土壤交换性酸测定方法优化的研究

土壤永久负电荷引起的酸度通过淋洗与K+交换进入溶液,因此,淋洗时间和淋洗效率对土壤中交换性酸准确测定至关重要。本项目拟在林业分析方法的基础上改进,将过滤淋洗改进为抽滤淋洗,降低土壤黏性对测试过程的影响,达到控制淋洗速率的目的,提高工作效率,为第三次全国土壤普查和农用地合理开发利用提供科学依据。

不同母质和植被类型下红壤pH和交换性酸的剖面特征

【目的】成土母质和植被类型是影响土壤酸化的2个主要因素,研究不同母质和植被类型下红壤pH和交换性酸的剖面变化及其酸化特征,为防治土壤酸化提供依据。【方法】选取3种植被类型(马尾松林、湿地松林、阔叶林)下4种母质(第四纪红土、红砂岩、板页岩和花岗岩)发育的红壤,通过测定不同层次(0—20、20—40、40—60、60—80和80—100 cm)土壤的pH及交换性酸,以及通过比较表层土壤(0—40 cm)与深层土壤(60—100 cm)pH的差异来表征红壤是否酸化及酸化程度大小。【结果】4种母质发育的剖面红壤均呈酸性或强酸性。在0—40 cm土层,4种母质红壤pH大小顺序为:花岗岩>红砂岩>第四纪红土>板页岩,3种植被类型下红壤pH大小顺序为:马尾松林>湿地松林>阔叶林,交换性酸含量则呈现相反的变化趋势;随着土层深度的增加,红砂岩、板页岩和花岗岩红壤pH呈减小趋势,交换性酸含量呈增加趋势,而第四纪红土红壤pH和交换性酸含量则呈现相反的变化趋势;在40—100 cm土层,4种母质红壤pH大小顺序为:花岗岩>第四纪红土>红砂岩>板页岩,3种植被类型下红壤pH的大小顺序为:湿地松林>马尾松林>阔叶林,交换性酸含量则呈现相反的变化趋势;随着土层深度的增加,第四纪红土、红砂岩和花岗岩红壤pH呈增加趋势,交换性酸含量呈减小趋势,而板页岩红壤pH和交换性酸含量变化不明显;通过比较表层土壤与深层土壤pH可得出:4种母质红壤的酸化程度大小顺序为:第四纪红土>红砂岩>花岗岩>板页岩;3种植被类型酸化效果的大小顺序为:湿地松林>阔叶林>马尾松林。【结论】3种植被类型下4种母质发育的红壤,剖面土壤pH和交换性酸的变异主要发生在0—40 cm土层,而40—100 cm土层pH和交换性酸的变化较小。在3种植被类型下,0—40 cm土层以第四纪红土红壤酸化最为严重,其次为红砂岩红壤和花岗岩红壤,再次为板页岩红壤;湿地松林的酸化效果最强,其次为阔叶林,以马尾松林的酸化效果最弱。

南方茶园土壤酸化特征及交换性酸在水稳性团聚体中的分布

通过采集浙江省杭州西湖龙井茶园土壤,研究茶园土壤剖面的酸度特征、养分变化以及交换性酸在水稳性团聚体中的分布特征,以了解南方茶园土壤的酸化过程。结果表明:茶园表层土壤(0-20cm)酸化严重,最低的pHH2O值达到4.0,并且有明显的深层化趋势;表土的有机质和速效磷含量较高,速效磷含量最高可达138.2mg/kg;表土团聚体分级表明茶园土壤有良好的团聚体结构,具有良好的水稳性;除了交换性H+在0.5～0.25mm和0.25～0.106mm水稳性团聚体之间没有明显差别外,交换性酸总量、交换性H+和交换性Al 3+含量均随着水稳性团聚体粒径的减小而降低;水稳性大团聚体中交换性Al 3+相对交换性H+占有明显的优势,而在0.106～0.05mm水稳性微团聚体中交换性H+占有明显的优势。交换性酸总量、交换性H+和交换性铝主要分布于>2mm和2～0.5mm水稳性团聚体中,同时在不同粒级团聚体中的分布随粒径的减小而降低。

