黄土高原典型土壤矿物固定态铵变化的南北差异

采集从北向南依次分布的干润砂质新成土(神木)、黄土正常新成土(延安)和土垫旱耕人为土(杨陵)等典型土壤剖面0—200 cm土层土样,通过测定土样全氮和矿物固定态铵,以阐明黄土高原典型区域土壤全氮和矿物固定态铵及二者比率随地理位置和土层的变异规律,为全面了解黄土高原土壤相对稳定氮库累积提供科学数据。结果表明,不同地理位置、不同土层全氮和矿物固定态铵含量存在显著差异。从南到北全氮和矿物固定态铵呈下降趋势,但各土壤全氮和矿物固定态铵的分布显著不同,全氮含量在0—60 cm随土层深度增加下降很明显,60—120 cm有一定下降,120 cm以下低而稳定。矿物固定态铵在全剖面上的分布比较均匀,随土层深度的变化差异不显著,不同土层间的差异基本在误差范围内,土垫旱耕人为土、黄土正常新成土和干润砂质新成土表层(0—10 cm)矿物固定态铵平均含量分别为215.80±7.45、165.80±8.73和146.50±1.83 mg/kg,表层以下(10—200 cm)平均含量分别为193.40±9.67、157.14±5.75和142.02±5.47 mg/kg。从地理位置分析,干润砂质新成土、黄土正常新成土和土垫旱耕人为土表层(0—10 cm)矿物固定态铵占全氮的百分比分别为(39.57±0.78)%、(32.91±6.82)%和(29.74±7.01)%;在表层以下所占比例更高,干润砂质新成土10—200 cm土壤矿物固定态铵含量占全氮比例为(89.52±13.42)%,黄土正常新成土为(59.52±13.86)%,土垫旱耕人为土为(47.26±9.01)%。供试土壤中矿物固定态铵与<0.01 mm物理性粘粒含量存在极显著正相关关系,说明物理性粘粒是矿物固定态铵的主要载体;矿物固定态铵与全氮含量也有极显著正向相关性。以上结果揭示,在黄土高原黄土母质上形成的土壤,全剖面矿物固定态铵相对均匀,而有机氮相差较大,两种氮库的这种地理位置和剖面分布特征,是黄土母质形成的必然结果,也进一步支持了黄土高原黄土母质的风成学说;同时也反映了需要对有机氮占全氮比例及矿物固定态铵在全氮中地位的传统观念予以重新评价。

稻田土壤对铵的矿物固定对土壤保氮作用的贡献

为了定量评价土壤对铵的矿物固定作用在土壤对肥料氮的保持作用中的相对贡献,通过室内培养试验和分析测定,研究了湖南省几种主要母质发育的水稻土对添加铵的矿物固定作用及其对土壤保氮作用的贡献。结果表明:土壤对外源铵的矿物固定是土壤重要的保氮机制之一,但不同土壤对保氮作用的相对贡献大小不一,以河沙泥的固铵作用对土壤保氮作用的贡献最大,固铵量占总保氮量的51.5%,红黄泥最低,固铵量仅占总保氮量的17.1%,其余五种土壤的固铵作用对土壤保氮作用的贡献大小顺序依次是黄泥田(43.7%)、湖潮泥(35.5%)、紫泥田(35.4%)、灰泥田(25.0%)、麻沙泥(20.8%)。

淹水条件下铵的矿物固定与钾对铵固定的影响

通过施用不同浓度铵态氮肥和钾肥,对18种水稻土在淹水条件下对NH_4^+的固定能力、K^+存在时对NH_4^+固定的影响以及土壤对K^+和NH_4^+固定的比例等方面进行了研究。结果表明。淹水条件下土壤对施人的NH_4^+-N肥具有较高的固定能力。在施氮量达200mg Nkg^(-1)时,2天内可固定施人氮量的32％～63％;其固定速度很快,2h固定量可达48h固定量的56％～95％;一般情况下,NH_4^+、K^+同时施用对NH_4^+的固定没有影响,但先施K^+后施NH_4^+时,除K^+本身的固定明显增加外,对NH_4^+的固定有减少趋势;在给予同样数目的NH_4^+和K^+时,其固定比例约为1.7～3.3。

