我国几种主要土壤胶体的NH4+吸附特征

本文讨论我国几种主要土壤胶体的NH₄⁺吸附特征。土壤胶体对NH₄⁺的吸附符合两种表面Langmuir方程。土壤胶体对NH₄⁺的结合能力强弱顺序是:黄棕壤>黑土、(土娄)土>红壤>砖红壤,而NH₄⁺的解吸率大小顺序与此相反。Langmuir吸附方程参数K₁与土壤胶体的粘粒矿物组成有关,并与土壤胶体对NH₄⁺的相对偏好性(A值)呈正相关。Langmuir参数(M₁+M₂)与土壤胶体的CEC呈正相关,去有机质(OM.)前后△K₁与△OM.呈反相关。去有机质可增加土壤胶体对NH₄⁺的偏好性。土壤胶体的NH₄⁺吸附和解吸特征决定于其组成和表面性质,并受有机无机复合作用的影响。永久电荷吸附位对NH₄⁺的偏好性较强,而可变电荷吸附位则较弱。     

黄土性土壤对磷的吸附与解吸

本文报道了黄土性土壤及作为对照的中性水稻土和酸性红壤对磷的吸附与解吸特性。实测吸附曲线与简单Langmuir等温吸附方程最为吻合,全部供试样本的相关系数均达到显著水平;而与Temkin方程和Freundlich方程只是部分吻合。与酸性红壤相比,黄土性土壤是一种弱吸磷能力的土壤,评价其吸磷能力的最适参数是根据简单Langmuir方程求出的最大吸磷量(q_m),支配q_m的土壤性质主要是游离氧的铁含量,其次是粘粒和CaCO₃的含量。黄土性土壤对吸附磷的解吸能力很强,其等温解吸曲线也是可以分成三个区域,代表各种不同能级的吸附磷被解吸的过程。     

施入粉煤灰和污泥对酸性淋溶土镉和铅吸附的影响

The safe recycling of fly ash (FA) and sewage sludge (SS) in the agricultural processes comprises an important environmental technology on waste management. Soils amended with FA and SS may change their ability to adsorb heavy metals due to either increase of soil pH or decomposition of sludge-borne organic matter. Thus, Cd and Pb sorption was investigated by 1-month incubation under soil moisture content at field capacity and room temperature with an acidic Typic Haploxeroalf from central Greece amended with varying amounts of FA and SS. Batch experiments were conducted by equilibrating the soil samples with CaCl₂ solutions containing 0-400 mg Pb L^-1 or 0-100 mg Cd L^-1. The results showed that the Freundlich equation described well the Cd and Pb sorption. Distribution coefficient (K_d) values of Pb were higher than those of Cd in all the treatments of this study. Application of FA increased K_d values for Cd and Pb to 8.2 and 2.3 times more than the controls, respectively. Simultaneous applications of FA and SS caused a K_d increase of 3.8 and 2.1 times compared to the treatments that received only SS for Cd and Pb, respectively. Treatment of SS alone did not significantly change Cd and Pb sorption compared to the controls. The sorption reactions seemed to be mainly affected by soil pH, which was revealed by the significant correlations of Cd and Pb sorption with soil pH. These suggested that fly ash was very useful as a low-cost adsorbent for Cd and Pb and could be used as an ameliorant for biosolid-amended acidic soils.     

细菌在土壤上吸附的研究——以一株假单胞菌(Pseudomonas Sp·)为例

本文以7种土壤作为吸附剂,用从土壤中分离并被32P放射性标记的纯假单胞菌(Psevdomonas sp·)作为吸附质,研究细菌在土壤上的等温吸附。在所选择的实验条件下(pH=7温度为30℃),发现细菌体在土壤上的吸附属于线性等温吸附:Ns=K_BN_W,并且还发现吸附常数K_B的大小与土壤中有机质含量呈正相关(r=0.992)。     

