土壤钾素解吸模型及其特征值的作物效应

土壤钾素可解吸数量和强度及其缓冲系数是评价土壤供钾能力的重要指标。通过室内解吸试验研究土壤钾素解吸特性及其解吸特征值,应用盆栽和田间试验探讨土壤钾素解吸特征值与供试蔬菜鲜重产量和吸钾量的相关性。应用土壤镉解吸模型对7种土壤32个钾素解吸试验表明,土壤镉解吸模型能很好地模拟土壤钾素解吸动态特征,相关系数均达到显著水平。菜心和空心菜的盆栽和田间试验均表明,土壤钾可解吸量Q、土壤溶液初始钾浓度Cli和C1/比值等解吸特征值与供试蔬菜吸钾量或鲜重产量有显著的抛物线型关系。空心菜盆栽试验还表明,这种抛物线型关系与土壤类型无关,说明Q、Cli和C1/比值确实反映了土壤供钾能力。以最高产量的90%为基础,根据抛物线型关系可求得Q和Cli的临界值。解吸模型研究为评价土壤钾素生物有效性和钾素肥力临界指标提供了一种新方法。     

天然土壤中典型多溴联苯醚解吸过程的初步研究

选择5种有机质含量不同的天然土壤,采用批量实验方法考察典型多溴联苯醚8DE47的解吸行为,并尝试利用非线性Freundlich模型和线性模型模拟不同初试浓度条件下BDE47的土壤解吸过程。针对较为显著的器壁吸附影像,所有检测数据均进行器壁吸附定量修正。结果表明,BDE47土壤解吸过程总体分为初始的快解吸和后续的慢解吸两个阶段。在初始阶段,BDE47解吸过程表现为线性行为,但非线性特征随解吸时间延长呈现增强趋势。土壤有机质（用TOC表征）释放的溶解有机质是影响土壤中BDE47解吸行为差异的主要因素之一。     

土壤C/N对苹果植株生长及氮素利用的影响

土壤C/N是土壤氮素循环的重要影响因素。本研究以2年生"富士"/平邑甜茶为试验材料, 应用¹⁵N示踪技术研究了不同土壤C/N[6.21(CK)、10、15、20、25、30、35和40]对苹果植株生长及氮素利用和损失的影响。结果表明: 随着土壤C/N比值的逐渐增大, 苹果新梢长度和植株鲜重均呈先升高后降低的变化趋势, C/N=15、20和25的3个处理苹果新梢长度和植株鲜重最大, 三者间无显著差异, 但均显著高于其他处理。不同C/N处理间植株15N利用率存在差异, 土壤C/N=25时, 植株¹⁵N利用率最大, 为22.87%, 与C/N=20的处理间无显著差异, 但两者均显著高于其他处理; 土壤C/N=40时, 植株¹⁵N利用率最低, 仅为15.43%, 低于CK处理的16.65%。土壤C/N处于15~25时, 植株吸收的氮素来自于肥料氮的比例较高; 而土壤C/N较低(<15)或太高(>25)时, 植株吸收的氮素来自于土壤氮的比例较高。土壤氮素残留量随土壤C/N的增大逐渐增加, C/N=40处理的土壤氮素残留量是CK的1.32倍。随着土壤C/N比值的逐渐增大, 肥料氮损失量呈先减少后增加的变化趋势, 以C/N=25时最少, 仅为施氮量的49.87%, 而对照最大, 为61.54%。因此, 综合土壤C/N对苹果植株生长及氮素平衡状况来看, 土壤C/N为15~25时, 能促进植株的生长发育, 降低氮肥损失, 提高肥料利用率。     

