低分子量有机酸对可变电荷土壤吸附NO3-的影响的初步研究

在我国南方热带、亚热带地区分布有大面积的酸性红黄壤，这类土壤的一个重要特征是它们的表面既带正电荷又带负电荷，而且电荷数量随环境条件而变化。可变电荷土壤既可吸附阳离子又可吸附阴离子，而且对某些离子具有一定程度的专性吸附。研究结果表明，NO3^-是一个以电性吸附为主的阴离子，共存于体系中的阴离子如Cl^-和SO4^2-都会抑制土壤对NO3^-的吸附，     

高氮和NO2-对中亚热带森林土壤N2O和NO产生的影响

利用15N同位素标记方法,研究在两种水分条件即60％和90％ WHC下,添加硝酸盐(NH4NO3,N 300 mg kg-1)和亚硝酸盐(NaNO2,N 1 mg kg-1)对中亚热带天然森林土壤N2O和NO产生过程及途径的影响.结果表明,在含水量为60％ WHC的情况下,高氮输入显著抑制了N2O和NO的产生(p＜0.01);但当含水量增为90％ WHC后,实验9h内抑制N2O产生,之后转为促进.所有未灭菌处理在添加NO2-后高氮抑制均立即解除并大量产生N2O和NO,与对照成显著差异(p＜0.01),在60％ WHC条件下,这种情况维持时间较短(21 h),但如果含水量高(90％ WHC)这种情况会持续很长时间(2周以上),说明水分有效性的提高和外源NO2-在高氮抑制解除中起到重要作用.本实验中N2O主要来源于土壤反硝化过程,而且加入未标记NO2-后导致杂合的N2O(14N15NO)分子在实验21 h内迅速增加,表明这种森林土壤的反硝化过程可能主要是通过真菌的“共脱氮”来实现,其贡献率可多达80％以上.Spearman秩相关分析表明未灭菌土壤NO的产生速率与N2O产生速率成显著正相关性(p＜0.05),土壤含水量越低二者相关性越高.灭菌土壤添加NO2-能较未灭菌土壤产生更多的NO,但却几乎不产生N2O,表明酸性土壤的化学反硝化对NO的贡献要大于N2O.     

反硝化细菌法测定土壤NO2--15N丰度的方法优化

NO₂^-是土壤中多个氮转化过程的关键中间产物,具有浓度低、转化快的特点。反硝化细菌法与质谱技术相结合,已广泛用于NO₃^-或NO₂^-的¹⁵N同位素分析。本文旨在优化现有Stenotrophomonas nitritireducens反硝化细菌法的培养和反应条件,实现对土壤浸提液中NO₂^--¹⁵N丰度的专一、快速、准确测定。结果表明,使用种子液好氧摇培与单菌落微氧培养对NO₂^-样品的¹⁵N同位素测定无显著差异,种子液可保证不同批次菌体的稳定性,好氧培养可将培养时间从7～8d缩短至12～15h。高纯N₂或He气吹扫0.5h均能有效去除O₂和空白杂质氮,但N₂吹扫成本更低。转移N₂O气体至干燥气瓶,不影响测定结果的准确性和精密...     

恒电荷土壤及可变电荷土壤与离子间相互作用的研究 Ⅰ.共存离子对NO3-吸附的影响

研究了我国典型3种可变电荷土壤和4种恒电荷土壤在陪伴阳离子分别为K+、Na+、Ca2+时和1mmolL-1KCl、K2SO4支持电解质中NO-3的吸附.结果表明,NO-3吸附量随pH的增加而减小.在添加相同浓度NO-3时,3种可变电荷土壤对NO-3的吸附量顺序为Ca(NO3)2＞KNO3＞NaNO3＞KNO3+KCl＞KNO3+K2SO4;在初始NO-3浓度0.5～5mmolL-1的范围内,吸附量随浓度变化的关系符合Langmuir等温吸附式.由此求出与NO-3吸附结合能有关的常数(K)在不同共存离子存在下数值较小且差异不大,因此认为不同陪伴阳离子和不同伴随阴离子对NO-3吸附的电性机理影响不大,只是改变了土壤表面的正电荷数量从而使吸附量发生变化.4种恒电荷土壤对NO-3的吸附量通常很小,其中在Ca(NO3)2介质中较在其他介质中稍大,最大吸附量仅为1.5mmolkg-1左右,约为可变电荷土壤的1/10,且在浓度较低时常观察到负吸附.     