土壤对镉的吸附与解吸——Ⅰ.土壤组份对镉的吸附和解吸的影响

采用选择溶解法研究了有机质、游离铁、无定型硅、铝等土壤组份对青黑土、黄棕壤、红壤和砖红壤胶体吸附和解吸Cd的影响。结果表明,去除有机质后胶体吸附Cd减少,这可能是由于交换吸附的减少所致;游离铁的去除使得黄棕壤、红壤和砖红壤的吸附量显著减少,显示了在这些土壤中游离氧化铁专性吸附的重要性;随着无定形铝含量的上升,吸附量下降,这是因为铝离子占据了高能量的吸附位。经不同处理后的土壤胶体,其Cd的解吸顺序(解吸%)大致为:去无定型硅、铝者>去游离铁者>去有机质者>原胶体,但在不同土壤和不同pH条件下该顺序略有差别。研究结果为控制和改造土壤Cd污染提供了理论依据。     

褐煤腐植酸对钾的吸附特性研究

为给褐煤的有效利用和腐植酸缓效肥的研制提供理论依据，本试验采用吸附等温线的试验方法，探讨了K⁺平衡溶液浓度、平衡时间、pH值及固液比对褐煤腐植酸钾吸附的影响。结果表明：介质pH值升高有利于腐植酸样品对钾的吸附，且能加快吸附反应的速度；当pH<4.4时，K_d1>K_d2，此时以物理吸附为主。当7.12K_d1<K_d2，化学交换占主导地位。其等温吸附曲线符合Langmuir吸附形式，动力学吸附用Elovich方程描速最佳。经硝酸处理后的褐煤腐植酸样品对钾的吸附能力有了一定程度的提高。适宜的固液比能提高2种样品对钾的单位吸附量，分别在固液比为0.06和0.04时达最大，其单位吸附量分别为0.079 g/g和0.094 g/g。     

有机质和陪伴阴离子对土壤吸附Zn的影响

本文研究了土壤有机质和陪伴阴离子对黄棕壤、红壤和砖红壤吸附Zn²⁺的影响。结果表明:土壤有机质含量与吸附Zn²⁺的数量呈正相关;陪伴阴离子对土壤吸Zn²⁺量有显著的制约作用,土壤从ZnCl₂溶液中吸附的Zn²⁺数量高于Zn(NO₃)₂的0.77-1.16倍;△pH值与吸Zn²⁺量呈直线关系。由解吸情况可以判明红壤胶体表面的高能吸附位占的比例明显大于黄棕壤或砖红壤。     

土壤吸附砷酸盐动力学的初步研究

本研究目的是了解陕西省的几种土壤吸附和解吸附砷酸盐的速率和过程,以及其吸附能量。Kuo和Lotse导出的双常数速率公式拟合试验资料优于一级、二级、三级反应公式,抛物线扩散和Elovich公式等五个公式。用双常数速率公式(C=k·C₀·t^1/m)分两段拟合能进一步提高拟合优度。根据Arrhenius公式计算出的吸附活化能是0.70—3.40千卡/克分子。低的活化能表明,供试土壤对砷酸盐的吸附作用是一种完全不同于真溶液条件化学反应的物理学过程。土壤吸附和解吸附砷酸盐的速度和容量受作用时间、温度、溶液∶土壤比率,加入的砷量和浓度,以及土壤特性的影响。粘土的吸附反应常数(k),吸附量比沙壤土大。而沙壤土有高的解吸附反应速度常数(k_-1^'),砷酸盐容易被解吸附而释放出来。     

