红壤对铝锰离子的吸附特征 Ⅳ.铝锰交换钙钾离子的化学现象

铝、锰离子与钙或钾质固相之间的交换吸附也出现非等当量交换和非电性吸附,而钙、钾离子对交换反应则为电性吸附;非电性吸附量决定于固相表面的场强,也与离子的水解性质和价数有关,其中以铝离子在砖红壤、红壤中的非电性吸附最为强烈;从能量角度综合说明了k、K、1/ n 与ΔF的联系,铝离子的交换吸附具有最大的k、K和最小的1/ n,ΔF为负值;从热力学进一步证论了红壤铝质化的机理,在自然条件下红壤酸化应是一个连续的自发和不可逆过程。     

低分子量有机还原性物质与土壤的相互作用 Ⅱ. 低分子量有机还原性物质与土壤作用的化学反应

论述了有机还原性物质与土壤作用的吸附、氧化还原和络合反应。土壤对该类物质的吸附量达加入量的60%～75%,其中强、弱还原性有机物质各约占1/2。负电荷物质的吸附量随土壤铁、锰氧化物及其所带负电荷量而变,并表现为电性吸附。对含—COOH、—C—NOH2功能团物质的吸附佐证了固相表面存在络合作用;在氧化-还原平衡中该类物质作为电子供体还原了铁、锰而自身被氧化;络合态亚铁、亚锰的形成服从络合-离解平衡,有机配位体的数量和H+离子争夺配位体的络合基可对其产生强烈的影响。     

红壤对铝、锰离子的吸附特征 Ⅰ.铝、锰离子的非等当量交换

对铝、锰离子在红壤中的吸附特征进行了研究,结果表明:离子交换能（或吸附能）的次序为铝>锰>钙>钾,但同一离子在不同固相中的交换吸附能力有异。离子的代入量和代出量随其加入量而递增,而代入量占所加数量的百分数则递减,遵守一般的离子交换规律。非等当量性为铝或锰离子参与交换所出现的一种特殊现象,是由于其水解产物的非电性吸附叠加于电性吸附所致,尤以在砖红壤体系中者为甚;非电性吸附量与平衡溶液浓度的关系符合Freundlish方程。     

新书《土壤的氧化还原过程及其研究法》介绍

中国科学院南京土壤研究所丁昌璞、徐仁扣等著的《土壤的氧化还原过程及其研究法》一书已于2011年11月由科学出版社出版。全书44.8万字,327页,每册定价68元,共分十三章,依次是:氧化还原状况;     

新书《土壤的氧化还原过程及其研究法》介绍

中国科学院南京土壤研究所丁昌璞、徐仁扣等著的《土壤的氧化还原过程及其研究法》一书已于2011年11月由科学出版社出版。全书44.8万字,327页,每册定价68元,共分十三章,依次是:氧化还原状况;铵的氧化-硝化反应;硝酸盐的还原-反硝化反应;有机还原性物质;铁;锰;硫;砷的氧化还原反应;氧化锰与酚类化合物的氧化还原;铁、锰的有效性与氧化还原状况;稻根和钾与还原性物质的相互作用;氧化还原过程与土壤发生;氧化还原反应与环境污染。本书是国内目前该研究领域的第一部专著。     

水土保持措施对红壤缓坡地土壤活性有机碳及酶活性的影响

基于植物篱和稻草覆盖控制红壤坡耕地水土流失的长期定位试验,以花生常规等高种植为对照(CK),研究红壤缓坡地香根草篱(H)、稻草覆盖(M)、稻草覆盖+香根草篱(HM)3种水保措施下旱、雨季土壤活性有机碳含量及土壤酶活性变化特征,探讨不同水保措施对土壤活性有机碳含量及土壤酶活性的影响。结果表明∶(1)稻草覆盖、香根草篱处理均能显著提高土壤微生物生物量碳含量(p0.05),其中稻草覆盖和香根草篱相结合效果最佳,且在旱季提升效果优于雨季;而稻草覆盖是提高土壤可溶性有机碳含量的主要影响因素;(2)稻草覆盖和稻草覆盖+香根草篱2种水土保持措施均能显著提高雨季土壤酶活性(p0.05),其中稻草覆盖起决定作用;各水土保持措施对旱季土壤酶活性的影响较小。(3)相关性分析表明,土壤β-葡(萄)糖苷酶和纤维素酶活性与土壤活性有机碳含量呈现良好的相关性(p0.05),对于评价红壤缓坡地水土保持措施土壤环境质量功能、指导实际生产等方面具有重要意义。     

