湖南省以成土母质为基础的土壤分布及其优势作物研究

土壤是在一定地形上的母质通过气候、生物以及人类生产活动等因素影响,经历长时间的作用而形成的。本文以成土母质为基础将湖南土壤划分为8种类型,然后分析了每种类型土壤的特性并总结出了适宜生长的优势作物,对湖南省土壤的合理开发利用提供了较为科学的,切实可行的依据,具有较强的现实指导意义。     

土壤中砷的形态及其连续提取方法研究进展

连续提取法(Sequential extraction procedure,SEP)是研究土壤中重金属等元素赋存状态的重要手段,对土壤环境风险的评估具有重要意义。砷在土壤中的迁移转化规律与其他重金属明显不同,因此针对不同形态土壤重金属的连续提取法并不完全适用于土壤中不同形态砷的提取。本文综述了土壤砷的化学提取形态、土壤砷形态连续提取方法中的提取剂、土壤砷形态连续提取方法及发展过程,并分析和总结了Wenzel法、Shiowatana法、Keon法和Drahota法等多种常用提取方法的优缺点,最后对土壤中砷形态仪器分析技术与土壤砷形态连续提取方法的联用进行了展望。     

湖南典型水耕人为土铁的形态及剖面分异特征

针对不同母质发育水耕人为土（水稻土）中铁的形态及其剖面分异特征开展深入研究,对于正确认识稻田关键元素的分布与行为具有重要意义。本研究以湖南省花岗岩风化物（GR）、板页岩风化物（PS）、第四纪红色黏土（QRC）、石灰岩风化物（LS）、紫色砂页岩风化物（PSS）和近代河湖（冲）沉积物（FLD）共6种母质发育的水耕人为土为研究对象,通过30个典型剖面系统分析了剖面（0~100 cm）及水耕人为土不同土类间铁的形态及其分异特征,探讨土壤剖面铁的形态转变、剖面迁移转化规律。结果表明,湖南省6种典型母质发育的水耕人为土在中国土壤系统分类中的位置已经探明,检索出简育水耕人为土（HSA）、铁聚水耕人为土（FSA）和潜育水耕人为土（GSA）3个土类,暂未发现铁渗水耕人为土。水耕人为土剖面全铁（Fet）含量均值为44.66 g/kg,不同形态铁的构成表现为：晶质铁（Fec）>硅酸盐铁（Fesi）>活性铁（Feo）>络合铁（Fep）。铁的形态在剖面分布呈现出Fesi在剖面变化不大、Fec在剖面呈现先升后降、Feo和Fep在剖面呈现先降后升共三种趋势。PS、QRC和LS的Fec、FLD的Feo、GR的Fep含量均值分别高于其他母质;GR、PS和QRC发育的水耕人为土淀积系数高于LS、PSS和FLD。FSA的Fec含量均值和淀积系数、GSA的Fep含量均值分别显著高于其他土类。研究表明,湖南6种母质发育的典型水耕人为土中铁的不同形态发生转化并在剖面、母质、土类间体现出显著分异。铁的形态及淀积系数反映了水耕人为土的发育程度及成土环境,对于水耕人为土的发生学特性与系统分类具有指示作用。     

矿区土壤重金属元素的形态分布及生物活性

[目的]研究矿区土壤铜、铅和锌的形态分布及生物活性。[方法]选取广东某金属硫化物矿区外围2个代表性的农田深层土壤样品,运用Tessier连续提取法分析其铜、铅和锌的总量和5种化学形态。[结果]结果表明,土壤中铜、铅和锌主要以残渣态形式存在,铁锰氧化物结合态和有机物结合态次之,碳酸盐结合态很少,可交换态最低。不同元素在不同土壤类型和不同土壤层位的形态分布有很大差别。以生物活性系数来评价重金属的危害性,这3种元素的生物活性均偏低,其中铅〉锌〉铜,生物可利用性不高,对生态环境的潜在危害性不大。[结论]该研究结果对土壤铜、铅和锌的环境生物效应及其迁移转化规律具有重要意义。     

有机酸对森林土壤pH及铝形态变化的影响

采用连续提取法研究低分子量有机酸对南方酸性森林土壤pH及铝形态变化的影响.结果表明,在酸性土壤上,有机酸处理后土壤pH降低,土壤可溶性铝和有机络合态铝增加,交换态铝(Al3+)、单聚体羟基铝[Al(OH)2+、Al(OH)2+]和酸溶无机铝[Al(OH)3]减少,土壤中不同形态的铝都有向有机络合态铝转化的趋势,这种转化降低了土壤活性铝的含量,有利于减轻土壤铝对植物的危害,但不同的有机酸由于其性质和结构不同,对土壤铝形态转化的影响不同.土壤中各形态铝含量上层土壤大于下层土壤.     

