电超滤浸提土壤养分的研究 Ⅳ.连续流动分析测定土壤电超滤氮和磷

研究电超滤-连续流动分析(EUF-CFA)联用技术测定土壤有效氮和磷的方法。在探讨紫外-过硫酸盐氧化土壤电超滤有机氮和 NH4-N 成为 NO_3~-以及氧化有机磷成为正磷酸根的机理和条件之后,研究并优化了 Technicon 自动分析仪测定 EUF-N_T,-N_(NO_3),-N_(org)和-P_T,-P_(min),-P_(org)的主要条件,提出了快速简便的方法,灵敏度和精密度都很高。     

江苏省几种不同土壤K素供应状况的研究

本文用恒温改变电压电超滤、恒温恒电压电超滤及生物(黑麦草)耗竭试验等动态方法对江苏省几种不同土壤K素供应状况进行了研究。结果表明:(1)恒温恒电压电超滤连续解吸60分钟的K的释放可以用二级反应方程K_=K_0t/(t+1/kK_0)来描述,K_0与土壤K供应的数量有关,K素的释放速度受K_0的影响较大;(2)在耗竭试验中,生物吸收来自缓效性K量(第一部分非交换性K量)可达总吸K量的15％～47％。随着收割次数的增加,交换性K可降至一个最低值,该值可以用来反映第一部分非交换性K的释放速率。同时,缓效性K也会降至一个最低值,该值可用来反映第二部分非交换性K的释放速率。上述研究结果都表明:淤土、小粉浆土、勤泥土和鸭屎土的供K特性良好;沙土,两合土次之;乌底白土较差;黄白土、淀浆白土和黄泥土最差。     

土壤镉活度模型与控制相研究

通过对中国南方具有代表性的山地黄壤,山地黄棕壤、红壤和赤红壤进行不同酸碱条件下镉平衡吸附－解吸测定分析,确定了这４类土壤镉元素吸附－解吸的特征曲线,验证了个体土壤中镉元素容量,强度与土壤酸碱度的基本关系;应用阳离子交换原理,综合土壤镉吸附,土壤ｐＨ值和沉淀作用对土壤镉活度的效应,提出了土壤镉元素吸附控制相理论,并建立了土壤镉元素容量－强度相关性复合模型,在模型中将土壤镉的活度区域分为容量控制相,吸     

几种土壤K-Ca交换特征及热力学函数的研究

应用平衡方法对黄褐土、塿土、黑垆土的K-G交换特征及热力学函数进行了初步研究,结果表明:黄褐土对K~+的亲和力相对较小;塿土、黑垆土对K~+的相对亲和力较强,且其交换等温线分别在X_k~l等于0.46和0.41处出现拐点,说明其粘粒表面存在着两种对K~+结合能不同的吸附位。3种土壤对K~+的选择性为:塿土≥黑垆土>黄褐土,选择系数变化的总趋势是随固相吸附K~+的摩尔分数增加而减小,随温度的升高而下降。3种土壤K-Ca交换的热力学函数△G°、△H°和 △S°均为负值,表明3种土壤对K~+均有一定的亲和力,交换反应为放热过程。从△G°、△H°和△S°的绝对值大小来看,3种土壤对K~+的偏好和结合的稳定程度为:塿土>黑垆土>黄褐土,这与其对K~±的选择性结论一致。     

土壤持水性数学模式的研究

对黄泛平原不同质地土壤持水曲线的研究,结果表明,土壤吸力(ψ)与含水量(θ)之间有乘幂关系:θ=aψ~(-b)相关系数为0.98,均高于其它模式。这种模式可以在理论上用土壤孔隙圆柱模型加以圆满解释.对不同质地土壤的研究表明模式中的参数a、b 与土壤质地、比表面积等性质有关,a 随土壤质地变细增大,而b 减小,不同质地土壤的比水容量模式为:C_θ=abψ~(?)(b 1)基本趋于一致,并与土壤物理性粘粒含量、比表面积无关,而与土壤中的中粉砂粒含量有一定的相关性.对土壤持水性与表面积的相关性分析,结果与质地有相同的趋势。应用该种模式对东北几种主要土壤验证时发现,该种模式也适用东北地区,同时发现,有机质含量对非原状土测定的土壤持水性影响甚微,说明有机质对土壤持水性的影响只能通过改善土壤的结构状况来表现,不是其本身的亲水性对土壤的影响。对其它土壤的验证还表明,在低吸力范围内该种模式仍具有很强的相关性。对不同土壤类型的同质性分析指出:在各种类型的土壤上,土壤质地对土壤持水性的影响没有显著差异。     

