Ca-0.5处理ALP活性和phoD基因拷贝数显著高于CK,说明根际效应强于碳酸钙处理。phoC基因拷贝数与土壤铵态氮、硝态氮含量存在显著相关性,ALP活性和phoD基因拷贝数与土壤pH及铵态氮、硝态氮、有效磷、交换性钙含量均存在显著相关性。可见,碳酸钙和根际作用均影响酸性土壤解磷微生物功能和丰度,但根际效应更加明显,这些作用与土壤理化因子的改变密切相关。     

碳酸钙对石灰性土壤颗粒组成测定的影响

采取化学分析和Tessier连续提取法,对西宁市6个功能区城市土壤重金属Cu、Zn、Pb和Cd的含量及形态进行研究。结果表明:西宁市各功能区土壤的Cu、Zn、Pb和Cd的全量分别是全国土壤相应重金属几何平均值的1.9~5.2,1.9~6.9,0.8~4.0,7.4~11.1倍,4种重金属污染比较严重。6个功能区的重金属Cu、Zn、Pb和Cd含量进行差异显著性分析,结果是广场区Cu的含量与风景区的差异不显著(P>0.05),但与其他4个功能区差异显著(P<0.05);风景区与开发区差异显著(P<0.05),但与其他4个功能区差异不显著(P>0.05);开发区Zn的含量与商业区和居民区的差异显著(P<0.05),而其他各功能区间差异均不显著(P>0.05);各功能区Pb和Cd的含量均无显著差异(P>0.05)。研究土壤中重金属的化学形态有较大的差异,Cu以残渣态和有机结合态为主;Zn以残渣态和铁锰氧化物结合态为主;Pb和Cd以残渣态为主。Cu活性相对较高的土壤出现在风景区、矿冶区和居民区,Zn活性相对较高的土壤出现在风景区和广场区,Pb活性相对较高的土壤出现在风景区和居民区,Cd活性相对较高的土壤出现在矿冶区和开发区,研究土壤中4种重金属均具有一定的生物有效性和潜在的生态危害性。     

基于可见-近红外反射光谱的土壤碳酸钙含量与反演效果关系研究

土壤可见-近红外反射光谱中包含了大量的土壤属性信息,研究人员根据土壤属性信息在光谱上的特征,对土壤属性进行定量反演。是否属性值越高,反演精度越高?目前对于属性含量与反演效果的定量关系尚不清楚。采集了我国西北地区黑河流域69个代表性干旱土剖面(292个发生层土样),以气量法测定其碳酸钙含量,使用Cary 5000分光光度计测定其可见-近红外光谱反射率,以样本量和离散度(变异系数)作为数据集划分标准,分别建立了11个相同样本量子集(A)和5个相近离散度子集(B),应用偏最小二乘回归(PLSR)算法对各子集进行土壤碳酸钙含量反演,以此探究碳酸钙含量与反演效果的定量关系。结果表明,碳酸钙可增加可见-近红外波段的光谱反射率,但利用可见近红外光谱反演土壤碳酸钙含量,其反演效果与碳酸钙含量关系不显著。     

Determination of Soil Available Phosphorus using the Olsen and Mehlich 3 Methods for Greek Soils Having Variable Amounts of Calcium Carbonate

The Mehlich 3 method for the determination of available phosphorus (P) is less laborious compared to the Olsen method and provides the advantage of multielement analysis. However, in Greece the Olsen P method is currently used because of its suitability for calcareous soils. The aims of this study were to compare (a) the Mehlich 3 and Olsen methods for 200 soils having different levels of pH and calcium carbonate and (b) Mehlich 3 colorimetric and Mehlich 3 inductively coupled plasma (ICP) analysis for 17 acidic and 23 alkaline soils. The correlation of Mehlich 3 P and Olsen P methods, excluding soils with pH less than 5 and soils with calcium carbonate levels from 10.3 to 48.3%, resulted in a linear slope of 0.24 and r² of 0.82, and thus for this range of soils the Mehlich 3 test provided a more reliable measurement of P compared to the Olsen method. This study confirms also previous results that show that Mehlich 3 ICP test measures more P compared to Mehlich 3 colorimetry.     

Determination of Soil-Available Micronutrients using the DTPA and Mehlich 3 Methods for Greek Soils Having Variable Amounts of Calcium Carbonate

The Mehlich 3 method for the extraction of available micronutrients, such as copper (Cu), iron (Fe), manganese (Mn), and zinc (Zn), is more advantageous compared to the diethylene triamine pentaacetic acid (DTPA) method, because it can also be used for the extraction of macronutrients. The aim of this study was to compare the Mehlich 3 and DTPA methods for 172 soils in Greece having different levels of pH and calcium carbonate. Single and multiple regression analyses were employed to evaluate the relationship between Mehlich 3 and DTPA tests. Mehlich 3 results correlated well with DTPA-extractable Cu and Zn, but the correlation was poor for DTPA-extractable Mn. Also, a high correlation was found between Mehlich 3 and DTPA-extractable Fe for calcareous soils (R² = 0.89), while a moderate relationship was found for noncalcareous soils (R² = 0.65), which was improved to 0.78 when the pH was taken into account in multiple regression analysis.     

