【摘 要】
：
本研究以典型稻田红壤的水耕表层（Ap1）、犁底层（Ap2）、氧化还原层1（Br）及氧化还原层2（Brs）等四个发生层土壤为材料,采用水浸泡超声分散法逐级提取粒级为5～1μm、1-0.45μm、0.45～0.1μm及＜0.1μm的水分散胶体（WDC）样本,借助于热场发射扫描电子显微镜及X射线能量色散谱仪（SEM-EDS）观察了大小粒级胶体颗粒表面形貌与负载元素的分布特征;通过傅里叶红外光谱仪（FTI
【基金项目】
：
国家自然科学基金面上项目:“红壤坡耕地胶体磷的淋失特征及其对土壤磷储存容量的响应（No. 42077087）”； 国家自然科学基金面上项目“长期施用不同磷肥对红壤微团聚体富磷特征及其分散/絮凝行为的影响机制（No. 41571286）”；
论文部分内容阅读
本研究以典型稻田红壤的水耕表层（Ap1）、犁底层（Ap2）、氧化还原层1（Br）及氧化还原层2（Brs）等四个发生层土壤为材料,采用水浸泡超声分散法逐级提取粒级为5～1μm、1-0.45μm、0.45～0.1μm及＜0.1μm的水分散胶体（WDC）样本,借助于热场发射扫描电子显微镜及X射线能量色散谱仪（SEM-EDS）观察了大小粒级胶体颗粒表面形貌与负载元素的分布特征;通过傅里叶红外光谱仪（FTIR）与BET比表面积分析仪表征了大小粒级胶体颗粒表面的官能团类型及表面积大小;探讨了Na+及H2PO4-分散系中大小粒级胶体颗粒稳定性差异及影响因素,以及胶体颗粒移动性随磷酸盐浓度的变化趋势;分析了大小粒级胶体颗粒负载磷(胶体磷,Pcoll)的剖面变化规律,基于胶体磷吸持指数（PSI）及磷储存容量（SPSC）变化估测了稻田红壤不同发生层胶体磷的流失潜能。研究结果如下:（1）稻田红壤发生层大小粒级胶体颗粒中主要矿物为石英（Q）、高岭石（K）、绿泥石（C）、针铁矿（Gt）、三水铝石（Gib）、蛭石（V）及水云母（Hy）;Ap1层中2:1型矿物的含量低于Brs层,而1:1型矿物的含量则高于Brs层。5～1μm粒级胶体中主要为原生矿物石英,而其他三个粒级胶体中主要为高岭石等次生矿物。（2）稻田红壤各发生层中大小粒级胶体颗粒的官能团组成主要为-OH、C-H、HPO42-、C=C、C-O,其中HPO42-的含量最高。Ap1层各粒级胶体颗粒的BET比表面积与BJH孔隙体积均低于Brs层的,但（除＜0.1μm粒级胶体）BET平均孔径却高于Brs层。5～1μm、1～0.45μm及0.45～0.1μm粒级胶体颗粒与＜0.1μm粒级胶体颗粒的主要胶结物质分别为非晶质铁铝氧化物与有机质。（3）稻田红壤各发生层中5～1μm、0.45～0.1μm及1～0.45μm粒级胶体悬液的Zeta电位值均趋于0 m V,而＜0.1μm粒级胶体悬液的Zeta电位均为负值,其稳定性显著高于其他三个粒级。相关分析表明,胶体的稳定性大小与总碳、总氮含量成正比,与碳氮比及非晶质铁铝氧化物含量成反比。当Na+浓度＞80 mmol L-1时,分散体系内胶体发生絮凝;而H2PO4-浓度为20～80 mg L-1时,分散体系内胶体分散。各粒级胶体移动性均随磷酸盐浓度的增加呈先降低后升高的趋势,且随胶体粒径的减小而增加。（4）稻田红壤发生层中胶体颗粒（除5～1μm粒级胶体）分布比例随发生层深度增加呈增加趋势,而胶体磷含量(Pcoll)则随随发生层深度的增加呈降低趋势。大小粒级胶体颗粒的Pcoll均显著高于土壤总磷含量,其中,0.45～0.1μm粒级胶体Pcoll含量最高;胶体Pcoll对土壤总磷的总贡献率(Pcoll/TPsoil)高达52.6%～93.1%,表明胶体磷是土壤中磷素的主要赋存形态。（5）稻田红壤各发生层大小粒级胶体颗粒的磷吸持指数（PSI）均随剖面深度增加而增大,且随胶体粒径的增大而降低。大小粒级胶体颗粒主要以专性吸附的方式固定外源磷,被固定磷的解吸率随发生层深度的增加而逐渐降低,且随胶体粒径的增大而逐渐增大,即5～1μm、1～0.45μm、0.45～0.1μm、＜0.1μm粒级胶体磷的解吸率依次为2.75%～60.7%、0.28%～20.1%、0.18%～12.4%,、0.05%～1.44%。（6）稻田红壤Ap1层中5～1μm及＜0.1μm粒级胶体的SPSC均为负值,Ap2层中仅＜0.1μm粒级胶体的SPSC为负值,其余各发生层中各粒级胶体SPSC均为正值;由此可以判断稻田红壤Ap1和Ap2层中＜0.1μm粒级胶体为磷源、其负载磷具有流失风险;而其他三个粒级胶体均为磷汇,其负载磷无流失风险。
其他文献