改良剂对土壤中重金属铅的化学形态的影响

以被重金属污染的农田土壤为样品,分别加入NaOH溶液、CaO固体、Na2S溶液、Na2CO3固体、C9H7NO溶液作为改良剂,采用逐步提取法对土壤中重金属Pb的相态进行浸提和萃取,采用原子吸收光谱法测定提取液中每种形态铅的浓度;最后分析了土壤中Pb在不同的实验环境下的含量。结果表明,在加有改良剂的土壤中,各种存在形态的重金属铅的含量均有所变化,与没加改良剂的土壤相比,Pb的可交换态含量明显降低,特别是在pH-7,加入8-羟基喹啉后降低了92．63％。     

皖南茶园土壤活性铝形态分布与土壤pH和植茶年限的关系

通过采集皖南3个典型茶园土壤和实验室分析,研究了在不同植茶年限下茶园土壤pH和活性铝形态分布特征。结果表明:茶园土壤中活性铝的形态主要有交换态铝Al3+、单聚体羟基铝A(lOH)2+A(lOH)+2、胶体态铝A(lOH)03和腐植酸铝Al-HA,总体上随着植茶年限的增加Al-HA含量呈明显下降趋势,而Al3+呈稳步上升趋势,单聚体羟基铝A(lOH)2+A(lOH)+2呈缓慢下降。0～20cm层土壤pH值与Al3+、植茶年限呈极显著负相关(-0.819、-0.952,P<0.01),与A(lOH)2+A(lOH)+2呈显著正相关(0.658,P<0.05),与Al-HA呈极显著正相关(0.929,P<0.01),20～40cm层土壤pH与各形态活性铝及植茶年限间的相关性不显著。pAl-pH的线性回归方程的斜率在0.281～0.659之间,都明显偏离了三水铝石模型,而方程的决定系数都在0.90以上,表明茶园土壤中Al3+活度对土壤pH的影响还是很显著的。与自然土相比,植茶促进交换态铝在茶园土壤中的累积,土壤种茶后趋于酸化,种茶时间越长酸化越严重,而茶园土壤pH与土壤活性铝总量是呈负相关的。     

华南矿区与非矿区土壤酸化特征及铝形态分析

【目的】通过对华南矿区和非矿区土壤样品的酸化特征及铝形态进行对比分析,为华南地区土壤酸化研究及改良提供理论依据。【方法】以华南地区31个土壤样品为研究对象,测定了土壤pH、有机质、交换性酸、黏粒含量和阳离子交换量(CEC),通过连续浸提法测定了土壤铝形态,采用相关分析和主成分分析法研究了矿区和非矿区土壤中铝的形态分布。【结果】矿区土壤的交换性氢(Ex-H)(2.75 cmol·kg~(-1))显著高于非矿区土壤(0.97 cmol·kg~(-1));矿区土壤的pH(H_2O)(3.44)、CEC(b=6.43 cmol·kg~(-1))、黏粒(w=13.05%)、弱有机结合态铝(Al Orw)(b=3.44 mmol·kg~(-1))和有机结合态铝(Al Or)(b=12.96 mmol·kg~(-1))的含量均分别显著低于非矿区土壤(4.39,12.70 cmol·kg–1,28.64%,8.32和41.46 mmol·kg–1)。相关分析结果显示:矿区和非矿区土壤的交换态铝(Al Ex)与pH(H_2O)均呈显著负相关(r=-0.577**和-0.671**);矿区和非矿区土壤Al Ex与交换性酸总量(r=0.927**和0.662**)、交换性氢(r=0.976**和0.555*)及交换性铝(r=0.870**和0.632**)分别呈正相关。主成分分析结果显示:矿区和非矿区土壤的综合酸化特征差异显著,按pH3.50、3.50≤pH4.50、4.50≤pH5.50和pH≥5.50划分的土壤综合特征也有显著性差异。【结论】矿区土壤的酸性更强,有机结合态铝含量较低,而非矿区土壤具有较高的pH(H_2O)、CEC和黏粒含量,矿区和非矿区土壤酸化特征不同,且不同pH梯度土壤的酸化特征也不同。因此,在矿区土壤酸化改良中,pH和有机质的提升尤为必要。     

