四川盆地紫色水稻土有机无机复合体铁铝氧化物组成的研究

本文研究了四川盆地9种紫色水稻土有机无机复合体中铁、铝氧化物的组成。结果表明,游离铁为钙质紫色水稻土>中性紫色水稻土>酸性紫色水稻土,无定形铁为中性紫色水稻土>酸性紫色水稻土>钙质紫色水稻土,游离铁活化度为酸性紫色水稻土>中性紫色水稻土>钙质紫色水稻土,络合态铁以中性紫色水稻土较高,络合态铝以酸性紫色水稻土最高,酸性紫色水稻土无定形铝比中性和钙质紫色水稻土高5～30倍。在中性紫色水稻土中,<0.002mm粒级有机无机复合体游离铁、无定形铁和铝分别为土壤的32.8～58.3％、68.3～91.8％和66.7～93.0％;络合态铁、铝集中分布在<0.002mm和0.01～0.002mm有机无机复合体中,有机肥施用对无定形铁和络合态铁、铝具有明显的影响。有机质与无定形铁、铝和络合态铁、铝的相关系数分别为0.9473、0.4950、0.9412和-0.8322。络合态铁和铝间具有明显的拮抗作用(r=-0.7998)。在水旱轮作下,施用有机肥有利于紫色水稻土铁—腐殖质复合的形成。

粪/菌秸秆条带混施对黑土有机无机复合体组成及有机碳分布特征的影响

为探究玉米秸秆混施畜禽粪/生物菌剂条带还田条件下黑土有机无机复合体组成及有机碳分布变化特征,本研究于2020年4月在吉林省榆树市黑土区按等碳原则进行1次条带施肥,第2年条带变苗带不施肥,秸秆原位粉碎后,将下茬作物播种行上的秸秆向两侧休闲带堆放形成秸秆覆盖条带,进行连续两年的秸秆原位还田试验。本试验共设4个处理,即条带秸秆覆盖+鸡粪(SO)、条带秸秆覆盖+牛粪(SN)、条带秸秆覆盖+生物菌剂(SJ)和条带秸秆覆盖(SCK)。采用胶散分组法提取有机无机复合体,分为水质分散组(G0)、钠质分散组(G1)和超声分散组(G2)。结果表明:添加畜禽粪及菌剂的处理土壤各组分复合体及其碳含量相比SCK有所增加,SJ处理增加最多,2022年SJ处理G0复合体含量和其碳含量分别增加38 g∙kg^(−1)和1.74 g∙kg^(−1)。各畜禽粪及菌剂处理不同组分复合体含量及其有机碳含量存在一定差异。2021年,SJ和SO处理G1复合体含量相比SN处理显著增加33.46~37.66 g∙kg^(−1),有机碳含量增加0.69~0.78 g∙kg^(−1);SJ、SO处理G2复合体有机碳含量相比SN处理也显著增加。2022年,SJ、SO处理G0复合体有机碳含量与SN处理相比增加显著,其最高增加量为1.02 g∙kg^(−1);SJ处理G1复合体含量相比SO、SN处理分别显著增加41.25 g∙kg^(−1)、49.92 g∙kg^(−1);SJ处理G2复合体有机碳含量最高。两年间,SJ处理G0复合体含量相比SO处理增加23.35~23.74 g∙kg^(−1)。扫描电镜和X射线衍射物相分析结果表明,粪/菌秸秆混施有效保持了复合体表面结构,提高了有机碳转化率。综上,玉米秸秆混施生物菌剂处理更有利于土壤肥力的提升和土壤碳固存的增强,可选为最优还田模式。