土壤对重金属离子的竞争吸附

本文研究了理化性质不同的黄棕壤、红壤和砖红壤对Zn、Ni、Co的竞争吸附。采用含有不同重金属离子量的0.05molL^₁Ca(NO₃)₂溶液平衡,pH为5.5。结果表明,其吸附量的顺序:黄棕壤>砖红壤>红壤。对各离子的选择性为:Zn>Ni≥Co。竞争吸附的机制与非竞争吸附有明显的不同。其特征首先表现在吸附量上,竞争吸附要比非竞争吸附高得多。特别明显的,土壤去掉游离氧化铁后其吸附量不但不降,反而有不同程度的增加,Zn²⁺表现尤为突出;影响吸附量很大的陪伴阴离子作用受到严重抑制;反映土壤与重金属离子间作用能力大小的pH₅₀的变化符合吸附等温线的特点。其次根据土壤对重金属离子的吸附和解吸的情况,可以认为,红壤胶体表面吸附位数量远不及黄棕壤和砖红壤,但高能吸附位的比例高。     

不同利用方式红壤反硝化势和气态产物排放特征

采用厌氧培养-乙炔抑制法测定了4种不同利用方式红壤的反硝化势和气态产物N₂O和N₂的排放速率。结果表明，不同利用方式红壤反硝化势和N₂O和N₂的排放速率差异明显，土壤反硝化势强弱顺序依次为：竹林>茶园>林地>旱地。反硝化势与土壤有机碳(P<0.05)、厌氧培养期间土壤CO₂累积排放量(P<0.01)、nirS基因丰度( P<0.05)和nirK基因丰度(P<0.05) 呈显著正相关关系。逐步回归分析结果表明，CO₂累积排放量表征的易矿化碳是造成不同利用方式红壤反硝化势差异的主要原因，可以解释反硝化势变化的66%(P<0.01)。不同利用方式红壤N₂O和N₂排放速率差异明显，旱地红壤N₂O和N₂排放速率均最低，表明土壤pH的提升并没有增加旱地红壤的反硝化损失风险和N₂O排放速率。土壤易矿化有机碳含量也是影响不同利用方式红壤N₂O和N₂排放速率的主要因素。反硝化功能基因nirS、nirK和nosZ的丰度均与CO₂累积排放量呈显著正相关关系，进一步支持了土壤易矿化有机碳含量是影响不同利用方式红壤反硝化势和气态产物排放的主要因子。土壤pH是影响不同利用方式红壤反硝化气态产物N₂/N₂O的主要因素，但是pH影响红壤N₂/N₂O的微生物机制仍需要进一步研究。     

中国南亚热带乡土针阔树种人工林土壤不同形态铁铝氧化物对有机碳含量的影响

[目的] 探究南亚热带地区乡土针阔树种人工林土壤不同形态铁铝氧化物对土壤有机碳含量的作用特征,为深入理解该地区乡土树种人工林土壤有机碳积累机理提供科学依据。[方法] 以位于广西壮族自治区凭祥市的中国林业科学研究院林业试验中心的马尾松(Pinus massoniana)纯林、格木(Erythrophleum fordii)纯林和马尾松—格木混交林3个乡土针阔树种人工林为研究对象,应用电感耦合等离子体发射光谱仪以及重铬酸钾法分别测定各林分不同土层(0—20,20—40,40—60 cm)土壤铁铝氧化物含量和有机碳含量,采用方差分析法检验各观测指标在不同林分不同土层间的差异性,利用Pearson相关分析法探讨土壤不同形态铁铝氧化物与有机碳之间的关系。[结果] 马尾松—格木混交林土壤有机碳含量显著高于马尾松林和格木林,且3个林分土壤有机碳含量均随土层深度增加而减少;3个人工林土壤中各形态铁铝氧化物含量总体表现为：游离态氧化铁(Fe_d)＞游离态氧化铝(Al_d)＞无定形氧化铁(Fe₀)＞无定形氧化铝(Al_o)＞络合态氧化铁(Fe_p)＞络合态氧化铝(Al_p);土壤Fe_d与土壤有机碳含量显著负相关(p＜0.05),而土壤Fe_o,Fe_p和Al_p与土壤有机碳含量呈显著正相关关系(p＜0.05)。[结论] 南亚热带乡土针阔树种人工林土壤Fe_d含量高,因而增强了土壤有机碳的矿化能力,Fe_o,Fe_p和Al_p含量虽少,但有助于提升土壤有机碳的固持与稳定。     