不同热解温度茶渣生物质炭对茶园土壤吸附解吸NH4-N的影响

生物质炭对铵根的吸附解吸影响着土壤的固氮效果,为探讨茶渣生物质炭对茶园土吸附—解吸NH_4~+—N性能的影响,减少土壤中氮素的淋失,提高氮素利用效率,通过模拟培养试验,采用平衡吸附法及HCL解吸法,研究了不同热解温度下制备的茶渣生物质炭在不同添加比例(0.35%,0.70%,1.40%,2.80%)下,茶园土对NH_4~+—N吸附解吸的特性。结果表明:施用生物质炭能有效增强茶园土对NH_4~+—N的吸附,并随生物质炭添加量的增加而增强。同一生物质炭添加量下,4种生物质炭处理下茶园土对NH_4~+—N的吸附量大小表现为BC400BC300BC500BC600。生物质炭的CEC含量是影响土壤吸附NH_4~+—N能力的主要因素。土壤对NH_4~+—N的吸附过程均以Langmuir方程拟合达到显著水平(0.953 7R~20.995 5),以单层吸附为主。施用生物质炭后,土壤产生了解吸滞后,有效降低了茶园土对NH_4~+—N的解吸率,BC400的解吸率最低。茶渣生物质炭能够增强土壤对NH_4~+—N的吸附,降低对NH_4~+—N的解吸,有利于提高土壤对氮素的吸持能力,其中BC400,2.80%处理下效果最佳。     

温度对厌氧条件下不同pH水稻土氮素矿化的影响

氮矿化反应是土壤生态系统氮素循环的重要环节之一,决定了土壤氮素的可利用性。温度和pH是影响氮素矿化的重要环境因子。为研究厌氧条件下温度对不同pH水稻土氮素矿化的影响,本文以两种不同pH的水稻土为试验对象,在厌氧条件下,设置15℃、25℃、37℃和50℃4个温度,结合一级反应动力学方程式和有效积温式研究温度对土壤氮素矿化势、矿化速率、矿化程度和矿化势/全氮等矿化参数的影响。结果表明,两种土壤氮素矿化势均随着温度的升高而增大。在15~37℃范围内,两种土壤的矿化速率以及矿化程度均随着温度升高而增大,且同种温度下两土壤差异不显著。但在37~50℃范围内,随着温度的升高,两种pH土壤矿化速率以及矿化程度有增大也有减小,差异达1%显著水平。说明在高温范围内,不同pH土壤氮素矿化对温度的响应有很大差异。4个温度下,矿化势/全氮的值均随温度升高而增大,说明有机氮的品质随温度升高而提高。通过温度与矿化参数的相关性分析发现,在15~37℃范围内,各矿化参数与温度均呈正相关,且相关性极显著(P0.01);但37~50℃时,各矿化参数与温度相关性均较小,有的为负相关。本试验测定各培养周期的pH,发现在培养过程中,两种土壤pH波动不大,对土壤氮矿化的变化无影响。结果表明,厌氧条件下,尽管中、低温时不同pH水稻土氮素矿化对温度有相似的响应,但高温时不同pH土壤的氮素矿化显著不同。     

三种水稻土对磷的吸附解吸特性

实验研究了三种不同水稻土磷等温吸附及解吸的情况,并对影响等温吸附特性的因素做了相关探讨。结果表明:三种水稻土磷吸附曲线与简单的Langmuir等温吸附方程极为吻合,磷的解吸曲线与Langmuir等温方程也具备较好的吻合性。供试样品的相关系数均达到显著水平。土壤物理性粘粒含量显著影响土壤最大吸磷量,但对土壤磷的解吸量没有显著影响。     

1,1,2,2-四氯乙烷在土壤中的吸附解吸研究及解吸滞后的新型模型模拟

采用室内实验方法,研究了1,1,2,2-四氯乙烷（1,1,2,2-tetrachloroethane,1,1,2,2-TeCA）在4种土壤上的吸附和解吸行为,并用一种新型解吸模型——＂双元平衡解吸（Dual-EquilibriumDesorption,DED）模型＂对其解吸行为进行了预测。结果表明,1,1,2,2-TeCA在4种土壤上的吸附符合传统的线性吸附模型,lgKoc的平均值为1.86;解吸行为则表现出明显的滞后现象,解吸后的lgKo（c平均值约为4.88）显著大于初始值,且与吸附相污染物的初始浓度、土壤性质无相关性。DED模型比传统线性模型能更好地拟合TeCA在土壤中的解吸滞后现象。     

