模拟酸雨对酸性土壤铝溶出及其形态转化的影响

研究了我国南方酸沉降区主要土壤类型在模拟酸雨影响下,土壤中铝离子释放及铝形态转化的特点。结果表明,酸雨淋洗造成土壤中铝离子释放,酸雨pH值越低,铝离子释放量越大;酸雨淋洗还造成土壤中铝形态发生变化,酸雨pH越低,土壤中羟基态铝和腐殖质铝含量愈低,交换态铝含量越高,土壤中铝对植物和生态系统的危害性也越大。     

氮形态转化对豆科植物物料改良茶园土壤酸度的影响

采用室内培养试验方法研究了添加紫云英、刺槐叶和豌豆秸秆对酸性茶园红壤酸度的改良作用,探讨了培养期间豆科植物中氮形态转化对土壤酸度改良效果的影响.结果表明,3种豆科植物可不同程度提高酸性茶园红壤的pH,培养试验结束时土壤pH的增幅与植物物料灰化碱的含量相一致.豆科植物物料中氮的形态转化影响其对土壤酸化的改良效果,有机氮的矿化导致土壤pH增加,而矿化形成的铵态氮通过硝化反应释放质子,抵消了植物物料对土壤酸度的部分改良效果.添加植物物料使土壤交换性盐基阳离子含量明显增加,土壤交换性铝含量明显减少.     

酸化土壤活性铝溶出及形态变化的初步研究

用模拟酸雨酸化浙江省３种主要类型土壤，研究了酸化土壤活性铝的溶出和铝的形态变化。结果表明：酸雨对强酸性土壤（ｐＨ＜５）中活性铝的释出有一定促进作用，活性铝以Ａ１￣（３－）离子为主。当土壤ｐＨ值＞５时．活性铝以单聚羟基铝为主。酸化土壤中的活性铝主要是由土壤中固相的Ａｌ（ＯＨ）转化而来。     

模拟酸雨条件下降尘中Cu,Pb,Zn,Cr各形态的溶出和转化研究

本文用Ｔｅｓｓｌｅｒ方法，研究了模拟酸雨条件下，降尘中Ｃｕ，Ｐｂ，Ｚｎ，Ｃｒ各形态的溶出和相互转化。试验表明：（１）降尘中Ｃｕ，Ｃｒ的溶出量随酸雨酸度的增大而增加；Ｐｂ，Ｚｎ没分别在ＰＨ＝３．５和ＰＨ＝４．５时溶出量最大，溶出的金属多源于可交换态和碳酸盐结合态，说明这两种形态的稳定性较差。（２）在模拟酸雨条件下，Ｃｕ，Ｐｂ，Ｚｎ，Ｃｒ各形态的含量发生了较大变化；Ｃｕ从其优势形态有机结合态向可交换态     

稻壳制备的生物质炭对红壤和黄棕壤酸度的改良效果

采用低温热解方法制备稻壳炭,通过室内培养试验研究稻壳炭在20 g.kg-1加入量水平下对酸性红壤和黄棕壤的改良效果。结果表明,加入稻壳炭后,红壤和黄棕壤的pH值均较不加稻壳炭的对照处理有不同程度的增加。加入稻壳炭降低了红壤和黄棕壤交换性酸和交换性铝含量,增加了土壤的交换性盐基数量,提高了土壤的盐基饱和度。加入稻壳炭能显著降低红壤和黄棕壤中有毒形态铝含量。稻壳炭对红壤酸度的改良效果优于黄棕壤。     

磷酸氢二铵在酸性土壤中的转化与垂直扩散

采用土柱培养和切片取样方法,研究磷酸氢二铵(DAP)在酸性红壤中的转化与肥料磷在土体中的垂直扩散.结果表明,施用DAP31d,肥料磷扩散距离不足5cm.无机磷形态分级结果表明,进入土壤的肥料磷仅有小部分保持水溶态,大部分已转化为有效性较高的铝磷,其次是铁磷,另有少量转化形成闭蓄态磷.各形态磷含量空间分布上均表现为随距施肥点距离的增加而逐渐降低的趋势.施用DAP引起土壤pH显著升高和土壤铁铝活性显著增强.土壤难溶矿物溶解释放出的Al3 、Fe3 离子是引起肥料磷在酸性红壤中固定的主要原因.     