用电超滤法研究四川主要土壤供钾状况

用电超滤、化学测定和钾耗竭法,对四川省13种土壤供钾状况进行研究。结果表明:土壤速效钾与10-35min(Q)、0-35min(I+Q)解吸的钾呈显著正相关;缓效钾与Q、I+Q、30-35min(CD)和5-10min(AB)/CD的值呈显著或极显著正相关。在钾耗竭中,以冷沙黄泥的AB/CD值最大,乐山红沙土次之,矿子黄泥居第三。它们在I(0-10min)时解吸的钾量最大。前两季土壤钾释放快而多,但后劲不足,仍属供钾能力差或较差的土壤。棕紫泥、红棕紫泥、暗紫泥的电超滤值AB/CD、I最小,但CD大,且土壤含钾丰富,在钾耗竭中均属供钾能力最强的土壤。作物产量与吸钾量相关性极显著,与土壤速效钾相关性显著,与缓效钾相关性极显著。钾耗竭随着作物种植次数而增加,更加依赖缓效钾的供应和矿物钾的释放。电超滤法可作为土壤钾素状况研究和土壤供钾能力评定的较好方法。     

土壤水分能态热力学基础的研讨

本文讨论用土壤水的相对偏摩尔自由能((■))描述其能态。通过热力学方法推导!给出土壤水各分势的方程表达式与物理涵义。从分析土壤基模(matrix)吸力对土壤水的作用机理得出的基模势(ψm)方程表达式,说明ψm是在土壤基模一定点位上土壤水的摩尔势能,是体系的强度性质;同时说明表征土壤水分特征曲线的ψm与θw的函数关系,是表示在土壤基模不同点位上的ψm与θw的关系。     

电超滤浸提土壤养分的研究 Ⅰ.石灰性土壤的电超滤特性

石灰性土壤的电超滤(EUF)特性主要是浸提时因需控制电流而必须大大降低电压。在一定范围内,降压程度与土壤 CaCO_3%有密切关系。控流限额愈低,电压需成比例地下降,但土壤EUF-值减小不多。电流控制在一定值时,离子的解吸总量亦为定值。控流主要控制了各石灰性土壤解吸/溶解份额特大的 Ca+Mg 量近于定值,对于含量小的其他养分离子则并无多大影响,仍可区辨各土壤间的差别。通过冬小麦盆栽试验和有关化学测试法等方面的相关研究,表明采用国际通用的5g 土样和控电流方法测定 EUF-K 和-P 等有效养分,对于石灰性土壤也是可行的,但其EUF-(Ca+Mg)值则毫无植物营养有效性的意义。土壤 EUF 值只是一种指数,并非真正的解吸离子量。石灰性土壤 EUF-K 值因浸提时降压控流而略低,80℃时5min 内解吸的钾不一定是非交换性钾。由于 Ca-P 和 CaCO_3在高温高电压时浸出较多,故石灰性土壤 EUF-P 和-(Ca+Mg)的80℃值/20℃值之比,与酸性土壤或非石灰性土壤相比要大得多。     

EDTA络合剂和酸度控制对土壤Cd动电过程的影响

以重金属Cd污染土壤为对象,研究了阴阳控制液对Cd在土壤中的动电过程的影响。结果表明,硝酸控制阴极液,Cd聚集于距阳极距离/土壤室长度(Z/L)为0.5～1.0的土壤层内;阴极液中加入乙二胺四醋酸(EDTA)络合剂,Cd聚积于Z/L为0～0.5范围的土壤层内,通电时间延长到720h,最高浓度出现于Z/L=0.3处,说明延长通电时间Cd螯合络合离子大部分迁出土壤。通过对电流密度的变化分析进一步证明了阴极液中加EDTA络合剂能够有效去除pH缓冲能力强的土壤中的Cd污染物。     

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.     

