柠檬酸/柠檬酸盐对暗棕壤磷的释放效应及机制

模拟森林凋落物淋洗液中柠檬酸/柠檬酸盐浓度范围,设计了不同浓度柠檬酸/柠檬酸盐一次性和多次连续浸提系列实验,柠檬酸(阴离子)载荷量为0~200 mmol/kg。结果表明,柠檬酸/柠檬酸盐显著促进A1层暗棕壤磷的活化释放,磷释放量随浓度升高大致呈线性增加,但B层释放效应较弱。pH5.16柠檬酸盐解磷效率高于同浓度柠檬酸,因此推断,凋落物中柠檬酸(盐)促进暗棕壤磷释放的主要机理在于柠檬酸阴离子反应。柠檬酸盐对暗棕壤磷的释放具有一定的累加性,磷释放量主要由柠檬酸阴离子累积载荷量决定,而与其加入方式关系不大;柠檬酸盐加入时,磷释放量Y(mg/kg)与柠檬酸阴离子累积载荷量X(mmol/kg)间回归方程为Y=-0.0011X2 0.5187X-0.1391,R2=0.9980。仅以凋落物层溶出柠檬酸量进行估计,由此增加的A1层暗棕壤磷释放量为0.32 kg/(hm2.a),约相当于中龄林年吸收磷量的1/23~1/36,其实际作用不可忽视。     

低分子有机酸/盐对森林暗棕壤铁的释放效应

模拟森林凋落物淋洗液中草酸/草酸盐和柠檬酸/柠檬酸盐的浓度范围,设计了不同浓度草酸/草酸盐和柠檬酸/柠檬酸盐溶液一次性浸提和多次连续浸提等系列实验,结果表明,草酸/草酸盐和柠檬酸/柠檬酸盐对暗棕壤铁具有活化作用,活化作用大小因有机酸/盐种类、浓度和土壤性质而异。随着低分子有机酸/盐浓度的增加,A1层和B层暗棕壤活化释放的铁也逐渐增多。pH 5.16的低分子有机盐溶液对A1层和B层暗棕壤铁的活化作用强于同浓度的相应低分子有机酸,即柠檬酸盐>柠檬酸,草酸盐>草酸,因此推断草酸盐和柠檬酸盐溶液促进暗棕壤铁活化释放的机理主要在于低分子有机酸阴离子的配位反应。柠檬酸/柠檬酸盐对A1层和B层暗棕壤铁的活化作用强于同浓度的草酸/草酸盐,即柠檬酸>草酸,柠檬酸盐>草酸盐,这主要与柠檬酸对铁较强的络合能力及较大的离解常数有关。A1层与B层相比,草酸/草酸盐和柠檬酸/柠檬酸盐均对B层暗棕壤释放的铁量较高。另外,低分子有机酸对暗棕壤铁的释放并不是一次就能完成的,第一次以后的连续4次浸提仍源源不断释放出数量可观的铁。     

苹果酸/盐对暗棕壤磷有效性及林木吸收磷的影响

模拟森林凋落物淋洗液中苹果酸/盐浓度范围,研究不同浓度苹果酸/盐对风干暗棕壤中磷有效性的影响及机制,同时采用盆栽试验,在自然暗棕壤中对苹果酸/盐提高磷的有效性进行验证,并探讨苹果酸/盐对落叶松和水曲柳幼苗吸收运输磷素养分的影响。结果表明：苹果酸/盐溶液显著促进A1层和B层风干暗棕壤磷的活化,释放量随浓度增加而增大,但B层释放效应较弱。对A1层和B层风干暗棕壤磷的释放作用苹果酸盐强于同浓度的苹果酸,因此推断,苹果酸/盐促进暗棕壤磷释放的主要机理在于苹果酸阴离子反应。苹果酸/盐对暗棕壤磷的释放具有累加性,土壤磷释放量主要由苹果酸阴离子累积载荷量决定,以苹果酸盐加入时,磷释放量Y与苹果酸阴离子累积载荷量X间回归方程为：Y=-0.0005 X2＋0.1929 X＋1.8192,R2=0.959 3,初步估算森林凋落物层溶出的苹果酸/盐对暗棕壤A1层的磷释放量为3.04kg/（hm2.a）,约相当于当地中龄林年吸收磷量的1/4～1/3。自然暗棕壤中的添加试验也证实,合适浓度苹果酸/盐对提高暗棕壤中磷的有效性具有积极作用。苹果酸/盐还促进落叶松和水曲柳幼苗对磷的吸收运输,以1.0mmol/L或5.0mmol/L浓度时影响最显著,且苹果酸盐的作用强于苹果酸的。     

