公务员期刊网 精选范文 土壤的主要性质范文

土壤的主要性质精选(九篇)

土壤的主要性质

第1篇:土壤的主要性质范文

论文摘要 提出重庆市主城区园林土壤存在的主要问题,即偏碱、养分含量低和物理性质差等,并针对各种问题分别提出相应的化学措施、工程措施、生物措施、管护措施等,以期给园林建设提供 参考 。 

 

土壤是城市生态系统的重要组成部分,是城市园林绿化必不可少的物质条件[1],直接影响着城市园林绿化建设和城市生态环境质量[2]。然而,由于园林景观和绿化效果主要是由植物直接来体现的[3],园林植物的质量易受到重视,而对于园林植物的生长基质——土壤的质量则往往考虑较少[4,5]。重庆主城区园林土壤来源复杂,相当数量的土壤存在ph值偏高、养分含量低、容重大、砾石含量高、质地黏重、通气性差等缺陷,直接或间接地带来了苗木成活困难、苗木成活后长势衰弱、后期管护困难等问题,严重阻碍了园林绿化又好又快的 发展 。目前,重庆市正在建设国家园林城市和森林城市,随着大量园林建设的进行,园林土壤的问题越发凸显。如何管理和改良园林土壤质量,为园林植物创造良好的生长环境,从而提高园林绿化建设的质量已显得十分重要。 

 

1 重庆主城区园林土壤存在的主要问题 

 

重庆主城区位于四川盆地东部褶皱带的平行岭谷间,城市土壤以紫色砂泥岩风化物上发育的中性和石灰性紫色土为主[6]。园林土壤作为一种特殊的城市土壤,其特性不同于城市的一般土壤或农田土,其主要来自客土,很大一部分是外来土或添加物。重庆主城区内大量的城市建设使园林土壤土源复杂,土体层次紊乱,表土经常被移走或被底土掩埋,土层中常掺入底层僵土或生土,以及大量的砾石和建筑垃圾等;加之人类活动的强烈影响改变了土壤的理化性质,使其结构退化,养分缺失,影响了园林植物的生态绿化效果。重庆主城区园林土壤主要存在三大主要问题,即偏碱、养分含量低、物理性质差。 

1.1土壤偏碱 

重庆主城区大部分园林土壤的酸碱性为中性偏碱,ph值在7.0~8.5,其中还存在着一定数量的强碱性土壤(ph值>8.5),对桂花、香樟、雪松、杜鹃、山茶等喜酸性园林植物而言,这样的土壤条件会大大降低其种植成活率,严重影响其生长。 

1.2土壤养分含量低 

重庆主城区园林工程进行填埋建植的土壤主要有建筑过程中挖掘出地下未充分熟化养分贫瘠的土壤、混合了建筑垃圾的施工剩土、山地土壤,其土壤有机质含量及氮、磷含量都普遍偏低。据调查,重庆市街约55%的土壤有机质含量偏低,约40%的土壤有效氮含量偏低,约60%的土壤有效磷含量偏低,速效钾含量中等[7]。这样的养分含量水平容易导致植株恢复缓慢、生长受阻。加之对园林绿地养分的补给往往不能使其土壤肥力达到平衡,土壤肥力呈逐渐下降的趋势,制约了城市绿地生产力的提高。 

1.3土壤物理性质差 

重庆主城区地形以丘陵为主,地形起伏大、水土流失特别严重,土层侵蚀和堆积作用频繁[6],加上广泛分布的紫红色砂岩和页岩夹杂在土层中,在建筑施工时极易致使大量的岩石侵入栽植土壤中,一些栽植土壤还含有大量建筑碎石、砖块、水泥、石灰等建筑垃圾。未清除这些侵入体就地栽植,特别是栽植大树,容易导致泥团外露、苗木泥团周围形成空洞、水分和养分流失、新生根系生长困难等,最终将导致苗木死亡。重庆主城区园林土壤的容重偏高,由于施工压轧、行人践踏、硬化铺装等人为活动,土壤的结构被严重破坏,有的土壤容重高达1.60~1.80mg/m3 [7]。特别是大量行道树的根系被挤压在硬化路面下有限的土壤中,直接造成土壤水气循环受阻等不利条件,使得根系发育受阻,树木生长困难,对直根系的乔木类园林植物危害尤其严重。 

