土壤胶体在不同饱和度土壤介质中的释放与淋溶行为研究

采用饱和与非饱和填充土柱纵向淋溶研究方法,结合对流弥散模型方程（CDE）对穿透曲线的拟合计算,全面考察了土壤介质水饱和度、土壤水pH/离子强度、土壤孔隙水流速和土壤胶体颗粒大小对天然土壤胶体在实际土壤介质中释放、沉积迁移行为的影响。分别获取胶体扩散系数和阻滞因子值,定量说明实验中水化学、水动力学等条件的作用影响力。结果显示,介质不饱和条件不利于胶体的释放和淋溶;高pH和低离子强度条件对土壤胶体释放与迁移有利;淋溶过程的间断干扰,可以促使土壤胶体的增量淋溶释放;淋溶强度及胶体颗粒粒径大小,能够影响胶体穿透时间和穿透浓度峰值大小。     

降雨对土壤胶体释放与迁移的影响研究

降雨作为影响水土流失的主要因子,对表层土壤垂直侵蚀的影响没有得到应有的重视,选取长春地区具有代表性的阶地农田的粘壤土、河漫滩的细砂土和黄土台地的粉壤土为研究对象,用实验室土柱淋滤模拟实验定量研究了降雨对表层土壤中胶体释放与迁移的影响能力,并首次从土壤胶体的释放与迁移的角度解释了土壤的垂直侵蚀作用,从而为长春市水土流失和水土污染防治提供了参考依据.结果表明,土壤环境中降雨对土壤胶体的释放与迁移的影响即对表层土壤垂直侵蚀的影响是不容忽视的,其释放与迁移随降雨周期均具有"脉冲"的规律,在淋滤初期胶体具有比较明显的释放,后来胶体就降到一个较低恒定的水平.降雨通过引起土壤水动力条件和土壤溶液化学两方面变化影响土壤胶体的释放和迁移,初始降雨对土壤表面的侵蚀作用比持续的降雨具有更明显的作用.由于土壤矿物和机械组成不同,降雨对3种土壤的垂直侵蚀程度不同,释放量(垂直侵蚀损失量)为农土土柱>河土土柱>黄土土柱,且介于30-120mg/m~3之间.     

三峡水库消落带土壤胶体释放与迁移特征

三峡水库消落带是库区陆源污染物进入水库的最后屏障。高强度、周期性的干湿交替对消落带土壤理化性质、结构和可蚀性产生潜在影响,进而影响胶体颗粒的释放和迁移特征。探究消落带土壤胶体的释放与迁移行为是衡量胶体促进污染物迁移入库的重要前提。该研究对比消落带与非消落带土壤,通过原状土柱淋洗试验,研究饱和流中土壤胶体释放及迁移特征。结果表明,消落带原状土柱饱和淋洗液中胶体颗粒浓度先总体快速降低（184.58～28.04 mg/L）再缓慢增加（21.18～97.58 mg/L）,存在较大的时间变化（变异系数为0.46）。胶体颗粒累计释放量为714.43 mg,比非消落带土柱高34.4%,而淋洗液的峰值粒径（13.25～19.90 μm）和中值粒径（14.98～22.90 μm）均远远小于非消落带土柱的相应值,表明反复淹水-排干作用导致消落带土壤中胶体及细颗粒的释放和迁移潜力增大。溶解性有机碳（DOC,Dissolved Organic Carbon）是影响消落带饱和土壤中胶体释放的关键因子,对胶体浓度动态变化的解释率高达42.3%,而水化学因素（EC、Ca2+及Mg2+）对非消落带土壤中胶体颗粒的释放影响相对更大。在消落带管理中,应注意减控DOC的流失,以减少消落带土壤胶体颗粒的释放,同时建议加强消落带土壤DOC来源及其与胶体偶合并促进污染物如农化物质迁移进入库区水体的研究。     

