靖西市植烟区土壤交换性钙、镁含量特征及与土壤酸碱的相关性分析

为了明确靖西市植烟区土壤交换性钙、镁含量及其比值的特征,阐明其与土壤酸碱的相关性,以靖西市主要植烟区土壤为研究对象,2022年6月采集植烟区具有代表性的土壤,测定土壤交换性钙、镁含量及计算其钙镁比值,并分析其与土壤酸碱的相关性。结果表明,靖西市主要植烟区土壤交换性钙、镁含量丰富,平均值分别为5 114.59、268.57 mg/kg,土壤交换性钙镁比值大于10,占71.01%。钙镁比值表现为强变异,且交换性钙的变异性大于交换性镁。植烟区土壤pH普遍偏高,pH与土壤交换性钙含量呈极显著正相关,与交换镁含量呈显著负相关,pH对交换性钙含量的影响大于交换性镁,植烟土壤为微碱性时,交换性钙含量处于高及以上水平的占比达100%。综上所述,靖西市主要植烟区土壤交换性钙、镁含量总体处于偏高水平,钙镁比变异强度大,易出现钙、镁平衡失调。因此,今后在生产中需注意酸碱性钙镁肥料的使用以调节土壤酸碱性,并适时培肥土壤,调节土壤钙、镁平衡,提高烤烟产量及品质。

降雨及施氮对水耕铁渗人为土土壤酸碱缓冲体系的影响

以太湖地区典型水稻土——水耕铁渗人为土为供试材料,通过添加CaCO3和H2SO4培养及滴定的方法,研究不同pH降雨和施氮对土壤酸碱缓冲体系的影响。结果显示,土壤在添加CaCO3和H2SO4培养后进行不同量酸碱滴定,土壤在pH 4.0~7.5的突跃范围内与酸碱加入量呈显著的线性相关,表明该测定方法对供试土壤适用。同时施氮和降雨对土壤的酸化都有加速作用,各处理0-40 cm层土壤酸碱缓冲容量为1.91~2.20 cmol/kg,增加施氮量、降低降雨pH都降低土壤的酸碱缓冲容量,且土壤酸碱缓冲容量与盐基淋出量呈显著负相关关系,但不同酸度降雨对土壤酸度变化及酸碱缓冲容量变化影响主要为0-20 cm层,而对20-40 cm层影响较小;而施氮除影响土壤pH及酸碱缓冲容量的0-20 cm层外,还影响到20-40 cm层。表明研究土壤处在以盐基离子为主的酸碱缓冲体系,在此体系下,施氮或氮沉降对土体的影响比酸沉降更为深入。

吉林省3种典型农耕土壤酸碱缓冲性能及影响因素

选取吉林省黑土、黑钙土及白浆土3种典型耕地土壤为研究对象,采用优化后的酸碱滴定法及灰色关联法对土壤酸碱缓冲性能及影响因素进行研究。结果表明:白浆土碱缓冲能力最强,碱缓冲容量2.5~3.6 cmol/(kg·pH),对酸的缓冲性能最弱,酸缓冲容量2.5~4.3 cmol/(kg·pH);黑钙土对碱的缓冲性能最弱,碱缓冲容量0.7~2.3 cmol/(kg·pH),大部分碳酸盐含量高的黑钙土对酸的缓冲性能最强,酸缓冲容量5.2~10.4 cmol/(kg·pH),小部分碳酸盐含量低的黑钙土酸缓冲容量在1.5~5.2 cmol/(kg·pH);黑土介于两者之间,酸、碱缓冲容量分别为4.4~6.2,2.0~2.3 cmol/(kg·pH);土壤内在性质中,对白浆土、黑土酸缓冲性能影响最强的因素是土壤初始pH,对碱缓冲性能影响最强的是土壤质地;对黑钙土酸缓冲性能影响最强的是碳酸盐含量,对碱缓冲性能影响最强的是土壤质地。