城市园林废弃物生物质炭对小白菜生长、 硝酸盐含量及氮素利用率的影响

【目的】我国温室种植蔬菜迅速发展,温室种植中肥料利用率低及蔬菜硝酸盐积累等问题日益突出。同时,我国城市化快速发展,城市园林废弃物日益增多,这些木质废弃物的处理也成为城市可持续发展的挑战。本文采用城市园林废弃物制成的生物质炭用于温室栽培生产,分析其对温室蔬菜产量和品质以及养分保持的影响,从而探索一种为绿色环保的现代城市农业服务的技术。【方法】本研究采用温室盆栽试验方法,以小白菜为研究对象,设置5个生物质炭添加水平。 C0 (0 g/kg, CK)、 C1(20 g/kg)、 C2(40 g/kg)、 C3(60 g/kg)和C4(80 g/kg)。研究生物质炭对小白菜产量、 植株硝酸盐含量、 土壤氮素含量与形态以及氮素保持效应的影响。【结果】与对照相比,添加不同比例的生物质炭均显著提高小白菜产量,其中,C3和C4处理下增产幅度达到75%,生物质炭添加量与产量呈显著正相关关系;生物质炭对小白菜植株地上部和地下部的影响并不一致,其中收获指数显著增加,提高幅度在2.5%～9.5%之间,有随着生物质炭用量增加而增加的趋势;对照处理小白菜地上部硝酸盐含量达504 mg/kg,各处理植株硝酸盐含量介于161～256 mg/kg之间,显著降低50%以上,特别是C1处理降低硝酸盐含量的幅度达到68%,而不同生物质炭添加量之间植株硝酸盐含量差异不显著;生物质炭的添加增加了土壤中总氮素的含量,氮素损失率由不施炭处理的5.6%降低到了3.3%以下,显著降低了42%,同时土壤氮素生产率较对照提高幅度大于35%;与C0相比较,生物质炭添加显著降低了土壤NO-3-N的积累,降低幅度在60%以上,生物质炭用量在4%左右时降低作用最大,达到80%,同时土壤NH+4-N在生物质炭添加下降低了77%,生物质炭对降低土壤中铵态氮和硝态氮的累积作用并不与其用量呈正相关,铵硝比随着生物质炭添加量而呈下降的趋势;同时从研究结果看,产量与土壤NH+4-N和NO-3-N含量呈负相关关系,与土壤全氮呈正相关关系,而蔬菜植株硝酸盐含量与土壤NH+4-N和NO-3-N含量具有相关性,但与土壤全氮含量相关性不显著。【结论】温室大棚栽培小白菜的土壤中, 加入不同量的生物质炭能显著提高小白菜产量,同时降低小白菜植株的硝酸盐含量,添加量在2%时效果最好;土壤硝态氮和铵态氮积累随生物质炭施入而降低;生物质炭显著降低氮素损失率而提高氮素生产率。本研究得出生物质炭通过降低损失、 吸持更多氮素而提高了氮素的持续供应,在增产的同时降低了蔬菜硝酸盐积累,提高了品质。因此,在温室大棚蔬菜生产的土壤中添加一定量生物质炭(本试验下添加2%～4%)可以达到高产和优质。     