不同磷浓度处理暗棕壤对Zn2+吸附解吸行为的研究

通过等温吸附试验,研究不同磷含量处理暗棕壤对Zn2+的吸附解吸行为,结果表明:(1)随平衡液中Zn2+浓度的增加,3种处理暗棕壤对Zn2+的吸附作用均表现为:低浓度下(0～100 mg/L),吸附量增加迅速,随着浓度升高(100～150 mg/L),吸附量变缓并渐趋平衡,含磷量高的土壤吸附Zn2+的量较高。(2)Freundlich、Langmuir和Temkin方程均能很好描述Zn2+在3种不同磷含量暗棕壤上的吸附等温线,拟合效果依次为Freundlich>Langmuir>Temkin。经参数计算,较高磷含量有利于提高暗棕壤的最大吸附量和土壤对Zn2+的缓冲容量,而磷含量不同对Zn2+在暗棕壤上的吸附力没有太大影响。(3)3种不同磷含量处理暗棕壤吸附量与解吸量关系图形状相似,呈高度线性相关,均表现为暗棕壤对Zn2+的解吸量随吸附量的增加而增加,磷含量较高土壤有利于Zn2+的固定且不易解吸。     

养分缺乏下外源有机酸对暗棕壤磷有效性及落叶松幼苗吸收积累磷的影响

用不同比例A1和B层暗棕壤混合(A1∶B=1∶2)制造土壤养分缺乏条件,栽植落叶松幼苗,通过模拟我国东北林区代表性森林凋落物淋洗液中有机酸的种类和数量,系统研究养分缺乏下,不同浓度外源有机酸对暗棕壤磷有效性和落叶松幼苗吸收、运输磷素养分的影响及机理,以探讨利用有机酸提高养分缺乏下落叶松幼苗抗土壤贫瘠能力的可行性及机制。结果表明,A1层与B层混合土壤速效磷含量降低,落叶松幼苗根系和叶片磷累积量和磷吸收效率降低,但磷利用效率增加。外源有机酸处理后,混合土壤的速效磷含量有不同程度提高,3种有机酸的作用强弱表现为琥珀酸>柠檬酸>草酸,一般以浓度5.0mmol/L和处理20d时提高效果最显著。有机酸不同程度提高了根系和叶片的磷累积量和磷吸收效率,但降低了磷利用效率。有机酸对磷累积量和磷吸收效率的提高程度因处理时间、有机酸浓度和种类而异:对于根系,20d和30d的结果高于10d,叶片则为10d和20d的结果高于30d,说明处理前期磷被吸收后向叶片的转移量较多,而后期则更多地在根中积累;3种有机酸大多在浓度为10.0mmol/L时提高幅度最大;不同有机酸的促进程度为琥珀酸>柠檬酸>草酸。因此,外源有机酸能通过提高落叶松幼苗对养分缺乏土壤中磷的吸收能力,促进磷的积累,进而提高苗木对养分缺乏土壤的耐性和适应能力。     

