设施蔬菜栽培对土壤阳离子交换性能的影响

以辽宁省沈阳市于洪地区设施菜地及其相邻旱田土壤为研究对象,测定土壤的有机质、阳离子交换量、交换性盐基离子组成和土壤盐基离子饱和度,分析设施蔬菜栽培对土壤阳离子交换量及交换性盐基离子组成的影响。结果表明:(1)与旱田土壤相比,设施土壤有机质含量明显增加,上下层土壤有机质平均含量分别为35.6 g kg-1和18.0 g kg-1,分别是旱田上下层土壤有机质含量的2.1倍和1.8倍;设施土壤阳离子交换量呈上升的趋势,土壤阳离子交换量与有机质含量呈极显著正相关关系(r=0.603**,n=50,r0.01=0.361)。(2)与旱田土壤相比,不同层次设施土壤交换性盐基总量均有所增加,交换性盐基离子中除交换性Ca2+含量变化不大之外,交换性K+、Mg2+、Na+含量均显著增加;不同层次设施土壤交换性K+、Mg2+、Na+饱和度显著高于旱田土壤,但交换性Ca2+饱和度和盐基饱和度呈下降趋势。     

拟合方式对酸碱滴定法测定土壤酸缓冲容量准确性的影响

酸碱滴定法是测定土壤酸碱缓冲容量的主要方法。该方法中酸碱滴定数据点的拟合方式对测得的土壤酸碱缓冲容量结果影响极大。为此,采用酸碱滴定法对38个酸性紫色土的酸缓冲容量进行测定,分别采用4种拟合方式(整段多项式曲线拟合、突跃范围内线性拟合、酸段多项式曲线拟合、酸段线性拟合)对酸碱滴定数据进行拟合并计算得到土壤的酸缓冲容量,比较分析了不同拟合方式计算得到的土壤酸缓冲容量的可靠性和准确度。结果表明：不同拟合方式获得的酸缓冲容量差异较大;不同拟合方式获得的曲线方程的决定系数(R~2)不同,酸段线性拟合方式得到的R~2显著低于其他三种拟合方式,计算得到的酸缓冲容量的准确度较低;整段多项式曲线拟合方式获得的方程对酸碱滴定数据的拟合度最佳。进一步分析发现,4种拟合方式计算得到的酸缓冲容量与交换性盐基总量(r₁)和有效阳离子交换量(ECEC,r₂)间的相关性由大到小依次为：整段多项式曲线拟合(r₁=0.486^**,r₂=0.525^**)、突跃范围内线性拟合(r_1<...     

尿素氮添加对黑钙土酸化速率及酸中和容量的影响

[目的]探讨尿素氮添加对草原黑钙土酸化指标的影响及交换性盐基离子的酸缓冲机制.[方法]依托内蒙古额尔古纳草甸草原尿素添加试验,测定了尿素添加(加N量0、2.5、5、10、15、20 gm-2 a-1)4年后的黑钙土酸化参数.[结果]研究发现随尿素氮添加量的增加,表层(0～10 cm)土壤pH和交换性盐基总量(SEB)显...     

酸性紫色土施钾对水稻产量的影响

通过水稻施钾试验，发现在侏罗纪夹关组发育的酸性紫色土上，施钾没有显著的增产效果，而氮磷的增产效果非常显著。     

酸性森林土壤中Ca-H-Al交换过程与铝的溶解机制研究

华南酸性森林土壤分别在pH值为3．46、4．24和4．84条件下用含不同浓度盐基离子（Ca^2＋）的酸性浸提液浸提，以查明降水中盐基离子对土壤水中Al和H^＋的影响。实验结果表明：随着Ca^2＋浓度的增加，土壤浸出液中H^＋和Al都有增加的趋势。随着Ca^2＋浓度的变化，H^＋和Al有不同的来源：当Ca^2＋〈0．5mmol L^-1，土壤主要通过Ca—H交换机制释放H^＋，浸出液中Al主要来源于土壤活性铝的溶解；当Ca^2＋〉0．5mmolL^-1时，由于Ca—Al交换反应，浸出液中Al随Ca^2＋浓度增加而显著增加，此时H^＋主要来源于Al的水解反应。浸出液中pH—pAl关系也随pH值（或Ca^2＋浓度）的变化有显著不同：当浸出液pH〉3．7（Ca^2＋〈0．5mmolL^-1）时，浸出液中Al^3＋活度随pH的变化幅度较小，这可能是酸性土壤中活性铝已显著流失的缘故；当pH〈3．7（Ca^2＋〉0．5mmol L^-1）时H^＋对于Al浓度具有较强的依赖性，故pH随Al^3＋活度增加而显著降低。因此，降水中盐基离子的增加能够引起土壤水乃至地表水中酸性阳离子（特别是Al）的迅速增加，可能造成对水生生物的突发性影响。     