长期施肥条件下灰漠土磷的吸附与解吸特征

通过等温吸附与解吸试验,研究了长期施肥条件下不同磷素含量水平的灰漠土耕层0~20 cm土壤磷素吸附与解吸特征。结果表明,在实验浓度范围内,不同Olsen-P水平的灰漠土土壤,随外源磷量的增加,磷的吸附量、解吸量及解吸率均逐渐增大,吸附率逐渐减小。土壤Olsen-P含量水平与土壤磷素吸附饱和度（DPS）的大小呈正相关关系。处理间比较,土壤最大吸附量（Xm）值为CK>NPK≈NPKM>PK≈NPKS、且处理间达到极显著差异水平;NPK处理的吸附常数（K）值与土壤最大缓冲容量（MBC）值均极显著地大于CK、PK、NPKM和NPKS处理。该4个处理间比较：K值无显著差异,MBC值CK极显著大于PK和NPKS处理、CK与NPKM、PK与NPKS处理间差异不显著。化肥配施有机肥或秸秆的处理土壤易解吸磷（RDP）值极显著大于单施化肥的处理,释磷效果以化肥有机肥配施为最优。     

氮肥用量与运筹对水稻氮素吸收转运及产量的影响

应用15N示踪技术研究了大田条件下氮肥用量与运筹对水稻氮素吸收、转运及籽粒产量的影响。试验分别设置3个氮肥水平(0、150和240 kg/hm2N)和两种基追比例(即基肥:蘖肥穗粒肥分别为40%︰30%︰30%(A)和30%︰20%︰50%(B)),共5个处理,依次记作N0、N150A、N150B、N240A、N240B。结果表明,在0~240 kg/hm2范围内,提高氮肥水平,显著增加水稻吸收的肥料氮素、土壤氮素数量以及肥料氮在土壤中的残留量。成熟期高氮处理(240 kg/hm2)水稻吸收的肥料氮素、土壤氮素及肥料氮在土壤中的残留量较多,分别为110.25、65.91、32.69 kg/hm2,而氮素的吸收利用率和土壤残留率下降,氮素损失率增加。在相同的氮肥水平下,采用基肥蘖肥穗粒肥比例为30%︰20%︰50%时,水稻吸收的肥料氮数量显著增加,氮素吸收利用率和土壤残留率提高,氮素损失率降低。适量施氮并增加穗粒肥的施氮比例,可以显著增加水稻产量。在本实验条件下,施氮量为240 kg/hm2及基肥蘖肥穗粒肥为30%︰20%︰50%的施氮处理是兼顾产量和环境的最佳氮肥运筹方式。     

Cry1Ab蛋白在不同土壤中的吸附与解吸

以转cry1Ab基因高粱为材料提取Cry1Ab蛋白，测定了Cry1Ab蛋白在6种土壤中的吸附与解吸，分析了Cry1Ab蛋白溶液浓度、土壤理化性质对Cry1Ab蛋白吸附与解吸的影响。结果表明，不同类型的土壤对Cry1Ab的吸附与解吸存在明显的差异，吸附量表现为红泥土〉灰化土〉青紫泥田〉黄筋泥〉黄松田〉红砂土，解吸量表现为灰化土〉青紫泥田〉红砂土〉黄筋泥〉红泥土〉黄松田；Cry1Ab蛋白溶液的浓度与吸附量和解吸量呈显著正相关，相关系数分别为0．86和0．99；土壤有机质、pH值与土壤吸附Cry1Ab蛋白的能力呈显著正相关，相关系数分别为0．83和0．82；土壤全氮、有效磷的含量与土壤吸附Cry1Ab蛋白呈正相关，土壤全氮、有效磷和速效钾的含量与解吸均呈负相关。土壤吸附、解吸Cry1Ab蛋白是加入Cry1Ab蛋白溶液的浓度及不同土壤的理化性质共同作用的结果。     