施硒对暗棕壤硒状况和森林蔬菜硒积累的影响

以培育富硒森林蔬菜为目标,在暗棕壤上进行了荚果蕨、小叶芹、小根蒜、婆婆丁等4种山野菜施硒试验。硒肥种类为亚硒酸钠,施硒量为0.10~10.00mg kg-1,直接施肥范围为0~15cm表土。经过一个完整的生长周期(1a)后测定土壤和植物硒指标。结果表明,典型暗棕壤对外源亚硒酸钠态硒具有较强吸收与保持能力,从低剂量至高剂量施入的硒有90%~70%以上仍保留在原施硒土层内;其中H2O可溶态硒占全硒的6.03%~3.78%,KH2PO4浸提的有效态硒占全硒的19.36%~37.54%,而且土壤全硒、KH2PO4浸提的有效态硒及H2O可溶态硒皆与最初的施硒量呈线性正相关。在土施强化供硒条件下,4种山野菜均能高量富集硒,其含硒量为对照的1.7~158.9倍;不同植物的富硒能力有差异,它们在递增施硒情况下高量富集硒的变化模式也各有特点。总体来看,山野菜含硒量与施硒量之间为非线性正相关关系,但在一定的较低施硒量范围内这种关系则是线性的,线性范围因植物而异;土壤的可溶态硒、KH2PO4浸提的有效硒甚至全硒等指标与山野菜含硒量之间亦均呈明显的非线性正相关,且施硒量较低时其关系亦表现为线性。初步得出,典型暗棕壤控制施硒是在近自然条件下培育富硒森林蔬菜并获取高富硒生物资源的有效途径;不过,强烈搅动的砂砾质暗棕壤却不利于硒肥保持和植物吸收,不适于富硒森林蔬菜栽培。     

“三江并流区”暗棕壤腐殖质特性及其与土壤结构的关系

采用野外调查与室内分析相结合的方法,研究了"三江并流区"5个典型暗棕壤剖面腐殖质特性及其与土壤结构的关系,以期为该区土地资源的保护提供有利依据.结果表明,腐殖质含量与有机碳的分布规律一致,即腐殖质层＞淋溶层＞淀积层＞母质层.腐殖质组成中,以胡敏素(HA)占绝大多数.HA分子复杂程度较高,化学稳定性较强.土壤腐殖化程度与富里酸FA分子复杂程度和化学稳定性一致,随年降雨量的增加而降低,依次为哈巴雪山＞千湖山＞梅里雪山＞云岭＞高黎贡山.1～0.5 mm粒径团聚体含量居多,且粒径含量与腐殖酸含量均随年均温的升高而降低,依次为高黎贡山＞梅里雪山＞千湖山＞哈巴雪山＞云岭.研究结果表明,表层有机碳与1～0.5 mm粒径含量相关,胡敏酸和富里酸与1～0.5,0.5～0.25 mm粒径含量呈显著相关.     

暗棕壤中低分子有机酸的吸附与生物降解研究

低分子有机酸在森林生态系统中普遍存在,在根际和多种成土过程中发挥重要作用,但有机酸发挥作用的能力和效率与其在土壤中的吸附与降解等行为关系密切。本文研究了草酸、柠檬酸和苹果酸等低分子有机酸在森林暗棕壤A1层和B层的吸附及生物降解行为,结果表明,低分子有机酸加入到暗棕壤后迅速被土壤固相颗粒所吸附,其中对草酸的吸附远强于柠檬酸和苹果酸,三种低分子有机酸在暗棕壤A1层的吸附率强于B层;草酸、柠檬酸和苹果酸加入到森林暗棕壤后还能迅速被微生物降解,其中对草酸的降解远低于柠檬酸和苹果酸,暗棕壤对草酸较强的吸附作用可能是其生物降解率较低的主要原因,且三种低分子有机酸在A1层暗棕壤中的生物降解率高于B层。     