长期施肥对砂壤质石灰性潮土土壤酸碱缓冲体系的影响

通过长期施肥定位试验,分析了石灰性潮土连续30年施肥处理下土壤pH、碳酸钙和活性碳酸钙含量以及土壤酸碱缓冲容量的变化.结果表明:连续30年施肥处理导致石灰性潮土0～20cm耕层土壤酸化加速,各施肥处理的耕层土壤pH降低0.41～0.70;各施肥处理的耕层土壤酸碱缓冲容量为15.82～21.96cmol·kg-1,单施氮肥明显降低了土壤酸碱缓冲容量,而增施有机肥可显著提高土壤酸碱缓冲容量.土壤酸碱缓冲容量与土壤碳酸钙和活性碳酸钙含量呈显著正相关,与土壤有机质含量和阳离子交换量的相关性不显著,长期不同施肥处理下石灰性潮土仍处于碳酸钙初级缓冲体系,盐基离子和有机质对土壤酸碱缓冲体系的影响较小.0～40cm土层的土壤碳酸钙和活性碳酸钙含量均高于40～80cm土层.与土壤碳酸钙相比,土壤活性碳酸钙更能敏感反映土壤基本理化性状的变化,碳酸钙缓冲体系还可以进一步细分为土壤活性碳酸钙缓冲体系.

生物炭对菜地土壤氮平衡及酸碱缓冲能力的影响

针对太湖地区菜地化肥氮投入量较大导致氮淋失严重及土壤酸化的现状，选取太湖地区的菜地土壤，利用盆栽试验连续种植三季小白菜，结合生物炭埋袋回收技术，研究不同化肥氮施用量（以N计，0和110mg／kg）及生物炭添加量（w为0％、1％、2％和5％）对土壤氮淋失及酸碱缓冲能力的影响．结果表明：在化肥氮施用量为110mg／kg条件下，与无生物炭添加相比，生物炭添加量为2％时可使作物对土壤矿质态氮的利用效率提高约1倍（由41％增至81％），因化肥氮施用引起的土壤氮素残留量降低83％；生物炭添加可有效减少48％～65％的土壤氮淋失量，当添加量为1％、2％时，生物炭主要通过削减淋失液中ρ（TN）来降低土壤氮淋失量；添加量为5％时，则主要通过削减淋失液体积来实现．无论是否添加化肥氮，生物炭均能有效维持土壤原有的pH、w（有机质）及w（盐基离子）；促使土壤酸碱缓冲能容量增加22％～37％，致酸速率降低17％～80％，显著提升了土壤的酸碱缓冲能力．研究显示，在化肥氮施用量为110mg／kg条件下，生物炭添加量为2％时能对土壤酸化产生较好的缓冲效果．

内蒙古平原灌区土壤固碳与养分吸附特征及秸秆还田调控

为内蒙古平原灌区春玉米连续高产稳产过程中秸秆培肥高产田和改良盐碱田提供理论依据。设置了玉米秸秆还田1~4 a(HT1~HT4)定位试验,以秸秆不还田作为对照(CK),测定了春播前和收获期土壤有机碳含量、全氮含量、有效氮含量、有效磷含量、阳离子交换量、pH值和酸碱缓冲曲线。结果表明,HT1~HT4收获期与春播前相比土壤有机碳含量、全氮含量、有效氮含量、有效磷含量、阳离子交换量的相对变化率为1.34%~3.62%,0.20%~1.51%,-0.11%~0.78%,0.89%~6.36%,0.09%~0.41%,CK收获期与春播前相比土壤有机碳含量、全氮含量、有效氮含量、有效磷含量、阳离子交换量的相对变化率为1.57%,-0.02%,-0.45%,-0.15%,-0.05%;HT2、HT3、HT4比CK的土壤pH值显著降低;土壤对碱的缓冲能力依次为HT4>HT3>HT2>HT1>CK。综上所述,随秸秆还田年限的增加,土壤固碳能力、保肥能力和缓冲性能增大,有效抵御因施化肥等因素导致土壤pH值剧烈变化的能力增强,秸秆还田培肥改土措施显著提升了土壤质量。