几种有机酸对恒电荷和可变电荷土壤吸附Cu2+的影响

以恒电荷土壤(黄褐土和黄棕壤)和可变电荷土壤(红壤和砖红壤)为供试材料,研究了乙酸、草酸、酒石酸和柠檬酸对土壤吸附重金属铜离子(Cu2 )的影响。结果表明,在相同酒石酸浓度下,土壤对酒石酸的吸附量依次为黄棕壤(2 1 8mmolkg-1) >红壤(15 4mmolkg-1) >砖红壤(9 5mmolkg-1) ,土壤吸附有机酸后负电荷量增加,相同条件下增幅为砖红壤>红壤>黄棕壤;无有机酸配体时,供试土壤对Cu2 的吸附量为黄褐土>黄棕壤>砖红壤>红壤;加入有机酸时,随有机酸浓度增高,土壤对Cu2 的吸附一般表现为“峰”形曲线,峰所对应的有机酸浓度因有机酸类型而异,且随土壤可变电荷性质增强而增高;土壤吸附有机酸后对Cu2 的次级吸附不同于有机酸与铜共存时的竞争吸附,且因土壤性质表现迥异。这些结果意味着在存在有机酸配体的根际环境中,恒电荷土壤与可变电荷土壤对Cu2 的吸附明显不同,并将影响重金属离子在根际的转化与有效性     

NH4+-N/NO3--N比例对不同不结球小白菜品种的生长和部分生理指标的影响

The responses of three cultivars of Chinese cabbage (Brassica chinensis L.), one of the main vegetable crops in China, to different ratios of NH4+-N/NO3--N was investigated to find the optimal ratio of ammonium to nitrate for maximal growth and to explore ways of decreasing the nitrate content, increasing nitrogen use efficiency of Chinese cabbage, and determining distributions of nitrogen and carbon. Three cultivars of Chinese cabbage were hydroponically grown with three different NH4+-N/NO3--N ratios (0:100, 25:75 and 50:50). The optimal ratio of NH4+-N/NO3--N for maximal growth of Chinese cabbage was 25:75. The increase in the ratio of NH4+-N/NO3--N significantly decreased nitrate content in various tissues of Chinese cabbage in the order of petiole > leaf blade > root. The highest total nitrogen (N) content was found when the ratio of NH4+-N/NO3--N was 25:75, and N contents in plant tissues were significantly different, mostly being in the order of leaf blade > petiole > root. At the NH4+-N/NO3--N ratio of 25:75, the biomasses of Chinese cabbage cultivars 'Shanghaiqing', 'Liangbaiye 1' and 'Kangre 605' increased by 47%, 14% and 27%, respectively. The biomass, SPAD chlorophyll meter readings and carbon content of 'Shanghaiqing' were all higher than those of 'Liangbaiye 1', while nitrate and total nitrogen contents were lower. Thus, partial replacement of nitrate by ammonium could improve vegetable production by both increasing yields and decreasing nitrate content of the plants.     