原子力显微镜在土壤胶体研究中的应用进展

胶体颗粒是土壤团聚体及土壤结构形成的基础物质,其表面性质及颗粒间相互作用对土壤性质及其肥力作用有着深刻的影响。原子力显微镜（AFM）具有纳米级的分辨率且能够测量物质颗粒间相互作用力的大小,将其应用于土壤胶体研究,可以更加直观、深入地阐明土壤胶体特性、探索土壤胶体作用机理。本文在概要介绍 AFM 的工作原理和特性的基础上,深入探讨了AFM 在测定土壤胶体表面形貌、测定土壤胶体相互作用力方面的研究进展,并对该领域未来的发展进行展望,可为深入揭示土壤胶体颗粒的表面特征及颗粒间相互作用方式、强度和机制,阐明土壤肥力演变过程、污染物在土壤中的迁移机理提供理论参考。     

施磷对南疆棉田土壤磷素有效性的影响

通过大田试验,研究了不同磷肥用量对棉田土壤速效磷、全磷、磷素活化系数以及棉花磷素吸收积累的影响,结果表明,施磷增加了土壤的速效磷和全磷含量以及土壤磷素活化系数。低磷处理下,棉田0～20 cm土层速效磷含量、全磷含量和磷素活化系数分别比对照增加了35.31%、12.44%和20.67%,高磷处理下,棉田0～20cm土层速效磷含量、全磷含量和磷素活化系数分别比对照增加了76.05%、33.64%和35.48%。低磷处理下,花铃期和吐絮期棉花整株磷素积累量分别比对照提高了44.69%和46.56%,高磷处理下花铃期和吐絮期棉花整株磷素积累量分别比对照提高了20.16%和7.51%。施磷(P2O5)75～150 kg.hm-2既能提高棉田土壤磷素有效性又能满足棉花对磷素的需求。     

长期磷肥不均投入下黄土高原土壤磷素有效性及与土壤性质关系分析

由于科学施肥指导工作和生产实际的脱节,过量施用磷肥的现象普遍存在,进而造成大量磷素在土壤中累积。准确评价土壤中磷素的有效性是土壤磷素科学管理的基础。国际上梯度扩散薄膜技术(DGT)和传统方法相比可以更为准确地反映土壤中元素的生物有效性。以黄土高原具有代表性的60个土壤样品为研究对象,采用传统Olsen法和DGT技术评价多年磷肥投入不均条件下黄土高原地区土壤磷储量及其有效性现状,研究了DGT技术测定的DGT-P与全磷、Olsen-P之间的关系,并利用通径分析探究了土壤磷素有效性和土壤相关理化指标之间的关系。结果表明:黄土高原地区土壤磷素分布不均匀,缺磷与富磷现象并存,富磷土壤主要是耕地样品。磷素活化系数(Olsen-PAC)小于2.0%的土壤样品占76.67%,绝大部分土壤样品磷素有效性低。耕地磷肥投入量过高,活化土壤中的无效磷是黄土高原地区磷素科学管理的主要目标。土壤DGT-P与全磷、Olsen-P呈显著相关性(P0.01)。黏粒对土壤磷素有效性的直接影响最大,对Olsen-PAC的影响为正效应,对DGT法测定的磷素活化系数(DGT-PAC)的影响为负效应。土壤黏粒含量越高,有效磷库越大,土壤中供植物吸收利用的磷反而越少。     

低分子量有机酸对土壤有效磷及重金属释放影响的研究进展

农药化肥的过量施用、重金属矿产开发冶炼、污水灌溉等导致土壤磷素养分降低和重金属污染,对生态环境、粮食安全和人类健康带来一定的风险隐患。土壤低分子量有机酸是一类重要的土壤有机活性物质,在土壤质地、养分循环和重金属毒害等方面起重要作用,但低分子量有机酸对土壤磷素和重金属释放影响的研究尚没有系统归纳。本文结合国内外研究进展,综述了土壤低分子量有机酸的来源、浓度、功能及其影响因素,举例说明了低分子量有机酸种类、浓度等对土壤磷及重金属释放的影响。系统总结了低分子量有机酸对土壤磷活化及重金属释放的机制。低分子量有机酸与其他物质协同提升土壤磷素有效性和降低重金属污染,这些结果为土壤磷素有效性的提升和重金属污染土壤修复提供科学依据和技术支撑。     