暗棕壤吸附铜离子特征及其影响因素研究

应用平衡吸附法,研究了不同pH、离子强度、温度、Cu~(2 )浓度和接触时间条件下,暗棕壤对Cu~(2 )的吸附作用,并利用热力学和动力学方程对实验结果进行了拟合。结果表明:(1)随pH提高,Cu~(2 )的吸附率增加,pH 8时的吸附率约为91%。(2)随体系离子强度增加,Cu~(2 )的吸附量先下降后增加。(3)随溶液中Cu~(2 )浓度增加,Cu~(2 )在暗棕壤上的吸附量也增加,并且在低浓度时增加比较迅速。吸附等温线可用Frendlich,Langmiur和Temkin方程很好的描述,其中又以Langmiur方程拟合程度最好。根据Langmiur方程中平衡常数(k_L)得到的热力学参数指出,反应是自发的、吸热的,但增温却没有改变Cu~(2 )在暗棕壤表面的混乱度。(4)随接触时间延长,暗棕壤对Cu~(2 )的吸附量也增大,具体表现为吸附开始的快速反应阶段和经过一段时间后的慢速反应阶段。双常数能更好地拟合暗棕壤对Cu~(2 )的吸附动力学曲线,根据一级动力学方程的反应速率常数(k_D),计算出了Cu~(2 )吸附的活化能和活化热力学参数,指出温度升高有利于提高反应的速率。     

长期轮作施肥棕壤磷素对磷盈亏的响应

【目的】 研究长期轮作施肥条件下棕壤磷素盈亏状况及其与土壤磷素的关系,为棕壤科学施用磷肥提供理论依据。 【方法】 玉米?玉米?大豆轮作长期施肥定位试验始于1979年,设不施磷肥 (CK)、施氮磷肥 (NP)、施氮磷钾肥 (NPK)、低量有机肥配施氮磷肥 (M1NP)、低量有机肥配施氮磷钾肥 (M1NPK)、高量有机肥配施氮磷肥 (M2NP) 和高量有机肥配施氮磷钾肥 (M2NPK),共7个处理。测定1979—2015年不同施肥处理土壤Olsen-P和全磷含量,计算了土壤磷的盈亏状况,分析了全磷和有效磷与累积磷盈亏之间的关系。 【结果】 CK处理土壤磷素水平处于亏缺状态,平均土壤年亏缺磷为9.0 kg/hm2;磷肥处理 (NP和NPK) 和有机肥配施磷肥处理 (M1NP、M1NPK、M2NP和M2NPK) 土壤磷素均处于盈余状态,且M2NP和M2NPK盈余较多。所有施肥处理的有效磷增量与土壤累积磷盈亏均呈极显著相关关系 (P < 0.01),CK处理土壤每亏缺磷100 kg/hm 2,Olsen-P下降0.84 mg/kg;磷肥及有机肥磷肥配施处理每盈余磷100 kg/hm2,Olsen-P上升范围为1.97～7.23 mg/kg。除CK外,所有施肥处理土壤全磷增量与累积磷盈亏均呈极显著相关关系 (P < 0.01)。土壤每盈余磷素100 kg/hm 2,各施肥处理全磷增加范围为0.03～0.04 g/kg。 【结论】 磷肥投入是影响棕壤全磷和有效磷水平的关键因素。长期轮作不施磷肥,棕壤磷素亏缺;长期轮作施用化学磷肥 (年均投入P₂O₅ 70 kg/hm2) 和磷肥有机肥配施 (年均投入P₂O₅ 126～182 kg/hm2),棕壤磷素有盈余,增施高量有机肥的盈余量高于增施低量有机肥,高于单施磷肥。磷肥配施有机肥提升棕壤有效磷的速率高于单施磷肥。      