恒电荷土壤及可变电荷土壤与离子间相互作用的研究Ⅲ Cu2+和Zn2+的吸附特征

研究了3种典型可变电荷土壤和4种典型恒电荷土壤在不同pH和不同浓度下单纯及共存体系中Cu2 和Zn2 的吸附及其影响因素。结果表明,两类土壤对Cu2 或Zn2 的吸附量均随平衡浓度增加而增大,符合Langmuir吸附等温式;当Cu2 、Zn2 浓度一定时,pH升高使Cu2 、Zn2 吸附量增大,但当pH >5时,Cu2 、Zn2 吸附量随pH变化甚微,出现一个接近最大吸附量的“平台”。当添加Cu2 、Zn2 浓度相同,但二种离子的总浓度不同时,平衡液的Cu2 /Zn2 浓度比均小于1,说明两类土壤对Cu2 的吸附选择性大于Zn2 ,且这种趋势不因pH和离子浓度而改变。当Cu2 、Zn2 共存时,使可变电荷土壤的Zn2 吸附量减小约70 % ,是恒电荷土壤降低量的约1.5倍;可变电荷土壤吸附一个Cu2 或Zn2 时所释放H 的平均数,明显大于恒电荷土壤者,说明可变电荷土壤对Cu2 及Zn2 的吸附中专性吸附的比例较恒电荷土壤大     

用电导频散法研究Cl-、SO42-和H2PO4-阴离子与土壤的相互作用

本文介绍了采用电导频散装置测量分别含有10^-4mol/LHCl、5×10^-5mol/L H₂SO₄和10^-4mol/L H₃PO₄的黄棕壤、棕壤、黑土和砖红壤悬液(20-30g/kg)的电导频散曲线,频散曲线上均呈现频率范围相当宽的坪区,频散曲线的特性分析结果表明,黄棕壤和棕壤在3种酸溶液中的始散频率(0.6-1kHz)低于黑土悬液(16-28kHz),而砖红壤的始散频率最高(25-47kHz;Cl^-、SO₄^2-和H₂PO₄^-离子与4种土壤的相对亲合力(REC_1.5/REC_tp-1)顺序为Cl^- < SO₄^2- < H₂PO₄^-,在不同土壤之间的顺序则随酸溶液而异.     

日本氮素的循环和流向以及减少N2O散发和NO3-污染的对策

To feed an increasing population, large amounts of chemical nitrogen fertilizer have been used to produce much of our food, feed and fiber thereby increasing nitrogen levels in soils, natural waters, crop residues, livestock wastes, and municipal and agricultural wastes, with national and international concern about its potential adverse effects on environmental quality and public health. To understand these phenomena and problems, first the nitrogen cycle and the environment are described. Then recent trends for nitrogen cycling through the food and feed system, N₂O emissions from fertilized upland and paddy soils, and NO₃^- pollution in ground water in Japan are reported. Finally, mitigation strategies in Japan for reducing N₂O emission and NO₃^- pollution are proposed, including nitrification inhibitors, controlled release fertilizers, utilization of plant species that could suppress nitrification, utilizing the toposequence, government policy, and appropriate agricultural practices. Of all the technologies presented, use of nitrification inhibitors and controlled release fertilizers are deemed the most important with further development of these aspects of technologies being expected. These practices, if employed worldwide, could help reduce the load, or environmental deterioration, on the Earth''s biosphere.     

大气CO2浓度缓增对稻田土壤甲烷氧化过程的影响

微生物介导的甲烷好氧氧化,对控制稻田甲烷排放起着重要作用。本文从基因、群落、活性等多个层次上解析CO₂浓度缓增对稻田土壤甲烷好氧氧化过程的影响及其作用机理。依托于田间CO₂浓度自动调控平台,在背景CO₂浓度(AC)基础上,设置了CO₂浓度缓增处理(每年增加40μL·L^-1,持续4年)(EC)。采用室内泥浆培养以及高通量测序和定量PCR技术,对不同CO₂处理下水稻关键生育期(分蘖期、拔节期、扬花期和乳熟期)土壤中的甲烷氧化潜势及其功能微生物的丰度和群落结构进行了系统研究。结果表明：大气CO₂浓度升高促进了稻田甲烷氧化潜势和甲烷氧化菌丰度的增加;CO₂浓度升高还使得土壤中甲烷氧化菌的群落结构发生了显著变化,其优势菌从Ⅱ型菌转变为Ⅰ型菌。CO₂浓度升高所致的土壤中甲烷、氧气浓度以及氮素水平等的改变很可能对稻田甲烷氧化过程产生了重要影响。综合本研究发现,稻田甲烷氧化过程对大气CO₂     

