黑土和黑钙土对Cu~(2+)的吸附作用及影响因素

以黑土和黑钙土为供试土壤,采用批量平衡法,研究了pH、离子强度、温度和反应时间对土壤吸附Cu2+的影响。结果表明:随着pH增加,两类土壤对Cu2+的吸附量均增大,pH7时吸附量达到饱和,黑钙土对Cu2+的吸附量高于黑土;随着反应体系离子强度的增大,两类土壤对Cu2+的吸附率均有所降低,其中在硝酸钠浓度为0~0.2 mol/L时降幅较大;随着温度和溶液中初始Cu2+浓度的升高,两类土壤对Cu2+的吸附量亦有所增加,黑土和黑钙土对Cu2+的吸附等温线分别用Freundlich方程和Langmuir方程描述较为精确,表观热力学参数的计算结果表明两类土壤对Cu2+的吸附均为自发、吸热和熵增加的过程;在描述黑土和黑钙土吸附Cu2+的动力学过程中,Elovich方程和抛物线扩散方程的拟合效果最佳。     

松嫩平原黑土土壤有机碳库的估算及其影响因素

松嫩平原黑土总面积约5.90×106hm2,对上述黑土区9个市县34个土壤剖面102份土壤样品的有机碳进行了分析,并对其有机碳密度、储量进行了数理统计。结果表明,松嫩平原黑土有机碳平均含量较高为14.14g·kg-1,变幅在11.29～17.31g·kg-1之间。有机碳密度平均值为23.49kg·m-2,变幅在17.24～30.43kg·m-2之间,与全国其他各种土壤类型比较,黑土有机及其碳密度均较高,反应出黑土具有深厚有机质累积的特征。松嫩平原黑土机碳储量约为14.12×108t,是比较大的土壤有机碳库,约占全国陆地土壤总有机碳储量的1.53%。如按统计的877.63×106hm2国土面积计算,松嫩平原黑土面积仅占统计面积的0.67%。黑土分布区内不同地域黑土有机碳密度分布与温度关系最为密切,表现为与纬度正相关,与≥10℃的积温负相关,尚未发现黑土分布区内有机碳密度分布与降水存在相关关系。     

几种合成铁锰铝氧化物对铜离子的吸附作用及其影响因素研究

应用平衡吸附法,研究了在不同的pH、离子强度、温度、Cu2 浓度及接触时间条件下,针铁矿、赤铁矿、δ-MnO2和三羟铝石对Cu2 的吸附作用.结果表明,随pH升高,几种氧化物对Cu2 的吸附率增大;针铁矿、赤铁矿和三羟铝石对Cu2 的吸附边界pH分别为4、5和4,而δ-MnO2的吸附边界pH不明显;随离子强度增大,针铁矿和赤铁矿对Cu2 的吸附量增加,而δ-MnO2和三羟铝石则降低;随Cu2 浓度增加,几种氧化物对Cu2 的吸附量增加,Langmuir方程的拟合效果最好.表观热力学参数指出.几种氧化物对Cu2 的吸附是自发、吸热和混乱度增加的过程;几种氧化物对Cu2 的吸附动力学过程可划分为快速和慢速反应阶段.Elovich方程更适于描述针铁矿和δ-MnO2对Cu2 的吸附动力学过程,双常数和抛物线扩散方程更适于赤铁矿,而一级动力学方程更适于三羟铝石.活化能和活化热力学参数指出,δ-MnO2对Cu2 吸附所需能量少、容易达到有序态,吸附速率大;而赤铁矿对Cu2 吸附所需能量多、不易达到有序态,吸附速率小.几种氧化物对Cu2 吸附的强弱顺序通常为δ-MnO2＞三羟铝石＞针铁矿＞赤铁矿.     

不同开垦年限黑土耕地土壤导气率及其影响因素

为探讨开垦对典型黑土土壤导气率的影响,以未经开垦天然次生林(0 a)和开垦年限为17、30、40 a耕地土壤为研究对象,采用PL-300型土壤导气率测定仪测定耕作区0~20 cm土层水平、垂直2个方向的土壤导气率,并计算其各向异性。结果表明:土壤水平、垂直导气率均随开垦年限的增加而显著减少(p0.05);与未开垦天然次生林相比,土壤垂直导气率下降22.44%~95.44%,土壤水平导气率下降40.45%~92.50%;不同开垦年限土壤水平、垂直导气率均呈现出随土层的加深而降低的一致规律。不同开垦年限土壤导气率各向异性表现出随着开垦年限增加逐渐增大的趋势,并在30、40 a表现出显著性(p0.05)。土壤导气率与密度呈极显著负相关,与孔隙度、非毛管空隙度、有机质均呈极显著正相关。黑土土壤的气体传输能力随开垦年限逐渐降低,密度、孔隙度、非毛管空隙度、有机质均显著影响黑土土壤导气率。     

