酸性紫色土的阳离子交换特征及其对酸缓冲容量的影响

明确酸性紫色土的交换性阳离子组成特征及其对土壤后续酸化进程的影响有助于评估紫色土的潜在酸化风险。为此,在重庆市合川区采集了38个酸性紫色土,进行了理化性质分析与酸缓冲容量测定,探讨了阳离子交换特征对土壤酸缓冲容量的影响。结果表明:部分紫色土的酸化程度较为严重,但酸性紫色土仍具有较高的交换性盐基阳离子含量和阳离子交换量(CEC)。紫色土的交换性Ca²⁺和交换性Mg²⁺含量分别为红壤的5.9倍和3.9倍。紫色土CEC也显著高于红壤和砖红壤。丰富的黏土矿物组成,尤其是较高的蒙脱石含量,是紫色土具有较高盐基阳离子含量和高CEC的主要原因。酸性紫色土的酸缓冲容量大小为3.18～25.6mmol·kg^–1·pH^–1。酸缓冲容量与交换性盐基总量和CEC间均呈极显著的正相关性。较高的盐基阳离子含量和CEC有助于增加紫色土的酸缓冲容量,减缓土壤的酸化速度。因此,尽管部分紫色土酸化较为严重,但受成土母质和发育程度的影响,丰富的盐基阳离子含量能对进入土壤中的酸进行缓冲,减缓紫色土酸化速度。这是紫色土相对于其他地带性酸性土...     

重庆地区中性紫色土酸化特征

为研究重庆地区中性紫色土的酸化特征,按土壤发育层次采集19个已酸化的中性紫色土剖面进行分析研究。结果表明:重庆地区的中性紫色土已经出现了一定程度酸化,酸化程度为耕作层>心土层>底土层,但受地形地貌、种植方式、耕作管理方式等的影响,各土样的酸化程度很不一致。酸化使土壤的交换性K+含量增加,交换性Ca2+、交换性Mg2+含量降低,盐基总量减少,盐基饱和度降低。酸化对土壤的有机质、全N、全P、全K、有效N、有效P的影响不显著,但酸化加速了土壤矿物的分解,使钾的有效态含量显著增加。不合理的耕作方式和氮肥、磷肥的大量施用可能是土壤酸化的主要原因。     

伊犁河流域土壤Cu、Zn、Pb地球化学基线值估算与研究

为了给伊犁河流域土壤提供判别自然或人为事件造成的环境扰动标准,通过对伊犁河流域土壤的系统采样分析,采用标准化方法（以Fe作为标准元素）估算伊犁河流域灰钙土、栗钙土、黑钙土、盐碱土4种不同土壤类型的Cu、Zn、Pb 3种金属元素的地球化学基线值。结果表明：同一种重金属元素的地球化学基线值有较大差异;其中,灰钙土中Cu、Zn、Pb的土壤地球化学基线值分别为51.2、77.3、25.7 mg/kg,栗钙土Cu、Zn、Pb分别为58.6、73.8、23.3 mg/kg;黑钙土Cu、Zn、Pb分别为53.1、62.7、41.7 mg/kg;盐碱土Cu、Zn、Pb分别为42.6、55.1、40.8 mg/kg。标准化方法能够较好地估算伊犁河流域土壤中Cu、Zn、Pb地球化学基线值,为了解地表环境污染及恶化程度、预测和监测全球变化效应与环境变化提供了基础。     

电渗析法研究紫色土、黄壤和砖红壤的酸化特征

【目的】研究紫色土、黄壤和砖红壤在快速酸化过程中的酸化特征。【方法】将3种供试土壤在15 V·cm^-1的外加直流电压梯度下进行连续30次,每次8 h的电渗析。并通过测定电渗析前后土壤的酸度指标、盐基离子含量以及在电渗析过程中土壤所释放的盐基离子含量来分析土壤的酸化特征。【结果】电渗析法可在短时间内实现土壤的快速酸化,3种土壤的pH均降低至4.5以下的强酸化水平。电渗析后,3种土壤的交换性酸、交换性H⁺和交换性Al³⁺含量显著增加。紫色土、黄壤和砖红壤的交换性酸含量分别从3.35、0.23和0.76 cmol(+)·kg^-1增加至18.9、7.0和5.8 cmol(+)·kg^-1,可见紫色土的酸化程度最为严重。土壤酸化后,水溶性和交换性K⁺、Na⁺、Ca²⁺和Mg²⁺含量降低,其中Ca²⁺、Mg²⁺的降低幅度较大。酸化导致土壤的交换性盐基总量和盐基饱和度下降,紫色土、黄壤和砖红壤的盐基饱和度从电渗析前的96.8%、82.6%和47.3%降低至电渗析后的20.5%、11.8%和12.2%。尽管紫色土的交换性酸含量远大于黄壤和砖红壤,但交换性盐基离子总量和盐基饱和度也大于黄壤和砖红壤。由于各土壤的交换性Ca²⁺和Mg²⁺含量大于交换性K⁺和Na^＋含量,且相对于K⁺和Na^＋,Ca²⁺和Mg²⁺与带负电的土壤颗粒间具有更强的静电引力,因此在酸化过程中,一价盐基离子K⁺和Na^＋在3种土壤中均表现为快速释放,而二价盐基离子Ca²⁺和Mg²⁺表现出缓慢释放和波动释放的规律。3种供试土壤,随着土壤发育程度增加,土壤的潜在酸化风险下降（紫色土>黄壤>砖红壤）,但土壤的盐基饱和度表现出紫色土>黄壤≈砖红壤。可以看出,紫色土的酸化特征表现出这种明显的“双面性”,由于紫色土具有较高的CEC值,导致土壤酸化后的交换性酸含量显著高于黄壤和砖红壤,使酸化紫色土上生长的植物存在较高的铝毒害风险;同时,由于紫色土丰富的矿物组分能够对盐基离子进行及时补充,紫色土酸化后仍含有相对较高的盐基离子含量和盐基饱和度,保证了植物生长对盐基养分离子需求,也能在一定程度上缓解紫色土的进一步酸化。【结论】电渗析法可用于模拟土壤的快速酸化过程;土壤的表面负电荷量和复盐基离子能力是决定土壤酸化特征的关键因素;紫色土具有异于地带性土壤黄壤和砖红壤的“双面性”酸化特征。