用电导频散法研究Cl-、SO2-4和H2PO-4阴离子与土壤的相互作用

本文介绍了采用电导频散装置测量分别含有10-4mol/L HCl、5×10-5mol/LH2SO4和10-4mol/L H3PO4的黄棕壤、棕壤、黑土和砖红壤悬液(20-30g/kg)的电导频散曲线,频散曲线上均呈现频率范围相当宽的坪区.频散曲线的特性分析结果表明,黄棕壤和棕壤在3种酸溶液中的始散频率(0.6-1kHz)低于黑土悬液(16-28kHz),而砖红壤的始散频率最高(25-47kHz);Cl-、SO2-4和H2PO-4离子与4种土壤的相对亲合力(REC1.5/REC2-1)顺序为Cl-＜SO2-4＜H2PO-4,在不同土壤之间的顺序则随酸溶液而异.     

Cl-、SO42-在酸性土壤中对铝电极电位的影响及其差异

盐分是土壤腐蚀的一个重要影响因素,业已证明,土壤盐分尤其有Cl^-存在时,能加速土壤腐蚀反应^[1,2]。Cl^-、SO₄^2-是土壤中常见的盐分阴离子,它们不但能破坏金属表面的氧化膜,同时由于Cl^-、SO₄^2-都具有特性吸附能力,有可能直接参与腐蚀反应过程。     

SO42-和Cl-对稻田土壤养分及其吸附解吸特性的影响

利用长期定位试验 ,比较了长期施用含SO₄^2-和Cl^- 化肥 22年后稻田土壤的 pH值、养分状况及其吸附解吸特性。结果表明 ,长期施用含SO₄^2-化肥 ,土壤有机质、速效氮和速效钾的含量较高 ,但全量氮磷钾的含量较低 ;长期施用含Cl^- 化肥 ,土壤全量氮磷钾和速效磷的含量较高 ,但pH值相对较低。长期施用含上述二种阴离子的化肥后 ,土壤对H₂PO₄^-的最大吸附量均较大 ,且在Cl^- 处理下土壤对H₂PO₄^-吸附的结合能较大 ,而SO₄^2-处理下土壤在同等吸附量时对H₂PO₄^-的解吸量相应较多。长期施用含SO₄^2-的化肥亦使土壤对钾素的供应强度较大 (ΔK0的绝对值较大 )、缓冲能力增强 (AR0值较高 ) ,而长期施用含Cl^- 的化肥时则与SO₄^2-相反     

红壤中SO42-解吸动力学研究

研究了四种红壤用硫酸盐溶液处理后ＳＯ４２－解吸动力学特点及ｐＨ和温度的影响。结果显示，其最大解吸量在７０％～９４％之间。解吸曲线的数据用Ｅｌｏｖｉｃｈ方程和双常数方程可以很好的拟合。ｐＨ升高时解吸量增加，解吸速度变慢。温度升高时解吸量增加，反应速度加快。根据Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ公式估算出的活化能为２３．３５ ｋＪ ｍｏｌ－１。     

可变电荷土壤对SO42-的吸附

本文研究了三种带可变电荷的红壤在恒定pH和Cl^-离子存在条件下对SO₄^2-的吸附.三种红壤的OH^-释放量分别仅占SO₄^2-吸附量的12%,14%和20%.砖红壤在pH5.0时的电荷变化占所吸附的SO₄^2-的64-82%.作者认为大部分SO₄^2-以置换水合基的方式被吸附.     

土壤对磷酸离子(H2PO4-)吸附的初步研究

土壤中铁铝氧化物胶体,包括层状粘土矿物边缘裸露的铝醇(Aluminol,Al-OH)和铁醇(Ferrol,Fe-OH)对阴离子的吸附,不仅制约某些植物营养元素的有效性,而且还影响某些阴离子对土壤的污染.所以,日益受到人们的注意.     

3 种挺水植物吸收水体NH4+、NO3-、H2PO4- 的动力学特征比较

本文用动力学试验研究了具有景观价值的3 种挺水植物—— 水生美人蕉(Canna generalis)、细叶莎草(Cyperus papyrus)、紫芋(Colocasia tonoimo)对H₂PO₄^-、NH₄⁺、NO₃^- 的吸收特征及差异。试验结果表明: 3 种挺水植物吸收H₂PO₄^- 时, 美人蕉的吸收速率最快, 且在较低离子浓度条件下也可以吸收该离子, 说明其具有嗜磷特性, 能够适应广范围浓度H₂PO₄^- 环境; 吸收NO₃^- 时, 细叶莎草的速率最快, 但对低浓度NO₃^- 环境的适应能力较差, 美人蕉吸收NO₃^- 的特性与细叶莎草刚好相反; 吸收NH₄⁺ 时, 细叶莎草的吸收速率最快, 且在低浓度NH₄⁺ 环境下仍能吸收该离子, 而美人蕉的吸收速率最慢, 但能在低浓度NH₄⁺ 环境下吸收该离子。说明不同植物对养分的吸收特性存在较大差异, 各自的污染水体修复适用范围也不同。美人蕉可用于各种浓度H₂PO₄^- 污染的水体修复; 而NO₃^- 污染严重的水体最适宜用细叶莎草作先锋植物, 修复到一定程度后再种植美人蕉来维持水质; 细叶莎草在各种浓度NH₄⁺ 污染的水体中均适用, NH₄⁺ 污染较轻的水体也可用美人蕉修复。     