电镀废水污染水稻田土壤中重金属的形态分析

通过连续提取法对电镀废水污染区和对照区水稻田土壤中重金属元素Cu、Cr、Ni、Pb和Mn的形态进行了分析研究。结果显示,污染区土壤中多种形态的Cu、Cr和Ni含量都显著高于对照区,尤其以它们的有机结合态的差异最为显著。在污染区土壤中,有机结合态的Cu、Cr和Ni分别占总量的28.0%、58.2%和17.4%,而对照区土壤有机结合态的Cu、Cr和Ni分别仅为总量的9.6%、35.2%和9.2%。污染区较对照区土壤中Mn的总量虽无显著差异,但可交换态Mn的含量显著增加。污染区与对照区土壤中Pb的交换态、碳酸盐结合态和Fe-Mn氧化物结合态均无显著差异。电镀废水的污染使得水稻田土壤中Cu、Cr和Ni含量及其有效性显著升高,同时可导致Mn的化学形态发生改变,提高了Mn的移动性和生物有效性。     

柠檬酸-铝-氟交互作用对茶园土壤氟吸附特征及形态分布的影响

通过实验室模拟实验,研究了柠檬酸、铝与氟的交互作用对茶园土壤氟吸附特征及形态分布的影响。结果表明,同对照相比．在氟的初始浓度小于3．0mmol·L^-1时,柠檬酸存在下对氟的吸附量影响不明显,而氟的初始浓度大于3．0mmol·L^-1时,柠檬酸存在下氟的吸附量显著增加,且随氟的初始浓度增加氟的吸附量增加越显著。不同氟铝比条件下,茶园土壤对氟的吸附量减少,且随铝比例的增加．对氟的吸附量影响越显著。在低浓度柠檬酸存在下,不同氟铝比对茶园土壤氟吸附量的影响与无柠檬酸存在时比差异较小;在高浓度柠檬酸存在下,不同氟铝比对茶园土壤氟吸附量的影响与无柠檬酸存在时比较显著,使不同氟铝比条件下茶园土壤氟吸附量明显增加。柠檬酸与铝分别存在和共存下,茶园土壤对氟的吸附热力学特征均可以用Freundlich方程和Temkin方程描述,而Langmuir方程并不能用于描述所有情况下茶园土壤氟的吸附热力学特征。进入茶园土壤的外源氟向各种形态转化,但以残渣态和水溶态为主。柠檬酸与铝分别存在和共存下均对通过吸附平衡后茶园土壤各形态氟含量和转化率有不同程度的影响,但茶园土壤氟的形态分布规律均为残渣态〉〉水溶态〉有机态〉铁锰态〉交换态。     

山西省土壤元素背景值的分布规律及其影响因素

根据主要土壤类型和母质，在全省范围内布设采样点２５５个，对６１种土壤元素进行了定量测定；通过微机数据处理，获得了全省６１种土壤元素背景值。结果表明，山西省土壤元素背景值南部地区高于北部地区；东南部地区高于西北部地区，并且有自南向北，自东南向西北逐渐降低的趋势。造成这一分布规律的主要影响因素是土壤类型和母质；其次土壤理化性状如ｐＨ值、有机质、土壤粒度等也是重要的影响因素。     

沈阳城市土壤Pb的污染状况及其化学形态研究

研究了沈阳市城市土壤Pb的含量及其化学形态分布,结果表明:沈阳市土壤全Pb平均含量为106.41 mg/kg,变幅为5.65~279.81 mg/kg,各个土地利用类型Pb含量都超过了沈阳市土壤背景值,土壤Pb污染严重。土壤Pb各形态比例为残渣态>有机结合态>铁锰氧化物结合态>碳酸盐结合态>可交换态。各土地利用类型Pb的活性不大。     

人参栽培对白浆型土壤酸化与铝形态分布的影响

为明确白浆型土壤栽参后土壤酸化与铝形态分布变化的关系,调查了白浆土土壤剖面及栽参后的土壤理化性质,并采用连续提取法对土壤中不同形态铝进行浸提.结果表明:白浆土成土过程中能够向土体提供大量活性铝;白浆型土壤栽参后,随栽参年限的增加,土壤中交换态铝、单聚体羟基铝、酸溶无机铝以及腐殖酸铝均有不同程度的增加,而且表现出非活性铝形态向活性铝形态转化的趋势,造成土壤交换态铝、单聚体羟基铝等活性铝增加明显.     