磷在棕壤中淋溶迁移特征研究

采用室内土柱淋溶模拟试验，研究相当于一年降雨条件下磷肥在棕壤土垂直方向上的淋溶迁移特征及鸡粪、秸秆对磷素迁移转化的影响。结果表明：土壤施肥量与速效磷、迟效态磷增加量呈极显著正相关。相关系数分别是0．99141。，0．99774；水溶性磷、Al—P与土壤速效磷相关性最好，相关系数分别达0．972和0．926，2500mg／kg鸡粪与25mg／kg磷肥配施能降低磷淋溶率，并能极显著提高土壤中速效磷的增加量，相当于单施50mg／kg的磷肥；秸秆与磷肥配合施用在短期内对土壤磷素的有效性影响不大，但可以减少磷素向下层迁移。     

不同施肥处理对潮棕壤磷素累积与剖面分布的影响

摘　要 以下辽河平原的长期定位试验为平台,通过比较不同肥料类型和用量条件下表层土壤全磷及土壤剖面（0~80 cm）中速效磷的分布差异,研究长期不同施肥条件对土壤中磷素垂直迁移的影响。结果表明：1）在各施磷肥处理上,土壤磷素收支盈余,表层土壤全磷和速效磷含量均明显升高,且土壤磷收支的盈亏值(x)与土壤速效磷的增减量(y)呈显著直线关系y = 0.070 1x 8.538 9（R2=0.89**）,其中磷素盈余量的15.8%进入到土壤速效库内;2）化肥磷施用量为50和100 kg hm-2时,60~80 cm土层内速效磷含量显著高于对照,说明存在磷素的垂直迁移;3）相对于化肥而言,施用有机肥更易于磷素向下迁移;4）在施肥、有机质含量和作物吸收等多种因素影响下,土壤速效磷在土壤剖面中呈现上下层高、中间层低的空间分布格局,最低值出现在20~40 cm土层。     

土壤亲水性的初步研究

土壤的亲水性是土壤胶体的一个重要属性.它不仅与土壤胶体的许多其它重要性质(如胶体的分散、絮固、胶溶、胶凝和老化等)密切相关,而且对土壤的结构特性,水分状况和吸附性能等也有一定的影响.在农业生产上也有其重要的实际意义.土壤胶体颗粒具有亲水性主要在于它的水合作用.     

长期定位施肥对碱性紫色土磷素迁移与累积的影响

在25年稻麦轮作长期定位施肥试验点上,开展了碱性紫色土水旱轮作种植制不同施肥处理土壤剖面全磷、速效磷迁移和累积以及耕层土壤全磷、速效磷随时间的变化规律研究。结果表明,单施无机磷肥土壤磷可迁移至100 cm土层,Olsen-P可迁移至40 cm土层。有机无机磷肥配施不但使土壤磷可迁移至相同深度,且迁移量更大,Olsen-P可迁移至60 cm土层。耕作25年后,施磷处理土壤耕层磷素随时间的变化显著,MNPK处理耕层土壤全磷含量年增长率为0.033 g/kg,Olsen-P的年增长率为2.56 mg/kg。试验表明,连续数年施用足量磷肥后,作物施磷量可根据具体情况酌减,以节约磷肥资源和提高磷肥利用率;施用有机肥促进了磷素从耕层向底层的迁移,是造成土壤磷素迁移的一个重要因素。     

石灰性土壤磷素的化学活化途径探讨

用草酸、草酸钠、柠檬酸和柠檬酸钠作为活化剂，加人不同含磷水平土壤中，通过室内培养试验和分析，结果表明：(1)0．1M草酸和0．1M柠檬酸都有一定的活化土壤磷素的作用，草酸作用最为显著。而相同浓度的草酸钠和柠檬酸钠未显示对土壤磷素的活化效果。(2)对土壤磷素的活化作用，草酸随其浓度的增加而增强，而柠檬酸活化土壤磷的能力有限。(3)柠檬酸在加人的6h之内，对活化土壤速效磷作用明显；而草酸在加人的48h之内，对活化土壤速效磷有十分显著的作用。无论是柠檬酸还是草酸，在其对土壤速效磷发挥活化作用期间，均随加人时间的延长而减弱。     