滨海防护林土壤CO2排放和土壤因子对计划火烧的响应

为研究林火对滨海沙地森林生态系统碳循环的干扰作用,以尾巨桉防护林(Eucalyptus urophylla×Eucalyptus grandis)和木麻黄防护林(Casuarina equisetifolia)为研究对象,利用LI-8100土壤CO₂通量全自动测量系统测定不同防护林火烧迹地和对照样地的土壤CO₂通量,同时测定样地内土壤温湿度和土壤pH、全量碳氮和矿质氮含量,并分析不同林地土壤CO₂通量与水热因子关系以及土壤理化特性的变化。结果表明：2种防护林火烧迹地土壤CO₂通量均显著低于对照样地,尾巨桉林火烧迹地和对照样地土壤CO₂通量月平均值分别为2.47,3.32μmol/(m²·s),木麻黄林分别为2.48,3.28μmol/(m²·s)。林火干扰后2种防护林土壤温度和湿度均高于对照样地,在指数函数模型中尾巨桉林和木麻黄林10 cm处土壤温度解释土壤总呼吸的10.4%～21.4%,在二项式函数模型中尾巨桉林和木麻黄林10 cm...     

甲醛肟比色法测定土壤中Mn2+时对干扰的消除

本文介绍一种简单、安全、可靠的方法来消除甲醛肟比色法测Mn²⁺时Fe²⁺和Fe³⁺的干扰,在试液中铁的总浓度不超过20mg/L的情况下,可得到良好的结果。溶液中如存在有色的有机化合物时,可预先用浓硫酸和浓硝酸消煮除去。     

三种农药对Cu2+在蒙脱石和δ-Al2O3上吸附的影响

本文比较研究了Ｃｕ＾２＋在草甘磷、毒莠定和杀虫脒等三种农药条件下在Ｃａ－蒙脱石和δ－Ａｌ２Ｏ３上的吸附。草甘磷降低了Ｃｕ＾２＋在Ｃａ－蒙脱石上的吸附。当草甘磷／Ｃｕ＾２＋摩尔比越高时，Ｃｕ＾２＋吸附的降低量则越大。草甘磷是通过络合机制而降低Ｃｕ＾２＋在Ｃａ－蒙脱石上的吸附，同时增加了Ｃｕ＾２＋在δ－Ａｌ２Ｏ３上的吸附。当草甘磷／Ｃｕ＾２＋摩尔比越高时，Ｃｕ＾２＋吸附的增加量也就越大。草甘磷作为桥而     

增施CO2对设施土壤栽培番茄的生长、产量和养分吸收特性的影响

在传统土壤栽培模式下,以越冬茬番茄为研究对象,设置自然环境(CK)和增施CO_2气体两个处理,分析比较不同处理区CO_2浓度和番茄干物质积累量、产量和氮磷钾养分吸收量的变化。结果表明,从移栽到定植后100 d (开花座果期),每天7:00～10:00期间,增施CO_2和CK区温室内CO_2浓度均大于设定的最低浓度700μmol/mol。增施CO_2提前了番茄的物候期,第一穗花期、座果期、果实膨大期、转色期和采收期相比CK区分别提前了4、4、6、15和22 d;增加了番茄的花层和果层数,对株高和叶片数无影响;产量比CK区提高了37. 8%;增加了番茄干物质累积量,定植后90、135和180 d,总干物质累积量比CK区分别提高了10. 2%、20. 8%和26. 0%,果实干物质累积量相比CK区分别增加了37. 8%、87. 2%和53. 0%;增施CO_2后番茄对氮、磷、钾累积吸收量相比CK区分别增加了42. 5%、61. 1%和50. 6%。综上所述,从移栽到定植后100 d,每天10:00之前温室内CO_2浓度在700μmol/mol左右,无需对温室内补充CO_2气体。增施CO_2可使番茄各物候期明显提前,花层和果层数量明显增加。增施CO_2后,番茄整个生育期对氮吸收量明显增加,开花座果期番茄对磷、钾吸收量显著增加,实际生产中增施CO_2情况下需适当调整氮、磷、钾肥的投入。     

