低分子量有机酸对石灰性土壤磷素形态转化及有效性的影响

采用室内培养和化学分析的方法研究了几种低分子量有机酸对石灰性土壤中磷的活化作用。结果表明:供试有机酸通过溶解、螯合等作用均能不同程度地促进合成磷酸盐的磷素释放。活化DCP、ODP、Fe-P、A l-P的能力依次为柠檬酸>草酸>苹果酸>酒石酸>乙酸;活化FA的能力是草酸>柠檬酸>苹果酸>酒石酸>乙酸。同种有机酸作浸提剂时,有机酸浓度越高磷酸盐中磷素释放量也越大。施加各种有机酸可以不同程度地降低土壤中Fe-P、A l-P和Ca10-P,增加Ca2-P、Ca8-P和O-P含量,总的趋势是促进土壤中植物难以利用的无机磷形态向有效性较高的形态转化。这种促进作用大小顺序为草酸>柠檬酸>酒石酸。     

土壤有机酸与磷素相互作用的研究

土壤有机酸包括低分子量有机酸和腐殖酸,它们构成土壤有机组分中性质较活跃的部分。特别是低分子量有机酸,在土壤形成、养分和污染物的转化过程中起着十分重要的作用,受到土壤、植物营养和环境科学工作者的高度重视。本文着重从它们与磷素相互作用的角度,阐述有关研究进展。主要内容包括:(1)磷营养与植物根系分泌有机酸的特征;(2)有机酸对土壤吸附磷的影响;(3)有机酸与磷的解吸、释放与转化。旨在促进研究工作的深入,并为合理利用磷素,保护生态环境提供科学依据。     

有机酸对红壤磷素潜在环境风险的影响

从两个方面初步探讨了有机酸对红壤磷素潜在环境风险的影响,一是有机酸对红壤固磷能力的影响,二是有机酸对红壤固定磷向液相释放的影响.研究结果表明不同类型有机酸在这两个方面的影响是不同的,以柠檬酸为代表的二羧酸可以显著减少红壤对磷的固定量,大大提高了土壤向水体释放磷的能力,增大了土磷的潜在环境风险;而以草酸为代表的三羧酸则可以不同程度上增加土壤的固磷能力,且可使已经存在于液相中的磷再次被吸附,进而减缓或消除土磷了的潜在环境风险.     

温度对酸性草酸-草酸铵溶液浸提土壤无定形铁的影响

以下蜀黄土为试材,研究温度对酸性草酸-草酸铵缓冲溶液浸提土壤无定形铁的影响。结果表明:随着浸提温度的升高,铁的浸提量明显增加。30℃浸提出的铁约为20℃的1.57倍;而50℃浸提出的铁约为20℃的4.43倍。随温度的升高,浸提后土壤残渣的磁化率迅速降低。20℃浸提后残渣的磁化率值比原样略有减少;30℃浸提后残渣的磁化率约为原样的93.6%;50℃浸提后残渣的磁化率只有原样的65.3%。这说明随着温度的升高,以磁性矿物为代表的结晶态铁也被溶解,浸提出的铁其实已不仅是无定形铁。因此,用酸性草酸铵浸提无定形铁时,严格控制20℃的反应温度十分关键。     

淹水厌氧条件下腐殖酸对红壤中铁异化还原过程的影响

采用室内培养实验,观测淹水厌氧条件下分别添加及共同添加葡萄糖和不同制备来源的腐殖酸,对红壤中铁的异化还原作用的影响.结果表明,红壤单独培养条件下,Fe(Ⅱ)浓度培养前后没有发生变化.添加葡萄糖促进了铁的异化还原,培养至12 d其Fe(Ⅱ)浓度为培养前的25倍.腐殖酸不能作为电子供体促进铁的异化还原,单独添加时红壤中Fe(Ⅱ)浓度没有发生变化,而同时添加葡萄糖情况下,培养前期促进而后期减弱铁的异化还原,其Fe(Ⅱ)浓度增幅仅为单独添加葡萄糖处理的35%.腐殖酸的浓度对红壤中铁的异化还原作用有影响,浓度为2.00 g/kg时培养前期促进而后期减弱铁的异化还原,低浓度时（0.20和0.02 g/kg）影响很小.不同制备来源的腐殖酸对红壤中铁异化还原过程的影响不同.培养前期,从山西大同风化煤(HAs)、河南巩县褐煤(HAh)和云南昆明滇池底泥(HAk)中提取的腐殖酸都促进了红壤中铁的异化还原;培养后期,HAk依然发挥促进作用,其Fe(Ⅱ)浓度始终高于G处理,而添加HAs和HAh的处理培养至7 d Fe(Ⅱ)仅为单独添加葡萄糖处理的14%和25%,减弱了铁的异化还原.     

