台湾土壤铵固定的研究

概括土壤铵固定及固定态铵释放研究的历史及现状，重点介绍台湾土壤固定铵的研究成果，包括土壤粘粒不同层面电荷、粘粒表面铵离子交换选择性、粘粒表面净零电荷点和净表面电荷、表面电荷非均匀性等对铵固定的影响，供铵固定电学特性研究参考     

湖南主要耕地土壤固定态铵含量与最大固铵容量的剖面变化特征

通过野外调查取样、室内培养试验和分析测定,研究了湖南主要旱地土壤和稻田土壤固定态铵含量与最大固铵容量的剖面变化特征及其影响因素.结果表明:(1)水田土壤剖面中固定态铵含量大致有3种变化模式:固定态铵含量随剖面深度的增加而升高,固定态铵含量随剖面深度的增加而减少以及亚表层固定态铵含量明显增大或减少;旱地土壤剖面中固定态铵含量大致有2种变化模式:大部分土壤剖面中固定态铵含量在0～40 cm无明显变化,在40 cm以下固定态铵含量明显升高;少数土壤剖面中固定态铵含量无明显的垂直变化,比水田土壤固定态铵含量的垂直变化要小得多.土壤固定态铵占土壤全氮的相对含量均随深度增加而增大:水田土壤表层(0～20 cm)平均为(15.1±6.6)%,亚表层(20～40 cm)为(25.9±11.7)%,表下第三层(40～75 cm)为(34.6±16.3)%;旱地土壤表层(0～20 cm)平均为20.6%;亚表层(20～40 cm)为32.4%;表下第三层(40～75 cm)为48.2%.(2)水田土壤剖面中土壤最大固铵容量仅2种变化模式:随剖面深度的增加而升高以及亚表层最大固铵容量均大于表层及表下第三层;旱地土壤剖面中最大固铵容量随深度的变化无一定规律,但同一土壤剖面中上下土层最大固铵容量的差异均较水田土壤小.(3)土壤粘粒含量和粘土矿物组成是决定土壤固定态铵含量及最大固铵容量的两个主要因素.供试水田土壤粒径<0.02 mm粘粒中2∶1型粘土矿物以水云母为主,其中,0.002～0.02 mm粘粒的水云母含量远高于粒径<0.002 mm粘粒的水云母含量.相关分析表明,水田土壤的固定态铵含量和最大固铵容量均与粒径<0.02 mm粘粒的2∶1型粘土矿物总量和水云母含量以及粒径0.002～0.02 mm粘粒的2∶1型粘土矿物总量和水云母含量均呈极显著或显著正相关,表明供试土壤的固铵基质主要是粘粒中的水云母矿物.     

湖南主要耕地土壤的固定态铵含量与最大固铵容量

【目的】了解湖南耕地土壤的固定态铵状况及其在土壤供氮中的作用。【方法】通过野外采样、室内培养和分析测定等手段,研究了湖南省主要母质发育的耕地土壤固定态铵含量与最大固铵容量及其影响因素。【结果】(1)由于成土母质的多样性以及不同农业生产方式的影响,不同类型耕地土壤固定态铵含量差异甚大。水田土壤变化于(135.4±57.4)～(412.8±32.4)mg·kg-1之间,平均为(304.7±96.7)mg·kg-1;旱地土壤变化于(85.6±25.4)mg·kg-1至435.7mg·kg-1之间;平均为(230.1±89.2)mg·kg-1。不论旱地土壤还是水田土壤,固定态铵的绝对含量主要受成土母质的影响。由湖积物和板页岩风化物发育的土壤固定态铵含量最高,而由花岗岩风化物发育的土壤固定态铵含量最低;但是旱地土壤固定态铵占土壤全氮含量的百分数要高于水田土壤,水田土壤固定态铵占土壤全氮含量的百分数变动在(6.1±3.6)%～(16.6±4.6)%之间,平均为(14.0±5.1)%,旱地土壤固定态铵占土壤全氮含量的百分比变动在(5.8±2.0)%～(40.1±17.8)%,平均为(23.5±14.2)%。(2)不同土壤最大固铵容量的大小顺序与固定态铵含量基本相同,但供试土壤“新固定的”固定态铵占最大固铵容量的比例大部分在20%以下,这与供试土壤的肥力水平较高,土壤的大部分固铵位点已被铵饱和有关。(3)土壤粘粒含量和粘土矿物组成是决定土壤固定态铵含量及最大固铵容量的两个主要因素。研究表明,水田土壤<0.02mm粘粒中2﹕1型粘土矿物以水云母为主,其中,0.02～0.002mm粘粒中水云母含量远高于<0.002mm粘粒中水云母含量。相关分析表明,水田土壤的固定态铵含量(y1)和最大固铵容量(y2)与<0.02mm粘粒中2﹕1型粘土矿物总量(x1)和水云母含量(x2)以及0.02～0.002mm粘粒中2﹕1型粘土矿物总量(x3)和水云母含量(x4)均呈极显著或显著正相关,但与<0.002mm粘粒中2﹕1型粘土矿物总量和水云母含量的相关性不显著,说明供试土壤的固铵基质主要是<0.02mm粘粒的水云母矿物。【结论】以上结果表明,固定态铵是湖南耕地土壤的主要氮素形态和氮素资源,特别是旱地土壤固定态铵占土壤全氮含量的百分数高于水田土壤。所以,在土壤对作物的氮素营养,尤其是对旱地作物的氮素营养中有着重要作用,值得进一步研究。     