溶磷真菌促进磷素吸收和作物生长的作用研究

在盆栽条件下,利用花生、玉米、油菜在3种不同磷水平的石灰性土壤上,采用土壤耗竭性连续种植的方法,研究了溶磷青霉菌P8对吸收土壤磷素和作物生长的影响。结果表明,3种土壤上接种青霉菌P8菌剂都能提高作物的吸磷量,其生物产量比不接种显著提高,且在有效磷低的土壤上其增产幅度大于有效磷高的土壤;接种青霉菌P8在一定程度上能缓解和改善低温对作物生长和磷素吸收的不良影响。无论在有效磷高还是低的土壤,青霉菌P8都具有活化土壤磷、提高土壤磷素的利用效率和促进作物苗期生长的作用。     

Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)在红壤胶体和非胶体颗粒上吸附的比较

研究了湖南长沙和海南昆仑的2种红壤胶体和非胶体的矿物组成、阳离子交换量(CEC)及Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)在土壤胶体和非胶体颗粒表面的吸附行为,以明确红壤胶体对土壤表面化学性质的贡献。X射线衍射分析结果表明,两种红壤胶体的矿物组成均以次生矿物为主,次生矿物又以1∶1型高岭石所占比例最高。土壤非胶体颗粒中石英等原生矿物含量较高。土壤铁铝氧化物主要富集在土壤胶体部分,土壤胶体颗粒中游离氧化铁和游离氧化铝含量明显高于非胶体颗粒,如湖南长沙红壤胶体颗粒游离氧化铁的含量为78.03 g kg~(-1),而非胶体颗粒中仅为9.93 g kg~(-1)。土壤胶体颗粒的CEC显著高于非胶体颗粒部分,2种红壤胶体的CEC约为非胶体的12倍。等温吸附实验结果表明,土壤胶体颗粒对Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)与Cd(Ⅱ)的最大吸附量和吸附亲和力均显著大于非胶体颗粒,湖南红壤胶体对3种重金属的吸附量大于海南红壤胶体,与土壤胶体的矿物组成和CEC大小一致。Cd(Ⅱ)在红壤胶体和非胶体颗粒表面主要发生静电吸附,而静电吸附和非静电吸附两种机制均对Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的吸附有重要贡献。     

长期施肥红壤性水稻土磷素演变特征及对磷盈亏的响应

研究双季稻种植制度下长期不同施肥红壤性水稻土磷素含量及磷素有效性演变特征及其对土壤磷盈亏(磷平衡)的响应,为南方双季稻区红壤性水稻土科学施磷提供依据。以35年长期肥料定位试验为平台,研究不同施肥处理土壤全磷、有效磷及磷活化系数(PAC)的演变规律,计算不同处理土壤-作物系统每年磷素盈亏量及累积磷素盈亏量,探讨土壤全磷、有效磷及PAC与累积磷盈亏量的响应关系。结果表明,不施磷肥的CK和NK处理土壤全磷、有效磷和PAC随试验年限呈持平或下降趋势;不施磷肥仅施猪粪的NK+PM处理土壤全磷呈缓慢上升趋势,有效磷和PAC呈下降趋势;施化学磷肥或化学磷肥配施稻草的NP、NPK、NP+RS和NPK+RS处理土壤全磷在试验前10年上升速率较快,之后25年上升速率变缓或随时间变化不显著,土壤有效磷在试验前5年急剧升高,之后随时间变化速率减缓或基本持平。CK、NK和NK+PM处理35年土壤PAC平均值较试验初始值分别下降33.2%、29.7%和16.6%,NP、NPK、NP+RS和NPK+RS土壤PAC较初始值分别提高66.2%、60.6%、65.6%和52.9%。不施磷肥导致红壤性水稻土磷素亏缺,不施化学磷肥仅施猪粪土壤磷素基本持平,施用化肥磷及化肥磷配施稻草土壤磷素盈余。土壤全磷、有效磷及PAC与土壤磷累积盈亏量均呈极显著正相关关系,土壤每盈余磷100 kg hm-2,全磷含量提高0.03 g kg-1,有效磷提高1.20 mg kg-1,土壤PAC上升0.09%。外源磷投入是影响土壤磷素及磷有效性的重要因素,在本试验条件下,长期不施磷或磷投入不足导致土壤磷亏缺,进而导致土壤磷及磷有效性降低,而化肥磷及有机无机磷配施促进了土壤磷盈余及土壤磷素肥力的提高。     