酸碱调控对泥浆反应去除土壤中多环芳烃的影响研究

采用摇瓶试验模拟研究了酸碱调控对泥浆反应去除污染土壤中多环芳烃的影响，结果表明，泥浆反应对污染土壤中的多环芳烃具有一定的去除效果，长期污染土壤中多环芳烃的去除率为10．6％-20．7％，模拟污染土壤中的去除率为37．4％～42．1％：酸碱调控对不同性质的多环芳烃的去除影响不同，整体上看，酸性条件有利于高环（五环和六环）多环芳烃的去除，而中性条件有利于低环（三环和四环）多环芳烃的去除。在实际修复中，根据污染土壤中多环芳烃的组成进行适当的酸碱调控，可以促进污染土壤的快速修复。

可变电荷土壤表面酸碱性质与模型研究进展

可变电荷土壤表面酸碱性质是指土壤与质子的结合能力,主要包括表面质子反应活性位点密度Ds、电荷零点pHpzc以及质子化、去质子平衡常数pKa。表面酸碱性质对于评估土壤酸碱缓冲能力、揭露酸化机制有重要意义,也是探究阳离子和阴离子在土壤固液间的分配,控制微量元素移动性和生物有效性的重要土壤性质之一。本文综述了通过表面络合模型获取表面酸碱性质参数的方法以及研究复杂土壤体系的两种方法。电荷零点pHpzc主要通过宏观滴定实验获得,但需要不断优化实验操作来减少无意义因素的影响。而表面质子反应活性位点密度Ds和质子化、去质子化平衡常数pKa,则通常分别通过Gran函数和直线外推法计算等方法得到。目前,土壤活性成分金属氧化物、黏土矿物及腐殖质表面酸碱性质已通过表面络合模型得到广泛研究,研究方法和相关数据已逐渐趋于完善。而随着表面络合模型的发展,土壤混合体系表面酸碱性质的研究也在不断加深。组分添加法通过各组分表面性质的加和来预测质子在土壤和溶液中分配和形态,目前已从矿物聚合模型扩展到矿物-有机物聚合模型,因为有机物和矿物组分之间的相互作用对于研究相当重要。而广义复合法假设土壤表面性质均一,依据实验吸附数据和表面积拟合获得表面酸碱性质,现在已发展为n-site/n-pKa,并建立了一种通过土壤化学性质预测表面酸碱性质广义回归方程。最后,文章探讨了表面络合模型相关研究应该解决的科学问题,以及土壤表面酸碱性质研究在未来的趋势。

耕地棕壤酸碱缓冲性能及酸化速率研究

辽宁省耕地棕壤自第二次土壤普查以来酸化趋势明显,pH整体平均值从第二次普查时期的6.42降至5.73。对辽宁省4个典型地区(昌图、沈阳、瓦房店、清原)的耕地棕壤耕层(0-20cm)缓冲性能、酸化速率及其影响因素进行研究,结果表明:各地区酸碱缓冲容量变幅为29.66～39.87mmol/kg.pH unit,其中辽宁北部和中部地区酸碱缓冲容量明显高于辽南和辽东地区。酸化速率以辽南地区下降速率最快,其值为2.69H+kmol/(hm2.a),而速率最慢的地区为辽东,其酸化速率为1.44H+kmol/(hm2.a)。土壤初始pH、阳离子交换量、颗粒组成及有机质含量均是影响酸碱缓冲容量变化的主要因素。北部和中部质地以粉(砂)壤土为主,阳离子交换量、盐基饱和度及粘粒含量均高于南部和东部地区,因此缓冲性能也较强。施肥及其他人为因素对辽宁耕地棕壤酸碱缓冲容量及酸化速率的影响有待进一步研究。