不同植茶年限土壤团聚体全铝和交换态铝的分布特征

为阐明土壤团聚体全铝和交换态铝含量对植茶年限的响应特征,给茶园科学管理提供理论依据,采用野外实地调查和室内分析相结合的方法,以植茶16、23、31、53 a的土壤为研究对象,开展不同植茶年限土壤团聚体全铝和交换态铝的分布特征研究。结果表明:土壤全铝和交换态铝含量均随粒径的减小而升高,且主要分布于<0.25 mm粒径团聚体,分别为86.11~98.35 g·kg^-1和62.78~228.85 mg·kg^-1;随植茶年限的延长,各粒径团聚体全铝含量逐渐降低;但交换态铝含量有所升高,且在植茶23 a后增幅较大;不同植茶年限土壤团聚体交换态铝表聚现象明显;不同粒径团聚体对土壤全铝和交换态铝的保持和供应能力存在明显差异,全铝和交换态铝有向小粒径团聚体富集的趋势;土壤团聚体对全铝和交换态铝的贡献率分别有49%~79%和44%~73%来自>5 mm粒径团聚体,且在植茶23 a时最高。因此,应注意植茶23 a后0~20 cm土层交换态铝含量的变化。     

土壤重金属形态分布特征与生物效应的研究进展

在综述近年来土壤中重金属化学形态分析及其与生物有效性分析和土壤酶活性之间关系的研究进展的基础上,总结了重金属形态与土壤酶活性以及土壤污染指标的关系,进而提出了需要解决的问题和今后的发展方向。     

不同植茶品种土壤团聚体及其全铝和交换态铝的分布特征

为弄清不同植茶品种土壤团聚体的组成,阐明团聚体中全铝和交换态铝的分布特征,揭示土壤团聚体中全铝和交换态铝对不同植茶品种的响应规律,在野外调查的基础上,结合室内分析,开展种植福鼎大白、川茶3号、川农黄芽早、川沐217的土壤团聚体全铝和交换态铝分布特征研究。结果表明,不同植茶品种的土壤团聚体含量随粒径的减小总体呈先降低后增加的变化趋势,其中以5 mm粒径为主,其含量处于60.52%～76.49%之间,0.5～0.25 mm粒径含量最少,种植福鼎大白的土壤5 mm粒径团聚体的含量高于其他品种;土壤全铝和交换态铝含量在小粒径团聚体中最高,种植川茶3号的土壤团聚体全铝和交换态铝含量最高;5 mm粒径团聚体对土壤全铝和交换态铝的贡献率最高,介于53.10%～68.10%之间。5 mm粒径团聚体对铝含量的贡献率表现为福鼎大白川茶3号川沐217川农黄芽早。与其他植茶品种相比,种植福鼎大白的土壤0.25 mm粒径团聚体含量最高,结构性较好;种植川茶3号的土壤各粒径全铝和交换态铝含量高于其他品种。土壤中铝含量过高会加剧土壤酸化,影响土壤生产力和质量。     

成都东郊稻田土壤中硒形态的分布特征

根据不同形态硒的溶解度,采用连续浸提法将成都东郊稻田土中的硒分为可溶态、可交换态及碳酸盐结合态、铁-锰氧化物结合态、有机物-硫化物结合态及元素态、残渣态5种结合形态,并用氢化物发生-原子荧光光谱法分析测定了样品中5种形态硒及总硒的含量.结果表明,成都市东郊稻田土壤总硒含量的变化范围为0.277 ～0.472 mg/kg,平均值0.364 mg/kg,略高于全国平均值0.290 mg/kg,但低于国家农牧业用地土壤有关硒的含量的最大限值1 mg/kg.在水平方向上,成都市东郊稻田土壤硒主要以有机物-硫化物结合及元素态硒、残渣态硒存在,占土壤总硒含量的80％以上,而作物可吸收利用的可溶态、可交换态及碳酸盐结合态硒仅占3％左右.从垂直分布特征得出,有机物-硫化物结合及元素态硒与残渣态硒可能存在某种竞争机制,前者控制了土壤中总硒含量的垂直变化趋势.     