Adsorption and Desorption of Copper in Pasture Soils

Abstract

Copper (Cu) is bound strongly to organic matter, oxides of iron (Fe) and manganese (Mn), and clay minerals in soils. To investigate the relative contribution of different soil components in the sorption of Cu, sorption was measured after the removal of various other soil components; organic matter and aluminum (Al) and Fe oxides are important in Cu adsorption. Both adsorption and desorption of Cu at various pH values were also measured by using diverse pasture soils. The differences in the sorption of Cu between the soils are attributed to the differences in the chemical characteristics of the soils. Copper sorption, as measured by the Freundlich equation sorption constants [potassium (K) and nitrogen (N)], was strongly correlated with soil properties, such as silt content, organic carbon, and soil pH. The relative importance of organic matter and oxides on Cu adsorption decreased and increased, respectively, with increasing solution Cu concentrations. In all soils, Cu sorption increased with increasing pH, but the solution Cu concentration decreased with increasing soil pH. The cumulative amounts of native and added soil Cu desorbed from two contrasting soils (Manawatu and Ngamoka) during desorption periods showed that the differences in the desorbability of Cu were a result of differences in the physico‐chemical properties of the soil matrix. This finding suggests that soil organic matter complexes of Cu added through fertilizer, resulted in decreased desorption. The proportions of added Cu desorbed during 10 desorption periods were low, ranging from 2.5% in the 24‐h to 6% in the 2‐h desorption periods. The desorption of Cu decreased with increasing soil pH. The irreversible retention of Cu might be the result of complex formation with Cu at high pH.     

土壤微生物体氮与可矿化氮关系的研究

同时应用大田试验和室内培养试验研究土壤微生物体氮与可矿化氮之间的相关性。试验结果表明,田间条件下,土壤微生物体氮与可矿化氮之间的关系不密切,但在培养试验中,微生物体氮与淹水培养法、硝化培养法和Stanford短期淋洗通气法测定的可矿化氮间有显著的线性关系,相关系数在0.767(p<0.01,n=12)以上。田间试验结果和室内培养试验结果的不一致性,与试验条件的差异有关。新形成的微生物体氮易降解,而原有土壤微生物体氮却相对稳定。     

添加PAM对城市绿地换填介质性质的影响

以土+砂+腐熟秸秆(SSJ)以及土+砂+生物质炭(SSS)为城市绿地换填介质,研究其在添加PAM质量浓度为0~1.5%时的理化性质变化,探寻PAM的适宜用量,以期为城市绿地土壤换填提供一定的理论和技术支撑。结果表明:添加PAM能够降低换填介质的容重,提高其饱和导水率和饱和含水量,且容重和饱和导水率随PAM用量的变化可以用二次曲线来描述。当PAM用量为1.5%时,换填介质的饱和导水率较PAM用量为1.0%时有下降的趋势,而容重则有上升的趋势。添加PAM可降低介质的COD解吸量。SSJ换填介质随PAM用量的增加,其氮、磷解吸量表现出增加趋势,而SSS换填介质随PAM用量的增加其氮、磷解吸量呈现出先减小后增大的变化趋势。综合来看,在PAM添加浓度为0~1.5%时,SSS介质优于SSJ介质。PAM在用量为1.0%时可以最大程度提高介质的保水和导水能力,降低COD解吸量。     

Effects of Oxalate and Humic Acid on Arsenate Sorption by and Desorption from a Chinese Red Soil

Studies on arsenate (As(V)) sorption and desorption have been mainly limited to soil minerals and sorption and desorption reactions in whole soils are poorly understood. In this study the sorption of As(V) by and phosphate-induced desorption from a Chinese red soil were studied in the presence of oxalate and humic acid (HA). Arsenate was strongly sorbed mainly through ligand exchange reactions on the soil. Arsenate sorption decreased in the presence of oxalate or HA. Oxalate and HA influenced As(V) sorption mainly by competing for sorption sites and reducing sorption sites, and oxalate could also decrease sorption through dissolving clay minerals. Oxalate and HA could also facilitate As(V) desorption from the soil. Both sorption and desorption kinetics were two stage processes. Sorption kinetics conducted from 0.2–840 h showed that As(V) sorption increased with increasing residence time. Sorption equilibrium was retarded and the maximum sorption decreased in the presence of oxalate or HA. Phosphate-induced desorption kinetics conducted on the soil with 24 h and 840 h of sorption equilibrium time showed a significant effect of equilibrium time on As(V) desorption. The presence of oxalate or HA during the sorption process resulted in more As(V) desorption. Due to the degradation of oxalate, soil treated with oxalate and with a sorption equilibrium time of 840 h showed no significant difference in desorption kinetics from untreated soil.     