西藏酸性土壤的酸度特征

根据西藏7个土类6 6个土壤剖面2 5 7层土样的分析资料,探讨酸性土的酸度特征。西藏酸性土面积约占1/ 5 ,主要为山地湿润森林型和高山灌丛草甸型土壤,集中分布于藏东南地区。土壤pH主要决定于其潜性酸中的交换性酸,特别是其中占优势的交换性Al3 ,而受非交换性酸的影响较小。交换性酸中Al3 的相对比例随交换性酸总量增加而增大,随有机质增加而减小,H 的相对比例则呈相反的变化。非交换性酸主要来源于有机质(腐殖质酸性功能团缔合H和络合Al的解离)。土壤pH与交换性酸、非交换性酸饱和度分别呈近线性、非线性负相关,而与盐基饱和度呈非线性正相关,且主要受优势的交换性Ca2 制约。     

重庆地区酸性紫色土锌有效性及其影响因素研究

以重庆地区紫色土为对象,研究了重庆地区酸性紫色土Zn有效性及主要影响因素。结果表明:供试紫色土全Zn含量为40.2～89.6mg/kg,有效Zn含量在0.2～4.2mg/kg之间;用直线、幂函数和指数函数回归方程对影响有效Zn的主要土壤因素进行回归拟合,土壤有效Zn与土壤全Zn、有机质、全N含量呈极显著正相关关系,相关系数依次为0.5243**、0.5308**、0.5097**;而与全P含量相关性显著(r=0.4637*);与土壤pH值呈极显著负相关关系(r=-0.5698**);通径分析表明,土壤理化性质对有效Zn的直接作用系数大小次序为全Zn全NpH,土壤全Zn对Zn有效性的直接作用最为明显。     

模拟酸雨对碱性农田土壤酸缓冲容量的影响

采用模拟降雨设备,用改进的酸碱滴定曲线法研究了pH值分别为3.0,3.5,4.0,4.5和5.0的酸雨在降雨量达到120 mm,240 mm,360 mm和480 mm时土壤酸缓冲容量的变化情况.结果表明,酸碱滴定曲线法适用于天津碱性农田土壤,使北方碱性土壤酸缓冲容量降低的酸雨pH临界值可能在3.5左右.降雨量对土壤酸缓冲容量有明显影响,酸缓冲容量变化率K在120 mm处理时有最大值,并随降雨量增加有降低趋势.     

不同灌溉方式对设施土壤交换性盐基组成及比例的影响

为全面评价不同灌溉方式下设施土壤养分供应状况,以设施土壤为研究对象,采用田间试验与室内分析相结合的方法,对连年采用沟灌、滴灌和渗灌灌溉下的设施土壤有机质含量、阳离子交换量、盐基离子组成及其比列进行了研究。结果表明:3种灌溉方式土壤有机质、阳离子交换量及盐基离子含量表层较高,不同灌溉方式间表层土壤有机质含量及阳离子交换量表现为渗灌高于沟灌,沟灌高于滴灌,土壤交换性盐基离子含量总体以渗灌处理最高。各灌溉方式0—60cm土层土壤盐基离子饱和度大小顺序均为Ca~(2+)Mg~(2+)K~+Na~+,Ca~(2+)、Mg~(2+)饱和度随土层深度的增加而增大,K~+、Na~+饱和度总体呈随土层加深先降低后上升的变化趋势。Ca~(2+)、Mg~(2+)饱和度在0—30cm土层滴灌最高,30—60cm土层渗灌最高。K~+饱和度总体以渗灌为高,沟灌居中,滴灌最低。土壤Ca/K、Mg/K值总体以滴灌最高,沟灌次之、渗灌较小。从不同灌溉方式对设施土壤交换性盐基组成及比例的影响来看,采用滴灌方法不仅能省水,有效供应养分,更有利于保持养分之间的平衡,是一种较为合适的灌溉方法。     

