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     

Fixed Ammonium Content and Maximum Capacity of Ammonium Fixation in Major Types of Tillage Soils in Hunan Province, China

In order to understand the status of fixed ammonium, fixed ammonium content, maximum capacity of ammonium fixation, and their influencing factors in major types of tillage soils of Hunan Province, China, were studied with sampling on fields, and laboratory incubation and determination. The main results are summarized as follows: (1) Content of fixed ammonium in the tested soils varies greatly with soil use pattern and the nature of parent material. For the paddy soils, it ranges from 135.4 ± 57.4 to 412.8 ± 32.4 mg kg⁻¹, with 304.7 ± 96.7 mg kg⁻¹ in average; while it ranges from 59.4 to 435.7 mg kg⁻¹, with 230.1 ± 89.2 mg kg⁻¹ in average for the upland soils. The soils developed from limnic material and slate had higher fixed ammonium content than the soils developed from granite. The percentage of fixed ammonium to total N in the upland soils is always higher than that in the paddy soils. It ranges from 6.1 ± 3.6% to 16.6 ± 4.6%, with 14.0% ± 5.1% in average for the paddy soils and it amounted to 5.8 ± 2.0% to 40.1 ± 17.8%, with 23.5 ± 14.2% in average for upland soils. (2) The maximum capacity of ammonium fixation has the same trend with the fixed ammonium content in the tested soils. For all the tested soils, the percentage of recently fixed ammonium to maximum capacity of ammonium fixation is always bellow 20% and it may be due to the fact that the soils have high fertility and high saturation of ammonium-fixing site. (3) The clay content and clay composition in the tested soils are the two important factors influencing their fixed ammonium content and maximum capacity of ammonium fixation. The results showed that hydrous mica is the main 2:1 type clay mineral in <0.02 mm clay of the paddy soils, and its content in 0.02–0.002 mm clay is much higher than that in <0.002 mm clay of the soils. The statistical analysis showed that both the fixed ammonium content and the maximum capacity of ammonium fixation of the paddy soils were positively correlated with the total 2:1 type clay mineral content and hydrous mica content in <0.02 mm clay and 0.02–0.002 mm clay at the significant level of P_0.01 or P_0.05, respectively, but not correlated with the total 2:1 type clay mineral content and hydrous mica content in <0.002 mm clay significantly. It demonstrated that the ammonium-fixing matrix of the tested soils mainly exists in the 0.02-0.002 mm clay. The above-mentioned results showed that fixed ammonium is a major form of N in the tillage soils in Hunan Province, China. It would play an important role in N nutrition of crops, especially for upland crops, and deserve to be further researched.     

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。     

华中地区几种可变电荷土壤对SO4^2—吸附的研究

本文研究了华中地区红壤等4种土壤对SO4^2-的吸附性质。紫色土的粘土矿物组成主要是水云母等2：1型粘土矿物，有机质含量低，不含交换酸，不能吸附SO4^2-。红壤（湖北、湖南各取一个样）、黄棕壤的粘土矿物组成以高龄石、水云母为主，黄棕壤还含有14埃矿物等，土壤粘粒表面具有一定量的可变负电荷；对SO4^2-的吸附量均随酸度增高而增大，在酸度时，均服从Langmuir吸附等温式和Freundlich吸附等温式。土壤吸附了SO4^2-后表面负电荷增多，对Cu^2 的次级吸附量随之增加，并与SO4^2-初级吸附量有线性关系。     

砂土中铵氮的吸附形态研究

[目的]利用浸提试验研究不同粒径组成的砂土中吸附的铵氮存在形态,为了解铵在包气带中的迁移转化提供参考。[方法]首先用不同初始浓度的NH4Cl溶液浸泡采集于某垃圾填埋场背景区的砂土以及从此砂土中筛分出的粗砂和细砂,再用3种不同浸提能力的浸提剂——水、KCl、CaCl2浸提吸附于土样上的不同形态的铵。[结果]不同浸提剂的浸提能力为：水〈KCl〈CaCl2;当溶液中铵浓度低时,铵优先吸附在矿物的可交换点位,此时铵主要以交换态存在,随着溶液中铵浓度的升高,具备了与矿物内部足够的浓度差驱动力,铵才开始进入2：1型黏土矿物（如伊利石）内部被固定,成为固定态;在粗砂土样中几乎没有固定态铵,即固定态铵主要存在于具有很强吸附能力的2：1型黏土矿物中。[结论]砂土中铵的存在形态与土壤矿物组成和铵的初始浓度密切相关。     

中南地区几种土壤的表面电荷特性

在比较几种测定土壤电荷零点方法的基础上,研究了中南地区几种土壤的正负电荷量、电荷零点（ＰＺＧ）和净电荷零点（ＰＺＮＣ）。（１）推荐将盐滴定－电位滴 作为测定土壤ＰＺＣ的常规方法,该法较电位测定（ＰＴ）法简便、消耗样品量较少,而比盐滴定（ＳＴ）法获取的信息量较多。（２）铁铝氧化物是土壤正电荷的主要载体,其中非晶形铁铝氧化物具有重要贡献。（３）在低ＰＨ时土壤主要带永久负电荷随ＰＨ升高,土壤可变负电荷量     

博乐地区土壤有机质及不同粒径颗粒对土壤负电荷贡献的研究

采集该地区主要土类剖面21个,分层土样80个,进行理化分析,数据经通径分析的结果表明,有机质和不同粒径颗粒对土壤负电荷贡献的相对重要性依次为有机质>粘粒>粉粒。因土壤负电荷量与有机质和粘粒含量呈显著的相关性,故在土壤表层有机质对土壤负电荷的贡献常居于首位,而在剖面的中下部则粘粒对负电荷的贡献大于有机质。该地区土壤粘粒和有机质平均每100克所具有的负电荷量分别是15.7和273毫克当量。     

山东潮土高产农田的供磷特性

潮土表层土壤中全磷以无机磷为主,无机磷中以Ca—P为主,Ca—P中又以Ca10-P为主,有机磷中以MLOP（中度活性有机磷）含量最高;灰色关联分析结果表明,潮土中的Ca2-P、A1-P、Ca8-P和LOP（活性有机磷）的相对有效性较高。潮土吸附和固定的主要基质是物理性粘粒,其次是CaCO3;解吸则主要受物理性粘粒的影响。潮土的3种磷酸化酶以碱性磷酸化酶的活性最高;有机解磷细菌数量大于无机解磷细菌数量,土壤微生物转化有机磷强度大于转化无机磷强度。高产农田的有效磷、缓效磷、Ca2-P含量均极显著高于中低产田,有机质、A1-P、供磷强度均显著高于中低产田;3种磷酸化酶的活性、解磷细菌数量和土壤微生物转化有机磷和无机磷强度,高产田均高于中低产田;高产农田比中低产田对磷的吸附能力强,固磷能力差异不显著,对吸附磷的解吸较易。