紫色土泥沙沉积物对磷的吸附-解吸动力学特征

在紫色土集中分布的四川盆地丘陵区,选择不同土地利用方式（林地、水田、旱坡地、村镇）产生的沟渠泥沙为实验材料,采用平衡法研究了紫色土泥沙沉积物对磷的吸附-解吸动力学特征。结果表明,泥沙对磷的吸附和解吸过程按速率均分为快、慢、动态平衡3个阶段,0～0.75h内泥沙对磷的吸附速率与活性铁铝氧化物含量和粘粒含量之间呈显著正相关,较高的OlsenP水平和砂粒含量是泥沙磷解吸速率高的重要因素。泥沙磷的吸附量和解吸量与反应时间之间均呈幂函数关系（Qt=k·ta,0〈a〈1）。磷吸附量与泥沙中活性铁铝氧化物含量呈极显著正相关。磷解吸量与泥沙中砂粒含量显著正相关,与细颗粒物质（粘粒和粉粒）含量呈显著负相关。村镇沟渠泥沙磷的解吸量显著高于其他沟渠泥沙,其释放风险值得重视。本研究结果为川中丘陵区紫色土泥沙磷的释放风险评价提供了科学依据。     

四川盆地丘陵区农田土壤对磷的吸附与解吸特征

研究了四川盆地丘陵区典型水田和旱地土壤对磷的吸附与解吸特征,并讨论了吸附-解吸参数与土壤基本理化性质的关系。结果表明,不同pH的农田土壤对磷的吸附和解吸均存在显著差异,土壤对磷的吸持能力表现为中性土壤〉酸性土壤〉石灰性土壤,中性有利于土壤吸附磷;水稻土对磷的最大吸附容量（Qm）和最大缓冲容量（MBC）高于紫色土,而临界平衡磷浓度（EPC0）和解吸率（b）低于紫色土。农田土壤对磷的吸附与解吸参数还受土壤理化性质的影响,Qm和MBC与有机质含量、无定形铁（Fe-ox）含量呈极显著正相关（P〈0.01,n=6）;吸附常数（K）与有机磷含量呈显著负相关（P〈0.05,n=6）;EPC0与土壤pH、CaCO3含量呈显著负相关,与有机磷含量呈显著正相关（P〈0.05,n=6）;b与Fe-ox含量呈显著负相关（P〈0.05,n=6）。     

紫色土K+吸附解吸动力学研究

从国家紫色土肥力与肥料效益监测基地定位试验上 ,在第 10年水稻收获后从 0～ 30cm土层采取土壤样品 ,研究土壤K 吸附、解吸动力学过程。结果表明 ,不同施肥处理土壤K 吸附、解吸反应分别在2 4～ 32min和 4 6～ 6 4min达到平衡 ,吸附、解吸平衡量分别为 14 1～ 19 2cmolkg-1和 11 6～ 17 5cmolkg-1。相关分析说明 ,土壤阳离子交换量 (CEC)及粘粒含量是影响吸附平衡时间、吸附平衡量的重要因素 ;CEC、交换钾量是影响解吸平衡时间、解吸平衡量的重要因素。由此可见 ,长期不同施肥对土壤CEC、粘粒及交换钾量产生影响 ,从而影响了紫色土K 吸附、解吸平衡时间及吸附、解吸平衡量。平衡前钾离子的吸附、解吸速度及吸附、解吸率与反应时间lnt间存在良好的线性关系。其中反应速度直线和解吸率直线的斜率、初始反应速度及初始吸附率均与CEC、粘粒含量密切相关。Elovich方程和一级扩散方程分别为描述紫色土K 吸附、解吸反应的最优与最差模型 ,指数方程和抛物线扩散方程拟合性介于Elovich方程和一级扩散方程之间。由此可见 ,紫色土K 吸附、解吸过程不是一个单纯的过程 ,而是一个包括土体膨胀、吸附位活化、表面扩散等诸多因素的复杂过程。     

pH和有机酸对酸性紫色土吸附-解吸镉的影响

选择酸性紫色土,研究pH和有机酸对紫色土吸附镉的影响。结果表明,pH在1.0～5.0的范围内,Cd^2＋的解吸率从接近100%急剧降低到20.0%。当pH〉5.0,Cd^2＋的解吸率缓慢下降。相对较低的有机酸浓度（≤10^-3mol/L）限制了Cd^2＋解吸,而较高的有机酸浓度则增加了Cd^2＋的解吸。柠檬酸和醋酸在较高浓度（〉10^-3mol/L）时极大地促进了Cd^2＋的解吸,其次是苹果酸,最小的是酒石酸。     