土壤对铵的矿物固定及固定态铵释放的研究进展

概述了近年来国内外学者在土壤对铵的矿物固定与土壤固定态铵的释放研究方面的进展情况,包括土壤固定态铵的含量、土壤对铵的矿物固定机制、土壤对铵的矿物固定及其释放的动力学与其影响因素,并对今后的进一步研究进行了展望。

4种稻田土壤对铵的矿物固定的动力学研究

采用振荡平衡法研究了紫泥田、河沙泥、灰泥田及红黄泥4种稻田土壤对铵的矿物固定的动力学及热力学特性。结果表明:供试土壤对添加铵的矿物固定速度很快,随着固铵量增多,固铵速度下降,反应后24 h固定基本上达到平衡,不因土壤种类而异。数学拟合结果表明,以一级动力学方程和Elovich方程描述供试土壤固定铵的动力学特性最优,抛物扩散方程也能较好地描述实验结果,以零级方程的拟合效果最差。

温室气体CO_2矿物碳酸化固定研究进展

将温室气体CO2以碳酸盐(如CaCO3、MgCO3)的固体形式永久储存起来,即CO2矿物碳酸化固定,是减少大气中CO2含量,解除温室效应的一种全新方法。从温室气体CO2矿物碳酸化固定所需的原料、化学及热力学、反应动力学机理等方面,分析了此种方法的特点,同时评述了CO2矿物碳酸化固定的6种典型工艺路线,以及国外有关温室气体CO2矿物碳酸化固定的研究热点。最后指出以工业固体废弃物为原料的间接工艺路线是温室气体CO2矿物碳酸化固定的具有较好应用前景的技术途径。

二氧化碳矿物碳酸化固定的技术进展

CO2矿物碳酸化固定可实现CO2的永久封存,环境风险性小,但苛刻的反应条件、过低的反应速率是困扰该技术发展的瓶颈。对CO2矿物碳酸化固定的工艺路线、所用原料及其强化措施的研究现状做了详细评述;指出以工业固体废弃物为原料,结合运用超重力强化传递反应技术与碳酸酐酶高效催化性能,实现烟气CO2分离、碳酸化固定、固体废弃物资源化利用多过程集成耦合的原位CO2固定技术是适合我国现阶段国情的CO2重要控制措施。

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。

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）。

几种稻田土壤对铵的矿物固定的动力学与热力学研究

本文采用振荡平衡法研究了紫泥田、河沙泥、灰泥田及红黄泥4种稻田土壤对铵的矿物固定的动力学及热力学特性。结果表明,供试土壤对添加铵的矿物固定速度很快,随着固铵量增多,固铵速度下降,反应后24小时固定基本上达到平衡,不因土壤种类而异。数学拟合结果表明,以一级动力学方程和E lovich方程描述供试土壤对铵的矿物固定资料最优,抛物扩散方程也能较满意地描述实验结果,以零级方程的拟合效果最差。供试土壤对铵的矿物固定的热力学资料均能用一元Langmu ir吸附等温式、Freund lich吸附等温式和Temk in吸附等温式拟合,拟合结果均达极显著水平,但以一元Langmu ir吸附等温式的拟合结果最优,由一元Langmu ir吸附等温式可以求得土壤对铵的矿物固定的热力学平衡常数、最大固铵量以及固铵过程中的自由能变△G°。供试土壤固铵过程的自由能变△G°均为负值,说明供试土壤对铵的矿物固定为一自发过程,4种土壤固铵强度依次为紫泥田>河沙泥>灰泥田>红黄泥。

