土地利用方式与坡位土壤活性铝形态特征分析

以红壤坡地为材料,研究了地带性恢复林地、农作区、人工林地茶园和桔园等4种土地利用方式下土壤pH、有机质和铝形态的分异特征。结果表明,土壤pH、有机质和3种活性铝形态含量差异显著。和恢复区相比,农作区由于大量秸秆和根茬还土,土壤交换性铝的含量显著降低,而土壤吸附态羟基铝和有机络合态铝的含量则不同程度地提高;人工林地茶园和桔园则呈现出土壤交换性铝提高的特征,吸附态羟基铝和有机络合态铝含量下降。下坡位土壤表现为堆积,土壤pH值和有机质含量增加,土壤交换性铝含量比上坡位减少,吸附态羟基铝和有机络合态铝含量增加,降低了铝的毒性。相关分析表明,土壤pH值与土壤交换性铝呈显著负相关,y=-97.6x＋6009.2（R^2=0.7315）,与土壤吸附态羟基铝呈显著正相关,y=2810.8x-9293（R^2=0.9003）;而土壤有机质含量与土壤交换性铝呈显著负相关,y=-2963x＋17616（R^2=0.8977）,与土壤有机络合态铝呈显著正相关,y=553.4x-4779.1（R^2=0.4364）。说明土壤铝形态在坡面上的分异特征是坡面利用类型与地形部位共同作用的结果。     

茶园土壤pH变化对土壤中铝特性的影响

土壤中铝的毒性强弱取决于铝的形态。为了解茶园土壤中铝的特性,以江苏省7个长期定位观测茶园为研究对象,采用化学连续提取法测定不同条件下土样中不同形态的铝含量,研究茶园土壤pH升高或降低过程中铝的形态转化及其影响因素。结果表明,茶园土壤在酸化过程中活性铝溶出明显增强,不同形态的铝含量有明显差异,依次为腐殖酸铝(Alh)铝的水合化物和氢氧化物(Aloh)交换态铝(Alex)有机态铝(Alo)水溶态铝(Alw)无机吸附态铝(Alino);土壤pH、有机质和酸容量是影响铝形态的重要因素;茶园土壤酸化过程中铝的水合化物和氢氧化物、无机吸附态铝以及水溶态铝会转化为交换态铝。土壤pH升高,交换态铝转化成羟基铝;有机结合态铝会影响其他铝形态的转化,腐殖酸铝在土壤pH升高时转化为铝的水合化物和氢氧化物。     

有机物料对酸性红壤铝毒的缓解效应

利用盆栽试验研究了施用不等量稻草对酸性红壤旱耕地铝毒的缓解效应。结果表明,添加不等量的秸秆碳(C)后,土壤pH值显著提高,土壤交换性铝和吸附态羟基铝的含量则明显降低,土壤有机络合态铝的含量也呈增加趋势。添加铝盐并不影响秸秆碳对降低土壤交换性铝和吸附态羟基铝含量的作用。在本研究中,土壤pH值与土壤交换性铝和土壤吸附态羟基铝均呈显著负相关,方程分别为y=-2193.9x+11545,R2=0.9798**,y=-655.34x+9748,R2=0.7837**。土壤交换性铝和吸附态羟基铝与玉米主根长,地上部磷、钾含量均呈显著负相关,是抑制玉米吸收养分的主要限制因素,土壤吸附态羟基铝是次于交换性铝的又一活性较大的铝化合物。     

施用水稻秸秆对酸性红壤铝形态的动态影响

采用室内培养试验研究了施用秸秆对酸性红壤pH值和高活性的交换性铝、吸附态羟基铝和有机络合态铝的动态变化。结果表明，土壤pH值和各形态铝在前30天内变化较大，而后达到稳定。土壤pH值在前10天内快速提高，之后缓慢下降至第30天渐趋平衡，土壤交换性铝则是先降低，10天后逐渐增加至稳定状态。添加秸秆后，土壤吸附态羟基铝发生复杂的水解和聚合反应，变化不大。有机络合态铝在可溶性有机质和有机酸等小分子化合物的联合作用下，先增加而后降低。由于秸秆作用的时间较短，不能使有机质积累，故有机络合态铝不稳定易于变化，不能起到很好的络合铝的作用。     