湘南第四纪红壤的粘粒矿的组成,肥力特点与表面化学性质

用Ｘ－射线衍射分析仪和电化学测试方法研究不同农业利用方式对湘南第四纪红壤母质及其发育土壤的粘粒矿物组成和表面电荷特性的影响。结果表明，湘南第四纪红壤母质的矿物组成以高岭石为主，其次是１．４ｎｍ过渡矿物，经过人为耕种尤其在水田条件下，土壤粘粒中蛭石和水云母的含量增加，铁的活化度增大。土壤表面电荷数量和电荷零点也发生相应改变，土壤肥力得到改善。     

土壤中非代换铵的行为——Ⅳ.非代换铵的水平及垂直分布与土壤颗粒组成的关系

在西北24种的基础上,逐次递加杨陵12种、澄城县6个层次的土壤和杨陵另外20种土壤,以构成不同容量的样本。采用相关分析及卡方检验的方法,分别研究了非代换铵含量与颗粒组成、非代换铵的水平分布类型与粘粒分布类型的关系。结果表明,土壤非代换铵含量主要受土壤粘粒含量的影响。土壤粘粒是非代换铵的载体,其含量多少决定着非代换铵的水平;非代换铵的垂直分布与粘粒含量有密切关系,非代换铵的水平分布类型也受粘粒分布类型的制约。     

湘南第四纪红壤的粘粒矿物组成、肥力特点与表面化学性质

用X-射线衍射分析仪和电化学测试方法研究不同农业利用方式对湘南第四纪红壤母质及其发育土壤的粘粒矿物组成和表面电荷特性的影响。结果表明,湘南第四纪红壤母质的矿物组成以高岭石为主,其次是1.4nm过渡矿物。经过人为耕种尤其在水田条件下,土壤粘粒中蛭石和水云母的含量增加,铁的活化度增大。土壤表面电荷数量和电荷零点也发生相应改变,土壤肥力得到改善。     

塿土固定铵动力学的研究

采用传统的振荡平衡法探讨土耕层和粘化层土样固定铵的动力学特性。结果表明，Ｅｌｏｖｉｃｈ和一级扩散动力学方程最适于描述铵固定动力学特性，表现在相关系数ｒ值大，标准误（ＳＥ）小；抛物扩散律能较满意的描述实验数据，表明铵固定属扩散控制过程。根据实验数据分别建立了不同温度、铵浓度、土样的动力学方程。由动力学一级方程确定了固铵速度常数和固铵半时值。并讨论了时间、介质温度、铵数量、粘粒数量对土壤固铵的影响。     

长江中下游第四纪沉积物发育土壤的研究─—电荷特性及其分类意义

对长江中下游地区第四纪沉积物发育土壤的电荷特性作了初步研究，结果表明：①土壤有效阳离子交换量（ＥＣＥＣ）值，粘盘壤＞粘盘黄棕壤＞棕红壤＞红壤；阴离子交换量ＡＥＣ，可变电荷量ＣＥＣｖ／ＣＥＣ＿３．２，电荷零点ｐＨ＿０，粘盘壤＞粘盘黄棕壤＞棕红壤＞红壤。②土壤的电荷特性与土壤的粘粒矿物组成和氧化物数量有关，它可以很好地显示土壤的发育程度，③土壤的电荷特性可用于土壤分类，作者对此提出了相应的指标值。     