 

2 土壤改良措施 

 

2.1偏碱土壤的改良措施 

2.1.1化学措施。①离子中和。改良偏碱土壤的常用措施,对于大面积的偏碱土壤改良较适合。主要是通过强酸根离子将土壤中的碱性离子中和,达到降低土壤碱性的目的,如施用硫磺、硫酸亚铁、柠檬酸等。在实际应用时,要确定用量的大小,一般应通过测定土壤的总碱度再 计算 出相对精确的用量,也可以根据中和试验筛选出相对合适的用量。②施有机肥。有机肥料含有许多腐殖酸等酸性物质,可中和土壤中的碱性物质,防止土壤板结,促进土壤形成团粒结构;它还具有很强的螯合能力,能交换土壤团粒上的致碱离子。不仅能降低土壤酸碱性,还能改善土壤物理性质、提高土壤肥力。 

2.1.2工程措施。①穴土置换。局部土壤的改良措施之一,对于栽植树木的偏碱土壤改良较适合。在开挖需要种植喜酸性园林植物的栽植坑时,适量放大树坑,栽植前,在树坑中填入原本酸性的或者经过化学改良好的偏碱栽植土,使植物根部周围的小范围内的土壤酸碱性得到改善,以维持树木生命力,待树木生根发芽后其对碱性危害的抗性增强。②挖沟排水。土壤中的致碱物质主要是水溶性盐或碱性物质,地表水能溶解表层土壤中的致碱物质,再通过挖沟排水,把含有致碱物质的土壤深层水排出,达到有效降低致碱物质含量从而降低土壤碱性的目的。同时,应控制好排水沟的密度和深度,可以对排水沟进行加盖和装饰,这样既能防止意外发生,又能提高景观质量。 

2.1.3生物措施。①栽植耐碱园林植物。一些园林植物本身具有一定的耐碱能力,如海桐、木槿、柽柳、石榴、栾树、椰树、仙人掌、康乃馨等。这些园林植物都能在ph值7.5~8.5的碱性土壤中生长发育。对于ph值8.5以上的强碱性土壤,因为其高碱性对土壤水肥平衡和园林植物生理代谢的强烈影响,对这些耐碱园林植物的生长发育也会产生危害,应该先改良再栽植。②栽植绿肥植物。一些绿肥植物在生长过程中吸收土壤碱性物质,同时又能在其根部分泌酸性物质以及其根瘤腐化后能在土壤中残留酸性物质。因此,栽植绿肥植物能达到降低土壤酸碱性的目的,可以用作碱性土壤生物改良的绿肥植物有麦草、黑麦草、燕麦、绿豆、苜蓿等。对于新建设的单位、公园、小区等绿地,可以利用这种方法进行改良。 

2.2养分不足土壤的改良措施 

2.2.1有机肥料培肥。有机肥料含有丰富的有机质,能协调土壤中的水、肥、气状况,促进微生物的活动,从而保证植物生长的养分需求。常见的有机肥有泥炭、油饼、鸡粪、菌包等。在新建绿地过程中,对于土壤养分不足的绿地,首先要施入足够的有机肥,具体做法是,栽植乔木前把有机肥和栽植土混合后填于树坑底部;栽植灌木或地被植物前在表土上均匀地撒上一层有机肥,再翻耕于土壤中。对现有绿地也应追施有机肥,补充土壤的养分库。具体做法是,乔木绿地可以转孔施肥,灌木或地被植物绿地可以沟施或撒施。 