土壤富里酸对铅的吸附作用与影响因素的研究

采用改进的连续电位滴定法,研究了土壤富里酸对重金属铅吸附量的主要影响因素。通过调节富里酸溶液的pH值、富里酸浓度、温度和离子强度,得到吸附量的变化情况,结果表明:溶液pH从10.0滴定至2.5,富里酸对铅的吸附量降低,pH对吸附量的影响可用自然对数方程进行拟合,通过各处理中自然对数方程的比较得出,富里酸浓度越小、金属离子浓度越大,方程的斜率越大,说明吸附量的大小同时与二者密切相关;溶液中富里酸浓度升高,相应的吸附量降低,但吸附率升高;温度升高,吸附量增加;离子强度在设定的范围内,从0.1 mol.L-1加大至0.5 mol.L-1,吸附量逐步降低。     

土壤富里酸对铅的吸附作用与影响因素的研究

采用改进的连续电位滴定法,研究了土壤富里酸对重金属铅吸附量的主要影响因素。通过调节富里酸溶液的pH值、富里酸浓度、温度和离子强度,得到吸附量的变化情况,结果表明：溶液pH从10.0滴定至2.5,富里酸对铅的吸附量降低,pH对吸附量的影响可用自然对数方程进行拟合,通过各处理中自然对数方程的比较得出,富里酸浓度越小、金属离子浓度越大,方程的斜率越大,说明吸附量的大小同时与二者密切相关;溶液中富里酸浓度升高,相应的吸附量降低,但吸附率升高;温度升高,吸附量增加;离子强度在设定的范围内,从0.1 mol·L-1加大至0.5 mol·L-1,吸附量逐步降低。

     

木质素对土壤-磷吸附作用的影响

通过等温吸附试验,研究了木质素对不同土壤-磷吸附作用的影响。结果表明,平衡浓度与磷吸附量能够很好地拟合Freundlich方程和Langmuir方程,其相关性均达到极显著水平,木质素能够显著降低土壤对磷的吸附固持能力,处理液中木质素浓度越高,作用越强。当木质素浓度从0.0mg·mL-1增加到4.0mg·mL-1时,土壤对磷的最大吸附量发生了显著降低,黄壤由2104.0μg·g-1降到1002.8μg·g-1,红壤由1170.3μg·g-1降到754.9μg·g-1,紫色土由418.5μg·g-1降到171.5μg·g-1。木质素能够提高磷肥在土壤中的有效性。     

有机物料还田对黑土有机碳及其组分的影响

土地长期处于过度开垦状态,农药、化肥大量施用,使土壤肥力下降,有机碳含量下降,作物产量降低。通过两组试验,一组是有机肥,另一组是秸秆全量还田,两组均以单施化肥处理(CK)为对照,三年试验结果表明,秸秆还田和施用有机肥增加土壤总有机碳含量;有机肥和秸秆还田处理下土壤轻组有机碳含量高于单施化肥处理的对照组,增幅为2.4%～22.6%;相关性分析表明,土壤轻组有机碳增加有助于提高玉米产量;有机肥和秸秆还田可提高作物产量,秸秆还田增产5.8%～7.2%,有机肥还田增产7.0%～13.3%。     

利用空间移位法研究东北黑土pH季节变化及其影响因素

土壤pH是反映土壤质量的重要指标.本文通过土壤空间移位的方法将东北黑土区由南向北5个不同有机质含量的黑土移至黑龙江省海伦市中国科学院海伦农业生态实验站,建成长期定位试验小区,对在相同外界环境条件下影响不同有机质含量黑土pH的因素进行了试验测定.结果表明:黑土pH在玉米全生育期呈波动变化的趋势,变幅达0.1-1.2;施肥、土壤有机质含量均对黑土pH有很大的,影响,土壤含水量与农田黑土pH呈显著性负相关,黑土pH受降雨强度影响显著,受雨水pH影响不显著.     