紫色土NH4+、NO3-的吸附-解吸特性研究

试验在25±1℃恒温条件下研究了紫色土NH4 、NO3-的吸附-解吸特征。结果表明,紫色土对NH4 、NO3-的等温吸附曲线与Freundlich模型相关性强,均达到极显著水平。在低浓度时,NH4 、NO3-的等温吸附线斜率较大;在高浓度时,等温吸附线趋于平缓;土壤吸附态NH4 、NO3-的解吸曲线与Freundlich方程拟合度高,达到极显著水平,而与Langmiur方程拟合较差;通过K吸附和K解吸值的大小比较,找出了土壤NO3-比NH4 更易于流失的根本原因。     

pH和有机酸对酸性紫色土吸附-解吸镉的影响

选择酸性紫色土,研究pH和有机酸对紫色土吸附镉的影响。结果表明,pH在1.0~5.0的范围内,Cd2 的解吸率从接近100%急剧降低到20.0%。当pH>5.0,Cd2 的解吸率缓慢下降。相对较低的有机酸浓度(≤10-3mol/L)限制了Cd2 解吸,而较高的有机酸浓度则增加了Cd2 的解吸。柠檬酸和醋酸在较高浓度(>10-3mol/L)时极大地促进了Cd2 的解吸,其次是苹果酸,最小的是酒石酸。     

紫色土可溶性有机碳的吸附-解吸特征

选择代表性的酸性、中性和石灰性紫色土为实验材料,采用平衡吸附和动力学吸附法研究了紫色土对可溶性有机碳（DOC）的吸附-解吸特征,分析了土壤理化性质与DOC吸附量之间的关系。结果表明,紫色土对DOC的吸附容量呈以下顺序：酸性紫色土〉中性紫色土〉石灰性紫色土。石灰性紫色土对DOC的解吸率明显高于酸性、中性紫色土,其迁移淋失问题值得重视。紫色土对DOC的吸附过程包括快速吸附和慢速吸附2个阶段,0~0.5 h内吸附速率最大,随后吸附速率逐渐减小,4~6 h内基本达到吸附平衡。土壤pH值、有机质、粘粒和活性铁铝氧化物含量是影响土壤DOC吸附量与解吸率的重要因素。通径分析表明,土壤理化性质对DOC吸附量的直接作用系数大小顺序为活性铝含量〉土壤pH值〉有机质,对DOC解吸率的直接作用系数大小顺序为活性铁含量〉粘粒〉有机质。多元线性回归模型能较好地预测土壤对DOC的吸附及解吸的变化。     

密集型农业下塑料膜温室中不同土地利用方式对土壤磷素吸附-解吸特性的影响

With rapid urbanization and economic growth, Chinese traditional rice-legume production is increasingly replaced by vegetable and horticultural flower production, which could affect soil properties. This study was conducted near Kunming City, Yunnan Province, Southwest China to investigate how soil phosphorus(P) sorption and desorption processes respond to land use changes and to relate P sorption and desorption parameters to soil properties. Soil samples(0–20, 20–40, 40–60, 60–80 and 80–100 cm) were collected from five sites representing four land use types: rice-legume production in a two-crop, one-year rotation(Rice), vegetable production in open fields(Vegetable), recent( 3 years) conversion from open fields to plastic-film greenhouse vegetable and flower production at two sites(VFCS1and VFCS2), and longer-term( 10 years) plastic-film greenhouse vegetable and flower production(VFCL). The changes in land use affected soil pH, electrical conductivity, available N and P and organic carbon content in topsoil and subsoil. In turn, these changes of soil properties influenced soil P sorption capacity. The P sorption maximum(Smax) was affected by land use types, soil sampling depth and their interactions(P 0.0001). For surface soil, Smax was in the order of Rice(1 380 mg kg-1) VFCL(1 154 mg kg-1) VFCS2(897 mg kg-1) VFCS1(845 mg kg-1) Vegetable(747 mg kg-1). The lowest Smax generally occurred at the surface(except for Rice at 80–100 cm) and increased with depth. The amount of P desorbed during the 8 successive extractions was in the range 23%–44% of sorbed P, and was not affected by land use types or sampling depths. The decreases in Smax suggested that soil P sorption capacity decreased when rice-legume production converted to more intensive vegetation and flower production and caution should be exercised when applying P fertilizer to minimize potential leaching and runoff P loss to the environment.     