2.2.2化学肥料培肥。施用化学肥料是目前绿地补充土壤养分的最主要手段,但是由于化肥养分的单一性,长期施用将造成土壤养分的不平衡,特别是不 科学 的施用方法将引起土壤板结,恶化土壤环境,影响园林绿化可持续 发展 。测土配方施肥是解决施用化肥造成土壤养分失衡的有效途径。一种方法是测土施肥:先化验土壤,根据土壤养分状况,再根据植物的需肥 规律 , 计算 出一个 经济 合理的施肥量,这是最科学、准确的施肥方法。另一种方法是配方施肥,配方肥是根据不同植物的需肥特性配制化学肥料配方,根据植物种类和生长状况选用适合的配方,这种方法虽没有考虑土壤的状况,但也算相对合理[8]。

2.2.3商品化复合改良剂培肥。与常见的有机和无机肥料相比,商品化复合土壤改良剂具有更快速的改良效果,其主要成分有矿质养分、有益活性微生物、生长激素等,其作用机理为促进土壤养分转化,降低土壤中有害物质的活性,促进土壤生态系统恢复。在园林建设中,利用商品化复合土壤改良剂,能在较短的时间内达到改良土壤的效果,提高绿地的绿化质量。 

2.3物理性质差土壤的改良措施 

2.3.1工程措施。①清除砾石和建筑垃圾。对于有大量的岩石、砖块、水泥、石灰等侵入体的栽植土壤,必须清除这些危害因素,最好对要栽植植物的表层土进行翻耕,在翻耕的过程中去除。②防止压实。在绿地平土和栽植植物时,采用人工驳运和回填,尽可能地减少机械作业,防止压实土壤。对建好的绿地进行防护,防止人为的践踏。③开沟排水。开沟排水能防止植物根部积水,缓解水气矛盾。一般来说,排水沟应略低于园林植物根系深度,以保证园林植物根系周围地下水的排出。应根据土壤情况和对园林景观的影响确定间距大小。④利用有机覆盖物。有机覆盖物是目前国外城市地表覆盖中比较盛行的一类覆盖物质,主要有废弃的树皮、核鳞、树叶、松针、木片、草叶等植物材料。有机覆盖物能改善土壤理化性质,能减轻环境胁迫对植物生长造成的不利影响,还具有防尘、装饰的功能。⑤采用透气透水材料。采用加放人工透气管的方法改善乔木根部透气性。具体做法是,将塑料管用无纺布包裹两头,空档处填满珍珠岩,放置于树木根部,管长以从园林植物根部至地表为宜,人为地在土壤中营造出透气空间,从而改善园林植物根部的透气性。 

2.3.2管护措施。翻松培肥,通过翻松土壤打破板结层,增加土壤的通透性,使土壤容重变小,孔隙度增加,好气性微生物活动增强,养分得到释放。在翻松土壤的过程中,可以往土壤中掺入泥炭、树皮、树叶、珍珠岩等,增加土壤中的孔隙,使土壤的容重降低,从而改善通气状况。 

 

3 结语 

 

园林土壤的重要作用决定了对其改良的工作是个重要的过程,而其特殊性质又决定了对其改良又是个长期的过程。在园林绿化建设中,通过多种改良措施为园林植物创造一个良好的生长条件,对园林植物在种植后成活和恢复生长能发挥巨大的作用,是提高园林绿化质量的根本基础。同时,与具体的改良措施相比,园林土壤的质量管理也非常重要,通过建立科学的园林土壤准入体系、珍惜保护土壤表层土、建立适合园林绿化的栽植和养护规范、控制土壤污染等手段,能有效地促进园林土壤的改良和保护,是提高园林绿化质量的有力保障。 

 

4  参考 文献  

[1] 张菊芳,方海兰,项建光,等.加强园林土壤质量管理确保上海园林绿化建设质量水平[j].上海标准化,2002(6):53-54. 