长期地膜覆盖与施肥对土壤磷素和玉米吸磷量的影响

利用比较法对长期连续覆膜(17年)后土壤磷素的变化以及玉米吸收量的变化进行了研究。结果表明:经过17年的耕作,无论是施有机肥还是磷肥均能显著增加土壤中速效磷以及全磷的含量;覆膜栽培与裸地栽培比较结果,覆膜对于土壤中速效磷以及全磷含量的变化影响不大;对植株的籽粒、轴、叶片、茎的全磷进行了测定后显示:覆膜可以促进籽粒、轴、茎对磷的吸收,抑制了叶片对磷养分的吸收;从成熟期地上部分累积磷的总量来看,覆膜可以明显提高作物对磷的吸收。     

低分子有机酸对土壤中重金属的解吸及影响因素

研究了柠檬酸、草酸、酒石酸和苹果酸对矿区土壤中重金属Pb、Cd、Cu和Zn的解吸行为,并探讨了介质pH值对其解吸土中重金属的影响。振荡解吸试验结果表明四种低分子有机酸对供试污染土壤中Pb、Cd、Cu和Zn都具有一定的解吸能力。由于土壤中重金属有效态含量较低,各重金属的解吸率都不高。在对Pb和Cd的解吸中,各低分子有机酸能力大小顺序为柠檬酸>酒石酸≈苹果酸>草酸;Cu的解吸顺序为柠檬酸>草酸>酒石酸≈苹果酸;Zn的解吸顺序为酒石酸>柠檬酸≈苹果酸>草酸。低分子有机酸随浓度的增加,其解吸能力提高。低分子有机酸对重金属的解吸量随pH值的降低而增加。     

小麦大豆间套种植对磷素在土壤中的转化及有效性的影响

盆栽试验结果表明,不同作物间对土壤磷形态的影响差异较大,单作大豆形成Ca2-P的比例显著提高,形成Ca8-P和Al-P、Fe-P的比例也比相应单作小麦少,说明大豆能减缓肥料磷在土壤中的转化和固定,减少磷素向无效的Ca10-P和O-P方向转化.     

模拟酸雨对荔枝果园土壤磷素等温吸附与解吸特性的影响

采用等温吸附试验方法研究了模拟酸雨对荔枝果园土壤磷的吸附与解吸特性的影响。试验结果表明,不同处理间土壤对磷的最大吸附量(Xm)为pH2.5>pH4.5>CK=pH6.5,其中pH2.5的酸雨淋溶处理对磷的最大吸附量(Xm)与其它处理间差异显著;土壤吸附磷的解吸量(Xd)分别与相应的吸附量(X)和原平衡溶液浓度(C)呈显著的指数相关和线性相关,随着土壤对吸附量的增加,土壤磷的解吸量呈指数增长。     

不同水分管理下施用稻草对土壤有机酸和养分有效性的影响

为探索稻草还田短期内土壤有机酸积累和养分供应特征,在温室培养条件下,采用多孔聚酯管溶液采集器采集土壤溶液和"通用佳"离子交换树脂球法,分别研究了连续淹水和干湿交替下,施用稻草30天内对土壤有机酸产生和养分有效性的影响。结果表明,(1)无论连续淹水还是干湿交替,施用稻草后土壤中有机酸积累明显增加,但在干湿交替下的积累要低于连续淹水下;施用稻草后产生的有机酸以乙酸为主,且5cm处的有机酸积累明显低于15cm处。(2)施用稻草降低了土壤氮的有效性,但提高了土壤磷、铁、钾、钙和镁的有效性;与连续淹水相比,干湿交替下施用稻草降低土壤氮有效性的程度更大,而提高土壤磷、铁、钾、钙、镁的程度则较小。     