陪伴离子对土壤胶体吸附Cu2+和Pb2+的影响

采用表面络合模式研究了不同陪伴离子对陕西 4种典型土壤胶体吸附Cu2 、Pb2 的影响。结果表明 :在各阴离子体系 ,同一土壤胶体对Cu2 、Pb2 吸附百分数达到 5 0 %时对应的pH(pH50 )值呈现 :Cl->SO2 - 4>草酸根 >柠檬酸根 >NO- 3的趋势 ,表面络合常数logKintM 的大小次序与此相反 ;专性吸附特征值 (n值 )反映了吸附过程专性吸附与电性吸附比例的大小 ,其值大小表现为 :NO- 3>Cl- >SO2 - 4>草酸根 >柠檬酸根的趋势     

土壤对磷酸离子(H2PO4-)吸附的初步研究

土壤中铁铝氧化物胶体,包括层状粘土矿物边缘裸露的铝醇(Aluminol,Al-OH)和铁醇(Ferrol,Fe-OH)对阴离子的吸附,不仅制约某些植物营养元素的有效性,而且还影响某些阴离子对土壤的污染.所以,日益受到人们的注意.     

SO42-和Cl-对稻田土壤养分及其吸附解吸特性的影响

利用长期定位试验 ,比较了长期施用含SO₄^2-和Cl^- 化肥 22年后稻田土壤的 pH值、养分状况及其吸附解吸特性。结果表明 ,长期施用含SO₄^2-化肥 ,土壤有机质、速效氮和速效钾的含量较高 ,但全量氮磷钾的含量较低 ;长期施用含Cl^- 化肥 ,土壤全量氮磷钾和速效磷的含量较高 ,但pH值相对较低。长期施用含上述二种阴离子的化肥后 ,土壤对H₂PO₄^-的最大吸附量均较大 ,且在Cl^- 处理下土壤对H₂PO₄^-吸附的结合能较大 ,而SO₄^2-处理下土壤在同等吸附量时对H₂PO₄^-的解吸量相应较多。长期施用含SO₄^2-的化肥亦使土壤对钾素的供应强度较大 (ΔK0的绝对值较大 )、缓冲能力增强 (AR0值较高 ) ,而长期施用含Cl^- 的化肥时则与SO₄^2-相反     

土壤酶活性对温度和CO2浓度升高的响应研究

作为土壤生态系统中的重要组成部分及生物元素循环的积极参与者,土壤酶在陆地生态系统地下生态过程中扮演着十分重要的角色。升高温度和(或)大气CO2浓度可能直接或者间接影响其活性。但目前对温度和(或)大气CO2浓度升高对土壤酶的影响机理、过程及土壤酶对其的响应机制研究相对薄弱。本文初步总结了国内外关于温度和(或)大气CO2浓度升高对土壤酶活性影响研究的现状,并指出了目前研究中存在的不足。     

羟基磷灰石对铅锌矿区土壤吸附Zn2+、Cd2+的影响

为探究羟基磷灰石(HAP)对矿区土壤重金属的固化效果,采用吸附试验,研究施加HAP的铅锌矿区土壤对Cd~(2+)、Zn~(2+)的动力学吸附和等温吸附效果。结果表明:土壤对Cd~(2+)、Zn~(2+)的吸附量随Cd~(2+)、Zn~(2+)初始浓度的增加而增加;在酸性条件下,其吸附量随pH上升而上升;准二级动力学方程能很好地描述两者的吸附过程,土壤吸附能力随HAP的添加量增大而增强;在Zn—Cd共存体系中,当初始浓度为20mg/L时,土壤对Zn~(2+)、Cd~(2+)的吸附无明显差异,2种金属离子竞争力度小,随着初始浓度上升,竞争明显,对Zn~(2+)的最大吸附量能达到单一体系中的79%～87%,而Cd~(2+)的最大吸附量只有单一体系中的57%～72%,Zn~(2+)的竞争力优于Cd~(2+),Zn~(2+)对Cd~(2+)吸附产生严重的抑制。综上可知,HAP能提高矿区土壤的吸附性能,在Zn、Cd污染土壤中,更能提升土壤对Zn~(2+)的吸附固持能力。