酸性土壤在改良条件下磷的吸附-解吸特性

在可变电荷土壤上 ,植物生长期间对磷肥的利用效率很低[1,2 ] ,这是由P的专性吸附所决定[3,4 ] 。Easterwood和Sarfain[5] 报道了减少土壤对P素固定的磷肥与有机质配合施用技术。无机磷肥与有机肥配合施用 ,植物能有效地吸收肥料中的磷 ,其原因可能是降低了土壤对磷的吸附能力     

长期施用牛粪条件下草原土壤磷的等温吸附与解吸动力学

应用Ｌａｎｇｍｕｉｒ等温吸附方程和二次曲线模拟等温解吸方程对连继２７年施用不同量牛粪以及施用无机肥的草原土壤磷等温吸附、解吸动力学进行研究。结果表明长期施用１００ｍ＾３／ｈａｙ以上牛粪，表层及表下层土壤磷的最大吸附缓冲容量及键合强度大在降低，当施用量达到２００ｍ＾３／ｈａｙ时，零吸附平衡浓度（ＥＰＣ）显增加，进入土壤的磷较难以充分固定；对表层土壤的吸附缓冲容量、吸附亲合力强度以及活性铝的含量呈显     

不同土地利用方式下土壤无机磷形态与酶活性空间变异特征

对陇东黄土高原不同土地利用方式下黄绵土和黑垆土土壤磷形态、无机磷形态和土壤酶活性的空间分布特征及其相关性进行了研究。研究结果表明,土壤无机磷（Pi）含量随土层加深均呈下降趋势;有机磷（Po）含量在果园黑垆土和菜园土中呈下降趋势;农田、苜蓿地全磷（TP）含量随土层加深呈上升趋势;各利用方式0-20cm,2040cm土层速效磷（Polt）与TP．Po呈极显著的正相关。各无机磷形态平均含量依次为Ca10—P〉Ca8-P〉A1P〉Fe-P〉Ca2-P〉O-P。黄绵土利用中Ca8-P,Al-P和Ca2-P随土层加深呈下降趋势。黑垆土农田、果园和菜园土则呈上升趋势。土壤酶活性与土壤无机磷形态相关性强弱依次为：果园〉菜园〉农田、撂荒地〉沙棘林、苜蓿地、烤烟地;与酶活性的相关性强弱的无机磷形态依次为Al-P〉Calo-P〉Ca2P〉Ca8-P〉FeP,O-P。     

丘陵区不同土地利用类型紫色土入渗特征研究

对三峡库区4种土地利用类型下紫色土入渗特征进行了研究。结果表明,农林混作型耕地与传统农耕地相比,砂粒含量增加21.37%,粉粒含量和粘粒含量分别减少11.63%和4.14%,其土壤总孔隙度和非毛管孔隙度是4种土地利用类型中最高的,分别为45.80%和8.96%;4种土地利用类型土壤入渗速率随时间变化呈幂函数关系,土壤稳定入渗率差异明显,表现为竹林地(55.89 mm/h)>农林混作型耕地(5.91 mm/h)>园地(2.71 mm/h)>传统农耕地(1.87 mm/h);农林混作型耕地达到稳渗时间比传统农耕地长70 min,稳定入渗率是传统农耕地的3.16倍,能够延缓地表径流产生,增加土壤水分入渗,可以在三峡库区范围内推广;紫色土入渗能力与砂粒含量、总孔隙度及非毛管孔隙度呈正相关关系,与粘粒含量、容重、初始含水量呈负相关关系。     

紫色土丘陵区不同土地利用类型土壤抗蚀性特征研究

对紫色土丘陵区4种典型土地利用类型的土壤抗蚀性进行了研究,结果表明:(1)通过主成分分析,＞0.25 mm和＞0.5 mm水稳性团聚体含量、结构体破坏率能较好地衡量紫色土不同土地利用类型的土壤抗蚀性能;(2)＞0.25 mm和＞0.5 mm水稳性团聚体含量均为竹林地＞园地＞传统农耕地＞农林混作型耕地,结构体破坏率则表现为竹林地＜园地＜传统农耕地＜农林混作型耕地;(3)不同土地利用类型水稳性指数差别明显,其中竹林地为0.868,其次是园地、农林混作型耕地,分别为0.704,0.627,传统农耕地为0.469.     