模拟酸雨对森林红壤中铝的溶出及不同土层酸度变化的影响

为进一步探明酸沉降对森林红壤及生态环境的影响，模拟长沙地区降水酸度及离子组成，采用浸泡试验对两种森林红壤活性铝的释出及土壤理化性质的变化进行了研究。结果表明，模拟酸雨浸泡初期，土壤活性铝的释出量随浸泡次数的增加而增加，原始土壤pH值愈低，活性铝释出愈多；强酸度、高离子浓度（AR4）模拟酸雨对土壤中活性铝的溶出量远大于基础酸雨（AR3）及弱酸、低离子浓度酸雨（AR2）和对照酸雨（AR1）。模拟酸雨酸度愈大，对土壤pH值的影响愈明显，不同土层间，以A层土壤pH值下降最明显，B、C层土壤则下降较小。模拟酸雨模拟浸泡土壤25年后，土壤阳离子交换量均有不同程度下降，有机质含量高，原土壤阳离子交换量大的土壤下降幅度也大。     

闽北地区杉木、千年桐纯林与杉桐混交林的土壤活性铝形态特征

选取福建省北部8年林龄的杉木(Cunninghamia lanceolata)纯林、千年桐(Aleurites montana)纯林及杉木-千年桐混交林(杉桐混交林),通过测定土壤pH值、根际及非根际土壤交换性铝、单聚体羟基铝、酸溶无机铝、腐殖酸铝含量,探讨不同林分根际与非根际土壤活性铝形态分布特征.研究结果表明:(1)3种林分土壤pH值在3.76-4.33之间,杉桐混交林土壤pH值显著高于两种纯林.(2)3种林分中,杉桐混交林的交换性铝含量显著高于杉木纯林,酸溶无机铝含量显著低于杉木和千年桐纯林,根际土单聚体羟基铝含量与两种纯林无显著差异.(3)同种林分间,千年桐纯林、杉桐混交林的根际土交换性铝及单聚体羟基铝含量均显著低于非根际土,杉木纯林根际土4种活性铝含量与非根际土均无显著差异.(4)不同土壤的交换性铝和单聚体羟基铝总量占活性铝总量的6.09%-16.17%,交换性铝含量与土壤pH值均呈现显著负相关(P 0.05).综上,相较两种纯林,杉桐混交林能显著降低土壤酸度及酸溶无机铝含量,对交换性铝含量有一定的提升作用,但并未显著影响土壤中单聚体羟基铝及腐殖酸铝含量;结果可为闽北酸性红壤区人工林经营管理、土壤铝毒害防治及生态环境恢复提供理论依据.(图3表2参38)     

老化生物炭对红壤铝形态影响的潜在机制

生物炭能降低酸性红壤活性铝含量,而经过长期降雨淋洗或酸雨等环境作用发生老化后,生物炭将如何改变土壤铝形态进而影响缓解铝毒的能力?为评估生物炭缓解铝毒潜力提供重要依据,本研究采用水洗和酸化的方法加速花生壳生物炭老化,将原生物炭、水洗老化生物炭和酸化老化生物炭与酸性红壤进行充分混合,设置CK(0%生物炭)、PB(施2%原生物炭)、WB(施2%水洗生物炭)和AB(施2%酸化生物炭)共4个处理进行装盆熟化培养,每个处理4个重复,探究老化生物炭对红壤铝形态影响的潜在机制。结果表明,与CK相比,老化生物炭可增加土壤速效钾和有机质的含量;PB和WB处理红壤p H分别上升了0.17和0.16个单位,而AB处理红壤p H却降低0.44个单位;PB和WB处理红壤交换性酸总量分别下降70.08%和34.84%,而AB处理红壤交换性酸总量却升高18.24%,说明老化生物炭不能有效降低土壤中活性酸和潜在酸的含量,酸化老化生物炭甚至会加剧土壤的酸化。此外,与CK相比,PB和WB处理红壤中腐殖酸铝、胶体铝离子和单聚体羟基铝离子含量分别增加了8.59%和2.87%、20.17%和14.46%、101.65%和32.92%,交换性Al~(3+)含量却分别降低了81.87%和49.15%,而AB处理中交换性Al~(3+)和胶体铝离子含量分别升高了17.98%和20.67%,而腐殖酸铝和单聚体羟基铝离子的含量却降低了40.69%、49.79%,表明水洗老化生物炭仍可使具有生物毒害性的Al~(3+)含量下降,而酸化老化生物炭会增加Al~(3+)的含量。进一步研究表明,生物炭老化前后,不同形态的铝会发生转化关系,土壤中各形态铝比例发生变化,但是腐殖酸铝和胶体态铝Al(OH)_3~0仍然是活性铝的主要赋存形态。因此,生物炭在老化后,仍然具备提高土壤养分的潜力,但是其对土壤酸度和铝毒的缓解能力却显著下降,甚至会加剧土壤酸化和铝毒害。     