长期不同施肥下红壤酸碱缓冲性能变化

土壤酸碱缓冲能力是表征土壤抵抗酸化的重要指标,明确长期不同施肥下红壤酸化特征及酸碱缓冲性能的变化,对红壤酸化防治和耕地质量提升具有重要意义。选取红壤旱地30年定位试验的不施肥(CK)、单施化肥(N、NP、NK、PK、NPK)、化肥加秸秆还田(NPKS)以及单施或配施有机肥(M、NPKM)共9个处理,分析了各处理红壤酸度、酸碱缓冲容量等指标的变化及相关性。与不施肥处理(16.89 mmol·kg^(-1)·pH^(-1))相比,各施肥处理红壤酸碱缓冲容量均显著增加(19.08~28.01 mmol·kg^(-1)·pH^(-1)),其中增加幅度最大的是NPKM和M处理,分别增加了6.53和11.12 mmol·kg^(-1)·pH^(-1)。土壤酸碱缓冲容量与有效磷、阳离子交换量、有机质、碱解氮、全氮和全磷均呈极显著正相关(P<0.01)。长期施用有机肥提高了土壤阳离子交换量和有机质含量,是红壤酸碱缓冲容量提高的主要原因之一。长期施用有机肥既可有效防治红壤酸化,又能提高红壤对酸的缓冲能力,是红壤酸化防治的有效措施之一。

有机肥替代化学氮肥提升红壤抗酸化能力

【目的】长期过量施用化学氮肥加剧了红壤区农田土壤酸化,严重制约着该区域农业的可持续发展。施用石灰和有机肥是防治红壤酸化的主要措施,我们研究了有机无机肥配合提高红壤抗酸化能力的作用与机理。【方法】本研究基于2009年在湖南祁阳中国农业科学院红壤站开展的有机肥替代化学氮肥长期定位试验,其中4个处理分别为单施化肥(由于酸化严重,于2018年底添加石灰改良)、有机肥替代化肥氮20%、40%和60%,供试有机肥为猪粪。采集2018和2020年的土壤样品,分析各施肥处理红壤pH、交换性酸铝、阳离子交换量、有机质、酸缓冲能力等指标的变化及相互关系。【结果】至2018年,单施化肥处理较试验之初土壤pH降低了0.48个单位,交换性酸、铝分别增加了2.74和1.06 cmol/kg;添加石灰改良后,土壤pH升高了0.58个单位,交换性酸、铝分别降低了2.62和1.45 cmol/kg。有机肥替代化肥氮40%和60%处理均可有效防治红壤酸化,其中以替代60%处理效果最佳;至2020年60%有机替代处理土壤pH较初始值提高了0.78个单位,交换性酸和交换性铝分别降低了1.10和1.25 cmol/kg。有机肥替代化肥氮40%和60%处理较单施化肥处理显著提高了土壤阳离子交换量,而石灰改良前后土壤阳离子交换量无显著变化。土壤酸缓冲曲线表明,土壤交换性铝含量随着pH的降低而显著升高,单施化肥、有机肥替代化肥氮20%、40%和60%处理的斜率分别为2.71、2.42、1.93和0.16;土壤交换性铝对pH响应斜率与土壤pH、交换性镁、阳离子交换量、交换性钾、有机质含量呈极显著或显著负相关关系。【结论】有机肥替代40%以上化学氮肥既能防治红壤酸化,又能提升红壤抗酸化能力。土壤阳离子交换量和有机质可能是导致土壤交换性铝对pH响应差异的主要因素,即阳离子交换量和有机质含量高的土壤pH降低1个单位时,交换性铝增幅较小,但其作用机理还有待进一步研究。

土壤调理剂稻田应用效果试验

土壤调理剂是西部环保有限公司自主研发的新型环保土壤改良类产品,能调节土壤酸碱平衡,降低土壤中盐分含量,减少肥料流失;疏松土壤,补充植物生长所需的微量元素,增强抗病虫、抗倒伏能力,促进农作物根系生长;减少化肥使用量,提高作物产量等。本文旨在通过试验进一步验证施用土壤调理剂对水稻农艺性状、经济指标、经济效益的影响。