pH和有机酸对酸性紫色土吸附-解吸镉的影响

选择酸性紫色土,研究pH和有机酸对紫色土吸附镉的影响。结果表明,pH在1.0～5.0的范围内,Cd^2＋的解吸率从接近100%急剧降低到20.0%。当pH〉5.0,Cd^2＋的解吸率缓慢下降。相对较低的有机酸浓度（≤10^-3mol/L）限制了Cd^2＋解吸,而较高的有机酸浓度则增加了Cd^2＋的解吸。柠檬酸和醋酸在较高浓度（〉10^-3mol/L）时极大地促进了Cd^2＋的解吸,其次是苹果酸,最小的是酒石酸。     

富里酸对红壤酸度的改良及酸化阻控效果

用采自安徽由第四纪红色黏土发育的红壤(红黏土)和采自江西由第三纪红砂岩发育的红壤(红砂土)进行室内培养试验,研究了添加富里酸对红壤酸度的改良效果和红壤酸化的阻控效果。结果表明,添加富里酸显著提高了两种土壤的pH,并且随着富里酸添加量的增加对土壤pH的提升效果逐渐增加,添加50g/kg富里酸处理红黏土和红砂土的土壤pH分别由对照的4.31和4.69提高至5.91和5.97。添加富里酸也提高了两种土壤的pH缓冲容量(pHBC),因而提高了土壤的抗酸化能力。与土壤pH的变化趋势相似,富里酸对土壤pHBC的提升效果也随其加入量的增加而增加。添加50 g/kg富里酸时,红黏土和红砂土的pHBC分别由对照的20.73和7.78 mmol/(kg×pH)提高至35.31和23.30 mmol/(kg×pH),分别比对照提高了0.70倍和1.99倍。添加富里酸不仅可以有效改良红壤酸度,还可以提高红壤的抗酸化能力。富里酸对红砂土酸化的阻控效果明显优于对红黏土。     

亚热带花岗岩地区土壤矿物风化过程中盐基离子的释放特征

矿物风化过程中盐基离子释放遵从一定的化学计量关系,这种化学计量关系一般只能通过模拟实验来获取。本研究采用pH 7.0的EDTA-乙酸铵溶液将土壤中的交换性盐基离子完全洗脱出来,然后用Batch方法模拟不同pH溶液淋溶洗脱盐基和未洗脱盐基土壤,旨在消除土壤中交换性盐基离子的影响后更为准确地判断土壤矿物风化的盐基离子释放特征。结果表明:未洗脱盐基土壤的淋出液pH由3.73±0.14逐渐上升到4.23±0.06,主要原因是淋溶液中有高浓度的NH_4~+;洗脱盐基土壤矿物风化后淋出液pH从7.39±0.02逐渐下降到5.39±0.17,主要是由于土壤中可风化矿物减少。土壤交换性盐基离子会改变盐基离子释放特征、释放总量:未洗脱盐基土壤经酸雨淋溶后,各盐基离子释放均呈现急速下降后逐渐平缓的趋势,洗脱盐基土壤矿物风化后,K~+及盐基离子释放总量呈波动上升趋势,且盐基离子释放总量比未洗脱盐基土壤低。土壤交换性盐基离子的存在还会改变淋出液中的盐基离子化学计量关系:未洗脱盐基土壤的K~+︰Ca~(2+)︰Mg~(2+)︰Na+化学计量关系为11︰13︰4︰1(当量比),而洗脱盐基土壤为7︰2︰2︰1。K~+是盐基离子中风化释放量最多的,大部分K~+来自于土壤中云母的风化。因此,只有利用洗脱盐基土壤的盐基离子释放量才能准确计算矿物风化速率并获得准确的化学计量关系。土壤矿物风化作用随着淋溶液酸度增大而增强,但模拟一年降雨量的情况下,p H 3.5、4.5和5.5三种不同p H溶液对矿物风化后盐基离子的释放在实验期间没有显著性影响,较长时间后的差异性有待观察。本研究表明,可以通过预洗脱盐基土壤然后模拟酸雨淋溶的方法,观察矿物风化特征,特别是盐基离子释放的化学计量特征。     