PAHs污染土壤热脱附过程关键影响因素及脱附动力学研究

土壤多环芳烃(PAHs)污染已严重威胁生态环境安全和人类生命健康。通过异位热脱附试验探究了PAHs初始浓度、土壤含水率和土壤粒径对脱附效率的影响,并采用一级、二级动力学和指数衰减模型对PAHs热脱附过程进行拟合,以探究土壤中PAHs热脱附的去除机制。结果表明,在同等条件下,随着PAHs初始浓度的增加,脱附效率随之升高,且在热脱附20～40 min时提高初始浓度可明显提高PAHs的去除率。土壤含水率对于PAHs不同组分的作用具有一定的差异性,当土壤含水率为16%,萘(Nap)、菲(Phe)和蒽(Ant)达到最佳去除率,而荧蒽(Fla)和芘(Pyr)最大去除率对应的土壤含水率为13%。在相同脱附条件下,土壤粒径越小,土壤中PAHs的去除率越高。研究发现指数衰减模型对PAHs各组分的脱附过程具有更好的拟合效果。土壤中PAHs热脱附主要分为两个阶段:(1)PAHs受到土壤中水的蒸发作用从土壤颗粒表面快速蒸发;(2)PAHs的蒸发速率受到土壤孔隙内部扩散的限制,以非常缓慢的速度从土壤中脱除。     

缓/控释氮素肥料玉米苗期养分释放特点

采用盆栽试验．模拟田间生态环境．研究施用不同种缓／控释氮素肥料玉米苗期土壤尿素态氮、硝态氮、铵态氮和速效态氮含量，分析比较其在玉米苗期氮素养分释放特点。研究表明，在玉米苗期，施用醋酸酯淀粉包膜脲酶抑制剂nBPT涂层尿素肥料。土壤中尿素态氮和铵态氮的积累量最多．分别为21．72mg／kg和48．31mg／kg；醋酸酯淀粉包膜尿素肥料，硝态氮和速效氮含量最多．分别为102．90mg／kg和135．25mg／kg；丙烯酸树脂包膜脲酶抑制剂nBPT涂层尿素肥料，尿素自膜内迁移到土壤中的量较少，硝态氮和速效态氮含量最少。分别为53．74mg／kg和93．70mg／kg。包膜与脲酶抑制剂nBPT相结合的缓／控释肥料，对减少土壤石硝态氮的生成效果最为明显．明显优于其他缓／控释肥料．丙烯酸树脂包膜nBPT涂层尿素肥料控释效果最好。     

膜下滴施尿素对棉花氮素吸收、分配、利用效率的影响

在棉花花铃期膜下滴施不同量尿素,结果表明,追氮处理后棉株根、叶片、叶柄和蕾铃的氮含量比不追氮处理要高,但增高多少与追氮量没有明显关系。棉花总吸氮量随着追氮量的增加而增加,但花铃期吸氮量占总吸氮量的比例呈下降趋势。追氮处理对土壤全氮没有明显的影响,但对土壤碱解氮的影响比较大。土壤全氮和碱解氮与棉花各器官氮含量的相关性不显著。随着施氮量增加,追施氮肥的利用率明显下降。     

膜下滴施尿素对棉花氮素吸收、分配、利用效率的影响

在棉花花铃期膜下滴施不同量尿素，结果表明，追氮处理后棉株根、叶片、叶柄和蕾铃的氮含量比不追氮处理要高，但增高多少与追氮量没有明显关系。棉花总吸氮量随着追氮量的增加而增加，但花铃期吸氮量占总吸氮量的比例呈下降趋势。追氮处理对土壤全氮没有明显的影响，但对土壤碱解氮的影响比较大。土壤个氮和碱解氮与棉花各器官氮含量的相关性不显著。随着施氮量增加，追施氮肥的利用率明显下降。