不同土地利用方式下赤红壤坡面土壤侵蚀特征

为探究降雨和土地利用对南方赤红壤坡面侵蚀特征的影响,通过天然降雨观测试验,定量分析不同土地利用方式(坡耕地、果园、人工草地和撂荒地)下坡面径流和侵蚀泥沙特征,探讨降雨类型及土地利用对坡面侵蚀产沙的影响以及降雨特征参数与坡面水沙指标间的关系。结果表明:(1)2018年研究区降雨主要集中在5—9月,且每月降雨量主要由一场或几场暴雨及大暴雨组成;(2)坡耕地坡面年径流量和年侵蚀量均最大,分别是果园、人工草地以及撂荒地处理下的3.4,8.0,6.0倍和340.5,1605.3,1720.3倍;(2)次降雨下,坡面径流量在年内表现为前期平稳,后期波动增加,侵蚀量表现为前期波动较大,后期变化相对平稳,且侵蚀产沙主要集中在前期;(3)不同土地利用方式下,暴雨及大暴雨产生的径流量均占年径流量的75%以上,坡耕地、果园、人工草地以及撂荒地处理下由暴雨和大暴雨产生的侵蚀量分别占年侵蚀量的99.1%,71.8%,52.3%和51.6%;(4)降雨量和最大30min降雨强度是影响赤红壤坡面侵蚀最重要的降雨特征参数,降雨历时和植被覆盖度均显著影响果园、人工草地及撂荒地坡面径流量。研究结果有助于明晰南方赤红壤区不同土地利用现状土壤侵蚀特征,为区域水土保持提供参考依据。     

不同土地利用类型土壤侵蚀量的坡度效应

 研究不同土地利用类型土壤侵蚀量的坡度效应,以便为退耕还林及坡耕地水保措施提供依据。根据上舍河小流域2000年55场有效降雨资料,对不同土地利用类型(坡耕地、杉木林地)次降雨地表径流量、径流侵蚀模数与坡度、降雨量、降雨强度、植被盖度等影响因子进行相关分析。结果表明:坡耕地、杉木林地的次降雨地表径流量、地表径流侵蚀模数与坡度、降雨量、降雨强度、植被盖度等相关显著。在一定坡度范围内,坡耕地的次降雨地表径流量和径流侵蚀模数,随着坡度的增大而增加,而杉木林分的次降雨地表径流量和径流侵蚀模数,随着坡度的增加而降低。     

三峡库区紫色土坡耕地不同利用方式的水土流失特征

紫色土坡耕地水土流失已成为三峡库区生态环境和农业可持续性发展所面临的一个重大问题。研究通过15°、25°坡耕地不同利用方式的定位试验,探讨了三峡库区紫色土坡耕地的水土流失状况、侵蚀泥沙的颗粒组成及养分特征。结果表明紫色土坡耕地流失的泥沙中<0.02mm的颗粒大量富集,是养分流失的主要载体。不同土地利用方式中以果—植物篱复合、粮经果复合垄作模式的水土保持效果理想。     

紫色土陡坡地不同土地利用对水土流失过程的影响

在天然降雨观测基础上,通过模拟降雨试验探讨了紫色土陡坡地不同土地利用对水土流失过程的影响。实测资料揭示暴雨和坡长是导致紫以土陡坡地水土流失的重要因素,高强度降雨在１０ｍ坡长坡耕地上会引起强烈的细沟侵蚀。     

不同土地利用方式下土壤有机碳分布特征

为研究不同土地利用方式下土壤有机碳(SOC)的分布特征和差异,对天然林地、花椒地、柑橘园、旱地和水田5种土地利用方式下的土壤进行分层取样,测定土壤有机碳(SOC)含量,并计算了土壤有机碳密度(DOC)。结果表明:随着土层厚度的增加,天然林地、花椒地和水田中SOC含量减少,而柑橘园和旱地中SOC含量先减少再增加。在0—20cm土层中,各土地利用方式下SOC含量差异最明显,均达到显著水平(P0.05),以天然林地SOC含量最高,达18.91g/kg;从0—20cm到20—40cm土层,各土地利用方式下SOC含量下降幅度顺序为柑橘园(64.30%)天然林地(59.97%)花椒地(45.28%)旱地(18.92%)水田(10.37%)。0—20cm土层中,DOC大小顺序为柑橘园(8.30kg/m~2)天然林地(4.39kg/m~2)水田(3.71kg/m~2)花椒地(2.56kg/m~2)旱地(2.26kg/m~2),除天然林地、花椒地和水田之间DOC无显著性差异外,其他土地利用方式之间DOC均存在显著性差异(P0.05);20—40cm土层中,水田中DOC最高,并与其他4种利用方式下DOC存在显著性差异(P0.05)。总体上天然林地和花椒地中DOC低于水田、柑橘园和旱地。对各土地利用方式SOC与相应容重进行相关性分析,发现土壤容重与SOC含量之间存在较好线性负相关关系(R~2=0.80~0.92)。分析土壤碳氮(C/N)比发现,随土层厚度的增加,天然林地和水田中土壤C/N比增加,花椒地中C/N比减少,柑橘园和旱地中C/N先减少再增加。对SOC和其他理化因子间进行相关性分析发现,各土地利用方式下,SOC与全氮、碱解氮之间的相关性最高,SOC分布与氮素密切相关。本研究结果可为重庆市农业产业结构调整提供科学依据。     