乙酰苯胺(Acetanilide)除草剂在土壤中的吸附及其组分: Ⅳ. Acetanilide乙酰苯胺在土壤中的吸附及其与土壤性质的相关性

Sorption of acetanilide herbicides, metolachlor, acetochlor, pretilachlor and butachlor on eight soils with various physical and chemical properties was studied. The adsorption isotherms could fit Freundlich equation well (r² ≥ 0.91) and the adsorption extents increased in the order: metolachlor < acetochlor < pretilachlor < butachlor. The product of Freundlich adsorption constants, K_f (1/n), showed to have a good correlation with organic matter content (OM) of soils for each of these herbicides, suggesting that OM is the primary factor dominating in the adsorption process of these acetanilide herbicides. Multivariant correlation regression between K_f (1/n) and two factors, water solubility (S_w) of herbicides and OM, was also performed. K_f (1/n) correlated with 1/S_w and OM/S_w well, showing that high S_w corresponds to a weak tendency to adsorb on soils. Infrared (IR) spectra and electron spin resonance (ESR) parameters confirmed that multifunctional H-bonds and charge-transfer bonds were the main adsorption mechanisms of these acetanilide herbicides. The abilities of herbicides to form these adsorption bonds with HA increased in the same order as the extent of adsorption.     

土壤对磷的吸持特性及其与土壤供磷指标之间的关系

本试验测定了浙江省几种代表性土壤对磷的等温吸持特性。实测值与Frundlich、Langmuir、两项式Langmuir和Temkin方程都很符合,相关系数变化范围在0.919-0.999之间,都达到极显著水平。其中以简单Langmuir等温式与本实验资料最为吻合。从Langmuir方程得到的土壤吸持特性值(k×q_m)被认为与土壤供磷特性有关。几种供试样品的(k×q_m)值是:针铁矿21100>黄筋泥4218>黄筋泥田991>青紫泥798>粉泥田660>高岭石485>老黄筋泥田423>泥质田298。根据土壤吸持特性值以田菁进行盆栽试验来估算作物磷肥需要量,结果表明,供磷强度0.3ppm P基本能满足田菁早期生长的需要。为使不同土壤达到相同的供磷强度,(k×q_m)值大的土壤要求更高的有效磷值。供试土壤的几种磷素指标:E值、Bray1-P值和(NaOH-Na₂C₂O₄)法值对(k×q_m)值的变化比较敏感,而EDTA-P和Olsen-P指标对(k×q_m)值的变化较为迟钝。     

土壤电化学性质的研究——Ⅹ.红壤胶体的表面性状和离子专性吸附对表面电荷性质的影响

根据可变电荷和永久电荷共存的土壤体系的模式,研究了一个砖红壤和一个红壤胶体的表面电荷特性。由于两种土壤胶体的矿物成分和铁铝氧化物的含量不同,砖红壤胶体的pH。值、ZPNC和IEP都高于红壤胶体者。红壤胶体的永久负电荷量多,其pH₀与ZPNC的差值也大。土壤加3%的有机质淹水培育4个月后,胶体的腐殖质含量增加不足0.5%,对胶体的pH₀的影响不明显。砖红壤胶体用磷酸盐或硅酸盐处理后,表面正电荷减少,负电荷增多,pH₀值和IEP都降低。磷酸盐的效应较硅酸盐为甚。不同浓度的KCl溶液中存在少量SO₄^2-时,砖红壤胶体的正电荷减少,负电荷增加,ZPNC和pH₀值降低;如存在少量Ca²⁺,则pH₀值升高。以单一的K₂SO₄、为支持电解质时,pH₀值较KCl者为高。     