Lou土固定铵动力学的研究

采用传统的振荡平衡法探讨Ｌｏｕ土耕层和粘化层土样固定铵的动力学特性。结果表明，Ｅｌｏｖｉｃｈ和一级扩散动力学主了适于描述铵固定动力学特性，表现在相关系数ｒ值大，标准误（ＳＥ）小；抛物扩散律能较满意的描述实验数据，表明铵固定属扩散控制过程。根据实验数据分别建立了不同温度，铵逍度，土样的动力学方程。由动力学一级方程确定了固铵速度常数和固铵半时值。并讨论了时间，介质温度，铵数量，粘粒数量对土壤固铵的影响     

铵的矿物固定与水稻吸收

用采自江苏省主要水稻土种和少数南方省份的水稻土１５个。盆栽试验表明：（１）淹水条件下土壤矿物对施入的肥料铵以及土氮矿化铵具有一定的固定能力，但不同土壤之间差异很大，其固定量受矿物组成、粘粒含量、石灰性反应等因素影响；（２）大部分被铵大多数土壤上可以重新释放出来被水稻吸收，但能否全部重新释放则与粘土矿物组成有关。被蛭石固定的难以释放，而被水云母，蒙脱石固定的释放；（３）被固定铵的释放高与水稻吸氮高峰     

长江中下游第四纪沉积物发育土壤的研究：电荷特性及其分类意义

对长江中下游地区第四纪积物发育土壤的电荷特性作了实步研究，结果表明：（１）土壤有效阳离子效换量（ＥＣＥＣ）值，粘盘壤＞粘盘黄棕壤＞棕红壤＞红壤；阴离子交换量ＡＥＣ，可变电荷量ＣＥＣＶ／ＣＥＣ８，２，电荷零点ＰＨ０，粘盘壤＜粘盘黄棕壤＜棕红壤＜红壤。（２）土壤的电荷特性与土壤的粘粒矿物组成和氧化物数量有关，它可以很好地显示土壤的发育程序。（３）土壤的电荷特性可用于土壤分类，作者对此提出了相应的指标值     

铵的矿物固定与水稻吸收

用采自江苏省主要水稻土种和少数南方省份的水稻土１５个。盆栽试验研究表明：（１）淹水条件下土壤矿物对施入的肥料铵以及土壤氮矿化铵具有一定的固定能力，但不同土壤之间差异很大，其固定量受矿物组成、粘粒含量、石灰性反应等因素影响；（２）大部分被固定的铵在多数土壤上可以重新释放出来被水稻吸收，但能否全部重新释放则与粘土矿物组成有关。被蛭石固定的难以释放，而被水云母、蒙脱石固定的容易释放；（３）被固定铵的释放高峰与水稻吸氮高峰基本一致；（４）在盆栽条件下由矿物固定的按所提供的氮占水稻吸氮总量中的比例，在吸氮高峰期可达１．４％～８９．６％。     

安徽沿淮地区几种类型土壤表面电荷特征

用Mechlich法研究沿淮地区几种类型土壤的电荷数量,结果表明：不同类型土壤电荷数量、电荷性质存在明显差异。供试土壤负电荷量大于土壤正电荷量,土壤永久负电荷量大于可变负电荷量。在沿淮几种土壤中,黄棕壤、黄褐土CECv／CEC8．2≥0．4,为可变电荷土壤,潮土和砂姜黑土为恒电荷土壤。土壤性质是土壤表面电荷的主要影响因素,CECv和CEC8．2主要受土壤pH和粘粒含量的影响,AEC主要受土壤有机质的影响。     

土壤粘粒吸附脲酶特征的研究

研究了 8种土壤粘粒对脲酶的吸附情况 ,结果显示 ,土壤粘粒对脲酶吸附 12 0 min可达平衡。土壤粘粒对脲酶的吸附等温线为 L型 ,可用双表面 L angm uir方程较好描述。初步认为土壤粘粒对脲酶吸附为化学吸附和物理吸附 ,且以化学吸附为主     