根域限制栽培下葡萄软化期土壤水势对果实糖积累的影响

[目的]研究葡萄浆果软化期糖积累与土壤水势(ψsoil)的关系,为葡萄成熟期的水分管理提供理论依据.[方法]以根域限制栽培的4年生“峰后”葡萄为试材,在葡萄果实转熟软化期连续测定土壤水势的同时用浆果杯法测定果实糖卸载速率的日变化.[结果]土壤水势在-2~-4 kPa时(6:00~10:00)糖卸载速率最高,在-5~-14 kPa时(11:00~18:00)比较平缓,在-15~-19 kPa(19:00~4:00)时先升高后下降,到-20 kpa(5:00)左右时到达最低值;通过高斯平均图像拟合发现土壤水势为-16.86 kPa时葡萄果实的糖卸载速率最大.[结论]-16.86 kPa是葡萄浆果成熟软化期开始灌水的土壤水势临界值.     

表面活性剂强化土壤中PCBs的解吸研究(摘要)(英文)

[目的]为研究表面活性剂对PCBs的解吸效果的强化提供理论依据。[方法]通过研究十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、Tween80和十六烷基三甲基溴化铵(HTAB)3种表面活性剂对土壤中多氯联苯(PCBs)解吸效果及其本身在水和土壤中的分配,分析了表面活性剂在水和土壤中的定量分配对PCBs的解吸行为的影响。[结果]单种表面活性剂对PCBs的解吸效果的强化作用为:Tween80SDBSHTAB;3种表面活性剂在土壤上都有较大的吸附,吸附作用大小为:HTABTween80SDBS;表面活性剂对PCBs解吸效果的强化作用主要由表面活性剂水相胶束浓度贡献,且PCBs的解吸率同水相胶束浓度正线性相关。在土壤修复过程中,为使土壤中PCBs达到较大的解吸,必须使用较高的表面活性剂浓度,使水相表面活性剂对PCBs的解吸强化作用大于吸附态表面活性剂的PCBs解吸的抑制作用。[结论]得到了3种表面活性剂对土壤中的PCBs的解吸效果的强化作用,为进一步分析提供了理论依据。     

花铃期缺水对棉花生长发育及生理特性的影响

花铃期土壤相对含水量在60％以下时,棉花主茎平均日生长量和果节出现速率比不缺水的对照降低30％以上;土壤水分低于40％时,生长基本停止。随土壤缺水程度加剧,棉叶的光合速率(Pr)、水势(ψ_1)和蒸腾强度(Tr)呈直线下降,气孔阻力(r_s)呈指数曲线型增加。此期土壤水分适宜时,棉株的Pr为22.0mg千重/dm~2·h,ψ_1在-15巴以上,Tr约9.4μg/cm~2·s,r_s约2.3s/cm;严重缺水时,Pr、ψ_1和Tr均降低50～53％,r_s增加约54％。     

沙棘人工林衰败对林地土壤氮矿化速率的影响

通过测定和比较不同生长发育阶段(8、131、8 a)沙棘人工林土壤氮矿化速率,结合林分结构和天然更新能力,研究了沙棘林衰败对土壤氮矿化速率的影响,期望为该区沙棘人工林的健康评价和科学经营提供理论依据。结果显示,沙棘人工林健康状况随林龄的增长呈正态曲线变化;土壤氮矿化速率与土层深度呈负相关,与全氮含量和碱解氮含量呈极显著相关;不同发育阶段沙棘人工林土壤氮矿化速率与其健康状况相呼应,且都随林龄的增长呈正态曲线变化;不同林龄土壤氮矿化速率大小依次为:13 a>18 a>8 a。     