腐殖酸对耕地棕壤固钾与释钾作用的影响研究

通过室内等温培养试验,研究了施用富里酸和胡敏酸对耕地棕壤钾素释放和固定作用的影响。结果表明,施用腐殖酸可以促进土壤钾素的释放,并有随腐殖酸用量提高而增高的趋势。其中,施用富里酸4%,在25℃条件下培养21d,土壤的钾素释放量增加了6.25%,而在相同条件下,施用胡敏酸土壤钾素的释放量仅增加了2.26%;施用腐殖酸可以降低土壤对外源钾的固定量,在施用外源钾400mgkg-1土条件下,与对照比较各处理的固钾量差异均达到了极显著水平。外源钾施用方式对腐殖酸降低土壤固钾作用的影响不同,腐殖酸与土壤恒温培养7d以后施用钾素的固钾量低于钾素与腐殖酸同时施用处理的。腐殖酸对土壤钾素释放和固定的影响是通过对含钾矿物的溶解和层间堵塞以及对钾素的吸附作用实现的。     

藏东南耕作棕壤养分模糊综合评价

应用模糊数学方法对藏东南地区的耕作棕壤的养分状况进行综合评价。结果表明,这种方法对土壤养分的评价更加准确和可靠,所获得的最终评价值可直接反映土壤养分的绝对等级。     

柠檬酸对红壤磷的持续活化效应及其活化机理的探讨

采用不同浓度的柠檬酸对红壤进行磷的持续活化试验。结果表明：随着浸提次数的增加，磷的活化量逐渐降低，但仍有少量的磷释放出来，且活化强度随着柠檬酸浓度的增大而加强。浸提前后土壤样品的无机磷分级结果表明：被柠檬酸活化的磷主要来源于土壤中Al-P、Fe-P及Ca—P中的磷，也有部分来自于有机形态的磷，同时柠檬酸能够促进土壤中闭蓄态磷（Oc—P）的形成与积累。Al-P、Fe-P及Oc—P中磷的活化量，受柠檬酸浓度的影响较大。柠檬酸浓度在5mmolL^-1和10mmolL^-1时，其被活化的量大小依次为Ca—P〉Al-P〉Fe-P；而柠檬酸浓度在100mmolL^-1时，其被活化的量为Fe—P〉Al-P〉Ca—P。     

水分和施磷量对简育水耕人为土中磷素形态的影响

通过大田和盆栽试验,探讨了在水稻种植过程中土壤水分含量和施磷量对简育水耕人为土中磷素形态的影响。结果表明:土壤中不同形态无机磷含量占无机磷总量的顺序为O-P>Fe-P>Al-P>Ca-P;随着水稻栽种时间的延长、土壤含水量和施磷量的降低,土壤Al-P、Fe-P和Ca-P含量下降,O-P含量则上升。大田试验中,土壤水分含量仅对水稻生长初期和后期的Ca-P以及中期的O-P影响显著,而对其他水稻生长期下土壤Al-P、Fe-P影响不显著;施磷量与红壤无机磷组分存在显著的相关。盆栽试验中土壤水分含量对无机磷形态的影响均不显著;施磷量与Al-P、Fe-P和水稻生长初期、中期的Ca-P含量有显著的正相关作用,而对后期的Ca-P和O-P的影响不显著。水分含量和施磷量对土壤四种形态的无机磷存在显著的交互作用。     

有机酸对几种土壤胶体吸附解吸镉离子的影响

用平衡法研究了有机酸对土壤胶体吸附 解吸Cd2 的影响。结果表明 ,黄棕壤、红壤、砖红壤胶体Cd2 最大吸附容量 (Qm)分别为 4 3 7、16 8、1 5 8mmolkg-1。在加入Cd2 浓度相同的条件下 ,土壤胶体Cd2 吸附量随有机酸浓度的升高呈峰形曲线变化。当有机酸与Cd2 共存时 (竞争吸附 ) ,低浓度的草酸 (小于0 5～ 2mmolL-1)或柠檬酸 (小于 0 0 2 5～ 0 2mmolL-1)提高Cd2 吸附量 ,高浓度的草酸或柠檬酸能降低Cd2 吸附量。吸附有机酸后的土壤胶体 (次级吸附 )对Cd2 次级吸附量的影响与竞争吸附一致 ,但两者的Cd2 吸附量变化幅度不一样。这是由于两种吸附体系液相中有机酸残留浓度不同所致。土壤胶体吸附态Cd2 的解吸结果表明 ,草酸浓度不仅影响Cd2 的总解吸量、总解吸率 ,还影响土壤胶体表面KNO3 解吸态与DTPA解吸态Cd2 的分配比例     