施氮对紫色土交换性酸及盐基饱和度的影响

通过土柱淋溶模拟试验研究不同氮肥种类及施用水平对紫色土交换性酸(EA)和盐基饱和度(BS)的影响。结果表明:(1)经施氮淋溶后紫色土pH下降,且与施氮量成反比,同一施氮水平下,土壤pH下降表现为硫铵>硝铵>尿素。(2)施用不同种类氮肥,土壤交换性H+和交换性Al 3+的含量不同,同一施氮水平下,表现为硫铵>硝铵>尿素,且与施氮量呈正相关。(3)土壤中交换性H+和交换性Al 3+均随着交换酸总量的增加而增加。在施用尿素和硝铵时,土壤交换性酸主要由交换性Al 3+决定;而施用硫铵时,则由交换性H+和交换性Al 3+共同决定。(4)施氮后土壤交换性盐基总量较原土降低,其含量表现为Ca2+>Mg2+>K+>Na+;盐基饱和度亦下降,且与施氮量呈负相关,在同一施氮水平上,不同氮肥表现为尿素<硝铵<硫铵。(5)紫色土pH随交换性酸(EA)的升高而降低,随交换性盐基(EB)总量的增加而升高,其中EA对pH的变化起主导作用。

华南红壤的交换性碱和交换性酸

本文提出了一个同时测定土壤的交换性酸和交换性碱的简易方法。将土壤的交换性酸和交换性碱区分为:Na-交换性酸、Ba-交换性酸和SO_4-交换性碱、F-交换性碱。用推荐的方法,在野外对华南地区由不同母质发育的砖红壤、赤红壤、红壤等10个剖面进行了测定。结果表明,红壤类土壤含有相当量的交换性碱,但其数量比交换性酸少。酸性母质发育的土壤的交换性酸和交换性碱量大于由基性岩发育的土壤者。红壤的交换性酸和碱的量随电性盐浓度的增高而增大,浓度大于0.1N后,数量基本不变。

不同土地利用方式和种植年限对土壤交换性酸的影响

为了解热带地区土壤肥力及防止土壤酸化,以海南屯昌县为例,对不同土地利用方式(次生林、橡胶林、甘蔗地和水稻田)和种植年限(甘蔗35年、45年和55年;橡胶15年、25年和35年)的土壤交换性酸进行了测定与分析,结果表明:不同利用方式对土壤交换性铝含量的影响显著,其含量大小为次生林地>橡胶林地>甘蔗地>水稻田,对土壤交换性氢含量的影响不显著;不同种植年限甘蔗地土壤交换性氢含量大小为35年>45年>55年,交换性铝的含量呈无规律性变化;不同种植年限对橡胶林土壤交换性铝含量的影响显著,其含量大小为15年>25年>35年,对交换性氢含量的影响不显著。

几种土壤交换性酸测定方法的效果比较

为真实地反映酸性土壤交换性酸含量水平,探讨了KCl淋溶法、BaCl_2淋溶法、NaAc淋溶法、KCl-三乙醇胺(Triethanolamine,TEA)提取法和BaCl_2-TEA提取法对紫色土、黄壤、红壤和砖红壤4种土壤的交换性酸测定效果。结果表明:5种方法测得的土壤交换性酸大小关系为:BaCl_2-TEA提取法>KCl-TEA提取法>NaAc淋溶法>BaCl_2淋溶法>KCl淋溶法。BaCl_2淋溶法能较为真实地反映出土壤交换性酸水平,其次为KCl淋溶法。受土壤有机酸和铝氧化物的影响,NaAc淋溶法、KCl-TEA提取法和BaCl_2-TEA提取法测得的土壤交换性酸含量偏高。但由于尚无标准方法对测定结果进行验证,因此,还需进一步对土壤交换性酸测定方法及其影响因素开展研究。

红壤交换性碱和交换性酸的研究Ⅰ.与中性盐(Na_2SO_4,NaClO_4和KClO_4)的关系

用自动控制ｐＨ的装置定量研究了两种红壤类土壤胶体在三种中性盐溶液中的交换性碱和交换性酸的变化。发现在Ｎａ_２ＳＯ_４溶液中在ｐＨ低时出现交换性碱，ｐＨ高时出现交换性酸。砖红壤胶体的交换性碱比红壤胶体的大，并且在ｐＨ５．６附近还出现不受Ｎａ_２ＳＯ_４浓度影响的交换中性点。ＮａＣｌＯ_４和ＫＣｌＯ_４溶液中，在测定ｐＨ范围内只出现交换性酸，红壤胶体的数量比砖红壤胶体的大。同一土壤胶体在ＫＣｌＯ_４中的数量比ＮａＣｌＯ_４中的多。二者都有一峰值，对于砖红壤胶体前者在ｐＨ４．３，后者在ｐＨ５．８。提出了测定ＳＯ４２－－交换性碱的方法。