不同土壤结构改良剂处理的磷淋溶特性的研究

研究了水动力作用下磷素在土壤剖面中的垂直迁移特征,聚丙烯酰胺(PAM)和羧甲基纤维素(CMC)两种改良剂处理土壤后,能够促进土壤中磷素在水动力作用下沿土柱垂直向下迁移,不仅使土柱下层对应层次的速效磷含量高于对照,且使磷淋失量增加。PAM处理和CMC处理相比,更有利于磷素沿土柱向下迁移和淋失,促进磷素在土壤中的垂直移动     

有机肥对稻田土壤磷素潜在环境风险的影响

采用灭菌和非灭菌相结合的室内淹水培养方法,在施用有机肥后,测定土壤及水层磷含量动态变化特征,以探明有机肥对稻田土壤磷素潜在环境风险的影响。结果表明:两处理土壤速效磷(Olsen-P)、水溶性磷(CaCl2-P)含量均随有机肥施用量增加而显著升高;水层总磷(TP)浓度与土壤Olsen-P(r=0.957**)、CaCl2-P(r=0.871**)含量呈显著正相关关系。水稻土施用有机肥后,土壤磷素有效性提高,磷素潜在环境风险增强,在6～18 d达到高峰,磷素流失潜能最大。低量施用有机肥(0.5%、1%)时,磷素环境风险增强主要由于有机酸对磷素的活化作用;高量施用有机肥(2.5%、5%)时,主要由于有机质对磷素的活化作用,两者作用比例分别为35%～50%、50%～65%。     

土壤磷素研究进展

从土壤磷素分级研究,土壤磷各组分所占的比例,土壤磷的植物有效性,长期施肥对土壤磷的影响,不同轮作方式对土壤磷的影响几个方面综述了土壤磷素研究进展及现状,以期综合已有的经验和成果,促进土壤磷素今后的研究。     

湘南丘陵区水田改旱地后土壤磷的有效性及淋失风险

【目的】研究不同母质发育的水稻土改旱地后土壤有效磷变化特征及主要影响因素,为红壤区磷素高效利用提供依据。【方法】采集3种母质(石灰岩、第四纪红色黏土和砂页岩)发育的水稻土及相邻的水田改旱地土壤样品,分析了土壤全磷、有效磷、水溶性磷和无机磷组分(Al-P、Fe-P、Ca-P和O-P)的变化特征,通过主成分分析(PCA)和随机森林分析,探究水田改旱地后土壤磷素有效性变化的主要驱动因子。【结果】水田改为旱地后,石灰岩、砂页岩发育的土壤有效磷含量分别增加了20.48和17.60 mg/kg (P<0.05),但水溶性磷含量均低于磷素环境阈值;土壤磷活化系数分别提高了2.67和2.22个百分点;Al-P含量分别增加了46.07和51.28mg/kg;石灰岩发育的土壤Fe-P含量增加了62.11 mg/kg。相关分析表明,水田改旱地后,Fe-P、Al-P与磷活化系数呈显著或极显著正相关,PCA和随机森林分析结果表明Fe-P、Al-P是土壤磷素有效性变化的主要驱动因子。【结论】湘南红壤丘陵区水田改为旱地后,第四纪红色黏土发育的红壤磷素有效性未发生显著变化,石灰岩和砂页岩发育的土壤磷素有效性由于...     

三峡水库消落区土壤胶体对Cd在土壤中迁移的影响

选取三峡水库消落区典型土壤,即紫色土、黄壤、紫色潮土和灰棕潮土为研究对象,以相应土壤胶体、蒙脱石矿物的10 mg/L Cd(NO3)2淋洗液分别淋洗土柱,研究了水分散态胶体对镉在土柱中迁移的影响.添加上述胶体的镉淋洗液,在紫色土、黄壤、紫色潮土和灰棕潮土土柱中镉迁移量分别是对照的1.18～4.96,1.05～2.37,1.10～4.33,1.03～3.33倍.结果表明胶体能够促进镉离子在土层中的迁移,其迁移能力遵循紫色土胶体≥紫色潮土胶体＞灰棕潮土胶体＞蒙脱石胶体＞黄壤胶体的规律.由此得出,胶体吸附态镉的迁移能力取决于胶体类型和土柱性质.