湖南几种耕地土壤固定添加铵的动力学研究

通过野外调查取样、室内培养试验和分析测定，研究了湖南省几种成土母质发育的旱地土壤和稻田土壤固定添加铵的动力学特性。结果表明，供试土壤对添加铵的固定速度很快，尤其在反应的前8～12h内速度更快，12h后速度逐渐变慢，24h以后，土壤对外源铵的固定已基本达到平衡。数学拟合表明，一级动力学方程和Elovich方程两种动力学模型能较好地拟合供试土壤固定添加铵的动力学特性，经统计均达极显著水平，抛物扩散方程也有较好的拟合效果，零级方程较差。由一级动力学方程求得的不同土壤固铵动力学参数：理论最大固铵量（A）、反应速率常数（b）以及反应半时值明显不同。耕型石灰性紫色土、耕型酸性紫色土、耕型棕色石灰土和耕型石灰岩红壤的理论最大固铵量和反应半时值分别为212．3mg kg^-1、179．0mg kg^-1、142．9mg kg^-1.13．7mg kg^-1和29．75h、25．96h、27．18h、23．49h；紫泥田、河沙泥、灰泥田和红黄泥的理论最大固铵量和反应半时值分别为86．2mg kg^-1、68．7mg kg^-1,31．8mg kg^-1、19．1mg kg^-1和14．50h、15．10h、15．51h、18．43h。耕型石灰性紫色土、耕型酸性紫色土、耕型棕色石灰土和耕型石灰岩红壤的反应速率常数分别为0．0233 h^-1、0．0267h^-1、0．0255h^-1、0．0295h^-1；紫泥田、河沙泥、灰泥田和红黄泥的反应速率常数分别为0．0478h^-1、0．0459h^-1、0．0447h^-1、0．0376h^-1.除耕型石灰岩红壤以外，旱地土壤的理论最大固铵量和反应半时值均明显大于水田土壤，而反应速率常数明显小于水田土壤。     

土壤固定态铵的影响因素

本文研究了有机质、全氮、有机氮、粘粒、CEC、溶液中铵浓度、水分、温度等影响土壤固定态铵含量的因素。结果表明,固定态铵与<0.01lmm的粘粒呈显著正相关,但与<0.00lmm的粘粒、有机质、全氮、有机氮、CEC相关性很差。通过拟合Langmuir方程可知河沙泥的最大固铵量为357.2mgN/kg,这与359mgN/kg相近。无论是潮沙泥还是紫泥田,固定态铵含量均有:30oC>20oC,30oC>40oC。除了黄泥田外,紫泥田,河沙泥和潮沙泥三种土壤的固定态铵含量均有:长期淹水>干湿交替8次>长期干燥。     

湖南省主要稻田土壤的固定态铵含量与最大固铵容量

应用Silva-Bremner法,研究了湖南省7种主要母质发育的稻田土壤的固定态铵含量和最大固铵容量。研究结果表明:①供试耕层土壤固定态铵含量变动在69.2~457.5mg/kg之间,平均为304.7mg/kg±96.7mg/kg,占土壤全N的2.6%~25.7%,平均为14.0%±5.1%,是该地区一项重要的土壤N素资源。7种不同母质发育的稻田耕层土壤固定态铵含量的大小顺序为:湖潮泥>黄泥田>河沙泥>紫泥田>灰泥田>红黄泥>麻沙泥。②在土壤剖面中,土壤固定态铵含量随剖面深度的变化因土壤类型不同而不同,但其相对含量随深度增加而恒增大:表层平均为15.1%±6.6%,亚表层为25.9%±11.7%,表下第3层平均为34.6%±16.3%。③供试耕层土壤的最大固铵容量以湖潮泥最高,达658.7mg/kg,以麻沙泥最低,为97.6mg/kg。④相关分析表明,土壤耕层固定态铵含量与0.01~0.001mm黏粒含量呈极显著正相关(r=0.698**,n=28),与有机质、全N、碱解N、CEC、缓效K和<0.001mm黏粒含量的相关性均不显著。耕层土壤最大固铵容量与固定态铵量呈极显著正相关(r=0.841**,n=32),与0.01~0.001mm黏粒含量呈极显著正相关(r=0.659**,n=28)。     