连续5年配施有机肥茶园土壤活性铝含量变化状况

通过5a(2009—2013年)田间定位试验,研究配施不同比例有机肥(养猪场发酵床垫料)对茶园土壤交换性Al~(3+)(Ex-Al)、单聚体羟基铝(Al(OH)_2+Al(OH)_2+,Hy-Al)、酸溶无机铝(Al(OH)_30,Col-Al)和腐殖酸铝(HA-Al)分布特征及茶叶铝含量的影响,探讨配施有机肥改良茶园酸化土壤及降低茶叶铝含量的可行性。试验设置有机肥替代化肥比例0(CK)、25%、50%、75%和100%5个处理。结果表明:连续5 a配施有机肥处理茶园0～20 cm土层土壤pH提高0.27～1.05个单位,有机质含量提高8.64%～30.71%;20～40 cm土层土壤pH提高0.16～0.50个单位,有机质含量提高0.94%～14.84%,提高幅度均随着有机肥施用比例的增加而增大。茶园土壤活性铝总量(ΣAl)随着有机肥料配施比例的增加呈下降趋势;土壤Ex-Al、Al-HA含量及其占ΣAl的比例随着有机肥料配施比例的增加呈下降趋势,而Hy-Al含量及其占ΣAl的比例则呈现上升趋势;Col-Al含量随有机肥配施比例的变化不显著,而其占ΣAl的比例则随有机肥施用比例的升高而升高。各处理茶叶铝含量为820.04～940.27 mg/kg,配施有机肥处理对茶叶铝含量的影响不显著。配施有机肥条件下,土壤pH和有机质含量升高,促进土壤Ex-Al向Hy-Al转化,而对茶叶铝含量的影响不显著,通过配施有机肥改良土壤酸度来降低茶叶铝含量的可行性需要进一步探讨。     

单宁酸对不同pH茶园土壤中活性铝形态分布的影响

采集云南省普洱市和江西省南昌县两地典型的茶园土壤,通过添加HCl和Ca(OH)2调节土壤pH,研究不同pH(3.0、3.5、4.0、4.5)茶园土壤添加0.4 mmol·kg 1、2.0 mmol·kg 1、4.0 mmol·kg 1、8.0 mmol·kg 1、12.0 mmol·kg 1单宁酸后,活性铝形态交换态铝(Al3+)、单聚体羟基铝[Al(OH)2+、Al(OH)+2]、酸溶无机铝[Al(OH)03]和腐殖酸铝[Al-HA]的分布特征。结果表明:单宁酸添加量为0~0.4 mmol·kg 1和0~2.0 mmol·kg 1时,江西南昌和云南普洱茶园土壤中交换态铝随土壤pH的增加呈明显下降趋势,而羟基态铝、酸溶无机铝和腐殖酸铝呈逐渐上升趋势;当单宁酸浓度增至2.0 mmol·kg 1以上时,随土壤pH的增加,单宁酸对活性铝释放的抑制作用增强,各形态活性铝含量都较低,且不同pH处理土壤间的差异不显著。0~20 cm土层土壤与20~40 cm土层土壤变化规律大致相似,总体上看,下层土壤活性铝总量高于上层。云南普洱茶园土壤活性铝总量明显高于江西南昌的茶园土壤。相关分析表明,0~20 cm土层土壤中,pH与羟基态铝、腐殖酸铝、土壤酸碱缓冲容量(pHBC)呈正相关(r=0.796,P0.01;r=0.960,P0.01;r=0.852,P0.01);pHBC与交换态铝、羟基态铝呈负相关(r=0.904,P0.01;r=0.645,P0.05),而与腐殖酸铝呈正相关(r=0.795,P0.01)。同时,单宁酸加入浓度为0~0.4 mmol·kg 1时,土壤pH明显上升,之后随着单宁酸加入浓度的增加土壤pH持续下降,土壤pH(YpH)与单宁浓度(CDN)在此阶段基本符合方程:YpH=0.04CDN+3.82(R2=0.95,P0.01)的线性变化趋势,在单宁酸浓度达到8.0~12.0 mmol·kg 1时,土壤pH基本不再变化。     