不同类型土壤N、K的转化特征

土壤硝化力主要受土壤ｐＨ值制约，红壤硝化力最强，冲积土次之，滨海盐土最弱．土壤对ＮＨ＋４和Ｋ＋的固定，主要决定于粘粒矿物的类型和含量．红壤固定容量小，保肥稳肥能力弱，Ｎ素损失量高；冲积土和滨海盐土固定容量大，保肥稳肥能力强，Ｎ素损失少．提高供Ｋ水平，将会促进Ｎ素释放，抑制铵固定．而提高土壤Ｎ素水平，由于Ｎ素转化的复杂性，对Ｋ＋的固定与释放的影响没有明显的规律性     

土壤对铵的矿物固定及固定态铵释放的研究进展

概述了近年来国内外学者在土壤对铵的矿物固定与土壤固定态铵的释放研究方面的进展情况，包括土壤固定态铵的含量、土壤对铵的矿物固定机制、土壤对铵的矿物固定及其释放的动力学与其影响因素，并对今后的进一步研究进行了展望。     

土壤环境中粘粒的分散-凝聚行为及其影响因素

本文研究了一般无机离子,重金属离子,表面活性剂和高分子化合物对土壤粘粒分散凝聚行为的影响,以期为土壤环境的保护与管理提供理论依据。结果表明i:)一般无机离子可通过对粘粒表面扩散双电层的压缩作用导致粘粒凝聚,且离子价数越高压缩作用越强i;i)重金属离子在粘粒上的专性吸附,导致其对扩散双电层的压缩作用更强i;ii)阳离子表面活性剂在较低浓度时可形成粒间疏水性表面胶束使粘粒凝聚,而在较高浓度时可形成粒内亲水性表面胶束使粘粒分散i;v)阳离子型高分子化合物在较低浓度时对粘粒的架桥作用可使粘粒凝聚,而在较高浓度时的静电斥力可使粘粒分散;v)随着pH的升高,粘粒由于表面负电荷的增加而趋于分散。以上说明:双电层的压缩、专性吸附、粒间疏水性表面胶束和架桥作用等均可使土壤粘粒凝聚,降低其稳定性。     

不同类型土壤N,K的转化特征

土壤硝化力主要受土壤ｐＨ值制约，红壤硝化力最强，冲积土次之，滨海盐土最弱。土壤对ＮＨ４＾＋和Ｋ＾＋的固定，主要决定于粘粒矿物的类型和含量。红壤固定容量小，保肥稳肥能力弱，Ｎ素损失量高；冲积土和滨海盐土固定容量大，保肥稳肥能力强，Ｎ素损失少。提高供Ｋ水平，将会促进Ｎ素释放，抑制铵固定。而提高土壤Ｎ素水平，由于Ｎ素转化的复杂性，对Ｋ＾＋的固定与释放的影响没有明显的规律性。     

DNA在土壤活性颗粒表面的结合机制及其稳定性和生物活性

采集我国地带性土壤山东泰山天外村棕壤,分 离提取粗胶体(0.2～2.0μm)和细胶体(<0.2 μm),对两部分胶体进行去有机质和不去有机质处 理,得到0.2～2.0 μm含有机质粘粒、0.2～2.0 μm 去有机质粘粒、<0.2 μm含有机质粘粒和<0.2 μm去有机质粘粒.以上述不同型的棕壤胶体、 蒙脱石、羟基铝一蒙脱石复合物,高岭石和针铁矿为 试验材料,研究DNA在土壤胶体和矿物表面的吸 附解吸行为和结合机制、固定态DNA的稳定性和 细胞转化、固定态质粒DNA的PCR扩增以及土壤 胶体和矿物对微生物代谢活性的影响,获得如下主 要结果:     

垃圾渗滤液水溶性有机物在土壤中的吸附行为

采用序批次吸附试验,研究了不同填埋年限垃圾的渗滤液在土壤中的吸附影响。结果表明,对来自不同填埋年限的垃圾渗滤液在2种土壤上的吸附等温线采用“原始质量吸附方程”拟合表现出良好的相关性(r2>0.96),其吸附量与土壤中有机碳含量、粘粒含量及电荷密度与种类等有关。在垃圾渗滤液的同一初始浓度下,红壤对垃圾渗滤液的平均净吸附量是潮土的1.74倍。填埋年限较长的垃圾渗滤液与土壤有较高的亲和力。