长期施钾红壤中铁铝氧化物调控有机无机复合体钾素分布

【目的】探究长期施用钾肥如何调控有机无机复合体中速效钾的分布及作用机制,为红壤钾库健康培育提供理论依据。【方法】旱地红壤长期定位试验始于1986年,2022年玉米收获后采集不施肥(CK)、化学氮磷肥配施(NP)、化学氮磷钾肥配施(NPK)3个处理的土样,通过干筛法获得各处理大团聚体(>2 mm)、小团聚体(0.25~2 mm)和微团聚体(<0.25 mm)土样,结合虹吸法进一步分离得到各级团聚体下的有机无机复合体(<2、2~10、10~50和>50μm)样品,分析各粒级有机无机复合体颗粒组成、速效钾和铁铝氧化物含量与分布,探究铁铝氧化物与速效钾之间的相互关系。【结果】1)与CK和NP处理相比,NPK处理大团聚体中<2μm粒级复合体含量占比分别提高20.5%和149.0%,10~50μm粒级复合体含量占比分别提高18.6%和降低31.0%。2)在0~50μm粒级复合体范围内,大、小和微团聚体中10~50μm粒级复合体速效钾含量均为最低水平。土壤速效钾主要存在于<2μm粒级复合体中,占比为54.6%~85.9%。与CK和NP处理相比,NPK处理大团聚体中<2μm粒级复合体速效钾含量占比分别提高44.6%和23.0%。3)与NP处理相比,NPK处理大团聚体<2μm粒级复合体游离铁、铝氧化物含量分别提高30.0%、467.0%,无定形态铁、铝氧化物含量分别降低79.7%、59.3%。与NP处理相比,NPK处理大团聚体<2μm粒级复合体有机络合态铝氧化物含量提高9.8%;10~50μm粒级复合体有机络合态铝氧化物含量降低33.2%。4)在<2μm粒级复合体中,游离态铁铝氧化物、无定形态铝氧化物和有机络合态铝氧化物与速效钾之间存在极显著的正相关关系。无定形态和有机络合态铝氧化物对速效钾含量分布解释度较高,分别为11.2%和11.0%。【结论】长期施用钾肥显著提高红壤旱地土壤大团聚体<2μm粒级复合体速效钾含量占比和游离态铁铝氧化物含量,降低无定形态铝氧化物含量。且无定形态、有机络合态铝氧化物对<2μm粒级复合体速效钾具有正向调控作用,有助于增加土壤钾库。

陆相页岩岩相非均质性及储层孔隙发育特征:以四川盆地自流井组东岳庙段页岩为例

继四川盆地复兴地区涪页10井取得勘探突破后,侏罗系自流井组东岳庙段页岩油气表现出良好的勘探潜力。东岳庙段页岩发育独特的介壳灰岩夹层、黏土矿物含量高(质量分数最高可达60%),储层孔隙类型多样,纵向上具有很强的非均质性。以兴页X井为例,结合测录井资料、岩心观察、氩离子抛光扫描电镜等技术手段,重点剖析了东岳庙段陆相页岩岩相特征及其孔隙发育特征。建立了“夹层+矿物三端元”的陆相页岩岩相划分原则,将东岳庙段陆相页岩纵向上划分为6种岩相,即:介屑纹夹层型黏土页岩相;介屑纹夹层型混合页岩相;介屑灰岩相;粉砂介屑互层型混合页岩相;粉砂介屑互层型黏土页岩相;介壳韵律型混合页岩相。通过氩离子抛光扫描电镜观察发现,该套陆相页岩具有特殊的有机黏土复合体孔,其中介屑纹夹层型黏土页岩相有机孔类型最为发育,而介屑灰岩相有机孔不发育,主要发育粒内溶孔。压汞-氮气吸附联测结果显示6种岩相页岩的孔径分布无明显差异性。综合分析认为,有机质和黏土矿物在成岩演化过程中的相互作用是东岳庙段陆相页岩孔隙发育的主要因素。