土壤交换性阳离子对锌吸附作用的影响

土壤对锌的吸附作用受各种因素的影响,交换性阳离子种类也是因素之一。据报道,牯粒对各种阳离子的吸附顺序是:H>zn>Ca>Mg>K。由此说明,土壤交换性复合体上的阳离子可以影响施用锌肥的固定。本文报道了土壤交换性阳离子不同,对锌的吸附作用的影     

土壤交换性阳离子对锌吸附作用的影响

土壤对锌的吸附作用受各种因素的影响,交换性阳离子种类也是因素之一。据报道,粘粒对各种阳离子的吸附顺序是:H>Zn>Ca>Mg>K。由此说明,土壤交换性复合体上的阳离子可以影响施用锌肥的固定。本文报道了土壤交换性阳离子不同,对锌的吸附作用的影响;并测定各种浓度锌水平的土壤选择系数,以及Ca—Zn、Mg—Zn、Na—Zn和K—Zn交换反应的自由能变化。     

壳聚糖对酸性染料的吸附作用

壳聚糖是一种用途广泛的天然高分子阳离子型吸附剂，具有吸附分离水溶液中酸性染料的能力。研究结果表明，壳聚糖对酸性染料的吸附能力受到吸附剂的脱乙酸化度、颗粒直径、吸附时间以及溶液中乙酸含量等因素的严重影响，在最佳吸附条件下，壳聚糖对酸性红Ａ和酸性湖蓝Ｖ的吸附回收率可达９５％以上。     

阿特拉津对黑土酶活及其微生物多样性影响研究

以黑土为研究对象,采用室内培养方法,研究阿特拉津对黑土脲酶、转化酶、多酚氧化酶影响,采用RAPD技术分析土壤微生物群落。结果表明,低浓度(25 mg·kg-1)阿特拉津对黑土脲酶活性有促进作用,中、高浓度(50~125 mg·kg~(-1))阿特拉津对黑土脲酶活性具有抑制作用且浓度越高抑制越明显;阿特拉津抑制土壤转化酶活性,培养结束时(35 d),抑制作用仍然存在;阿特拉津对多酚氧化酶活性表现为抑制-促进-恢复规律;阿特拉津输入改变土壤微生物群落结构,浓度越高变化越明显。     

壳聚糖对酸性染料的吸附作用

壳聚糖是一种用途广泛的天然高分子阳离子型吸附剂，具有吸附分离水溶液中酸性染料的能力。研究结果表明，壳聚糖对酸性染料的吸附能力受到吸附剂的脱乙酸化度、颗粒直径、吸附时间以及溶液中乙酸含量等因素的严重影响。在最佳吸附条件下，壳聚糖对酸性红Ａ和酸性湖蓝Ｖ的吸附回收率可达９５％以上。     

黑土细菌及真菌群落对长期施肥响应的差异及其驱动因素

【目的】研究长期施肥对黑土细菌和真菌群落结构影响差异,探索黑土肥力对长期施用化肥和有机肥响应差异的生物学机制,为黑土的肥力培育和合理施肥提供科学理论依据。【方法】基于35年的长期定位施肥试验,采用定量PCR方法和Miseq高通量测序技术,分析长期不施肥（CK）、氮肥（N）、有机肥（M）和有机无机配施肥（MN）处理下,黑土细菌及真菌的数量、群落结构和多样性的差异。同时结合土壤理化性状,探究不同施肥条件下细菌和真菌群落变化的环境驱动因子。【结果】N处理对土壤细菌的数量没有显著影响,但使其群落多样性降低了13.2%-48.5%。N处理使真菌的数量增加了24倍,多样性降低了4.6%-80.3%。与N处理相比,MN处理使细菌数量和多样性分别增加了2倍和7.7%-46.6%,而真菌的数量虽降低了14.2%,但其多样性提高了62%-237%。单施氮肥增加了土壤细菌酸杆菌门（Acidobacteria）中的Acidobacteria_Gp1、Gp3及变形菌门（Proteobacteria）中的α-Proteobacteria的相对丰度,并使土壤真菌中伞菌纲（Agaricomycetes）的相对丰度增加了41倍。与N处理相比,MN处理下细菌的各主要类群丰度未发生显著变化,但M处理下土壤细菌中的α-Proteobacteria、Acidobacteria_Gp1和Gp3丰度分别显著降低了26、97和81个百分点,Acidobacteria_Gp4、Gp6和Plancomycetes的丰度分别显著增加了11倍、9倍和2倍。细菌群落结构在MN与N处理之间无显著差异,明显区别于CK和M处理,pH为主要驱动因素,其阈值为6.07;真菌群落结构在CK、M和MN处理下相似,显著区别于N处理,两组处理之间差异由速效钾含量（125.5 mg·kg^-1）驱动。另外,有机质含量对于细菌和真菌群落均是重要的驱动因素,但调控细菌群落结构的阈值为28.4 g·kg^-1,而驱动真菌群落结构的阈值为30.8 g·kg^-1。【结论】黑土细菌对有机肥的响应较强,而真菌对化肥更为敏感。长期施用化肥会刺激土壤中嗜酸细菌和真菌的生长,而有机无机肥配施可提高土壤微生物群落多样性,刺激有益菌的生长。土壤pH和有效钾含量分别是调控细菌和真菌群落结构的重要影响因素,在黑土肥力培育中应引起充分的重视。     