湖南旱地土壤对铵离子的矿物固定与固定态铵释放的动力学研究

采用振荡平衡法和好气培养-间歇淋洗法研究了湖南省主要旱地土壤对添加铵离子的矿物学固定和土壤固定态铵释放的动力学特性。结果表明,供试土壤对添加铵离子的矿物固定速度很快,反应12小时后基本上达到了最大固定量;而土壤固定态铵的释放则非常缓慢,反应42天后仍未达到最大释放量。这一动力学特征有利于土壤对溶液中NH4+的保持,防止NH4+的环境污染,有效地为作物供氮和提高氮肥利用率。一级动力学方程能较好地拟合供试土壤对铵离子的矿物学固定的动力学资料,一级动力学方程和抛物扩散率方程均能较好地拟合供试土壤固定态铵释放的动力学资料,表现为相关系数r值较高,标准误SE值较低。     

湖南省几种稻田土壤微生物区系的研究

对湖南省3个国家水稻工程基地的7种水稻土微生物区系的分析结果表明,7种水稻土中3类微生物总数依次为黄沙泥>紫沙泥>河沙泥>紫泥田>红黄泥>潮沙泥>黄泥田,特殊生理群的微生物数量也以河沙泥和紫沙泥等通气性好、质地好的土壤中最多,而黄泥田和红黄泥等紧实土壤中微生物数量较少。农业生产中要因土壤类型采取相应的农业技术措施。     

苹果酸对温室土壤磷释放与吸附的影响

试验研究了不同浓度苹果酸处理对温室土壤磷吸附和释放的影响,并运用DPS数据分析系统建立了土壤磷释放和吸附与苹果酸浓度之间相关的数学模型。结果表明:(1)随着苹果酸用量增加,土壤释放磷量也逐渐增加。二者之间的关系可以用Peal-Reed等7种不同类型的数学模型拟合;(2)供试土壤对磷的吸附较好地符合Langmu ir方程式;苹果酸显著降低了土壤对磷的吸附,随着苹果酸浓度的增加,土壤对磷的最大吸附量和最大缓冲容量都呈现下降趋势。     

冻融作用对土壤镉吸附特征的影响

选择东北地区棕壤为供试土壤,采用人工控温方法进行冻融处理（冻-融时间为12h-12h,冻-融温度为-30℃-30℃）,进行不同含水量和冻融频次处理下土壤镉的静态等温吸附试验和动力学等温吸附试验,并选择不同模型对吸附曲线进行拟合,研究冻融作用与土壤镉吸附特征之间的关系。结果表明：未冻融和冻融处理土壤对镉的吸附量均随着含水量的增加先增加后减少;冻融作用会增加土壤镉的吸附量,加快土壤镉的吸附速率;Henry模型和Temkin方程可以较好拟合土壤镉静态等温吸附曲线,双常数方程、Elovich方程和型曲线方程则可以很好拟合土壤镉动力学等温吸附曲线。     

黄棕壤矿物固定态铵的释放与黑麦草种植密度的关系

通过在黄棕壤上种植不同密度的黑麦草后发现 ,土壤矿物固定态铵在旱作条件下可分为两大部分 :一是原有的矿物固定态铵。这部分铵在试验条件下无任何释放 ,即与黑麦草的种植密度无关 ;二是施肥后新增加的固定态铵。这部分铵的释放与黑麦草种植密度关系密切。该部分又可分为易释放部分和不易释放部分 ,前者与种植密度关系较小 ,而后者与种植密度关系较大 ,其单位质量土壤矿物固定态铵的释放量随着种植密度的增加而增加     

安徽凤阳几种土壤对锌的吸附

研究了凤阳县几种土壤吸附锌的性能,讨论了这几种土壤对锌的吸附性能与它们的理化性质的关系。结果表明:供试土壤吸附锌的能力比较接近,土壤吸附锌的量随平衡液浓度的增加而增加,吸附符合Freund lich吸附、Langmu ir吸附和Temk in吸附关系;在土壤质地比较接近的情况下,土壤对锌的最大吸附量与土壤的酸碱度、有机质含量、质地等因素有关。     