藻类生长对滇池沉积物磷释放影响的研究

室内对滇池沉积物进行藻类生长模拟试验,结果表明,以沉积物作为唯一P源进行培养,滇池藻类依然可以正常生长;沉积物在藻类生长的影响下,具有较强的P释放潜力,释放速率可达19.2mg/(m2·d);藻类生长对P的大量需求,是通过OH-对沉积物Fe结合态P阴离子置换,和对金属离子Fe的有机蝥合以增加被结合态P的解吸两种主要途径获得的,藻吸收利用沉积物中P的形态主要为Fe结合态P。     

低分子量有机酸对土壤磷释放动力学的影响

模拟植物在缺磷条件下,根系所分泌的有机酸种类和数量,用流动法研究了柠檬酸,苹果酸,草酸和酒石酸对土壤磷释放的影响。结果表明：有机酸能明显促进土壤中磷的释放,不同有机酸对石灰性土壤活化能力大小的次序为草酸≥柠檬酸〉苹果酸〉酒石酸;而对酸性土壤磷的释放量与Ｆｅ＋Ａｌ释放量之间呈极 相关,有机酸活化土壤磷能力大小的次序为柠檬酸〉草酸〉酒石酸〉苹果酸。     

土壤水分含量和施磷量对旱作水稻磷素吸收的影响

通过温室盆栽和大田试验研究了土壤含水量和施磷量对旱作水稻全磷吸收量的影响。结果表明:土壤水分和施磷量对大田旱作水稻全磷吸收量的影响不显著;对盆栽而言,施磷量的影响显著,但二者的交互作用明显,因而其差异主要体现为水和磷的复合效应;当施磷量(P)为0·030gkg-1、土壤含水量为饱和持水量的80%时旱作水稻吸磷量最高,但相同土壤水分条件下,施磷与不施磷间旱作水稻吸磷量差异最大,而不同施磷量间差异较小;旱作水稻各部分全磷平均吸收量为:籽粒>茎>根。实验结果可以为中国南方丘岗地区水稻旱作的水分和磷素管理提供理论依据。     

EXCLOSURE EFFECTS ON RECOVERY OF SELECTED SOIL PROPERTIES IN A MIXED BROADLEAF FOREST RECREATION SITE

Human‐caused trampling that results from excessive recreational use has caused damage to soil and vegetation in forest ecosystems in the Belgrad Forest of Istanbul. The objectives of this study were to examine effects of exclosure on selected soil properties and to determine the recovery time required for soil characteristics in a broadleaf forest recreation site. Litter biomass and topsoil (0–15 cm) were sampled in the forest, exclosure and recreational sites, and soil samples were analysed for saturation capacity, permeability, bulk density, total porosity, organic matter, root biomass, electrical conductivity and soil pH. Results showed that saturation capacity, permeability, total porosity and organic matter increased whereas bulk density decreased significantly in the topsoil under the exclosure, and all these soil properties in the topsoil of the exclosure were greater than those of recreational site. When effects of main factors were compared, averaging over sampling year and soil sampling depth, soils from the exclosure had significantly greater saturation capacity, permeability, total porosity, organic matter and litter biomass and lower bulk density values than the soils from recreational site. Six years of exclosure was effective in improving most of the soil properties in the topsoil. When topsoil and subsoil are considered together, it is obvious that a longer time period is needed for soil recovery in the forest recreational sites. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.