南方红壤丘陵区土壤侵蚀-沉积作用对土壤酶活性的影响

土壤酶与土壤矿质营养元素循环、能量转移等密切相关。明确土壤酶对土壤侵蚀—沉积作用的响应机制,有助于进一步把握土壤侵蚀在全球碳循环中的作用。通过分析湘中红壤丘陵区松林坡面侵蚀区及沉积区土壤酶活性的变化特征,揭示了酶活性与土壤主要养分因子之间的关系,并在此基础上深入探讨了土壤侵蚀—沉积作用对土壤酶活性的影响。结果表明:沉积区绝大多数土层土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)、全氮(total nitrogen,TN)、可溶性有机碳(dissolved organic carbon,DOC)、脲酶、酸性磷酸酶及过氧化氢酶活性均要显著高于侵蚀区。土壤沉积作用明显提高了土壤养分含量及酶活性。其次,侵蚀区与沉积区土壤养分含量及酶活性差异在侵蚀干扰较为严重的表层(0~30 cm)土壤表现较为明显,随着土壤深度的增加差异逐渐减小。侵蚀区与沉积区SOC、TN、DOC及酶活性均随土壤深度的增加呈现总体下降的趋势。相关性分析表明,土壤脲酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶之间及其与SOC、TN、DOC之间均存在极显著正相关关系(p0.01)。此外,偏冗余分析结果进一步表明SOC是解释土壤酶活性动态变化的主要因子,其解释量达7.5%,侵蚀诱导SOC在坡面的再分布是影响土壤酶活性的重要途径之一。     

东北黑土区土壤肥力变化特征的分析

黑土区土壤肥力一直是人们关心的问题。通过选择在黑土区典型县份-德惠市的调查表明,耕地土壤有机质、全氮、有效磷与1980年相比较,分别增加了3.2g kg-11,0.11 g kg-1和5.70 mg kg-1,但有效钾下降了33.3 mg kg-1。土壤中有机质2003年盈余量48.7kg hm-2,氮15.07 kg hm-2,磷25.35 kg hm-2;钾亏损量170.62 kg hm-2。笔者认为,单纯从土壤营养管理角度看,目前黑土区耕地土壤肥力状况似乎没有想象的那么坏。但已有的研究也表明,黑土区耕地肥力的变化与现行的耕作制度有很大的关系。     

长期外源有机物料添加对川中丘陵区农田土壤养分和有机碳组分的影响

有机肥和秸秆等有机物料添加是调控土壤肥力的重要手段，可促进农田土壤有机碳的数量和质量发生变化。研究选取盐亭紫色土农业生态试验站长期（16a）6种不同施肥处理试验小区，探究两种形式的外源有机物料（猪粪堆肥和秸秆还田）添加对土壤有机碳及总氮、总磷、硝态氮和速效磷养分含量的影响，并基于固态13C核磁共振波谱技术(13C-NMR)分析其对土壤有机碳化学组分的影响。研究发现，添加有机物料可显著增加0~30 cm土壤有机碳和各养分含量；猪粪堆肥施用对土壤总磷、速效磷和硝态氮含量的影响大于秸秆还田。结果还表明两种有机物料添加改变了耕层土壤有机碳化学组成及其稳定性，有机物料添加增加了0~10 cm表层土壤有机碳中烷氧基碳和羧基碳的比例，降低了烷基碳的比例，同时降低了10~20 cm土层羧基碳比例，增加了烷基碳比例。本研究可为区域旱耕地有机碳库稳定性及其碳汇功能评估提供科学依据。     

土壤酶在土壤有机培肥研究中的意义

土壤酶在土壤碳、氮、磷、硫等元素的循环中起着重要的生物学催化剂的作用,其活性的强弱直接与土壤肥力因素密切相关,各种有机培肥措施可直接或间接地影响土壤酶的活性。在土壤有机培肥研究中,可以把土壤酶活性作为评价土壤肥力的指标之一,直接研究各种酶类的活性变化,对于揭示土壤有机质转化的过程、方向及规律,土壤养分形成机理具有重大的意义。     

南方红壤丘陵区林下水土流失防治研究进展

林下水土流失是南方红壤丘陵区种典型的水力侵蚀现象,不仅造成林地土壤质量下降,影响林地生产力,而且破坏了当地生态环境,阻碍了区域经济发展。首先分析了南方红壤丘陵区林下水土流失的成因,总结了当前林下水土流失防治研究进展,深入探讨林下水土流失防治措施在水土保持、提高土壤肥力和促进植被生长方面的作用和适用范围,进而指出当前红壤丘陵区林下水土流失防治研究存在的不足,最后对未来林下水土流失防治进行了展望。建议创新林下水土流失治理模式,形成综合性防治技术体系,加强对林下水土保持措施实施的技术指导,构建林下水土流失防治措施综合评价指标体系,为南方红壤丘陵区的林下水土流失防治措施的筛选和应用提供科学依据。     