提取剂和土水比对旱耕地土壤无机和有机磷的提取效应

比较了O lsen(0.5 mol L-1NaHCO3)和B ray-1(0.03 mol L-1NH4F-0.025 mol L-1HC l)提取剂土水比1∶4和1∶20(W/V),对我国5种类型旱耕地土壤(pHKC l3.3~7.4)无机磷(Pi)和有机磷(Po)及外加正磷酸盐态无机磷的提取效应。结果表明,以O lsen提取剂土水比1∶20对土壤Pi和Po的提取效果最佳,其测定结果是评价土壤磷素供应能力(有效磷)和活性有机磷含量较为适宜的指标。测定的土壤大多数(占60%)磷素供应能力较差(O lsen-Pi为4.2~14.0mg kg-1),应适当加强其磷素的投入。测定的土壤活性有机磷(O lsen-PO)含量为1.4~37.9 mg kg-1,占土壤全磷的0.2%~15.8%,大多数(75%)土壤占1%~6%。采用O lsen提取剂时土壤外加Pi的固定率随土水比减小而增高,当土水比1∶4提取时,酸性和强酸性(pHKC l3.3~5.5)土壤对外加Pi的固定率达40%~86%,据此推测实际田间条件下土壤对外加Pi的固定率更大。表明酸性和强酸性旱耕地土壤对外加Pi具有强烈的固定作用。     

夏玉米和冬小麦秸秆对石灰性土壤磷吸附特性及磷素形态的影响

本文对夏玉米秸秆(MR)和冬小麦秸秆(WR)单施或者与P肥混施(在等P量条件下)对石灰性土壤P的吸附特性及其形态转化进行了为期15周的室内模拟培养研究,结果表明,无论是MR和WR单施,还是秸秆与P肥混施,都可以减少土壤对P的吸附量,提高土壤P的活性,其中秸秆单施处理的活性无机磷(Pi)和有机磷(Po)(NaHCO3-P或者NaOH-P)提高较大,夏玉米秸秆单施时,比对照(CK)增加Pi、Po的量分别达6.0、5.6mgkg-1(NaHCO3-P),增加NaOH-Po为12.7mgkg-1。并通过Langmuir方程求得P的最大吸附量(b)、P吸附结合能常数(k)、P素最大缓冲量(MPBC)、标准需P量(SPR)的值,进一步说明了两种秸秆均可使土壤对P的吸附能力降低,增加土壤中P的活性。     

低分子量有机酸对石灰性潮土无机磷形态转化的影响

无菌培养条件下,模拟缺磷胁迫时植物根系分泌的低分子量有机酸种类和数量,采用石灰性土壤无机磷分级方法,研究了低分子量有机酸对石灰性潮土无机磷形态转化的影响。结果表明:①在石灰性潮土中无机磷主要以有效性较低的磷酸钙盐(Ca10-P等)形式存在,而有效性较高的形式(Ca8-P等)含量较少,Ca2-P就更少。②有机酸通过结合土壤中可以使磷固定的Ca、Fe及Al,致使根际范围酸化,促进磷酸盐的形态转换,增加磷的有效性。这种促进能力因有机酸种类和性质的不同而异,其促进能力大小顺序为草酸>柠檬酸>酒石酸。     

山东省主要土类的有机磷及其与磷酸化酶和解磷微生物的相关性研究

山东省三大土类的有机磷含量平均为61.59mg kg-1,约占全磷含量的12.37%,其中潮土的有机磷含量极显著高于褐土和棕壤。三大土类土壤不同活性有机磷中,以中稳性活性有机磷(MLOP)为主,平均占有机磷总量的76.37%,3大土类间MLOP、HROP差异极显著,MROP、LOP差异显著;4种不同活性有机磷以活性有机磷(LOP)的有效性最高,是反映土壤磷素有效性的主要指标之一,与土壤肥力密切相关。通过3大土类两个产量水平的有机磷与解磷微生物的数量、强度和各种酶的活性的相关性分析,探讨了土壤有机磷通过土壤微生物和磷酸化酶的生物活性进行转化的机制,为3大土类和两个产量水平的土壤培肥提供了理论依据。     