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 。

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。

二氧化碳减排及固定的研究进展概述

论文探讨了二氧化碳的减排措施及存在问题,二氧化碳的固定方法,对二氧化碳减排形势进行了分析。

连续施用氮肥对旱地土壤氮素状况的影响

在半湿润易旱地区红垆土上进行的大田试验表明，连续施用氮肥显著影响硝态氮在土层中的残留累积、０～２０ ｃｍ 土层微生物体氮和矿物固定态氮。当每作施氮量达到１１２５ ｋｇ／ｈｍ ２ 时，则发生残留硝态氮的累积，并随施氮量增加，残留量增加，当每作施氮量低于 ７５０ ｋｇ Ｎ／ｈｍ ２ 时，不会出现硝态氮的残留累积。补充灌水后，作物产量、吸氮量和氮肥利用率提高，则累积的残留硝态氮显著下降。微生物体氮和施氮水平及作物产量之间的关系：施肥加灌水，作物地上、地下部分生长量增加，土壤中作物残体增加，能源物质充分，微生物体氮相应增加。施肥和灌水对矿物固定态氮的影响与对残留硝态氮和微生物体氮的影响不同，与试验开始时相比，不施氮，矿物固定态氮显著下降，施氮后却保持着试验开始时的水平，表明施用氮肥对维持土壤矿物固定态氮库的稳定具有重要意义。

钢渣醋酸法生产轻质碳酸钙产品研究进展

矿物碳酸化固定是永久储存温室气体CO2的一种全新方法,钢渣富含钙、镁成分而成为固定CO2的潜在原料,醋酸溶液提取出钢渣中的钙经碳酸化可生成轻质CaCO3(PCC)。分析了钢渣醋酸法生产轻质CaCO3目前研究进展情况以及机理、典型工艺流程,并结合目前存在的问题,提出了今后的发展趋势。

固体废弃物碳酸化研究综述

重点探讨矿物碳酸化的适宜原料,提出碳酸化的反应机理及模型,同时介绍加速碳酸化的工艺路线和国外研究进展,指出利用碳酸化技术是有效利用固体废弃物的途径之一。

电解法促进橄榄石固定二氧化碳的研究

介绍了一种采用电解法促进橄榄石固定二氧化碳的新方法.该法采用电解NaCl溶液制取NaOH与HCl,HCl浸取橄榄石中的镁生成含镁离子溶液,用NaOH吸收模拟烟气中的CO2,形成含NaHCO3的溶液,在一定条件下将两种溶液混合可以形成MgCO3沉淀.对粒度、溶解温度、酸液浓度等影响橄榄石固定二氧化碳的因素进行了研究.结果表明:电解法可以有效促进橄榄石固定二氧化碳,随橄榄石粒度的减小,其溶解性逐渐增大,当粒度减小到110μm以下时,其溶解性变化不大,最佳的粒度为小于110μm.当溶解温度升高时,橄榄石中镁的溶解度先增大后减小,在90℃时溶解效率最高;随酸度的增加其溶解效率逐渐增加.

复掺粉煤灰吸附剂碳化固碳反应及对重金属浸出特性的影响

针对复掺方法提高粉煤灰矿物固碳效率和重金属析出钝化作用,采用粉煤灰掺入不同比例的消石灰和氧化铝制备了固碳吸附剂,利用三相高压反应釜模拟碳酸化固碳反应,利用热重-差热测试分析了不同配比固化剂CO_2固定量和固定效率,对碳酸化反应前后固化剂的化学成分进行了分析,揭示了复掺粉煤灰吸附剂固碳机理,对碳酸化反应前后固化剂材料中重金属浸出毒性进行了实验模拟。结果表明,粉煤灰基固化剂复掺消石灰后,增加了固化材料中CaO量,显著提高了碳酸化体系中pH值,当粉煤灰与消石灰质量比为1∶1时,碳固定效率最高,达到6.98%。当消石灰的投加量为50%时,As、Cd、Cu、Pb、Cr受到了较强的抑制效果,Ni、Zn的浸出浓度没有变化。因此,复掺消石灰、氧化铝的粉煤灰基碳固化材料可有效改善纯粉煤灰碳酸化固定CO_2的效率,并可降低粉煤灰碳酸化后重金属的浸出毒性。