湖北几种地带性土壤颗粒的物质组成与表面化学性质

发布时间：2019-07-23 18:10

【摘要】：我国湖北地区以降水量大、温度和土壤风化程度较高、淋溶较强烈为特点。不同类型、不同粒级土壤颗粒性质不仅能反应气候地带性变化,对土壤中重金属元素以及营养元素的保持、释放同样具有较大影响。本研究在湖北地区由南到北,分别采集了阳新、通城、罗田、襄阳等地的红壤、黄棕壤和黄褐土。分析所取土样的基本理化性质,并研究了阳新(YX)红壤和襄阳(XY)黄褐土中不同粒径(2000nm胶体、450-2000 nm、100-450 nm)、未去有机质/去有机质土壤颗粒的表面化学性质,包括土壤比表面、Zeta电位、电导率等,及其对金属元素铜和营养元素磷吸附/解吸的影响,结果表明:(1)随着纬度的增加土壤的p H上升,不同形态铁铝氧化物总量有降低趋势;与淋溶层相比淀积层的p H值先降低,后上升,并且纬度越高,上升的幅度越大;不同土壤淀积层、母质层土壤的有机质、全N含量跟淋溶层相比均下降,降低程度同样随着纬度增加而增加。随层次的增加土壤阳离子交换量多呈不同程度的增加,淀积、母质层土壤粘粒含量增加,不同形态的铁铝氧化物含量逐渐减少。(2)去除有机质,对土壤化学性质有较大影响。表现为襄阳黄褐土经去除有机质后粒径明显减小,土壤p H值降低,电导率显著升高,土壤Zeta电位值向正方向移动,土壤比表面显著增加。对不同粒径土壤进行对比可以看出,随着粒径从450-2000 nm减小到100-450 nm,土壤电导率、p H值、比表面均呈增大的趋势。不同粒级土壤比表面大小为100-450 nm胶体450-2000 nm颗粒。(3)由不同类型土壤颗粒对铜吸附结果可得,未去有机质土壤比去除有机质的吸附量大,且较小颗粒有较大的吸附量。阳新红壤、襄阳黄褐土两种土壤不同颗粒对铜吸附量表现为,襄阳黄褐土未去有机质的土壤吸附量最大,去有机质的次之,阳新红壤相对较小;不同粒级土壤吸附量大小为100-450 nm颗粒大于450-2000 nm颗粒和胶体。粘土矿物对铜的吸附较易被解吸,有机质含量越低,解吸率越大,粒径小的解吸率较大。表现为襄阳黄褐土的解吸率大于阳新红壤的,去有机质土壤解吸率均大于未去有机质土壤的,100-450 nm颗粒解吸率较其它粒级颗粒的大,450-2000 nm颗粒与胶体对铜的解吸率比较接近且较小。(4)两种土壤对磷的吸附量均较低,不同土壤对磷的吸附量表现为未去有机质土壤的吸附量大于去有机质土壤的,且襄阳黄褐土的吸附量要大于阳新红壤的,不同粒级土壤对磷的吸附量大小为,100-450 nm颗粒的吸附量较大,胶体吸附量次之,450-2000 nm颗粒吸附量通常最小。不同类型、不同粒级土壤对磷的解吸率均较小,大小在5-18%之间。
【图文】：

各取样点土壤剖面

罗田黄棕壤襄阳黄褐土图 2 各取样点土壤剖面Fig.2. The soil profiles in different sampling sites2.1.2 不同粒级土壤样品的制备去有机质纳米颗粒样品的制备:（1）将过 2 mm 筛的土壤样品 50 g 于 500 ml 高脚烧杯中，加入少量蒸馏水以湿润土壤，再缓缓加入少量 30%过氧化氢去除有机质(应少量多次，以避免反应过于剧烈)，用带胶头玻璃棒搅拌，待反应微弱后静置过夜，然后置于水浴锅中 60 °C 条件下加热，，以快速去除有机质，同时视反应情况加入适量过氧化氢，并且充分搅拌，使反应充分，直至加入过氧化氢后，高脚烧杯中无气泡产

不同处理土壤SEM/EDS图

图 5 不同处理土壤 SEM/EDS 图Figure 5 The SEM/EDS figure of soils with different treatment注：a：YX-100-450 nm 未去有机质颗粒，b：YX-450-2000 nm 去有机质颗粒，c：YX-100-450 nm 去有机质颗粒，d：YX-去有机质-胶体, e：XY-100-450 nm 去有机质颗粒。3.6 不同粒径土壤对铜的吸附由图 6 不同粒径土壤对 Cu 吸附结果可以看出，四种类型土壤对溶液中Cu2+的吸附规律基本相同，即随着平衡液 Cu2+浓度的增加吸附量先快速增加，后缓慢增加，吸附过程主要分为两个阶段，首先为快反应阶段，即当平衡液Cu2+浓度较低时(未去有机质土壤在 Cu2+浓度<30 mg/L，去有机质土壤在 Cu2+浓度<40 mg/L)，Cu2+吸附量随 Cu2+浓度增大急剧上升，然后为慢反应阶段，随着平衡液 Cu2+质量浓度继续增大，吸附等温线逐渐趋于平缓。
【学位授予单位】：华中农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S153

【参考文献】