长期施肥对旱地土壤有机磷及其组分的影响

通过15年长期定位试验,采用Bowman和Cole提出的土壤有机磷分级方法,研究了不同耕作施肥措施对旱地耕层土壤有机磷及其组分的影响。结果显示旱地土壤各个处理的活性有机磷含量低,占有机磷总量的比例低于3.6%,中活性有机磷为有机磷的主体,约占有机磷总量的73.37%-91.54%。休闲、撂荒及磷肥与其它肥料配合使用,均增加了耕层土壤的中活性有机磷含量,增加了中稳性有机磷含量及其比重;休闲、撂荒及磷钾提高了高稳性有机磷含量及比重,而氮磷钾及其与有机肥配合处理则降低了高稳性有机磷的含量。尽管不同耕作施肥管理均影响旱地土壤有机磷含量,但是施用有机肥对有机磷的增加贡献最大;撂荒与休闲相比,前者更有利于土壤有机磷的积累。     

林地开垦后对不同质地红壤碳氮和磷库的影响

林地开垦农用后,土壤有机C和总N、P的浓度及在各团聚体粒级中的分布可发生较大的变化。对亚热带山地两类不同质地的红壤研究表明,林地开垦为旱地和茶园后,有机质和全N明显下降,全P呈轻微下降。下降量壤质土壤(黄泥土)大于粘质土壤(黄粘泥)。表土(0～15cm)的有机C和总N、P下降大于亚表土(15～30cm)。在三个团聚体粒级中,砂粒中有机C和总N、P的下降幅度最大,并随粒径变细下降幅度逐渐变小,表明与砂粒和粉砂结合的有机C和N、P易受利用方式的改变而变化。从林地到茶园、旱地,各团聚体粒级中有机P及有机P占总P的比例趋向下降。砂粒和粉砂中Olsen-P也呈下降的趋势。     

北方酸性水稻土上氮磷硅肥配施对水稻产量影响的研究

用盆栽的方法,采用三因素五水平D-饱和优化设计,以采自于辽宁东部的酸性水稻土为供试土壤。对氮、磷、硅肥用量与水稻产量之间的关系进行研究,建立了水稻产量函数模型;结果表明,氮、磷、硅肥均能显著地影响水稻产量,其作用大小依次为氮肥>磷肥>硅肥,获得最高产量的施肥方案N、P2O5和SiO2分别为0.248、0.129和0.0001g/kg土。     

苹果酸对温室土壤磷释放与吸附的影响

试验研究了不同浓度苹果酸处理对温室土壤磷吸附和释放的影响,并运用DPS数据分析系统建立了土壤磷释放和吸附与苹果酸浓度之间相关的数学模型。结果表明:(1)随着苹果酸用量增加,土壤释放磷量也逐渐增加。二者之间的关系可以用Peal-Reed等7种不同类型的数学模型拟合;(2)供试土壤对磷的吸附较好地符合Langmu ir方程式;苹果酸显著降低了土壤对磷的吸附,随着苹果酸浓度的增加,土壤对磷的最大吸附量和最大缓冲容量都呈现下降趋势。     

CO_2和CH_4分子在Ni(111)表面吸附的分子模拟研究

采用蒙特卡洛方法模拟退火计算了CH_4和CO_2在Ni催化剂表面竞争吸附的等量吸附热和等温吸附线,结果表明,较优的操作参数为:温度范围:1000 K~1150 K,压力:101.33 kPa,CO_2/CH_4:大于1.00。随后通过分子动力学模拟计算了CH_4和CO_2解离过程中产生的自由基在Ni(111)表面的吸附行为,其中CH_3、CH和C倾向于吸附在fcc位点,而H更易于在hcp位发生吸附,CH_2在桥位的吸附最优。同时吸附能的绝对值的顺序是:CH_2CH_4CH_3CHCH,吸附能的绝对值越大,相应的吸附构象越稳定。而CO_2和CO倾向于吸附在桥位,O更易于在顶位发生吸附,OH在hop位点的吸附最优。