Phosphorus Buffering Capacity Indices as Related to Soil Properties and Plant Uptake

ABSTRACT

Evaluation of the plant-available phosphorus (P) in calcareous soils is commonly performed by removing a portion of solid phase P using chemical extractants. Critical soil test values, however, may be affected by variation in sorption and buffering behavior of different soils. The objective of this study was to evaluate the importance of buffering capacity indices to predict P uptake by wheat (Triticum aestivum). Eleven surface soil samples were assayed for a number of P intensity (CaCl₂-P) and quantity (Olsen-P, Colwell-P, and Resin-P) factors. Some phosphorus buffering indices were obtained from P sorption equations. A single-point index of buffering was also determined experimentally. In a greenhouse experiment, wheat was grown for 35 and 70 days on the same soils and P uptake was determined. Nonlinear and linear equations described the P sorption data (P < 0.001). Buffering indices derived from these equations were highly correlated with single-point index of capacity. Clay content was the most important soil property affecting the buffering capacity factor. The phosphorus intensity index (CaCl₂-P) was weakly related to P uptake (P < 0.05). Among the quantity factors only Resin-P was significantly correlated with P uptake. Buffering indices showed significant but inverse relationships with P uptake only at 70 days harvest (r = ?0.69 to ?0.71; P < 0.05). Combination of intensity or quantity factors with buffering capacity indices, such as intensity/capacity or quantity/capacity indicators, improved considerably the ability to account for variations in P uptake by wheat.     

电渗析与酸淋洗模拟紫色土酸化的效果比较

为了比较电渗析与酸淋洗试验模拟紫色土酸化的效果,在重庆地区采集了不同pH(5.00和7.06)的2个紫色土,分别进行不同天数(1,2,5,7,10天)的电渗析和酸淋洗试验处理,并分析了试验处理前后土壤的酸度特征和交换性盐基成分含量变化。结果表明,在整个10天的淋溶处理过程中,2种紫色土的pH均无显著变化,说明紫色土具有一定的酸缓冲能力,短期的酸雨淋溶不能实现紫色土的严重酸化。而采用电渗析处理10天后,中性紫色土和酸性紫色土的pH分别降低3.4和1.1个单位。在整个电渗析处理过程中,土壤的交换性酸含量显著升高,盐基离子大量淋失。电渗析可以实现对紫色土的快速酸化处理。2种紫色土中,电渗析处理后中性紫色土的酸化程度大于酸性紫色土。这是由于中性紫色土的表面负电荷量更高,导致更多致酸离子吸附在土壤胶体表面,最终造成中性紫色土的酸化程度更加严重。因此,电渗析处理比酸雨淋溶处理对紫色土酸化效果更好,且可用于紫色土的酸化机理研究。进一步结合2种方法的技术可操作性,认为电渗析法是研究紫色土酸化问题的一种有效技术手段。     

土壤干密度和含水率对2种紫色土抗剪强度的影响

选择广泛分布于重庆丘陵山区的钙质紫色土和中性紫色土2种土壤,通过室内三轴剪切试验测定含水率和干密度交互作用对土壤抗剪强度指标的影响。结果表明:(1)在相同干密度情况下,2种土壤粘聚力(c)随着含水率增加呈现出先增加后减小的趋势,在相同土壤含水率水平下,土壤粘聚力(c)随干密度增大而增大;2种土壤内摩擦角(φ)在各干密度条件下均随着含水率增加呈明显减小的趋势。(2)含水率和干密度的交互作用对粘聚力(c)有显著影响,粘聚力(c)随着干密度的增大而增大,且每一个干密度都有一个含水率与之对应,并在此交互条件下c达到最大。钙质紫色土粘聚力(c)在干密度为1.7g/cm3,含水率为11%时达到极大值,此时粘聚力(c)为154.59kPa,中性紫色土粘聚力(c)在干密度为1.6g/cm3,含水率为8%时达到极大值,此时粘聚力(c)为126.38kPa。(3)含水率和干密度的交互作用对内摩擦角(φ)影响相对较小,同一干密度下,其φ值差异不大,随干密度的增大缓慢增大,相对而言,含水率对内摩擦角(φ)的影响更明显。钙质紫色土内摩擦角(φ)随含水率的增大呈曲线下降,中性紫色土内摩擦角(φ)随含水率增大有一个短暂的增大过程,而后随之迅速减小。     