土-水体系中电导频散的影响因素

用红壤、赤红壤和砖红壤3种土壤胶体,测定胶体悬液在不同频率时的电导和直流电导,用以观察频散现象。结果表明,各种胶体的电导频散能力因土壤类型而异,红壤最强,赤红壤次之,砖红壤最弱。呈现明显频散所需要的频率,红壤和赤红壤为10千赫左右,砖红壤约为100千赫。可变电荷土壤的类型对电导频散的影响与土壤胶体所带的电荷总量密切相关。对于同一种胶体,悬液相对电导率(某一频率时的电导率与300赫时的电导率之比)随胶体浓度的增加而变大。红壤悬液在各种电解质存在时的电导频散曲线的形状不同,其中KCl者为一斜上直线,Ca(NO₃)₂,和CaCl₂,者则为上翘的曲线。在1到100千赫之间,频散的顺序为:KCl>Ca(NO₃)₂>CaCl₂。呈现明显频散所需要的频率,对KCl者为1千赫左右,Ca(NO₃)₂者约为10千赫,CaCl₂者高达100千赫左右。在同一频率下,红壤胶体悬液的相对电导率随KCl溶液浓度的增加(10^-5—10^-3mol/L)而减小。     

不同有机替代方式下稻田土壤胶体磷流失潜力研究

土壤胶体因具有较大的比表面积及较强的吸附与迁移能力，其所携带的磷（胶体磷）已成为农田磷流失过程中的重要形态。为评估不同有机替代方式下稻田土壤胶体磷（P_coll）的活性和流失潜力，本文依托两种有机肥部分替代化肥（控氮控磷与控氮不控磷）方式下稻麦轮作长期定位试验，探讨了P_coll含量变化、流失风险及其与不同土壤活性磷组分之间的关系。控氮控磷试验（4 a）设有3个处理：不施磷肥（CK）、单施化肥（CF）、猪粪有机肥替代30%化学磷肥（OF）；控氮不控磷试验（24 a）设有3个处理：不施肥（CK）、单施化肥（CF）、猪粪有机肥替代40%化学氮肥（OF）。结果表明：在控氮控磷条件下，有机替代处理较单施化肥处理，土壤有机碳（SOC）、P_coll含量及其流失潜力（LPP）均无显著性差异，胶体钼蓝反应磷占比（R_MRP，MRP_coll/P_coll）显著降低1.76%（P < 0.05）。在控氮不控磷条件下，有机替代处理的土壤P_coll和SOC含量分别为13.08 mg/kg和20.19 g/kg，显著高于单施化肥78%和212.6%（P < 0.05）；较单施化肥，土壤LPP和R_MRP分别显著升高了1.89%和16.05%（P < 0.05）。两种有机替代方式下土壤P_coll与土壤全磷（TP）、真溶解态磷（TSP）、Olsen-P、CaCl₂-P等均呈极显著正相关（P < 0.01）；与土壤有机碳（SOC）在控氮不控磷条件下呈极显著正相关（P < 0.01），在控氮控磷条件下无显著相关性。以上结果表明，较控氮控磷有机替代方式，长期仅控氮的有机肥施用显著增加了土壤有机碳、胶体磷和不同活性磷组分含量，磷流失风险升高。因此，有机肥部分替代化肥养分等量控制是改善农田磷流失可行的施肥方式。     

有机酸对几种土壤胶体吸附解吸镉离子的影响

用平衡法研究了有机酸对土壤胶体吸附 解吸Cd2 的影响。结果表明 ,黄棕壤、红壤、砖红壤胶体Cd2 最大吸附容量 (Qm)分别为 4 3 7、16 8、1 5 8mmolkg-1。在加入Cd2 浓度相同的条件下 ,土壤胶体Cd2 吸附量随有机酸浓度的升高呈峰形曲线变化。当有机酸与Cd2 共存时 (竞争吸附 ) ,低浓度的草酸 (小于0 5～ 2mmolL-1)或柠檬酸 (小于 0 0 2 5～ 0 2mmolL-1)提高Cd2 吸附量 ,高浓度的草酸或柠檬酸能降低Cd2 吸附量。吸附有机酸后的土壤胶体 (次级吸附 )对Cd2 次级吸附量的影响与竞争吸附一致 ,但两者的Cd2 吸附量变化幅度不一样。这是由于两种吸附体系液相中有机酸残留浓度不同所致。土壤胶体吸附态Cd2 的解吸结果表明 ,草酸浓度不仅影响Cd2 的总解吸量、总解吸率 ,还影响土壤胶体表面KNO3 解吸态与DTPA解吸态Cd2 的分配比例     

