用Wien效应研究土壤有机质对阳离子与黄棕壤型水稻土黏粒相互作用的影响

选择富含有机质的黄棕壤型水稻土,提取小于2μm的黏粒,将其中1/2黏粒去除有机质,分别制成为不同阳离子(Na+、K+、NH4+、Ca2+、Cd2+和La3+)饱和的土样,用Wien效应法研究土壤有机质对阳离子与土壤黏粒相互作用的影响。研究结果表明:原土悬液的起始电导率大于去有机质土者;除含Na+悬液外,去有机质土悬液的电导率随场强而增加的速率在50～100 kV cm-1以上,明显大于原土。有机质会使Na+以外的阳离子的平均结合自由能增大,Ca2+的结合能增加最大(增量为0.57 kJ mol-1),而Cd2+的结合能增加最小(增量为0.03 kJ mol-1)。对于供试土壤悬液,不同阳离子的结合能顺序均为Na+<K+≈NH4+<Ca2+≈Cd2+<La3+。有机质会使除Na+外阳离子的平均吸附自由能减小,K+和NH4+分别在50和70 kVcm-1以上时,Ca2+和Cd2+在50 kV cm-1以上,La3+在70 kV cm-1以上时原土的吸附能小于去有机质土,并随场强增加愈益明显,有机质会使阳离子难以剥离到溶液中。除Na+外去有机质土的阳离子剥离度明显大于原土,其差值(ΔIs)在不同阳离子间的顺序为:K+<NH4+<La3+<Ca2+<Cd2+,这表明有机质可使土壤黏粒吸着Cd2+最难剥离下来。对于饱和阳离子为Na+和K+的土壤黏粒,有机质会使动电电位正移40 mV左右;对于含NH4+、Ca2+、Cd2+和La3+的黏粒,有机质则使ζ电位负移17～36 mV。