红壤交换性碱和交换性酸的研究Ⅱ.与中性盐NaCl和Ba(NO_3)_2的关系

提出一个测定Cl- —交换性碱的方法。用自动控制pH的滴定装置定量地研究了一个砖红壤胶体和一个红壤胶体在NaCl和Ba(NO3) 2 溶液中的交换性酸的变化。结果发现 ,砖红壤和红壤胶体在两种盐溶液中 ,在测定pH范围内只出现交换性酸 ,红壤胶体的交换性酸量比砖红壤胶体的大。随着盐浓度的增高 ,交换性酸量的增幅由大变小 ,明确地出现一折点 ,NaCl在 30 0mmolkg- 1左右 ,Ba(NO3) 2 在 1 2 0mmolkg- 1左右。pH对交换性酸有显著影响 ,在Ba(NO3) 2 溶液中随pH升高而增大 ,在NaCl溶液中则出现一峰值。

植茶年限对土壤酸度及其团聚体交换性酸分布的影响

为明晰土壤酸度与团聚体交换性酸对植茶年限的响应特征,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和53 a的土壤为研究对象,开展不同植茶年限对土壤酸度及其团聚体交换性酸分布的影响.结果表明:(1)随着植茶年限的延长,土壤p H逐渐降低,交换性氢、交换性铝和交换性酸含量均呈升高的趋势.各植茶年限土壤0～20 cm土层p H均低于>20～40cm土层,而交换性氢、交换性铝和交换性酸含量则表现出相反的变化趋势,且交换性氢含量在植茶23 a后的增幅可达21. 29%.(2)土壤交换性氢、交换性铝和交换性酸含量均随团聚体粒径的减小而升高,各粒径团聚体交换性氢、交换性铝和交换性酸含量随植茶年限的延长而逐渐升高.(3)各植茶年限土壤团聚体交换性氢的分配比例均远低于交换性铝.随团聚体粒径的减小,各植茶年限交换性氢的分配比例均呈升高的趋势,而交换性铝的分配比例则呈降低趋势. 0～20 cm土层各粒径团聚体交换性氢的分配比例均以植茶53 a时较高,为17. 97%～19. 69%;>20～40 cm土层各粒径团聚体交换性氢的分配比例以植茶16 a时较高,为19. 51%～22. 77%,而各粒径团聚体交换性铝的分配比例则呈相反的趋势.研究显示,长期植茶会导致土壤酸化,随着植茶年限的延长,土壤p H逐渐降低,交换性氢、交换性铝和交换性酸含量均升高,不同粒径团聚体对交换性酸的保持能力存在明显差异.

海南岛五指山土壤指纹铝与交换性酸关系的研究

采用指纹电荷(chargefingerprint)法研究了海南岛五指山土壤指纹铝(指纹电荷法测定的CECt由Ca2+和Al3+两部分组成,其中Al3+被称为指纹铝)和交换性酸(用氯化钾交换-中和滴定法测定)之间的关系。结果表明:海南岛五指山土壤交换性酸主要由交换性铝构成,土壤交换性氢含量不高。在此项研究所设定的不同的土壤pH范围内(7.0、6.4、5.8、5.2、4.6、4.0),土壤中指纹铝随土壤pH的降低而增加且当pH≤5.2时,土壤指纹铝含量随土壤pH的降低迅速增加。当pH≤5.2时,交换性氢、交换性铝、交换性酸都与指纹铝含量呈极显著正相关;pH≥5.8时,交换性氢、交换性铝、交换性酸均与指纹铝含量不相关。因此认为,pH在5.2与5.8之间的某一pH值为土壤中交换性铝和指纹铝数量的突变点。同时可以将土壤交换性酸及其组成作为研究土壤中铝行为特征及预测土壤酸化对土壤电荷保持能力影响的一个重要指标。

氯化钾交换-中和滴定法测定森林土壤交换性酸的研究

用lmol/L氯化钾交换 -中和滴定法测定森林土壤交换性酸含量时 ,氯化钾淋洗液淋洗土壤时间建议定在 50min左右 ,且用中速滤纸过滤淋洗液 .