红壤性水稻土有机无机复合体中碳氮特征对长期施肥的响应

【目的】研究长期施肥对红壤性水稻土有机无机复合体中有机碳(OC)、全氮(TNOIC)特征的影响,为红壤性水稻土管理和培育土壤肥力提供依据。【方法】以长期定位施肥试验的红壤性水稻土为研究对象(始于1984年),选取CK(不施肥)、PK(施磷钾肥)、NPK(施氮磷钾肥)、NPKM(施70%氮磷钾肥+30%有机肥)4个处理。采集0—20 cm土层土样,分析各粒级(<2、2—10、10—20、20—50和50—250μm)有机无机复合体的分布,并探讨施肥对复合体中有机碳(OC)和全氮(TNOIC)含量、储量和碳氮比(C/N)的影响,以及有机无机复合体中OC和TNOIC对红壤性水稻土有机碳(SOC)、全氮(TN)贡献率的影响。【结果】与不施肥CK相比,施肥处理显著提高了20—50μm粒级复合体的比例,降低了<10μm粒级复合体比例,而NPKM处理与其他施肥处理相比,50—250μm粒级复合体的比例增加更显著;不同施肥对各粒级复合体中OC和TNOIC含量影响不同,与PK相比,NPK处理的50—250μm粒级复合体中OC和TNOIC分别增加了36.3%、80.6%;与NPK相比,NPKM处理的50—250μm粒级复合体中OC和TNOIC含量分别增加了35.4%、19.5%,OC和TNOIC主要分布在10—20μm粒级复合体中,施肥显著降低了<2μm粒级复合体OC和TNOIC储量,同时增加了20—50μm粒级复合体OC和TNOIC储量,与PK相比,NPK处理对<2和50—250μm粒级复合体OC储量分别增加了18.5%和31.2%,TNOIC储量分别增加了18.8%和73.7%,与NPK相比,NPKM处理对<2μm粒级复合体中OC和TNOIC储量分别降低了25.6%和27.4%,而50—250μm粒级复合体则分别提高了56.3%和38.6%;不同施肥处理显著影响50—250μm粒级复合体的C/N,与PK相比,NPK处理的50—250μm粒级复合体的C/N比降低了24.6%,与NPK相比,NPKM处理的50—250μm粒级复合体C/N比提高了13.4%;长期不同施肥显著影响各粒级有机无机复合体对土壤SOC、TN的贡献率,与PK相比,NPK处理50—250μm粒级复合体对SOC、TN贡献率分别提高了17.4%和47.4%。与NPK相比,NPKM处理50—250μm粒级复合体对SOC、TN贡献率分别提高了39.5%和32.8%。【结论】在红壤性水稻土中,长期施肥促使大粒级有机无机复合体形成;化肥中的氮投入显著提高50—250μm粒级复合体中OC、TNOIC含量和储量;有机无机肥配施有利于提高土壤有机碳含量,提高大粒级有机无机复合体比例,有助于保存施入的无机氮肥,是红壤性水稻土长期培肥管理的有效措施。

四川盆地西南部储层有机包裹体组成和碳同位素特征及其对油气来源的指示

本文对四川盆地西南部气区震旦系灯影组和二叠系茅口组、长兴组碳酸盐岩储层的有机包裹体特征、组成、碳同位素进行了研究 ,追索了研究区油气的演化、运移及油气的成因。结果表明 ,在震旦系灯影组和二叠系茅口组、长兴组储层中 ,皆存在有三期以上的油气运移。不同储层中 ,相应各期的油气运聚特点及演化程度略有不同 ,灯影组中各期有机质的成熟度及油气演化程度均略高于二叠系 ;同储层中 ,各期油气运聚的特点及演化程度存在明显的差异 ,可划分为三个阶段 :石油成熟阶段、高成熟凝析油 -湿气阶段、过成熟干气阶段。研究区灯影组储层的天然气成因为油型气 ,二叠系的为多成因 ;各储层中的 CO2 主要为有机成因气 。

不同肥力条件下黑土及其有机无机复合体的腐殖质组成

采用Kumada法研究了不同肥力黑土及其复合体的腐殖质组成.结果表明,黑土培肥后,粉粒和细砂复合体含量增多;土壤及各级复合体游离态和结合态腐殖质含量得到不同程度提高,但游离态腐殖质的腐殖化度降低.这种作用在粉粒和细砂复合体中表现得更为明显.随复合体粒径增大,复合体有机碳含量、腐殖质提取率、游离态腐殖质含量及游离态胡敏酸的腐殖化度等均有降低趋势.胡敏酸分类结果表明,高肥土壤游离态胡敏酸均为RP型,低肥则为RP型和B型.随复合体粒径增大,游离态胡敏酸类型变化序列主要为A型(粘粒)→B型(粉粒)→RP型(细砂);无论粒径大小,结合态胡敏酸大多为A型.土壤培肥后,可使全土及各级复合体的游离态腐殖质的腐殖化度降低,进而会发生型变.在黑土中,游离态胡敏酸的型变主要体现在粉粒复合体中,结合态胡敏酸的型变主要体现在细砂复合体中.