棕壤对施入肥料氮的矿物固定及其动态研究

应用１５Ｎ示踪技术研究了棕壤长期定位试验１４年后的,不同施肥处理土壤对施入肥料铵的矿物固定及其动态。结果表明,施入肥料铵的固定率在２６４％～４１０％。施钾肥能促进铵的矿物固定,而施用有机肥则减少肥料铵的矿物固定。土壤矿物对施入肥料铵的固定与释放主要受土壤交换性铵水平控制。在小麦生长期间新固定的肥料铵基本上释放出来。不同时期土壤固定１５ＮＨ＋４的释放量与小麦吸收１５Ｎ量之间存在明显的正相关关系（ｒ＝０．８７１,ｎ＝２０）。     

滴灌施肥条件下不同种类氮肥在土壤中迁移转化特性的研究

采用室内土柱模拟方法研究了滴灌条件下不同种类氮肥(硝态氮、铵态氮和尿素态氮)在土壤中的迁移、淋溶和转化特征。结果表明,3种氮肥在2种质地土壤中的淋失量均是硝态氮肥>尿素>铵态氮肥,淋失的氮素主要为肥料氮。砂壤土上氮素的淋失量明显高于粘壤土。滴灌施用铵态氮肥,显著增加了土壤中NH4+-N含量,随着硝化作用的进行,NH4+-N的量在培养的第5d左右达高峰,尔后含量逐渐降低。与滴灌施用硝态氮肥相比,施用铵态氮肥和尿素后在培养期间土壤矿质态氮(NO3--N+NH4+-N)的含量有降低的趋势，降低的原因可能与N+NH4+-N在土壤中的固定、挥发等有关。     

不同母质类型水稻土酶活性及其与理化性质的关系

将选自湖南双季稻区6种典型成土母质发育的水稻土置于长沙市郊同一生态条件下,通过7年定位池栽试验,研究了不同母质类型对土壤酶活性的影响以及酶活性与土壤理化性质之间的关系。结果表明：不同母质类型对土壤蔗糖酶活性的影响达到显著水平(P<0.05),对酸性磷酸酶、脲酶及过氧化氢酶活性的影响达到极显著水平(P<0.01)。主成分分析表明不同母质发育的水稻土酸性磷酸酶及脲酶作为综合评价土壤酶活性的指标要优于蔗糖酶及过氧化氢酶。6种不同母质水稻土土壤酶综合得分排序为：板页岩>河流沉积物>花岗岩>第四纪红土>紫色页岩>石灰岩。相关性分析表明,土壤蔗糖酶活性与有机质、全氮含量呈显著的正相关关系(P<0.05)。脲酶活性与硝态氮、铵态氮含量呈显著的正相关关系(P<0.05),与pH值呈显著的负相关关系(P<0.05)。酸性磷酸酶活性与速效磷含量呈显著正相关关系(P<0.05),与pH值呈显著负相关关系(P<0.05)。     

氮磷肥对黑土浅层土壤氮素累积和移动的影响

利用D饱和最优设计研究了氮磷肥对黑土浅层土壤氮素累积和移动的影响,结果表明,氮磷肥对NO-3 -N含量的影响随着土层的加深逐渐减弱,并且施用尿素的NO-3 -N累积大于施用硝铵。在降雨高峰期存在NH+4 -N向下层土壤的移动,其移动时间滞后于NO-3 -N。尿素施入土壤后对NH+4 -N的累积无明显影响,对NO-3 -N的累积有促进作用。而不同用量的NH+4 -N肥的施入则促进了NH+4 -N的移动和累积。因此黑土玉米农田生态系统氮素做追肥时尿素和硝铵相比尿素更易造成地下水的硝酸盐污染。黑土玉米农田生态系统在作物拔节前期向土壤中施入氮素,将造成这一时期NO-3 -N对地下水的短期污染。     

Kinetics of Competitive Fixation of Potassium and Ammonium Ions by Silt Component of Soils from Different Agro-Climatic Regions

Potassium (K⁺) and nitrogen [N, as the form of ammonium (NH₄⁺)] are major nutrients for plant growth. Although there have been a number of studies on the kinetic fixation of potassium and ammonium ions in soils and clays, however, investigations on the kinetics of competitive fixation of these ions have been few, if any, especially by taking into account silt component of the soils. In this study, the kinetics of potassium and ammonium fixation were examined in the silt components of several soil samples. The results revealed that considerable amounts of K⁺ and in lesser amounts, NH₄⁺ ions were fixed by silt components of the soils. Potassium fixation was strongly preferred over ammonium. To describe the fixation kinetics, seven mathematically models were evaluated. A comparison of the models showed that pseudo-second-order equation properly described the fixation of these ions by the silt components.     