模拟酸雨对南方红壤镉释放的影响

采用室内模拟酸雨淋溶土柱的方法，研究了酸雨对2种红壤镉释放的影响。结果表明，酸雨加速了红壤中镉的释放。在pH4．5的酸雨作用下，镉的平均释放水平是对照的1．6～1．7倍，在pH3．5的酸雨作用下，镉的平均释放水平是对照的2．0～6．5倍。经过相当于9150～10650mm降水量的淋溶后，pH4．5的酸雨使红壤镉的累积释放量提高63．0％～80．0％，pH3．5的酸雨使其提高102．7％～630．6％。红壤镉的释放与铝、铁的释放具有极显著或显著相关性。酸雨对镉释放的影响可增加水体中镉的负荷，从而加重镉对人类的直接或潜在危害。     

模拟酸雨对南方红壤镉释放的影响

采用室内模拟酸雨淋溶土柱的方法,研究了酸雨对2种红壤镉释放的影响。结果表明,酸雨加速了红壤中镉的释放。在pH4.5的酸雨作用下,镉的平均释放水平是对照的1.6～1.7倍,在pH3.5的酸雨作用下,镉的平均释放水平是对照的2.0～6.5倍。经过相当于9150～10650mm降水量的淋溶后,pH4.5的酸雨使红壤镉的累积释放量提高63.0%～80.0%,pH3.5的酸雨使其提高102.7%～630.6%。红壤镉的释放与铝、铁的释放具有极显著或显著相关性。酸雨对镉释放的影响可增加水体中镉的负荷,从而加重镉对人类的直接或潜在危害。     

模拟酸雨下自然红壤与污染红壤中Cd,Cu,Zn的释放特征

通过对2个自然红壤和2个污染红壤的模拟酸雨土柱淋溶试验,研究了酸雨作用下红壤中重金属Cd,Cu,Zn的释放特征与影响因素,比较了自然红壤与污染红壤重金属释放特征的差异,结果表明,自然红壤中Cd,Cu,Zn的释放量均随酸雨淋溶量增加而线性增加,累积释放量有Zn＞Cu＞Cd的规律,并且随酸雨酸度增加而增加,3种重金属释放量之间存在显著的线性关系,在污染红壤中,Cd的释放随着酸雨淋溶量的增加呈现对数型增长,Cu的释放模式仍为直线型增长,而Zn的释放在弱酸性酸雨作用下为直线型增长,在强酸性酸雨作用下则为对数型增长,3种重金属释放鼍之间存在非线性关系,污染红壤中重金属释放量顺序为Cd＞Zn＞＞Cu,大约26%-76%的外源Cd和11%-68%的外源Zn被酸雨淋溶释放,但99%以上的外源Cu被土壤吸附,同时,3种重金属累积释放量均与淋出液中H+离子累积量呈现显著的对数关系;Cd和Zn与TOC累积释放量之间呈现显著的对数关系,Cu与TOC呈现显著的乘幂关系,在酸雨作用下,自然红壤由于重金属释放最很小,出现重金属污染的可能性较小;但污染红壤中大量Cd和zn的释放可能导致土壤,水体系统发生重金属污染.     

柠檬酸存在下酸性土壤中铝溶解动力学的初步研究

用一次平衡法研究了柠檬酸存在下砖红壤和红壤中铝的溶解动力学并与高岭石的结果进行比较，结果表明土壤铝的溶解速率比高岭石中的大得多，这主要因为土壤中交换态铝和无定形氧化铝的溶解速率较快，而粘土矿物中铝的溶解速率比较缓慢。红壤中硅、铝释放量的比较证明了这一假设，反应41．5h，硅的释放量仅为铝的8％。48h内铝的溶解动力学曲线可分为3个阶段：0-30min的快反应阶段，主要是土壤交换态铝和结晶不良的氧化铝的溶解；30-120min的较快反应阶段，主要是铝氧化物的溶解；120min后的慢反应阶段，主要是氧化铝和粘土矿物中铝的溶解。     

我国南方一些酸性土壤铝存在形态的初步研究

以连续提取法研究了我国南方主要酸性土壤铝的形态及其分布特点，探讨了不同铝形态之间的关系及其与母质、成土过程、环境条件的联系。还研究了土壤酸化对铝形态转化的影响．并以连续提取法提取的三种铝形态（交换性铝、活性羟基铝，有机络合态铝）来讨论现今常用的Ａｌ。（Ｔａｍｍ溶液提取）和Ａｌｄ（ＤＣＢ溶液提取）所可能包含的实际土壤铝形态，分析表明，Ａｌ０和Ａｌｄ无明确的形态意义，只是上种由操作定义的多形态组成的混合物。     