CrO42-对两种可变电荷土壤表面电荷的影响

对两种可变电荷土壤的研究结果表明,加入铬酸根(CrO42-)能增加土壤的表面负电荷,减小土壤的表面正电荷的量。CrO42-对表面正电荷的影响程度随体系pH的增加而减小,对负电荷的影响呈相反的趋势。CrO42-对表面电荷的影响程度也随其加入量的增加而增加。CrO42-主要通过自身的吸附来影响土壤的表面电荷,因为伴随着土壤表面电荷的变化,CrO42-在土壤中发生明显的吸附。而且土壤对CrO42-的吸附量随其加入量的增加而增加,随pH的升高而减小,与土壤电荷的变化趋势基本一致。     

用电导热散法研究可变电荷土壤粘粒与离子的相互作用

本工作选用二种可变电荷土壤粘粒(<2μ),分别含有0.35×10^-4-1.3×10^-4mol/L的不同电解质,在不同含水量下,在5—50℃范围内测量其直流电导率的变化。试验结果表明,电导热散法是研究土壤粘粒与离子相互作用的有用手段;电导率-温度曲线上的折点温度是随含水量、电解质种类和土壤类型而不同。在相同含水量下,含有不同电解质的红壤体系的折点温度具有如下的变化顺序:CaCl₂>Na₂SO₄>KCl>Ca(NO₃)₂>NaNO₃;砖红壤体系的折点温度明显高于红壤体系。折点温度的高低是土壤粘粒与离子相互作用强度的反映。     

有机修饰(土娄)土对CrO42-吸附特征的初步研究

以CTMAB（十六烷基三甲基溴化铵）单一修饰和CTMAB＋SDS（十二烷基磺酸钠）混合修饰塿土耕层、粘化层土样，从修饰比例、土层、温度角度探讨了有机修饰塿土对CrO4^2-的平衡吸附特征。结果表明，各供试土样中CrO4^2-平衡吸附量均随CrO4^2-平衡浓度增高而增大，有机修饰土对CrO4^2-的吸附等温线呈现L型等温线形式，原土土样的吸附等温线基本上类似于S型吸附等温线形式，两层次各土样对CrO4^2-的吸附量呈现100CB〉120CS〉50CB〉CK的顺序（100，120，50分别表示修饰比例为100，100＋20，50；CB为CTMAB修饰；cs为CTMAB＋SDS修饰；CK为未修饰原土）；随着平衡浓度的增大，耕层原土对CrO4^2-的吸附能力增加较快而粘化层原土增加较慢，塿土粘化层修饰土样对CrO4^2-的平衡吸附量均高于塿土耕层土样，但修饰比例增高导致两层次土样对CrO4^2-吸附亲和力的差异减小；未修饰原土对CrO4^2-吸附呈现增温效应，粘化层CK土样增温效应高于耕层CK土样，表明增温促进粘粒矿物对CrO4^2-的专性吸附。随平衡浓度的增大，修饰土样CrO4^2-吸附温度效应比值均变化不大，耕层各修饰土样对CrO4^2-吸附呈现增温负效应，而粘化层修饰土样对CrO4^2-吸附的温度效应则与修饰剂和修饰比例有关。     

不同水稻品种对铵态氮和硝态氮吸收特性的研究

采用水培方法研究了不同形态氮素对武育粳 3号 (常规粳稻 )和扬稻 6号 (常规籼稻 )生长的影响及其水稻苗期对NH 4 N和NO-3 N的吸收动力学特征。结果表明 :不同形态氮素对水稻生长影响差异显著 ,铵硝混合营养下水稻的生长最优 ;扬稻 6号比武育粳 3号具有更强的氮素吸收能力 ;不论武育粳 3号或是扬稻 6号 ,单一氮源时NO-3 的Km 值均大于NH 4 ,说明水稻对NH 4 的亲和力大于NO-3 ,武育粳 3号对NH 4 的最大吸收速率小于NO-3 ,而扬稻 6号则极为接近 ;NH 4 的存在均显著降低两个水稻品种对NO-3的吸收速率 ,武育粳 3号和扬稻 6号的NO-3 的Vmax分别比单一硝营养减小 1/ 2和 2 / 3,NO-3 的存在不影响武育粳 3号对NH 4 的吸收速率 ,但使扬稻 6号对NH 4 的吸收速率减小     