土壤有机质对交换性酸测定结果的影响

为探讨土壤有机质对两种常用的土壤交换性酸测定方法(BaCl2-TEA提取法和KCl淋溶法)结果的影响,选取了85个不同有机质质量分数的酸性土壤并采用BaCl2-TEA提取法和KCl淋溶法测定其交换性酸含量.结果表明,BaCl2-TEA提取法测得的土壤交换性酸含量远大于KCl淋溶法的测定结果.KCl淋溶法测得的土壤交换性酸含量与土壤pH值间的负相关性极有统计学意义(r=-0.79^**),而BaCl2-TEA提取法测得的土壤交换性酸含量与土壤pH值间的相关性无统计学意义(r=-0.08).但BaCl2-TEA提取法测得的土壤交换性酸含量却与土壤有机质质量分数间的正相关性极有统计学意义(r=0.94^**).此外,由KCl淋溶法测得的土壤交换性酸进一步计算得到的盐基饱和度与土壤pH值间的相关性(r=0.69^**)也大于BaCl2-TEA提取法(r=0.25^*).通常土壤酸化越严重,土壤pH值越低,交换性酸含量越高,盐基饱和度越低.可以得出,土壤有机质会使BaCl2-TEA提取法的测定结果产生较大的正误差,而对KCl淋溶法的影响较小.由于土壤有机质中的腐殖酸会与BaCl2-TEA提取法中的有机弱碱TEA发生反应,增加TEA用量,从而使计算得到的土壤交换性酸的结果偏高.因此,对于高有机质质量分数的酸性土壤,不宜采用BaCl2-TEA提取法测定其交换性酸含量.但在KCl淋溶法中,由于K+对Al3+的交换能力较弱,使得该方法测得的土壤交换性酸含量偏低.因此,可乘以1.5左右的校正系数,以便能真实地反映出土壤交换性酸含量.

铁铝氧化物对BaCl_2-TEA法测定土壤交换性酸的影响

【目的】本文探讨了铁铝氧化物对BaCl_2-TEA提取法测定土壤交换性酸结果准确性的影响。【方法】采用BaCl_2-TEA法测定了添加6种不同铁铝氧化物(无定型铁、α-Fe_2O_3、针铁矿、无定型铝、γ-Al_2O_3和三水铝石)后酸性紫色土的交换性酸含量。【结果】相比于α-Fe_2O_3、三水铝石、γ-Al_2O_3和针铁矿,化学活性较高的无定型铁和无定型铝具有较低的pH值和存在大量的Fe3+或Al3+溶出,酸性环境和Fe3+或Al3+的存在会消耗更多的TEA,造成计算得到的土壤交换性酸含量偏高。【结论】由于Al3+是致酸离子而Fe3+是干扰离子,因此不宜采用BaCl_2-TEA法测定无定型铁或Fe3+含量较高的酸性土壤的交换性酸含量。此外,对无定型铝存在的潜在酸化风险也应引起重视。

不同植被类型下红壤pH和交换性酸的剖面特征

研究湘南红壤丘陵区11种植被类型下施肥区域和未施肥区域红壤剖面（0-100cm）pH及交换性酸的变化特征.结果表明：施肥区域0-60 cm土层土壤的pH大小顺序为茶园〈花生地〈柑橘园,交换性酸含量大小为花生地≤柑橘园〈茶园;种植茶树和花生后,表层（0-40 cm）相对底层（60-100 cm）均产生酸化,pH分别降低0.55和0.17,而种植柑橘后,土层间无显著差异.未施肥区域中,植被恢复区0-40 cm土层pH大小为白檵木林≤湿地松林〈板栗园〈白茅草地,交换性酸含量大小为白茅草地〈板栗园〈白檵木林≤湿地松林;天然林区0-20 cm土层中次生林和油茶林的pH均显著低于马尾松林0.34和0.20个单位,马尾松林和次生林交换性酸含量显著低于油茶林.与裸地相比,未施肥区域除白茅草地外,其他植被类型均加速了表层土壤酸化,其中天然次生林酸化最严重,pH降低0.52;未施肥区域除天然次生林外,其他植被类型均提高了深层土壤pH,其中白茅草地提升效果最显著,pH升高0.43.无论施肥区域还是未施肥区域,整体上随着土层深度的增加,植被类型或施肥对土壤酸度的影响越来越小.