酸化环境对紫色母岩风化产物交换性盐基离子及其酸缓冲容量的影响

为了分析研究酸化环境对紫色母岩风化产物交换性盐基离子及其酸缓冲容量的影响规律。本研究以侏罗纪紫色岩层中的遂宁组(J3s)、沙溪庙组(J2s)和蓬莱镇组(J3p)为研究对象，设置pH分别为2.5、3.5、4.5、5.6等4个酸性环境，以及去离子水（pH=7.0）为对照处理（CK），采用循环浸泡试验和模拟淋溶试验，研究酸性环境对紫色母岩风化产物特征的影响。结果表明，通过酸化环境处理后，3组紫色母岩风化产物交换性盐基离子及其总量均随酸化环境的pH降低而减小，且3组紫色母岩风化产物的酸缓冲容量与其交换性K+、Na+、Ca2+、Mg2+含量以及交换性盐基总量均呈极显著正相关关系(P<0.01)。以pH =7.0 (CK)处理为对照，循环浸泡处理后的遂宁组(J3s)、蓬莱镇组(J3p)和沙溪庙组(J2s)风化产物中交换性盐基总量的减小幅度分别为8.75%～18.21%、10.83%～23.18%和5.85%～18.41%。而且模拟淋溶24次后，遂宁组(J3s)、沙溪庙组(J2s)和蓬莱镇组(J3p)风化产物中交换性盐基总量较模拟淋溶12次时分别减小为1.77%～24.85%、8.99%～25.75%和8.05%～25.66%。此外，在同一酸度处理下，风化产物中的交换性盐基离子均表现为Ca2+> Mg2+> Na+> K+。本试验中淋溶处理下风化产物酸缓冲容量、交换性盐基离子及盐基总量低于浸泡处理。可见，丘陵地带坡面的矿物或养分的迁移以淋溶作用为主，平地的矿物或养分的迁移以浸泡作用为主。因此，酸沉降可能在一定程度上加速坡面土壤侵蚀的发生，进而导致平原化进程的加速。     

不同炭基改良剂提升紫色土蓄水保熵能力

通过连续2a田间试验,研究了5种改良剂(秸秆、有机肥、生物炭、炭基改良剂I和炭基改良剂Ⅱ)对紫色丘陵区坡耕地土壤水分库容、孔隙度和团聚体组成及稳定性的影响,分析了土壤水分特征参数与孔隙度和团聚体组成的关系,以期为紫色土区水土保持和土壤改良提供科学依据。结果表明,与不施改良剂(对照)相比,5种炭基改良剂都能提高土壤对降水的截存和保贮能力,显著提高了土壤饱和含水量、田间持水量、水分总库容、有效水库容及重力水库容,降低了土壤凋萎点含水量和无效水库容;不同改良剂提升作用大小为改良剂Ⅱ改良剂I生物炭有机肥秸秆对照。施用改良剂I、改良剂Ⅱ、生物炭和有机肥显著提高了土壤孔隙度,降低了土壤容重,秸秆的效果不显著。施用炭基改良剂降低了0.25mm的微团聚体含量,促进了小团聚体向大团聚体的转化,其中对粒径5mm的机械稳定性大团聚体提升幅度最大,比对照提高14.5%~60.7%;5种炭基改良剂都显著提高了团聚体的平均重量直径及稳定性指数,以炭基改良剂I、炭基改良剂Ⅱ和生物炭的作用效果最大。土壤总库容、重力水库容和有效水库容与总孔隙度和毛管孔隙度以及土壤大团聚体含量呈正相关,而与土壤非毛管孔隙度和小团聚体呈负相关,土壤蓄水保水能力与土壤团聚体组成和孔隙度密切相关。因此,施用炭基改良剂通过促进土壤团聚作用,提高大团聚体含量和土壤孔隙度,进而增大土壤持水量和土壤有效水库容,是改善紫色土结构和提高紫色土坡耕地保水蓄水能力的有效措施。     