Comparison of Four Equations to Describe the Kinetics of Lead Desorption from Soils

The rate of Pb desorption was investigated from clay (Silty clay, Torrifluvent), CaCO₃-rich (Sandy clay, Calciorthid), and sandy (Sandy loam, Quartzipsamment) soils at two different temperatures. Lead has not been released from CaCO₃-rich soils which suggests irreversible Pb sorption by the soil. The desorption was quite hysteretic from sand and clay soils. The total amount of Pb released from the clay soil exceeded that released from the sandy soil. The lower Pb desorption associated with the sandy soil is probably due to its higher calcium carbonate content relative to the clay soil. The kinetics of Pb desorption were evaluated using the Elovich, modified Freundlich, parabolic diffusion, and first order equations. The first order and parabolic diffusion equations adequately described the kinetics of Pb desorption from clay and sandy soils under isothermal conditions. The choice of first order and parabolic equations among others investigated was based on the goodness of fit and the more scientific theoretical assumptions of the equations. The apparent Pb diffusion rate coefficient (D_d) and desorption rate coefficient (k_d) values from the clay and sandy soils increased with increasing temperature.     

DCD 在不同质地土壤上的硝化抑制效果和剂量效应研究

通过硝化抑制剂抑制土壤硝化作用是实现作物铵硝混合营养和提高氮肥利用率的重要途径之一。本试验采用室内模拟的方法, 在人工气候室(25 ℃)黑暗培养条件下, 应用新疆石灰性土壤研究了不同剂量的双氰胺(dicyandiamide, DCD)在砂土、壤土、黏土3 种不同质地土壤中对土壤硝态氮、铵态氮转化的影响及DCD 的剂量效应和硝化抑制效果。处理30 d 内, 各剂量DCD 处理对砂土的硝化抑制率为96.5%~99.4%(平均值为98.3%), 在黏土上为66.9%~85.6%(平均值为77.6%), 在壤土上为49.3%~79.4%(平均值为67.7%), 总体硝化抑制率表现为砂土>黏土>壤土。在砂土上DCD 的剂量效应不明显, DCD 用量从纯氮的1.0%增加到7.0%时, 土壤中硝态氮含量仅增加1.9~10.7 mg·kg^-1(培养30 d 时); 而在壤土和黏土中, 土壤硝态氮含量随DCD 浓度的增加而显著下降, 存在明显剂量效应。这说明施用DCD 可显著抑制新疆石灰性土壤的硝化作用过程, 在砂土、壤土、黏土中DCD 的最佳浓度分别为纯氮用量的6.0%、7.0%和7.0%, 并在培养30 d 内发挥显著作用。     

氮磷钾肥料在土壤中转化过程的交互作用 Ⅱ.硫酸铵在水稻土中的转化

通过室内培养实验,研究了Ca(H2PO4)2和KCl对(NH4)2SO4在土壤中转化的影响。结果表明,Ca(H2PO4)2对(NH4)2SO4转化的影响较小。Ca(H2PO4)2对未施氮土壤中硝化作用的正效应,以及对施氮培养前期土壤中硝化作用的负效应可能与土壤pH的变化有关。施用KCl显著影响供试水稻土中(NH4)2SO4的转化,主要表现为:(1)施钾导致培养初期土壤中水溶性铵的增加与交换态铵的减少,与铵钾的代换作用有关,培养后期这两种形态铵的共同增加则与钾抑制硝化作用有关。(2)施钾既显著地抑制了氯化钠提取过程中土壤铵的释放,也抑制了培养过程中土壤固定态铵的释放。施钾对风干土样水溶性铵的影响与鲜样中不同,也与施钾抑制土壤风干过程中铵的释放有关。(3)钾铵同时施用,施钾促进了铵的固定。(4)施钾显著抑制了硝化作用,本文实验条件下,其直接作用机制可能并不是钾抑制了土壤中固定态铵的释放。单施钾肥会显著降低未施氮土壤中无机氮的有效性。由以上结果推测,氮钾肥配施将不仅有利于减少硝态氮的淋洗和反硝化脱氮作用,而且可增强土壤中铵的缓冲能力。这也表明土壤中钾对铵态氮肥转化的影响,可能是生产实践中氮钾肥配合施用可提高氮肥利用率的原因之一。