水曲柳人工林与天然林间土壤磷吸附解吸特性差异

以东北林业大学森林培育实验站水曲柳天然林采伐后营造33 a的长白落叶松-水曲柳混交林、红皮云杉-水曲柳混交林、红松-水曲柳混交林和水曲柳纯林为研究对象,以原有天然林为对照,测定林下土壤的磷吸附和解吸量,绘制等温吸附解吸曲线,并利用Langmuir吸附方程进行拟合,分析比较水曲柳人工林与天然林间土壤磷最大吸附量(Q_m)、吸附强度(K)、最大缓冲容量(M_B,C)、零点吸持平衡质量浓度(E_P,C0),吸附饱和度(D_P,S)、平均解吸率(D_r)、易解吸磷(R_D,P)及解吸滞后系数(H_I)的异同。结果表明:Langmuir吸附方程能够很好的拟合土壤磷吸附值(R²=0.81~0.98)。与天然林相比,水曲柳人工林土壤磷最大吸附量增加71.7%~285.8%,最大缓冲容量增加76.8%~183.4%,土壤零点吸持平衡质量浓度降低57.0%~90.1%,土壤吸附饱和度降低60.2%~90.1%。水曲柳人工林土壤平均解吸率下降10.9%~40.9%,土壤易解吸磷下降22.1%~75.2%,土壤滞后系数增加32.5%~50.8%。天然林采伐培育水曲柳人工林后增加了土壤对磷的吸附能力,降低了土壤对磷的解吸能力,培育的4种水曲柳人工林中,水曲柳纯林能够更快的恢复土壤供磷能力,对红皮云杉-水曲柳混交林和红松-水曲柳混交林应及时合理施用磷肥,恢复其土壤的供磷能力。     

表面活性剂强化EDTA络合洗脱污灌土壤中重金属的试验研究

在实验室条件下研究了表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)、聚氧乙烯月桂醚(Brij35)和重金属洗脱螯合剂EDTA对土壤中Cd、Pb的解吸去除作用,同时研究了加入SDS和Brij35后对EDTA解吸污染土壤中Cd、Pb作用的影响,并对解吸前后重金属在土壤介质中形态变化进行了测定。结果表明,加入表面活性剂SDS可使EDTA对Cd的解吸量由61.67%增加到79.68%、对Pb的解吸量由57.25%增加到89.65%。在EDTA浓度较小时,加入SDS对Cd、Pb的解吸产生拮抗作用,抑制了EDTA对污染土样中Cd、Pb的解吸;随着EDTA浓度的不断增加,加入SDS与EDTA产生明显的协同增溶作用;表面活性剂Brij35具有相同的增溶作用,但增溶效果不如SDS。比较复配解吸前后重金属形态变化,可溶态、碳酸盐结合态较解吸前减少60%￣90%,大大降低了污灌土壤中重金属的毒性和生物可利用性。试验结果可为利用表面活性剂与EDTA复配提高重金属在土壤介质中的解吸率提供理论依据,并可应用于污灌土壤中重金属的冲洗治理。     

北京土壤对甲苯和萘的吸附及影响因素分析

通过静态吸附实验,研究了北京地区土壤对甲苯和萘的吸附行为,考察了温度和表面活性剂对甲苯和萘吸附的影响.结果表明,尽管7种土壤对甲苯和萘的吸附能力差别较大,但其吸附等温线均很好的符合Freundlich吸附模式;同一土壤中,萘的吸附量大于甲苯的吸附量.温度升高不利于甲苯和萘在土壤中的吸附.十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和十二烷基苯磺酸钠(SDBS)均利于甲苯和萘在土壤表面的解吸,CTAB和SDBS对甲苯和萘的解吸率最高分别可达27.5%、12.1%和64.3%、48.8%,说明SDBS的解吸效果更好.甲苯     