不同用量贝壳粉对酸性砖红壤的改良效果

以废弃贝壳为研究对象,粤西砖红壤为供试土壤,采用室内土壤培养的方法,研究高(S3,5 g/kg)、中(S2,1.0 g/kg)、低(S1,0.5 g/kg)3种用量的贝壳粉对酸性砖红壤的改良效果,探究贝壳粉改良酸性砖红壤的效果,以期为粤西滨海地区废弃贝壳利用及酸性砖红壤改良提供理论依据。结果表明,不同用量的贝壳粉对土壤pH、EC、交换性酸和Al3+含量、酸碱缓冲性的影响显著。S3和S2用量的贝壳粉均可显著提高酸性砖红壤的pH,而S1与CK处理间的pH无差异;不同用量贝壳粉均可显著降低土壤的潜性酸含量。整个培养期,S3、S2、S1的土壤交换性酸平均含量较CK分别减少了70%、59%、54%;S1、S2、S3处理的土壤交换性铝平均含量较CK分别减少了66%、76%、78%;S3的土壤酸碱缓冲性显著大于其它处理的;相较CK,S3、S2和S1的平均土壤缓冲容量分别提高12.61、6.39和2.44 mmol/kg。针对粤西沿海砖红壤区,建议回收废弃贝壳,并施用5 g/kg的贝壳粉对酸性砖红壤进行改良,既为废弃贝壳污染环境问题提供了新的解决途径,又可有效降低土壤中的活性酸和潜性酸含量,补充酸性土壤中的钙镁等盐基离子,提高土壤的酸碱缓冲性能。

贵州砂页岩母质黄壤镉吸附及表面络合模型研究

重金属在土壤中的吸附行为受土壤表面酸碱性质的影响.贵州酸性黄壤镉(Cd)污染形势严峻,研究黄壤中Cd的吸附特征及形态变化对镉的防控和治理具有重要意义.本文以贵州省百花湖镇不同深度的砂页岩母质黄壤为供试土壤,基于连续酸碱电位滴定试验,利用1-site/2-pKa表面络合模型(SCM),探讨土壤表面酸碱性质;基于不同pH下黄壤Cd吸附试验,运用SCM模拟Cd的吸附行为及其形态分布;同时解析黄壤组成与表面酸碱性质的相关性.结果表明:(1)SCM计算所得腐质层(0~45 cm)、淋溶层(>45~57 cm)、淀积层(>57~81 cm)、风化层(>81~110 cm)、母质层(>110~183 cm)土壤表面位点浓度(Hs)随深度的增加大致呈下降趋势,各层H_(s)分别为0.120、0.090、0.097、0.056、0.055 mol/L,而电荷零点(pH_(pzc,SCM))变化趋势与之相反,分别为4.83、4.71、4.61、4.96、4.98,pH_(pzc,SCM)与试验测定数据(pH_(pzc,M))接近且变化趋势一致,说明1-site/2-pK_(a)SCM适用于黄壤的表面酸碱性质研究.(2)Cd吸附试验表明,随pH的增加,Cd从溶解态逐渐转向吸附态,并在pH=7附近达到完全吸附;SCM拟合得到的不同pH下Cd的溶解态和吸附态浓度与吸附试验数据吻合良好(相关系数R≥0.995),且Cd的吸附行为与不同pH下黄壤表面位点3种形态(≡SOH_(2)^(+)、≡SOH、≡SO^(−))分布的模拟结果一致,≡SOH_(2)^(+)、≡SO^(−)分别为pHpH_(pzc)时的主要形态,揭示了黄壤表面酸碱性质对Cd吸附行为的影响机制,进一步说明SCM适用于描述Cd随土壤pH变化的吸附特征.(3)相关性分析表明,有机质、游离氧化铁对Hs起主要作用,不同深度土壤的电荷零点(pHpzc)则主要由土壤中的黏土矿物、石英等无机胶体控制.研究显示,利用1-site/2-pK_(a)SCM可以准确描述贵州省酸性黄壤的表面酸碱性质以及Cd的吸附特征及其形态分布,可为重金属在土壤中的迁移转化行为研究提供新思路.