长期种植牧草和绿肥对降低土壤铝毒的作用

长期红壤改良定位实验（６年）研究结果表明，种植牧草及绿肥可以起到降低土壤交换性铝，并相应地增加交换性钙镁的作用，相关分析表明，土壤中胡敏酸的含量与土壤交换性铝的含量呈极显著负相关关系，此结果证明，长期种牧草及绿肥可以使得土壤腐殖质特别是胡敏酸大量积累，对铝进行络合，吸附，从而使铝的活性降低，起到了削弱铝毒的作用。     

矿物质调理剂中铝的稳定性及其对酸性土壤的改良作用

通过室内土壤培养试验和模拟酸雨浸泡试验,研究了3种含铝量不同的矿物质调理剂中铝的稳定性及其对酸性土壤的改良效果。该类调理剂是利用钾长石、白云石和石灰石等合理配伍后经高温焙烧而制得,呈弱碱性,富含有效钙、镁、钾、硅等营养元素。试验结果表明,施入0.5~2 g/kg调理剂培养60 d后,土壤pH由4.98升高到5.04~5.42,交换性铝含量下降37.40%~68.90%,吸附态羟基铝含量稍有增加,但毒害性铝和活性铝总量分别降低了5.37%~9.50%和4.33%~12.08%,提高土壤中交换性钙、镁、钾和有效硅的含量。同时模拟酸雨浸泡试验中铝溶出量明显降低。该类矿物质调理剂能中和土壤酸度、缓解铝毒和增加土壤养分;调理剂中铝稳定性较高,不会对土壤铝毒产生叠加效应,可安全应用于农业生产。     

茶园—土壤系统铝和氟的生物地球化学循环及其对土壤酸化的影响

黄棕壤植茶以后,土壤pH下降,土壤酸度随植茶年限的增长而增大,且上层土壤pH的减幅大于下层土壤。茶园土壤的酸化是与茶树对铝和氟的生物积聚、土壤交换性铝与铝络合物的增加以及土壤盐基的淋溶有关。茶树落叶中铝和氟的含量分别高达5836—6136 ppm和469—520ppm;茶树透冠水和土壤渗漏液中均有相当多的Al和F,茶园土壤系统中铝和氟的循环,不仅导致土壤Al³⁺及F^-的增多,还使表土的有机络合态铝以及土壤交换性复合体和土壤溶液中的氟铝络合物积聚。因此,土壤中铝和氟的积累、转化及其生物地球化学循环是茶园土壤酸化的主要原因。     

蒙山茶园土壤组分对铝吸附解吸热力学特征的影响

采用间歇法和振荡平衡法,通过实验室模拟,研究了蒙山茶园土壤(紫色土和黄壤)原土及各粒级组分对铝吸附解吸的热力学特征,并分析土壤有机质、游离氧化铁和CEC对其吸附解吸的影响。结果表明:(1)不同土壤原土及各粒级组分对铝的吸附量都随铝离子浓度的增大而增加,且各粒级土壤对铝的吸附量不同,表现为土壤颗粒比表面越大,有机质、游离氧化铁和CEC越高,其吸附量越大。紫色土原土及各粒级组分对铝的等温吸附过程用Freundlich方程描述最佳,说明紫色土对铝的吸附是多层吸附;而黄壤原土及各粒级组分对铝的等温吸附过程则用Langmuir方程描述最佳,说明黄壤对铝的吸附以单层吸附为主。(2)紫色土原土及各粒级组分对铝的解吸率表现出以下关系:粗砂粒原土细砂粒粉粒粘粒,黄壤原土及各粒级组分对铝的解吸率则表现出以下关系:细砂粒粗砂粒原土粉粒粘粒,两者解吸率的大小关系均与其有机质及游离氧化铁相反,表明两种土壤的原土及各粒级组分中有机质和游离氧化铁越高,其专性吸附率就越高,从而解吸率越小,说明土壤有机质和游离氧化铁影响土壤对铝的固持能力。(3)土壤最大吸附量与有机质、游离氧化铁含量和CEC都表现出显著或极显著的正相关关系,而其最大解吸率也均与有机质、游离氧化铁含量和CEC表现出显著或极显著的负相关关系。     