红壤中交换性铝调控条件的研究Ⅱ.有机质和CaCO_3对交换性铝的影响

研究了有机质和ＣａＣＯ３。对发育于花岗岩和第四纪红色粘土母质上的红壤的交换性铝的影响。结果表明,在用Ｈ２Ｏ２去除土壤中的有机质后,交换性铝的含量随有机质的降低而降低,但降低的速度不均匀,由慢到快似有一个“突跃”。而在向土壤中添加有机质的研究结果则表明,交换性铝的含量随有机质的增加而增加;在增加的过程中由快到慢,达到极点后,有机质含量再增加,交换性铝反而下降。在相同的土壤环境中,由于作物品种不同,施用等量的ＣａＣＯ３（或石灰粉）对土壤交换性铝的含量及作物产量的影响不同,而且差异显著。     

Aluminium in tea plantations: mobility in soils and plants, and the influence of nitrogen fertilization

The levels of extractable aluminum (Al) in soils of tea plantations, Al concentrations in tea leaves and the impact of nitrogen fertilization on these two parameters were investigated. In addition, the properties of soils from tea plantations were compared to those from soils of adjacent non-tea fields to evaluate the effect of land use conversion (from non-tea soils to tea soils). Exchangeable Al (extracted in 1 mol l⁻¹ KCl) ranged from 0.03 to 7.32 cmol_c kg⁻¹ in 94 tea fields and decreased rapidly with increasing soil pH. In comparison with non-tea soils, tea soils had a significantly lower pH and exchangeable Mg²⁺ concentration but higher organic matter contents and exchangeable K⁺ concentration. Contents of extractable Al were not different (P > 0.05) between these two soils. The concentrations of Al in mature tea leaves correlated significantly with exchangeable Al in soil samples taken at a depth of 20–40 cm and with exchangeable Al saturations in soil sampled at␣depths of 0–20 and 20–40 cm. In the pot experiment, nitrogen fertilization significantly increased extractable Al levels but decreased soil pH and the levels of exchangeable base cations. Nevertheless, the levels of Al in mature leaves and young shoots were significantly reduced by the application of large amounts of N fertilizer.     

低分子量有机酸对可变电荷土壤吸附铝的影响机制

通过吸附性铝的解吸实验研究了低分子量有机酸对三种可变电荷土壤(2种砖红壤和1种赤红壤)吸附铝的影响机制，结果表明，柠檬酸、苹果酸和酒石酸等带有3个及3个以上活性官能团的有机酸在低pH条件下可以通过形成土壤一有机酸一铝三元表面络合物和增加土壤的表面负电荷两种机制显著增加土壤对铝离子的吸附量，但以前一种影响机制为主。乳酸、水杨酸、草酸和丙二酸等带有2个活性官能团的有机酸仅通过改变土壤的表面负电荷影响铝的吸附。土壤氧化铁是土壤吸附有机酸的主要载体，当用化学方法将土壤中的氧化铁除去后，有机酸对铝吸附的影响变小。在pH5．0时有机酸主要通过形成可溶性有机铝络合物减小土壤对铝的吸附，但有机酸的存在增加了Al^3 在吸附性铝中所占的比例，导致铝的解吸率增加。土壤中大量氧化铁的存在使其即使在低pH下也能对铝离子发生专性吸附，导致吸附性铝的解吸率减小。     

模拟降水对碱性盐化土壤中镉的淋滤及形态变化的影响

采用人工模拟方式,试验研究了不同pH值的降水对碱性盐化土壤中镉的连续淋滤效果,分析了淋洗后土壤中镉的形态变化特征。结果表明,在不同pH值降水对土壤中镉的淋滤过程中,12h内基本上达到高峰,12h后镉的淋滤量较低,随着时间的延续镉的淋洗量基本保持不变;降水有利于土壤中的镉释放,且pH值越低,镉的释放量越高。土壤盐化对降水淋洗镉的效果有一定影响,氯化物的存在,有利于镉的淋滤,淋滤量增加值在18%～94%之间,随着淋洗液pH值的增加,镉的淋滤量增加幅度减少;与对照组土壤样品相比,淋洗液pH降低利于增大硫酸盐型盐化土壤中镉的淋滤量,当pH值为中性时,镉的淋滤量减少;苏打型盐化土壤镉的淋洗效果与硫酸盐型土壤相似。模拟降水淋洗后,土壤中镉的形态发生明显变化,与淋洗前相比,土壤中镉的可交换态、碳酸盐结合态、有机结合态的质量分数降低,随着淋洗液酸性的增加,降低幅度增大;镉的铁锰氧化态相对质量分数在淋洗后有所增加。