温度对非饱和土壤水分运动的影响

研究了不同温度下,土壤水势（ψ）和土壤含水量和土壤水分运动的影响。结果表明,在相同温度下,提高ψ（或增加土壤含水量）可提高非饱和土壤导水率（K）,并有黄绵土＞Luo土的趋势,根据K的对数值与ψ拟合出线性方程,在生产实践中测定ψ值,用此方程可计算出K值,随着土壤含水量增加,K也提高,且呈正相关,在同一土壤含水量条件下,增加温度可提高K,增加幅度Luo土＞黄绵土。由K对数值与温度（t)回归出线性方程可看出,Luo土和黄绵土的水势温度效应(dψ/dt)与K温度效应（dlnK/kt)随ψ增加而降低。     

不同类型水稻土对氮磷养分的吸附解吸特征研究（英文）

为探明不同母质发育的稻田土对氮、磷养分的吸附解吸特征,以湖南省主要稻田土壤红黄泥(HH)、河沙泥(HS)、麻沙泥(MS)和紫色土(ZS)为对象,研究了不同母质发育的稻田土壤对氮、磷的吸附与解吸行为。结果表明:在低氮浓度范围内(0～10 mg/L),土壤氮解吸量大于吸附量;高浓度范围(20～50 mg/L),随着平衡液氮浓度的增加,土壤氮解吸率逐渐降低;当土壤氮吸附量为-57.267～352.400 mg/kg时,不同母质发育的稻田土氮吸附能力降序排列为HS>ZS>HH>MS;当氮解吸量为8.367～37.833 mg/kg时,不同母质发育的稻田土氮解吸能力降序排列为HH>HS>MS>ZS;4种土壤对氮的吸附等温曲线用Linear模型能较好拟合,相关系数在0.928～0.978之间。而在低磷浓度范围内(0～10 mg/L),土壤磷吸附量大于解吸量;当平衡液磷浓度超过10 mg/L时,土壤固持磷的能力减弱,解吸增加,但吸附量仍大于解吸量;当土壤磷吸附量为-110.312～534.961 mg/kg时,不同母质发育的稻田土磷吸附能力降序排列为HS>HH>ZS>MS;当磷解吸量为0.188～14.320 mg/kg时,不同母质发育的稻田土磷解吸能力降序排列为ZS>MS>HS>HH;磷等温吸附曲线与Langmuir、Freundlich模型均能较好拟合,相关系数在0.945～0.995之间。总体而言,湖南省不同母质发育的稻田土对氮、磷的吸附解吸特征均不同,表现为黏性较强的紫色土固持氮的能力最强,可通过有效固持土壤溶液中的氮,降低氮流失风险;而沙性较强的麻砂泥对氮的固持能力最差,氮素流失风险较高;4种水稻土对磷的吸附能力均很强,且解吸率较低,说明湖南省主要稻田土壤对磷的吸附能力很强,流失风险相对较小。     

连作对土壤养分、微生物特性及葡萄产质量的影响

以正茬为对照(CK),研究不同连作年限(1、3、5、7、9、11 a)下葡萄根区土壤养分含量、微生物特性及葡萄产质量变化,以期为解决葡萄连作障碍及其优质丰产栽培提供科学依据。结果表明:葡萄根区土壤养分含量、酶活性、微生物活度总体均随连作年限的增加呈先增加后降低的变化趋势,连作3 a葡萄根区土壤养分含量、酶活性、微生物活度均达到最大,连作3 a以后急剧降低,连作11 a时达到最低,其中土壤全磷含量变化不显著。CK和连作土壤养分含量、酶活性均随土层深度的增加呈下降趋势,呈现出明显的表聚性,在20~30 cm土层CK和连作土壤养分含量、酶活性基本一致。葡萄植株养分含量和产量总体均随连作年限的增加呈先增加后降低的变化趋势,连作3 a达到最大(全钾含量以连作5 a最高);而葡萄甜度随连作年限的增加呈先增加后降低再增加的变化趋势,连作11 a时达到最大,连作年份葡萄甜度均高于CK,其中连作3、5、7、9、11 a差异极显著。综上说明,短期连作(1~5 a)提高了葡萄自身体内养分含量和产量,长期连作(5 a)在一定程度上降低了葡萄自身体内养分含量和产量,而连作均增加了葡萄甜度。