粤东凤凰山茶区土壤铜、铬化学形态分布及茶叶有效性研究

采用连续化学提取法对粤东凤凰山茶区12个大型茶园共60份土壤样品中Cu和Cr的5种化学形态分布和茶叶有效性进行研究。结果发现,土壤中Cu的5种化学形态的分布规律为残渣态〉有机束缚态〉铁锰氧化态〉碳酸盐态〉交换态,而Cr的化学形态分布为残渣态〉有机束缚态〉交换态〉碳酸盐态〉铁锰氧化态。可交换态Cu和有机束缚态Cu含量与土壤有机质呈显著正相关,而土壤pH值与土壤可交换态Cu呈极显著负相关,与碳酸盐态Cu呈极显著正相关,与有机束缚态Cu和铁锰氧化态Cu呈显著正相关。可交换态Cr含量与土壤有机质呈显著正相关,而土壤pH值与土壤可交换态Cr呈极显著负相关,与碳酸盐态Cr呈极显著正相关。凤凰山茶叶Cu含量的范围在41.20～118.93mg·kg^-1之间,平均为52.92mg·kg^-1。茶叶中Cu含量与土壤可交换态Cu、有机束缚态Cu、有机质都有显著的正相关性,而与土壤pH值有显著的负相关性。茶叶Cr含量的范围在2.73～6.29mg·kg^-1之间,平均为4.13mg·kg^-1。茶叶Cr含量与土壤有机质和pH值分布呈显著正相关和显著负相关。     

凤凰单枞茶树吸收土壤铬和锰的规律研究

[目的]探究凤凰单枞茶树对土壤中铬和锰的吸收规律,为综合防治茶园土壤Cr和Mn污染提供科学依据。[方法]对粤东揭阳市揭东县宝山茶园凤凰单枞茶树和土壤进行采样,运用原子吸收分光光度计法测定茶叶、茶茎和茶根中Cr和Mn的含量,并采用乙酸提取法和原子吸收分光光度计法测定土壤样品中酸可提取态Cr和Mn的含量。[结果]茶树各器官Cr含量由高到低分布情况依次为:茶根>茶茎>茶叶;而Mn含量分布情况依次为:茶叶>茶茎>茶根。茶叶中Cr和Mn含量与土壤中酸可提取态Cr和Mn呈显著正相关性,茶茎中Cr含量与土壤中酸可提取态Cr也呈显著正相关性;茶叶、茶茎和茶根中的Cr含量均与土壤中有机质含量呈显著正相关性,茶根中的Mn含量与土壤pH值呈显著负相关性,茶叶中的Mn与土壤有机质呈显著正相关性。[结论]通过调节土壤酸可溶解态Cr和Mn,土壤pH值和有机质含量,从而控制茶树吸收Cr和Mn的量,可以达到防治茶叶重金属污染,提高茶叶质量的目的。     

名山河流域黄壤组分对微团聚体吸附解吸镉的影响

选取名山河流域4种土地利用方式（林地、水田、茶园、旱地）的黄壤为研究对象,采用平衡液等温吸附法和NH4OAC、EDTA溶液解吸法,研究土壤组分（有机质、游离氧化铁）对微团聚体吸附解吸Cd2＋的影响。结果表明：去除土壤组分前后,原土及各粒径微团聚体对Cd2＋的吸附量均随Cd2＋初始浓度增大而增大,吸附量均按以下次序递减：（〈0.002mm）〉2～0.25mm〉原土〉0.053～0.002mm〉0.25～0.053mm,与有机质、游离氧化铁、CEC呈极显著正相关。吸附减少量大小关系为：去除有机质〉去除游离氧化铁,有机质的贡献率大于游离氧化铁。Freundlich方程拟合效果最佳,达到极显著水平,分布系数Kd值与Cd2＋初始浓度呈曲线负相关。NH4OAC解吸率随原吸附Cd2＋初始浓度增大而增大,以最大解吸率计,递减规律为：0.25～0.053mm〉0.053～0.002mm〉原土〉2～0.25mm〉（〈0.002mm）;EDTA解吸率随原吸附Cd2＋初始浓度增大而减小,递减规律与NH4OAC解吸率相反。去除土壤组分后,NH4OAC解吸率上升,EDTA解吸率下降,茶园与旱地黄壤非解吸率减小,林地与水田黄壤非解吸率增大。去除土壤组分后,非专性吸附与吸附总量呈极显著正相关,专性吸附与吸附总量呈极显著负相关。     