不同耕作方式对黑土结构性的影响

以吉林省中部玉米带黑土为供试土壤,研究了黑土不同剖面构型的结构特性。结果表明：不同耕作条件下,大于0．25mm水稳性团聚体的含量差异较大。“平面型”犁底层剖面构造有利于改善土壤结构。相关分析表明,大于0．25mm的水稳性团聚体含量与土壤有机质含量及作物产量呈显著相关,相关系数分别为0．860和0．703。     

玉米秸秆还田对黑土碳排放的影响

采用静态箱法测定不同秸秆还田方式、耕作措施下东北春玉米生长季土壤CO_2排放。结果表明,种植玉米的黑土CO_2排放通量日变化呈单峰曲线,最大值出现在14:00,最低值出现02:00—06:00;秸秆还田处理CO_2排放通量日变化较不还田处理波动大。玉米生育期土壤CO_2排放量呈显著的季节变化:春季玉米播种期及秋季玉米收获期土壤CO_2通量低,排放峰值出现在温度、降水量较高的7月末,秸秆还田处理的CO_2排放峰值高于相应不还田处理。土壤CO_2排放总量受秸秆还田和耕作措施影响显著,免耕秸秆还田、翻耕秸秆还田、翻耕、免耕等4个处理的总排放量分别为9.41、8.91、7.33、6.43 t/hm2,免耕排放总量最小;秸秆还田处理CO_2排放总量较相应的不还田处理多排放1.59~2.98 t/hm~2;但若将不还田处理秸秆焚烧,其CO_2排放总量达到17.78~19.48 t/hm2,是秸秆还田的2倍左右。秸秆还田能够有效减缓因秸秆焚烧而增加的CO_2释放量,且对玉米产量无显著影响。     

基于因子分析的黑土反射光谱特征的主要影响因素

为明确土壤反射光谱特征的主要影响因素、避免非相关土壤理化参数的反射光谱模型,以单一土壤类型黑土为研究对象,利用数理统计与因子分析方法分析影响黑土反射光谱特征的主要土壤理化参数。结果表明：1）土壤理化参数与黑土高光谱反射率的相关系数随波长变化呈4种模式,分别为有机质控制型、水分控制型、正相关型和不相关型,有机质与水分是黑土反射光谱特征的主导因素;2）黑土高光谱反射率的4个主要公因子分别对应水分响应波段（2210 nm）、可见光有机质响应波段（485 nm）、光谱曲线快速上升阶段（1290 nm）和可见光范围噪声较多波段（360 nm）;3）有机质、pH、全氮、全磷可以利用黑土反射光谱特征进行预测。     

坡度对东北黑土流失影响的研究

通过室外人工模拟降雨的方法，得出了在不同坡度、降雨量和降雨强度时，不同植被覆盖度的流失泥沙颗粒组成、黑土地表的径流量以及土壤含水量的相应变化。     

不同秸秆利用方式对黑土团聚体及其腐殖物质的影响

为探讨秸秆的不同利用方式还田对黑土肥力的影响,通过5年田间试验,研究了黑土连续施用玉米秸秆、生物质炭和牛粪配施化肥对土壤团聚体及其腐殖物质组成的影响。结果表明：与无化肥和有机物料添加对照处理相比,单施化肥（NPK）、NPK+生物质炭（BC）、NPK+牛粪（CM）和NPK+秸秆（CS）处理显著促进了>0.25 mm大团聚体的形成;与NPK相比,NPK+BC、NPK+CM和NPK+CS处理均显著提高了土壤总有机碳、胡敏酸与胡敏素含量,也显著增加了大团聚体与微团聚体中有机碳以及胡敏酸与胡敏素含量。不同秸秆利用方式之间相比,施用生物质炭更有利于提高土壤总有机碳和胡敏素的积累,而秸秆直接还田处理更有利于土壤胡敏酸的形成。连续5年施用秸秆、秸秆生物质炭和牛粪的田间试验促进了黑土良好结构的重建,从而提升土壤物理保护有机碳的潜力及有机碳的稳定性,同时也促进了土壤胡敏酸和胡敏素的积累,改善了土壤有机质品质,提高了土壤肥力,实现了提升黑土肥力与固碳的协同效应。