纳米-亚微米级复合材料对褐潮土有机无机复合体含量及各粒级复合体中C、N、P含量与分布的影响

通过盆栽试验研究了纳米．亚微米级复合材料对褐潮土各粒级复合体组成及其中C、N、P含量与分配的影响。结果表明，1）施入纳米-亚微米级复合材料后，褐潮土各粒级复合体的含量较对照发生了改变，F1（〈2μm）和B（10-50μm）粒级含量降低，F2（2～10μm）和F4（50～100μm）粒级含量增加。2）纳米-亚微米级复合材料可提高土壤及各粒级中C、N、P的含量，而增加幅度因材料而异；蒙脱土纳米-亚微米级复合物〉高岭土纳米-亚微米级复合物〉塑料纳米-亚微米级复合物。3）F3（10-50μm）粒级中有机碳、全氮、全磷含量较低，但该粒级复合体含量占土壤固相的比重最大，因此该粒径中C、N、P对土壤肥力的贡献较大。4）纳米-亚微米级复合材料使土壤的有机碳、氮、磷在各粒级复合体中分配系数的增加以F2（2～10μm）粒级最高，说明各养分进入F2粒级最多，表明该粒级对土壤养分的转化和平衡起着重要的调节作用。

不同耕作方式下黑土有机无机复合体变化及有机碳分布特征

研究了不同耕作方式下黑土有机无机复合体组成及有机碳在各级复合体中的分布特征。结果表明:黑土有机无机复合体组成以粉粒复合体为主;黑土有机碳主要存在于小粒级复合体中,开垦有使有机碳向小粒级复合体中聚集的趋势。随着复合体粒径的增大,有机碳各组分的含量趋于减少,HA/FA比值趋于增加;腐殖质碳主要集中在粉砂粒以下的复合体中,且复合体的粒径越小,HA所占比重越大。开垦可导致土壤复合体分散,不利于HA类胶结物质向小粒级复合体中分配,轮作有利于土壤有机碳的累积,土壤物理性状的改善及土壤肥力的提高。

耕作白浆土有机无机复合体腐殖质组成及类型

本文用Kumada法研究了耕作白浆土各粒径级分中有机质的特征。结果表明，土壤及各粒径级分中有机碳含量多是高肥土壤大于低肥，并随复合体粒径增大而下降，下降的比例是高肥小于低肥；土壤有机质及粘粒含量影响有机碳贮量曲线与各粒径级分含量曲线的关系，高肥土壤中粉粒或细砂级分中的有机碳贮量明显高于低肥。土壤及各粒径级分的腐殖质以能被0.1mol／LNaOH提取的游离态为主，其胡敏酸（HA）含量、PQ1值等多项指标均有高肥大于低肥的趋势，由logk与RF值所决定的HA腐殖化度则是高肥小于低肥。上述规律在粉粒及细砂级分中表现的最为明显。随粒径增大，游离态腐殖质及其HA含量等均有下降趋势，但PQ1则是粉粒中稍高；游离态HA类型随粒径增大而变化的序列为：A型（粘粒）-B型（粉粒）-Rp型（细砂）。0.1mol／LNa4P2O7提取的结合态腐殖质及其HA含量与腐殖化度等均以粉粒中最高，粘粒及细砂中次之，PQ2则随粒径的增大而减小；无论肥力高低，结合态HA大都为腐殖化度较高的A型，少数为B及P型。

土壤有机无机复合体的研究进展

对土壤有机无机复合体结构模型、有机无机复合体与团聚体的关系、有机无机复合体的肥力特征等方面的最新研究成果进行了综合评述。现代测试技术和计算机技术的应用为土壤有机无机复合体的研究提供了新的研究途径,发展形成了腐殖质胶体、有机无机复合体及有机质—异源生物物质复合体的结构模型,在纳米化学水平和三维分子结构模型上重新认识和阐明土壤有机无机复合体的结构和功能;有机无机复合体是土壤改良剂、营养源和重金属或有机有毒污染物过滤器;应在土壤科学、环境科学和生态学中,重视有机物质与矿物质相互作用和结构模型研究,加强土壤有机无机复合体环境化学行为和颗粒迁移动力学的研究。