红壤典型区土壤中有机质的分解、积累与分布特征研究进展

土壤有机质分解转化是红壤生态系统碳循环的重要环节。自中国科学院红壤生态实验站建站以来,本课题组围绕土壤有机质分解转化的关键科学问题,重点开展了有机物料在土壤中的分解与影响因素、土壤有机质的矿化过程动态、土壤有机质的积累过程特征、以及红壤水稻土团聚体中有机碳的分布规律等方面的研究。本文回顾了过去所开展的主要研究内容的进展情况,并对今后的研究工作做出了初步展望。     

川西地区具有机土壤物质特性土壤的系统分类

川西部分地区的气候和地形不利于有机土壤物质的矿化分解,形成了具有机土壤物质特性的土壤,这类土壤与矿质土壤存在明显的区别。为了研究川西地区具有机土壤物质特性土壤的系统分类归属,选取川西地区6个具有机土壤物质特性的土壤剖面作为研究对象,基于成土条件、土壤剖面特征和理化性质的分析,按照《中国土壤系统分类检索(第三版)》,顺序检索供试土壤的诊断层和诊断特性,确定其在系统分类中的地位。结果表明,供试土壤归属于有机土、淋溶土和潜育土3个土纲,细分为3个亚纲,4个土类和6个亚类。依据《中国土壤系统分类土族与土系划分标准》,建立了6个土族和6个土系。据此可知,具有机土壤物质特性的土壤并不全是有机土,也可能是淋溶土或潜育土;有机土并不一定具有机表层,如埋藏亚类的有机土。相比于发生分类,系统分类能够更准确地区分同一区域具有近似生物气候条件的土壤类型。     

我国华南地区不同利用条件下土壤演变对障碍因子的影响

华南地区不同土壤利用条件下土壤性质演变和障碍因子的识别,对该地区土壤发生过程和管理利用有重要参考价值。本文根据中国土壤系统分类的检索原则,在收集华南9省土种志典型剖面资料的基础上,确定了系统分类的土壤类型,并基于此,研究了不同利用条件下,土壤性质的演变,分析了土壤障碍因子及其影响程度。总的来看,发育在林地条件下的土壤,粉粒、pH、阳离子交换量(CEC)、盐基饱和度(BS)、速效磷、速效钾都明显低于旱耕地土壤,有机质、全氮则相反。林地土壤随着风化作用增强,从雏形土、淋溶土、富铁土到铁铝土,土壤黏粒含量逐渐增加,而土壤pH、CEC、有效CEC(ECEC)、有机质、全氮、速效磷、速效钾等逐渐降低。对旱耕地而言,各种土壤性质基本具有与林地土壤性质一致的变化趋势,但是增加或减少的程度有所不同。结合主成分中土壤性质的组合特征来分析土壤障碍,结果表明华南地区土壤在不同土壤利用和类型下都存在养分贫瘠化、酸化、黏化、磷和钾供应能力低下的主要障碍因子,但各障碍因子发生的次序不同,随着风化作用加强,土壤黏化成为最主要的障碍因子。因此,在土壤利用和管理过程中应因土制宜,根据土壤类型来确定适当的改良措施。     

云南红壤坡耕地的水土流失及其综合治理

在云南19.5°红壤坡耕地上设置水土流失综合治理试验样方,观测水土流失控制效果。结果表明,各观测样方的地表径流量、土壤流失和养分流失按照裸地(CK1)>传统单作玉米区(CK2)>植物篱玉米秸秆覆盖区>植物篱麻袋覆盖区>植物篱牧草活覆盖区依次降低。2004年较2003年降雨和径流明显增加,各处理土壤养分流失的增幅显著低于土壤流失的增幅;土壤养分流失与施肥量显著正相关;植物篱 覆盖区的养分利用率比传统单作玉米区极显著提高,养分利用率与施肥量负相关。植物篱麻袋覆盖区和植物篱牧草活覆盖区,地表径流减少22.7%~34.0%,土壤流失减少27.1%~67.6%,养分流失减少36.8%~77.8%,养分利用率提高27.9%~45.2%;保持水、土、肥和提高养分利用率的效果都优于植物篱秸秆覆盖区。