NH4+对K+在土壤肥际微域中迁移和转化的影响

NH4^＋和K^＋共施在农田施肥中是很普遍的现象,研究它们共施后二者在土壤中的交互作用对指导施肥具有重要意义。采用室内土柱实验研究了共施条件下NH4^＋对K^＋在红壤和潮土肥际微域中的迁移和形态转化的影响,供试肥料为NH4Cl和KCl。试验结果表明,与单施K^＋相比,共施NH4^＋没有改变肥料钾在红壤和潮土中的迁移距离,但提高了肥际微域中的水溶性钾含量;在靠近施肥点附近,NH4^＋的施用减少了土壤交换性钾含量,这种作用在潮土中的表现不如在红壤中明显;与单施KCl相比,共施NH4Cl明显降低了施肥点附近土壤微域内的非交换性钾含量。研究结果表明,共施NH4Cl减少了土壤晶格对钾离子的固定,增加了钾的淋溶风险。     

基于BP神经网络的不同人为干扰强度下盐渍土SO42-定量分析

SO_4~(2-)是盐渍土阴离子中的主要离子,但目前针对不同人为干扰区域土壤中SO_4~(2-)反演研究却鲜有报道。土壤高光谱与土壤某元素间的关系表现为非线性,传统线性偏最小二乘模型(PLSR)对土壤元素的反演精度有限。本文以新疆昌吉回族自治州境内不同人为干扰区域的盐渍化土壤为研究对象,以土壤的野外高光谱和SO_4~(2-)含量为数据源,对原始(R)和对数(LogR)变换后的高光谱分别进行0阶、一阶和二阶微分预处理,选择通过0.05显著性水平的波段为敏感波段,将敏感波段对应的高光谱反射率作为非线性BP神经网络模型的输入变量,并设定BP的隐藏节点为300,学习速率为0.01,最大迭代次数为1 000,训练函数为trainscg。从SO_4~(2-)的真实值与预测值的散点图、拟合效果图和BP训练过程3个方面,定量分析无人为干扰(A区)和有人为干扰(B区)土壤SO_4~(2-)含量,并与PLSR对比预测精度。仿真显示, A区二阶微分后的BP预测精度优于一阶微分,而B区一阶微分后的BP预测精度优于二阶微分。且不论在A区还是B区, LogR光谱变换的反演精度均优于R。最佳BP模型的相对预测性能(RPD)、决定系数(R2)、均方根误差(RMSE)和迭代次数,在A区分别为3.309、0.906、0.253和8次,在B区分别为2.234、0.844、0.786和45次,表明BP对A区SO_4~(2-)的预测能力非常强(RPD2.5),对B区SO_4~(2-)的预测能力较强(RPD为2.0～2.5)。而在A区和B区两种光谱变换的一阶和二阶微分中, PLSR的RPD值均在1.4与1.8之间,其预测性能一般;在B区的0阶微分中, PLSR的RPD值均小于1.0,其不能对SO_4~(2-)进行预测。因此, BP模型能对不同人为干扰区域的SO_4~(2-)进行有效的定量分析。     

配合施用NH4+-N和NO3--N对旱作水稻生长与水分利用效率的影响

水稻作物通常被认为是典型的喜铵作物 ,然而越来越多的报道认为混合供应NH 4 N和NO- 3 N更有利于作物生长和产量的形成 ,水稻也不例外。水稻旱作后 ,由于土壤中的无机氮大量以NO- 3 N形态存在 ,因而NO- 3 N已成为旱作水稻的重要氮源。本文采用普通湿润冲积新成土进行盆栽试验 ,旨在探讨不同氮素形态比例对旱作水稻生长、产量形成和水分生产效率的影响。结果表明 :覆盖旱作条件下 ,配合施用NH 4 N和NO- 3 N可以显著降低水稻一生的总需水量 ,改善旱作水稻抽穗后功能叶的光合生产能力 ,提高蒸腾水分的干物质和籽粒生产效率 ;NO- 3 N施用比例在 5 0 %时有利于旱作水稻形成最高的生物学产量和籽粒产量 ;NO- 3 N施用达到和超过这一比例则使成熟期水稻根系质量及根冠比下降。     

不同铵硝比对菠菜生长、安全和营养品质的影响

通过水培试验,研究了等氮条件下5种不同铵硝比对菠菜生长和品质的影响。结果表明:(1)从铵硝比100∶0到0∶100,菠菜地上部鲜重不断增加,铵硝比为0∶100时,菠菜的鲜重达最大值;但铵硝比25∶75和0∶100两个处理菠菜的干物重没有显著差异(p<0.05)。(2)随着铵硝比的降低,菠菜茎叶中硝酸盐、亚硝酸盐的含量均表现为线性增加;菠菜茎叶中可溶性草酸的含量和营养液中铵硝比之间呈现出二次曲线相关,在铵硝比为25∶75时,菠菜茎叶中草酸含量最低。适当增施铵态氮有利于降低菠菜硝酸盐、亚硝酸盐及草酸的含量。(3)增铵可以提高菠菜Vc含量,铵硝比为50∶50的处理菠菜Vc含量最高;随着铵硝比的下降,菠菜茎叶中可溶性糖的含量逐渐降低,而粗蛋白的含量则以铵硝比25∶75处理最高。