Cd污染对3种类型土壤酶活性及Cd形态分布的影响

【目的】认识3种类型土壤酶活性对Cd污染的响应特征,以及Cd形态分布受土壤类型的影响。【方法】采用室内培养的方法,向紫色土、冲积土和黄壤中添加1、20、50 mg/kg外源Cd模拟不同程度镉污染,测定土壤关键酶活性及Cd的形态分布特征;【结果】Cd污染均抑制了3种土壤的蔗糖酶活性,伴随污染的加剧,抑制作用更显著,尤其是冲积土;Cd污染对冲积土脲酶活性有显著的激活作用;3种土壤的酸性磷酸酶对Cd污染的响应表现出"低促高抑的效应";随土壤中Cd2+浓度的增大,冲积土的碱性磷酸酶活性降低,其余两种土壤的碱性磷酸酶没有显著变化。Cd污染处理下,紫色土中Cd的形态分布均表现为:可还原态残渣态可氧化态弱酸提取态。黄壤和冲积土在1 mg/kg时,Cd的各形态分布为:弱酸提取态残渣态可氧化态可还原态;随着Cd含量的增加,冲积土和黄壤中弱酸提取态Cd和可还原态Cd的比例有较大幅度的增加,残渣态Cd的比例下降。【结论】紫色土和黄壤中的土壤酶活性受到Cd污染影响较小,冲积土的酶活性受到的影响较大;冲积土和黄壤在受污染后土壤中的Cd容易被植物吸收,生态安全存在更大的隐患。     

茶园土壤锌的形态分布及其影响因素

采集我国南方13个茶园土壤样品,采用硝酸-高氯酸混酸消化测定土壤锌的全量,以Tessier法对土壤锌进行形态分级,探讨了茶园土壤锌的形态分布及其与土壤锌全量和土壤理化性质的关系。茶园土壤锌的形态分布表明,13个茶园土壤的锌含量略有差异,但均低于茶园所在地区土壤锌的背景含量。比较13个茶园土壤各形态锌的平均含量,茶园土壤锌的形态分布规律为残渣态>有机结合态>交换态>铁锰氧化物结合态>碳酸盐结合态。茶园土壤锌的形态分布与土壤锌全量的关系表明,随茶园土壤锌全量的增加,残渣态锌含量显著增加,碳酸盐结合态锌和铁锰氧化物结合态锌随土壤锌全量增加的趋势不显著。茶园土壤锌的形态分布与土壤理化性质的关系表明,交换态锌含量与土壤pH呈显著负相关;有机结合态锌与土壤阳子交换量显著负相关;残渣态锌与粘粒含量和阳离子交换量均呈显著正相关,碳酸盐结合态锌和铁锰氧化物结合态锌与土壤理化性质没有显著的相关关系。     

茶园土壤锰的形态分布及其影响因素

茶树是富锰植物,饮茶是人体摄取锰的重要途径之一。研究茶园土壤锰的形态分布及其影响因素,对正确评价茶园土壤锰的生物有效性,调控茶叶中锰的含量,保护人类健康具有重要意义。通过对浙江、江苏和安徽13个自然茶园土壤采样,采用连续提取法将茶园土壤锰分为水溶态、交换态、碳酸盐结合态、有机结合态及残渣态,探讨了茶园土壤锰的含量、形态分布规律及其与土壤理化性质的关系。结果表明,不同茶园土壤锰含量有一定差异,随土壤pH升高和粘粒含量的增加,土壤锰全量显著增加;不同茶园土壤锰的形态分布规律略有差别。但总的规律是残渣态》交换态〉水溶态〉有机结合态〉碳酸盐结合态;茶园土壤锰的累积量对锰的各形态含量有不同程度的影响．除了水溶态和有机结合态外,交换态、碳酸盐结合态和残渣态锰均随土壤锰全量的增加而显著增加,特别是残渣态锰含量增加最明显;土壤pH、粘粒含量和阳离子交换量对茶园土壤锰的形态分布有不同程度的影响,而土壤pH是影响茶园土壤锰形态分布的重要因素。