秸秆及生物质炭对砖红壤酸度及交换性能的影响

为合理运用秸秆材料改良热带地区砖红壤,采用室内培养试验研究了玉米秸秆及其制备的生物质炭对海南花岗岩母质发育的砖红壤的酸度和交换性能的影响。试验设单施生物质炭(B)、生物质炭和秸秆混合施用(BCS)、单施秸秆(CS)及对照(CK)共4个处理。结果表明,添加生物质炭和秸秆显著提高土壤p H、CEC、交换性盐基总量和盐基饱和度。秸秆和生物质炭可降低土壤交换性酸,尤其是交换性酸中交换性铝含量更是显著降低,表明生物碳和秸秆施用能够有效降低砖红壤酸度,提高交换性能。不同处理改良效果的大小顺序为CS>BCS>B。

生物质炭和秸秆对海南砖红壤酸性及交换性能的影响

选取海南地区典型玄武岩母质发育的砖红壤,研究生物质炭和玉米秸秆对土壤p H、交换性酸以及交换性能的影响。试验共设4个处理:对照(CK)、生物质炭(B)、生物质炭和玉米秸秆联合(BCS)、玉米秸秆(CS)。结果表明,添加生物质材料后,土壤p H都有不同程度的提高,而土壤的交换性酸却都显著降低;同时,土壤的阳离子交换量(CEC)、交换性盐基总量和盐基饱和度均显著提高,不同生物质材料处理效果依次为CS>BCS>B>CK。

不同施肥结构对酸性冲积菜园土的酸性与交换性能的修复效应

为了减少土壤对农业造成的损失以及给生态环境带来的恶化,为保证湖南农业的可持续发展和生态环境保护提供科学依据,以长沙市东郊浏阳河沉积物发育的冲积菜园土为研究对象,通过田间小区试验和动态取样与室内测定,研究了不同施肥结构对菜园土酸性、交换性能的改良效应。结果表明：单纯施用化学肥料处理（NPK）能明显降低土壤pH,施用石灰质物质处理（NPK＋MgO和NPK＋CaO）能有效降低表层土酸酸度;交换性铝离子只有在较低酸度的土壤中出现;耕层土壤CEC值相对比较稳定,试验土壤CEC值在8~10.75 cmol/kg之间,平均值为9.05 cmol/kg。供试土壤的保肥和酸化缓冲能力比较弱。

氮肥添加对黑钙土酸度变化及酸碱缓冲性能的影响

以pH为5.38、6.54、7.16和8.11(依次编号为A、B、C和D)的黑钙土为研究对象,采用室内恒温培养法,研究氮肥(尿素、磷酸二铵)添加对黑钙土酸度变化及酸碱缓冲性能的影响。结果表明,模拟3年施肥量条件下,施加尿素和磷酸二铵分别使4种黑钙土的pH值下降了0.44、0.51、0.61、0.36和0.52、0.55、0.86、0.42个单位。对4种土壤而言,pH值降低程度的大小顺序依次为C>B≥A>D。施加氮肥后,D土壤样品的pH值仍呈碱性,故未检测出交换性酸、H+、Al3+。施加尿素和磷酸二铵使A、B、C土壤样品的交换性酸含量分别增加了0.07、0.94、3.62倍和0.23、0.74、2.93倍,交换性H+含量分别增加了0.12、1.14、7.27倍和0.26、0.97、4.73倍,交换性Al3+含量分别增加了0.15、0.77、2.35倍和0.21、0.54、2.29倍。交换性酸、H+、Al3+含量增加程度的大小顺序均为C>B>A。添加尿素的黑钙土交换性酸、H+、Al3+含量与添加磷酸二铵的无显著差异。尿素和磷酸二铵添加后,4个土壤样品的酸碱缓冲容量分别下降了2.82%、10.27%、3.24%、2.99%和2.26%、3.80%、3.70%、3.94%,且两种肥料的影响无显著差异。黑钙土酸碱缓冲容量与土壤pH、有机质含量呈极显著正相关,与土壤交换性H+、AI3+含量呈显著负相关。总之,氮肥添加不同程度上提升了不同酸度黑钙土的交换性酸、H+、Al3+含量,降低了土壤pH值和酸碱缓冲容量。

西藏酸性土壤的分布和酸度特征

根据西藏9个土类70个土壤剖面258层土样的分析资料,应用统计方法,探讨其酸性土的分布和酸度特征。西藏酸性土面积约占1/5,主要分布于藏东南地区。土壤pH主要决定于土壤潜性酸中的交换性酸,特别是其中占绝对优势的交换性Al3+,而受非交换性酸的影响较小。非交换性酸主要来源于腐殖质酸性功能团结合H、Al的解离。土壤pH与盐基饱和度呈非线性正相关,且主要受占优势的交换性Ca2+制约。