粤东凤凰山茶区土壤不同形态铅含量及其影响因素

通过对粤东凤凰山茶区12个大型茶园土壤和茶叶进行采样,采用连续提取法将茶园土壤Pb分为可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化态、有机束缚态和残渣态,探讨茶园土壤Pb的5种化学形态分布与土壤理化性质、茶叶Pb含量的相关性关系。结果发现,土壤中Pb的5种化学形态分布的规律为残渣态〉铁锰氧化态〉交换态〉有机束缚态〉碳酸盐态。土壤有机质与可交换态Pb含量呈显著负相关,与碳酸盐结合态Pb呈极其显著负相关,而土壤pH值与土壤可交换态Pb呈显著负相关,与碳酸盐态Pb和有机束缚态Pb呈极其显著正相关。茶区12个茶园土壤样品的Pb生物有效性系数范围在0.029～0.113,平均值为0.061;Pb可迁移性系数范围在0.021～0.078,平均值为0.044。凤凰山茶叶Pb含量的范围在1.39～1.82 mg/kg之间,平均为1.56 mg/kg。茶叶中的Pb含量与土壤氧化物结合态Pb、有机束缚态Pb呈显著正相关,与土壤有机质呈极其显著正相关。     

粤东凤凰山茶区土壤镉赋存形态特征及茶叶有效性

通过对粤东凤凰山茶区12个大型茶园土壤和茶叶进行采样,采用连续提取法将茶园土壤Cd分为可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机束缚态和残渣态,探讨了茶园土壤Cd的5种化学形态组成特征及其与土壤理化性质和茶叶Cd积累的关系。结果表明:(1)茶区土壤中镉的化学形态分布受到土壤pH值和有机质含量的影响,土壤中Cd的5种化学形态分布的规律为:残渣态>碳酸盐结合态>可交换态>铁锰氧化物结合态>有机束缚态;茶区土壤可交换态Cd和残渣态Cd与土壤中的pH值呈极显著负相关性关系,而有机结合态Cd与土壤pH值呈显著正相关关系;有机质含量与氧化物结合态Cd和有机束缚态Cd呈显著正相关关系,而与可交换态Cd和残渣态Cd呈显著负相关关系。(2)茶叶中Cd含量在0.30~0.98mg/kg,平均含量为0.65mg/kg;茶叶中的Cd含量与土壤中可交换态Cd有显著正相关关系,而与土壤pH值呈显著负相关关系。因此,可以通过调节茶园土壤pH值,影响土壤中Cd的化学形态分布,最终达到降低茶叶中Cd含量,提高茶叶品质的目的。     

江苏茶园土壤环境质量现状分析

通过对江苏20多个典型茶场的调查取样,分析了江苏典型茶园的土壤肥力和环境质量状况。结果表明,江苏茶园土壤总体肥力状况良好,少数茶场的土壤有机质含量偏低。茶园土壤施用的有机肥中,菜饼肥有机质含量较高,养分组成合理,重金属含量低,适合茶园长期施用。在茶园施肥管理方面,普遍存在有机肥施用时间偏晚的现象。此外,江苏茶园土壤存在较明显的酸化现象,且有加重趋势。个别茶场的土壤中Pb含量超标需引起重视,否则会导致茶叶中Pb含量超标而影响茶叶质量的安全性。     