土地利用方式对黄土丘陵土壤CaCO_3含量及分布的影响

本文以具有典型黄土丘陵特征的砖窑沟流域为例,对该流域梁峁地主要土壤类型上不同土地利用方式下0～200cm层土壤剖面CaCO3含量进行了分析。结果表明:土壤CaCO3含量耕地>林地>荒草地;耕地土壤CaCO3有明显的累积层,累积深度约在20～100cm之间;林地累积层深度约在20～60cm之间;而荒草地无明显累积层。这种现象与一般干旱半干旱地区不同。     

昆明地区碳酸盐岩发育红土载磁矿物的提取与鉴定

利用重液分离工艺对昆明地区磁化率最高的碳酸盐岩发育的红土进行载磁矿物的分离提取,并对提取出的样品进行X射线衍射(XRD)鉴定,结果显示碳酸盐岩发育红土的主要载磁矿物为磁赤铁矿(γ-Fe2O3)、赤铁矿(α-Fe2O3)和针铁矿(α-FeOOH),它们占总载磁矿物的半定量比例分别为30％、37％和33％,这些测定结果大体...     

Nutrient Availability Response to Sulfur Amendment in Histosols having Variable Calcium Carbonates

High soil pH and excessive calcium carbonate (CaCO₃) in the Everglades Agricultural Area of south Florida reduce the availability of phosphorus and micronutrients to crops. Sulfur (S) amendment is recommended to reduce soil pH and enhance nutrient supply. The study’s objective was to determine the sulfur amendment effectiveness on soil pH and nutrient availability in organic soil as CaCO₃ content increases in soil. An experiment of four S rates (0, 90,224, and 448 kg ha^?1) and three added CaCO₃ (0%, 12.5%, and 50% by volume) in organic soil was established. Sulfur application had limited effects on soil pH reduction as CaCO₃ level increased and therefore failed to enhance nutrient availability; however, it increased sulfate concentration in soils, which could be at risk for export from the field. Unexpected increases in manganese concentration with added CaCO₃ was associated with reducing conditions due to increased soil bulk density, which changed the soil physical properties.     

中性紫色土和砖红壤表面电荷性质的比较研究

采用恒流置换法测定了中性紫色土、砖红壤表面电荷总量、表面电位、表面电荷密度及表面电场强度,并讨论了电解质浓度、类型、pH以及环境温度对两种土壤电性参数影响的差异。结果表明:(1)在2:1型电解质体系(Mg(NO3)2)中,中性紫色土和砖红壤的表面电位分别约为-0.18V和-0.10 V。中性紫色和砖红壤表面电荷密度分别为-0.55 C m-2和-0.038C m-2;表面电场强度分别为-4.41E+08J m-1 C-1和-5.40E+07J m-1 C-1。紫色土的表面电荷密度、表面电场强度的值都比砖红壤高出约一个数量级。(2)两种土壤表面电荷密度随电解质浓度增加呈增加趋势,砖红壤的增加幅度要远大于中性紫色土;而表面电位随电解质浓度的增加有所降低,同样砖红壤的减小幅度要远大于中性紫色土。(3)pH对中性紫色土表面电荷性质的改变不是特别明显,而对砖红壤的表面电位和表面电荷密度都有很大程度的增加。     

表面电荷性质对紫色土粘粒悬浮液稳定性影响研究

表面电荷性质对于水体中粘性泥沙颗粒的稳定和聚沉起重要作用，因此本试验测定3种紫色土胶体的表面电荷性质，并讨论其随环境条件改变而变化对紫色土粘粒悬浮液稳定性的影响。结果表明：（1）3种紫色土胶体在2：1型电解质中的表面电位分别约-0．14～-0．192 V．1：1型电解质中约为其2倍，在2种离子体系中的絮凝值分别为0．72～1．12mol／m^3和11．7～17．8mol／m^3，胶体稳定性随其表面电位增加而增强；（2）1：1型电解质中粘粒悬浮液完全沉降时间分别达到40．6～47．0h，比在2：1型电解质中长12．4～14．6h，电解质浓度增加，粘粒悬浮液完全沉降时间下降．稳定性减弱。pH对完全沉降时间影响强烈，当pH=5时，2种电解质体系中的粘粒悬浮液完全沉降时间减少近1／2；pH=3时，60min左右悬浮液已经沉降完全。3种紫色土悬浮液稳定性是酸性紫色土〈中性紫色土〈石灰性紫色土。