电解质种类和浓度影响磷酸根解吸的机理研究

本文研究了吸附性阳离子、电解质浓度和组成影响几种矿物和土壤吸附态磷的解吸的机理。结果表明,吸附性阳离子影响磷酸根解吸与离子桥有关。桥接静电场愈强,被束缚磷的释放就愈困难。电解质阳离子对磷酸根解吸的影响则取决于其对表面负电荷的屏蔽效应。阳离子电价高,屏蔽作用大,磷解吸就少。电解质浓度影响吸附态磷的解吸主要与表面电位的变化有关。当pH>PZC值时,提高电解质浓度降低表面负电位,从而减少磷的吸附;当pH<PZC时,提高电解质浓度则降低表面正电位,促进磷的解吸。磷酸根解吸盐效应零点(P_PZSE)值一般都介于土壤或矿物样品吸附磷酸根前后测得的两个PZC值之间。不同浓度电解质溶液中磷解吸量之差与吸附层电位变化量(△ψ_x)呈正相关。     

土壤溶液动态变化和CdCO3, CdS的平衡研究

土壤渍水后带来了一系列的电化学和化学变化,pH、氧化还原电位(Eh)、电导(EC)、离子交换、吸附和解吸、化学动力学和化学平衡等都有着显著的改变^[9,11,13],它们影响着土壤肥力状况和植物对毒性元素的吸收。本文报道了在添加Cd,P,Zn化合物的情况下土壤溶液动态变化和CdCO₃,CdS平衡研究的结果。     

冰糖橙种植园土壤团聚体特征及其影响因素

[目的] 探究冰糖橙种植园土壤团聚体的特征以及影响因素,为减少土壤侵蚀,增加柑橘园土壤保水保肥能力提供科学参考。 [方法] 采集板页岩风化物、紫色砂岩风化物、砂岩风化物、第四纪红土风化物发育的冰糖橙种植园土壤样本,并同步收集相关的耕作、地理等信息;采用土壤结构稳定性指标R_0.25,GWD,MWD、分形维数(D)与土壤可蚀性K值对团聚体及其有机碳含量等进行方差分析、相关分析。 [结果] ①粒径＞0.25 mm的团聚体占总团聚体的78%～85%。随着团聚体粒径减小,分级土壤含量整体呈逐渐减小趋势。 ②4种母质发育的土壤GWD在0.536～0.797之间;MWD在0.890～1.208之间;分形维数(D)在2.434～2.480之间;土壤可蚀性K值在0.060 8～0.069 7之间。 ③有机碳含量随着粒径增大有先减小后增大趋势,整体上呈V形分布,其中0.250～0.053 mm微团聚体的有机碳含量最低;大团聚体的有机碳相对贡献率在82%～87%。 ④随着种植年限增加,外源有机碳的不断输入,土壤结构稳定性指标R_0.25,GWD与MWD极显著增大,分形维数(D)与土壤可蚀性K值极显著减小;说明土壤结构的稳定性在不断增强。 [结论] 研究区冰糖橙种植园大团聚体含量高,土壤稳定性较强;且各母质的土壤稳定性处于同一水平。成土母质的砂粒含量与人为扰动直接对团聚体稳定性产生作用、外源有机碳、种植年限,纬度与海拔共同作用于有机胶结物质来影响土壤稳定性。