江苏省典型茶园土壤酸化趋势及其制约因素研究

茶园土壤酸化日趋严重已成为当前茶叶生产中的突出问题。为制定茶园土壤酸化的控制对策,本文采用定位监测的方法,分析了江苏省茶园土壤酸化现状和土壤pH降低速率的动态变化及其与酸雨、土壤性质的关系。2008—2010年间江苏省21个典型茶场调查结果显示:所有被调查的茶园土壤pH值均低于茶树生长最适值5.5,其中pH值低于4.0的茶园比例达42.8%。2003—2010年间,江苏省茶园土壤pH降低速率呈现先逐年增大后减小的变化规律,期间2007年土壤pH降低速率达到最大。茶园土壤酸化及其动态变化受研究区域酸雨强度和频率的影响,同时土壤pH降低速率与土壤有机质、交换性盐基总量呈极显著的负相关,与土壤阳离子交换量(CEC)、黏粒含量存在显著的负相关关系。     

名山河流域不同土壤类型和土地利用方式下有机碳的分布特征

以名山河流域不同类型土壤为研究对象,研究了不同土地利用方式下土壤有机碳和团聚体中有机碳含量的分布特征。结果表明:(1)名山河流域3种类型的土壤有机碳含量在17.50~34.70g/kg之间,含量高低表现为水稻土黄壤紫色土,水稻土含量分别是黄壤和紫色土的1.32,1.39倍;从不同的土地利用方式看,水田土壤有机碳及活性有机碳含量显著高于旱地、茶园和果园,土壤活性有机碳与土壤有机碳呈极显著正相关(R2=0.884 6);(2)土壤有机碳含量在土壤剖面中表现出随着土层深度的增加而降低的趋势,表层土壤(0—20cm)有机碳含量由高到低依次为水稻土黄壤紫色土,下层土壤(20—40cm)有机碳含量为水稻土紫色土黄壤,土壤活性有机碳含量的分布具有相似规律;(3)在不同土地利用方式下,表层土壤(0—20cm)有机碳含量大小关系表现为水田旱地果园茶园,下层土壤(20—40cm)有机碳含量表现为水田果园茶园旱地,水田表层、下层土壤活性有机碳含量均极显著地高于旱地、果园、茶园,再次证明活性有机碳是表征有机碳特性的重要指标;(4)3种类型土壤的团聚体在不同的利用方式下的有机碳含量表现出随着土壤剖面加深而降低的趋势,土壤团聚体的单位有机碳含量随着粒径的减小呈现波浪形的变化趋势,各粒径团聚体中的有机碳含量与土壤有机碳含量呈正相关关系。综上可知,土壤类型的差异和土地利用方式的不同会对土壤有机碳及各粒径团聚体中有机碳的含量及分布特征产生一定的影响。     

贵州省开阳茶园土壤养分状况与肥力质量评价

为明确贵州省开阳县茶园土壤养分状况,为优质茶叶生产提供参考,对贵州省开阳县茶园土壤进行了调查,分析了158个土壤样品的养分含量及养分间的相关性,并采用主成分分析法和模糊数学隶属度函数模型,通过计算土壤肥力综合指标值(IFI)对土壤养分状况进行综合评价。结果表明:贵州省开阳茶园土壤p H偏酸,有机质、全氮和碱解氮含量较为丰富;但全磷、速效磷、全钾和速效钾含量缺乏所占比例较大,分别仅有16.46%、14.56%、20.89%和12.66%的土壤样品达到优质高产茶园标准。开阳茶园土壤IFI值平均为0.59,属于中等以上土壤肥力茶园所占的比例为61.40%,茶园土壤肥力质量总体水平属于良好,但土壤偏酸,速效磷和速效钾的含量相对偏低,应重点改酸和增施磷钾肥。     

利用方式对红壤水稳定性团聚体形成的影响

本文研究了五种利用方式对红壤水性团聚体形成的影响。结果表明，＞稳定性团聚体含量：林地＞旱地＞荒地＞茶园＞果园。水稳定性团聚体数量以及团聚的水稳定性均与有机质的含量呈正相关。红壤开垦后，有机抽分解加快或补充减少是导致团聚体稳定性下降和水稳定稳定团聚体减少的主要原因。同理，恢复和改良红壤结构性及结构稳定性的关键是增加有机质的投入。