两种培肥措施对黑钙土有机无机复合体腐殖质组成的影响

采用Kumada法研究了两种培肥措施对黑钙土及其复合体腐殖质组成的影响。结果表明,在根茬还田的基础上增施有机肥,可使全土及各级复合体的游离态和结合态腐殖质的胡敏酸、富里酸含量及ΔlogK等不同程度地增大,PQ和RF值减小,腐殖化度降低,这种作用在粉粒复合体中表现最为明显。粘粒和粉粒复合体的游离态胡敏酸均为A或B型,细砂均为RP型。随复合体粒径的增大,游离态胡敏酸类型的变化序列为A型(粘粒)→A型(粉粒)→RP型(细砂);结合态胡敏酸大多为A型,少数为P或B型。黑钙土增施有机肥培肥后,腐殖质的腐殖化度会发生量变和型变。在黑钙土中,胡敏酸的型变,主要表现在全土和粉粒复合体的游离态腐殖质中。

土壤不同粒径有机无机复合体对丁草胺的吸附特性

为了解土壤不同粒径组分对农药吸附-解吸行为的影响和吸附贡献率,以及不同粒径组分中有机无机组分的结合方式和复合程度如何影响有机质对农药的吸附,选取我国6个省区的7种理化性质差别较大的土壤,并采用物理方法提取该7种土壤的三个粒径有机无机复合体(黏粒:<0.002mm;粉粒:0.02~0.002 mm;砂粒:0.05~0.02 mm)为研究材料,采用批量平衡法研究丁草胺在不同土壤和不同粒径有机无机复合体固/液界面的分配规律。同时,定量计算土壤各粒径组分对丁草胺的吸附贡献率,并从有机无机复合体角度探讨不同粒径组分中总有机碳(TOC)对丁草胺的吸附特性。结果表明:土壤黏粒组分对丁草胺具有最大的吸附量和较小的解吸率,而砂粒组分对丁草胺则具有较小的吸附量和最大的解吸率。土壤黏粒、粉粒和砂粒组分对丁草胺的吸附贡献率分别为36.7%~72.4%、21.7%~50.5%和<10%。TOC是影响各粒径组分对丁草胺吸附的主要原因,但其影响程度受各粒径组分中TOC的理化性质以及其与无机矿物的复合程度控制。

不同开垦年限黑土耕层有机无机复合体变化及有机碳组分分布特征

以辰光和郭家不同开垦年限耕层黑土土壤为研究对象,探讨了有机无机复合体含量变化及有机碳组分变化在有机无机复合体中的分布规律,结果表明:土壤黏粒级复合体的含量随着开垦年限的延长而增加,粉粒及细砂级复合体的含量随着开垦年限的延长相应减少。随着复合体粒径的增大,各级土壤复合体中的有机碳及其组分含量均呈下降趋势。黏粒级复合体含量与黏粒级复合体中有机碳及组分含量之间具有显著的负相关,而粉砂和细砂级复合体含量与有机碳及组分含量之间具有显著的正相关。图2,表1,参15。

施肥对黑土有机无机复合体组成及有机碳分布特征的影响

利用长期定位试验研究了施肥对黑土有机无机复合体组成及有机碳在土壤有机无机复合体中分配的影响,试验设不施肥(CK)、单施化肥(NPK)、有机肥与化肥配施(NPKM)和秸秆与化肥配施(NPKS)4个处理.结果表明:施肥有利于土壤有机碳及有机碳各组分含量的增加.不同的施肥处理中,施用有机物料处理对黑土有机碳在有机无机复合体中分配影响最为突出,有利于土壤粉粒级和细砂粒级复合体的形成,使土壤中这2个粒级的复合体含量增加,粘粒复合体含量减少.同时使土壤有机碳在粉粒级和细砂粒级复合体中的分配量增加,在粘粒复合体中的分配量减少.施肥使有机碳的各组分在不同的复合体中含量都趋于增加,其中HA-C增加的幅度要大些.不同施肥处理中,有机肥与化肥配合(MNPK)施用的效果最好.