硅钙钾镁肥对南方稻田土壤酸度的改良作用

为明确硅钙钾镁肥阻控土壤酸化的效果和作用,采用连续4a的硅钙钾镁肥田间定位试验,以农民习惯施肥处理为对照(CK),分析在农民习惯施肥基础上增施750、1125、1500和1875kg·hm~(-2)硅钙钾镁肥对稻田土壤剖面pH、电导率(EC)、交换性酸、交换性盐基离子、酸碱缓冲容量和碱产生量的影响。结果表明:农民习惯施肥降低了0～30 cm土壤pH,导致土壤酸化,酸化率为2.88kmol·hm~(-2)·a~(-1);与之相反,硅钙钾镁肥能显著提高土壤pH,较CK处理在0～15 cm和15～30 cm分别提高了1.22～1.58和0.35～0.64个pH单位,并产生大量碱,在0～30 cm达到了9.93～13.82 kmol·hm~(-2)·a~(-1),其中0～15 cm占80%。与CK处理相比,硅钙钾镁肥能显著增加0～30 cm土壤EC、交换性Ca~(2+)、交换性Mg~(2+)、盐基饱和度及0～15 cm交换性K+,减少0～30 cm交换性酸,特别是交换性Al3+。土壤交换性酸消耗量中硅钙钾镁肥释放的交换性盐基和相应碱贡献了104.3%,是交换性酸减少的主要途径。总之,多次大量施用硅钙钾镁肥在显著提高0～30 cm交换性Ca~(2+)、Mg~(2+)和0～15 cm交换性K+含量的同时,有效改良了表层(0～15 cm)和亚表层(15～30 cm)稻田土壤酸性,用量越大,效果越明显,释放的Ca~(2+)、Mg~(2+)盐基离子和碱是土壤酸化阻控的主要作用机制。     

桑树在紫色土水土保持效应方面研究

作为退耕还林的一种树种桑树在蚕业方面的经济效益有目共睹,而在水土保持方面的效益及应用研究较少,通过对玉米种植地、毛桑种植地和良桑种植地3个地块在8次降雨中的4次水土流失过程进行效益对比,分析侵蚀量、侵蚀时间与降雨因子的回归关系。结果表明:在4次降雨侵蚀过程中,毛桑区和良桑区的径流总量比玉米地块分别减少24.78%和37.83%,泥沙总流失量比玉米地块减少21.85%和33.55%;4次降雨过程中,3个地块的土壤养分流失依次是玉米地>毛桑区>良桑区,侵蚀量、侵蚀时间与降雨因子的回归关系均十分显著。     

紫色土丘陵区土壤入渗及其测定方法研究

为了研究紫色土丘陵区林草地土壤入渗规律,并对比不同测定方法间的差异性,采用点源入渗法、双环法和环刀法对其入渗性能进行测定。结果表明:林地土壤入渗过程呈现的规律性比草地的好,且用点源入渗法和环刀法测定进入稳定阶段用时较双环法快1倍以上;采用4种入渗模型对土壤入渗过程拟合的效果表现为Horton模型(R~2=0.953)通用经验模型(R~2=0.941)Kostiakov模型(R~2=0.920)Philip模型(R~2=0.819),且草地的拟合效果比林地的好;林地的初渗速率、稳渗速率、平均入渗速率比草地的大,分别大了21.03%~116%,30.43%~102.56%,26.35%~112.73%;2种地类的初渗速率大小为点源入渗法双环法环刀法,稳渗速率表现为双环法环刀法点源入渗法,平均入渗率则为双环法点源入渗法环刀法;土壤入渗性能各项指标与其理化性质相关性差别较大。点源入渗法在紫色土丘陵区尚属新方法,在研究中应视情况而采用。