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吉林省几种典型土壤的固定态铵研究

刘莹  
【摘要】: 土壤供氮状况是判断土壤氮素肥力的一项重要指标。氮素形态及其转化、铵的矿物固定和吸附是土壤氮素循环中的重要环节。本文通过野外调查取样、室内培养试验和分析测定研究了吉林省五种主要土壤类型(黑土、黑钙土、暗棕壤、白浆土、风砂土)中氮素不同形态变化,固定态铵含量、固铵容量、最大固铵容量及其影响因素;铵的固定和释放动力学分析,以及铵的吸附解吸能力,目的是了解吉林省主要土壤中固定态铵的储量、土壤固定氮肥的能力、铵的固定与释放情况,进一步明确吉林主要土壤类型中铵的固定和吸附特性,从而预测土壤的保蓄氮量,旨在为有效利用氮肥提供理论依据。主要研究结果如下: 1.五种主要土壤类型中的全氮量平均值依次为全氮量平均依次为黑土0.137%,,黑钙土0.071%,暗棕壤0.112%,白浆土0.139%,风砂土0.047%。黑土、黑钙土、暗棕壤、白浆土、风砂土的硝态氮含量平均含量依次为22.86mg/kg,18.40mg╱kg、11.18mg/kg、4.63mg/kg、6.04 mg/kg。五种土类铵态氮含量平均值依次为6.08 mg/kg,3.12 mg/kg、10.56 mg/kg、8.45 mg/kg、5.53 mg/kg。五种土壤类型固定态铵含量平均值依次为245.40mg/kg、204.53 mg/kg、185.66 mg/kg、213.96 mg/kg、67.64 mg/kg。占土壤全氮的比例均值为9.6%—55.66%,占无机氮平均含量的84.68%-94.88%。除风砂土外,其它土类的固定态铵含量与<0.01mm粘粒含量呈显著或者极显著正相关的关系。与阳离子交换量均达到显著正相关关系。 2.经过相关性分析,土壤颗粒组成与固态铵的关系取决于颗粒组成大小。小粒级与固态铵有正相关关系,而大粒级则反之。固定态铵与物理砂粒是负相关;与物理粘粒是正相关。除风砂土外的其它土类中,与粉粒和粘粒呈显著或极显著相关性,而风砂土只有细粉粒呈现了正相关的关系。 3.通过测定五种类型土壤砂粒、粉粒和粘粒中的固定态铵含量的结果表明,粘粒中的固定态铵数量最大,次之粉粒,砂粒最低。在风砂土中粘粒含量中固定态铵占到三者之和的60%,其余四种土壤均是占到50%。而粉粒含量均占到三者之和的29%-38%,砂粒则很低,占到三者之和的12%-21%。根据计算,证明了各个粒级与固定态铵乘积之和与测定的土壤固定态铵之间有着良好的一致性。 4.五种土壤中最大固铵容量平均值最高的为黑土484.03mg/kg,最低的为风砂土平均值为386.70mg/kg。固铵容量最高的也是黑土245.40mg/kg,最低风砂土是59.83mg/kg。最大固铵容量与阳离子交换量呈极显著正相关关系。 5.五种不同土壤类型中对添加铵离子的固定量都随时间的延长而增大,开始阶段固定速率都很大,12h后固铵反应明显减弱。固定态铵的释放是一个缓慢而又长期的过程,固定态铵的累计释放量随着时间的延长而逐渐增加,在第42天还未达到最大释放量。一级动力学方程和抛物扩散率方程适合拟合铵离子矿物固定和释放的动力学。 6.在铵的吸附中,五种土壤的吸附量均是随着平衡溶液中铵离子浓度的升高而增大。当平衡溶液中铵的浓度较低时,铵的吸附量升高较快,而当平衡溶液中铵浓度达到一定值时,随着铵离子浓度升高,吸附能力逐渐减弱。到了最后,风砂土、黑钙土和黑土的吸附量呈下降的趋势。Langmuir和Freundlich方程的相关性较好,Freundlich方程的拟合性较好。


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