为了揭示东北地区作物籽粒品质对大气CO2浓度和温度升高的响应,于2019年在中国科学院海伦农业生态试验站气候变化模拟平台开展大田试验。试验采用OTC裂区设计,主区设置对照a Ta CO2(温度为试验区正常气温,CO2浓度值为400μmol mol-1)、增温e Ta CO2(温度为试验区正常气温值+2℃,CO2浓度值为400μmol mol-1),温度和CO2浓度复合增加e Te CO2(温度为试
贵州是暴雨洪涝灾害多发频发区,主要是由于降水异常偏多、强度过大以及贵州特殊地形下降水累积效应引发的,近年来随着极端天气气候事件的不断加剧,贵州局地暴雨引发的灾害程度逐年增加。暴雨灾害风险评估作为一项基础性研究工作,越来越受到政府及公众的重视,科学的评估贵州暴雨灾害风险,对政府科学决策暴雨灾害防御工作和公众科学避灾具有十分重要的意义。本文利用1991-2020年贵州84气象站逐日降水数据,结合社会经
水稻是中国乃至世界重要的粮食作物,水稻物候发育的准确模拟对改善稻田管理、预防水稻气象灾害和保障我国粮食安全具有重要意义。ORYZA2000模型以积温学说为基础,即假设水稻完成某个物候发育阶段需要一定的有效热量（Effective Heat）,然后通过累计逐日热效应判断何时完成发育阶段和模拟发育进程。然而,有效热量的计算依赖温度影响函数,该函数的定义和参数值的确定很大程度上决定了模型的模拟精度。本研
总初级生产力（Gross Primary Productivity,GPP）、蒸散（Evapotranspiration,ET）是碳水循环的重要组成部分,水分利用效率（Water Use Efficiency,WUE）将碳循环和水循环紧密结合,是评价碳水循环和植被用水状况的重要指标。GPP、ET和WUE的变化特征与影响因子存在明显的区域特征,对气候变化的响应也存在区域差异。淮河流域是我国重要的农业
全球气候变化和人为的农业管理措施对农田土壤碳库产生了重要影响。增强农田的固碳能力,推动秸秆还田是推进实现农业双碳事业的重要途径。然而,关于增温和秸秆还田及其复合处理下的农田土壤碳平衡的响应研究中还缺乏对土壤碳平衡过程中各项的分析和定量估算。为此,本研究以2019年11月～2021年10月南京信息工程大学农业气象实验站的原位观测数据,基于土壤呼吸及土壤温湿度、作物叶片SPAD和株高等潜在影响因素,研
背景大气远离局地排放源,其污染主要来自区域污染输送,能够有效地揭示采样点所在大区域范围内的人类活动对大气成分的影响。对我国背景大气已有的研究缺乏对大气颗粒物碳质组分及其有机组分的组成特征、浓度和来源解析方面相关的研究报道。本研究选取了5个由中国气象局建成的区域大气本底站:龙凤山、上甸子、瓦里关、金沙和临安进行同步观测,提供了不同区域背景大气中碳质气溶胶和有机化合物浓度和组成特征等相关数据,并对碳质
稻田是甲烷（CH4）重要的排放源之一,约占全球农业生态系统CH4排放量的30%。微生物介导的甲烷好氧氧化是控制稻田CH4排放的重要途径。目前大气中二氧化碳（CO2）浓度已经从工业革命前的280μL L-1急剧上升至413.93μL L-1。持续升高的CO2会通过生物和非生物因素（如土壤碳输入和无机氮含量等的改变）间接对甲烷氧化菌产生影响。然而目前国内外关于稻田甲烷氧化过程对大气CO2浓度升高的响应
祁连山国家公园是保障我国西北部地区生态平衡的天然屏障,同时也是第一批国家公园体制试点区之一。水热要素作为贯穿祁连山陆地生态系统演化过程中的两大控制因子,决定了研究区生态环境的本底格局,也影响着区域山地-绿洲-荒漠耦合系统的良性循环与可持续发展。基于此,以多源数据为输入构建标准化降水蒸散指数、遥感生态环境指数以及耦合协调模型,研究祁连山国家公园生态环境演变,并探讨研究区水热状况与生态环境耦合协调关系
东北黑土区在我国商品粮领域中处于不可替代的地位,也是我国的大粮仓。距今为止,土壤保水能力下降,有机质减少,团聚体结构退化严重,直接威胁粮食持续增产。生物炭作为新型土壤改良剂,性质稳定不易分解,在土壤退化修复方面有着广阔的前景。本试验选取2011年中科院海伦实验站建立的生物炭还田培肥土壤长期定位试验的2个处理:传统农田施氮磷钾化肥（CK）和传统农田施用氮磷钾配施生物炭（BC）,每个处理3次重复。研究
反照率是影响地表辐射收支与能量平衡的重要因子,城市街区反照率直接造成城市热岛、热胁迫等生态气象环境问题。民用无人机遥感的空间分辨率可满足城市街区尺度的反照率观测需求,但是受到无人机搭载的消费级数码相机一般无法捕获近红外波段信息的限制从而缺乏相应的短波反照率估算方法,导致现有研究对城市街区反照率的时空特征及其影响因素的认知缺乏。本研究基于大疆精灵4多光谱无人机结合适用于城市下垫面的宽波段转换系数,开