紫色丘陵区不同土地利用方式土壤剖面微团聚体组成及分形特征

通过野外采样和室内分析相结合的方法,研究了紫色丘陵区不同土地利用方式下的土壤剖面微团聚体组成及分形特征。结果表明:林地、花椒地、旱地、水田和柑橘园土壤微团聚体组成以0.25~0.05mm粒级为优势粒级,0.05~0.01mm次之,占比18.80%~35.57%,0.001mm粒级含量最少,为0.33%~2.57%;0—20cm土层土壤微团聚体平均重量比表面积(MWSSA)表现为林地(161.04cm2/g)柑橘园(134.49cm2/g)花椒地(117.31cm2/g)水田(100.67cm2/g)旱地(96.94cm2/g),且林地土壤微团聚体MWSSA显著大于其他土地利用方式;0—20cm土层林地土壤团聚状况和团聚度显著高于其他土地利用方式,且其团聚体状况分别比花椒地、旱地、水田和柑橘园提高了16.55%,20.15%,11.23%和7.68%;20—40cm土层各土地利用方式土壤微团聚体分形维数D值表现为柑橘园(2.41)林地(2.40)花椒地(2.32)水田(2.31)旱地(2.12),且旱地土壤微团聚体D值显著低于其他利用方式;5种土地利用方式土壤微团聚体分形维数与各因子的相关性分析有一定的相似性,同时也存在一定的差异性。因此,不同土地利用方式下土壤微团聚体分形维数在一定程度上能表征土壤物理性质的优劣、养分肥力的高低以及抗蚀能力的强弱。     

不同土地利用方式下红壤磷素径流流失特征

土壤磷素流失已成为地表水富营养化的重要威胁,红壤在我国分布范围广、分布面积大,研究红壤磷素累积与流失特征可为红壤区农业面源污染控制、防止区域地表水污染提供科学依据。选取红壤区牧草地、休闲地、玉米地、菜地、大棚5种常见土地利用方式,采用人工模拟降雨方法,研究了红壤区不同土地利用方式下磷素累积状况、形态组成和随地表径流的迁移特征及其环境阈值。结果表明:(1)供试土壤Olsen-P含量的范围为6.81～178.17 mg/kg,土壤溶解态活性磷(CaCl_2-P)含量的范围为0.29～8.26 mg/kg,藻类可利用总磷(NaOH)的变化范围为30.34～369.81 mg/kg,不同利用方式红壤中均存在一定程度的磷素累积;(2)不同利用方式红壤的磷吸持指数PSI范围为31.95～47.05,均值大小表现为牧草地玉米地菜地休闲地大棚;(3)红壤地表径流中TP的浓度范围为0.245～2.073 mg/L,TDP浓度范围为0.023～0.308 mg/L,PP浓度范围为0.223～1.826 mg/L,不同场次降雨地表径流中TP和PP平均浓度和流失量大小与土壤表层Olsen-P含量分布规律一致,TDP平均浓度表现为大棚菜地旱地玉米牧草地休闲地,而TDP流失量却表现为大棚菜地牧草地休闲地旱地玉米;径流输出以PP为主,占TP的比例为82.46%～90.15%;(4)土壤Olsen-P与NaOH-P和CaCl_2-P存在极显著正相关,随着Olsen-P含量的增加,NaOH-P和CaCl_2-P提高,且Olsen-P与NaOH-P之间存在一个明显的突变点,确定36.17 mg/kg为红壤磷素流失的环境阈值,同时还指出,径流TP浓度或流失量与土壤NaOH-P含量呈显著正相关。