长期定位施肥对土壤有机无机复合体中有机质和微量元素含量的影响

长期施用有机肥或有机无机肥配施显著提高潮土各组复合体中的有机质含量,但只能提高旱地红壤和红壤性水稻土G2组复合体中的有机质含量,增加的有机质主要累积于G2和G1组复合体中。长期单施化肥降低潮土各组复合体中的有机质含量,对旱地红壤和红壤性水稻土各组复合体中的有机质含量影响不大。长期施肥对土壤有机无机复合体中微量元素的影响,在不同土壤和不同施肥处理中不完全相同。相关分析表明,复合体中的有机质、微量元素含量与作物产量之间的相关性不高,因此,不宜用复合体中的有机质含量或微量元素含量来判断土壤肥力高低。

云南植烟红壤不同施肥条件下有机无机复合体颗粒大小分组研究

参照Terchenek和Oades的方法，对云南几种主要植烟红壤的有机无机复合体按颗粒大小进行分组研究。结果表明，植烟红壤有机无机复合体颗粒大小呈现以粉粒级为主的特征，土壤有机碳主要结合在粉粒级复合体中，不同粒径复合体量的差异与耕作施肥有关。在0-20cm耕作层，长期施化肥的土壤与长期有机无机肥配施的土壤相比，同种土壤单施化肥与增施有机肥相比，直径〈0．002mm粘粒复合体量有增高趋势，同时直径〉0．002mm复合体量降低。通过计算红壤直径〈0．002mm粘粒级复合体与直径0．01～0．25mm粗粉细砂粒级复合体的比值，称为复合体解离度，长期大量主施化肥土壤的复合体解离度高于有机无机肥配施的土壤；单施化肥处理土壤的复合体解离度高于化肥配施秸秆、有机土壤改良剂处理的土壤。

东北黑土有机无机复合体组成及有机碳空间分布特征

以东北典型黑土区为研究对象,测定土壤不同粒级有机无机复合体、矿物颗粒和有机碳含量,探讨土壤有机无机复合体组成及其空间分布特征,分析土壤对有机碳的复合机制。结果表明:东北黑土有机无机复合体组成主要以细砂粒复合体为主,黏、粉粒复合体次之,其含量均随剖面发生层向下呈减少趋势,南北区域上,也呈降低趋势。有机碳在各级复合体中及土壤中的含量均随着复合体的粒径增大而减少。各级复合体有机碳在土壤中均呈随剖面发生层向下由A层呈指数函数下降,在区域上,因东北黑土剖面有机碳含量及南北温度差异有机无机复合体含量曲线随区域差异有所不同。同时也说明东北黑土黏粒仍有较大的碳库容量。从其组成和组分间的相关分析,黏粒是形成和增加粉粒复合体的基础,从而利于增加土壤有机碳储量和改善土壤团聚结构。

不同肥力红壤有机无机复合体的氮素特征与供应性能

选取第四纪红色粘土母质发育的不同肥力红壤样品，利用超声波分散技术分离出不同粒级有机无机复合体，进行氮素分布、铵吸附和解吸特性的研究。结果表明：全氮、重组氮和碱解氮主要分布在＜５μｍ各粒级复合体中，它们的富集率在＜２μｍ和２～５μｍ粒级复合体中大于１；而在５～１０μｍ和１０～５０μｍ复合体中小于１。全氮、重组氮和碱解氮的富集率随复合体粒级增大而减少。高肥力红壤各粒级有机无机复合体的铵吸附量、铵解吸量和铵解吸率均大于低肥力红壤。随着复合体粒级增大，铵吸附量和铵解吸量减小，铵解吸率增大。

鲁南砂姜黑土及其有机无机复合体中无机磷的组成和分布

采用石灰性土壤无机磷分级法研究了不同肥力砂姜黑土无机磷的组成与分布。结果表明，砂姜黑土及其有机无机复合体中无机磷以磷酸＋钙盐和闭蓄态磷酸盐为主，分别占无机磷总量的２７％～４８％和２６％～３７％。土壤无机磷中的Ｃａ２－Ｐ、Ｃａ８－Ｐ、Ａｌ－Ｐ、Ｆｅ－Ｐ均与速效磷存在着显著的正相关，并且随着土壤肥力水平的提高，其含量亦随之增加。土壤无机磷主要集中分布于＜５μｍ粒级的有机无机复合体中，各种形态无机磷的含量一般均随着复合体粒径的增大而减少。