第2篇:土壤的主要性质范文

关键词 耕地地力;现状;土种分布;施肥对策;安徽郎溪

中图分类号 S158.2 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2012)17-0229-03

郎溪县位于安徽省东南端,紧靠苏南。地理位置北纬30°48′~31°18′,东经118°58′~119°12′。地貌分区为长江冲积平原与皖南低山丘陵的交接带。全县东南高,西北低,为倾斜地貌。郎川河横贯中部,形成一条狭长的东西河谷冲积平原。该县总面积1 109.61 km2,其中水田3.18万hm2,占全县总面积的28.70%,旱地1万hm2,占9.00%,农耕地总计占全县总面积的37.67%,林业用地2.93万hm2,占26.50%,水面1.33万hm2,占12%。气候属温带向亚热带转变过渡类型,年平均温度28.5 ℃,年平均降水量为1 143 mm,年日照时数为2 107.5 h。郎溪县地处皖南低山丘陵与长江冲积平原的交接地带,地形以丘陵和冲积平原为主,属较典型的大地貌类型的过渡地带,境内发育有黄红壤、黏盘黄棕壤,形成了石灰岩土、水稻土、紫色土、潮土等土类。

1 耕地地力现状

全县Q2红土面积约1.67万hm2,其中耕地面积为1.25万hm2,有林地0.28万hm2,利用面积占总面积83.7%;Q3黄土面积约1.78万hm2,其中耕地1.427万hm2,有林地0.084万hm2,利用面积占总面积85.3%;Q化物和沉积体面积约3.66万hm2,其中耕地1.50万hm2,有林地1.08万hm2,利用面积占总面积70.1%。Q2红土区,茶、粮为主,林、牧为辅;Q3黄土区,油、粮为主,豆、棉为辅;Q化体区,林业为主,牧业为辅,Q4沉积体区,粮、油为主,渔、牧为辅。4个区的大致理化性状见表1。

1.1 Q2红土区

物理性黏粒含量在55%左右,但因利用状况不同,受长期人为和自然的双重干预,质地也有差别,如自然土壤,表层多重壤或重壤偏重,焦斑、网纹等层多为重壤偏重至黏土,即使个别表层有水土流失者,质地亦呈重壤偏轻,耕地土壤,则随旱耕和水耕的利用方式,差异较大,但普遍轻于自然土壤,旱地表层多重壤,少数为重壤偏轻,心土、底土层与自然土壤相似,水田在成土过程中绝大部分为红土再堆积的坡、洪积物,受地貌影响,在耕作灌溉中多有流水的再搬运作用,黏粒有流失现象,而损失的程度常随地形的倾斜度和灌溉技术差异而不同,流失重的则耕层可达中壤,损失轻者则为中壤偏重至重壤偏轻,该区内栽培作物以粮食的水稻、薯类为主。

1.2 Q3黄土区

物理性黏粒含量为48%左右,该区土壤质地主要受母质机械组分和地形条件的影响,变化较大,表层多中壤偏重至重壤,黏盘层多重壤至轻黏,其变化规律与Q2红土区显然不同者为其表层质地,水田则普遍重于自然土壤和旱地,一般水田耕层多重壤,少数为中壤,而自然土壤,则重壤与中壤几于相近,旱地则多中壤,部分为重壤。这种质地状况的形成,一方面受母质和成土环境影响,另一方面人为的干预也很重要。水田多属再堆积的黄土坡、洪积物,基本属黏粒搬运的接受者,散多重壤,黄土区稻田生产的产量形成,黏粒含量常常是主导因子之一[1-2],在水源稳定的前提下,凡是黄土区高产田几乎全属重壤或更偏重的稻田。受土壤酸度和质地影响,旱地农作物以喜中性和要求通透性较好的大豆、棉花为主。

1.3 Q化体区

多为各类母岩的近期风化物,地处低山和丘陵地带,土壤质地随母岩性状差异很大,自砂壤至黏土,姚村周围的花冈岩风化物多砂壤至中壤偏轻,伍员山、亭子山主体及鸦山、白杨岗的硅质岩区,多轻壤至中壤偏重,涛城庆丰、凌笪钱桥、梅渚傅家等中性岩区,多重壤偏轻至重壤,凌笪的下吴、方里、候村等基性岩区,多重壤至重壤偏重,涛城长乐、姚村天子门等泥岩区、多重壤偏重至黏土,该区多属灌丛疏林区,随质地变化,植被类型亦略有差异,如质地较轻的花冈岩、硅质岩区、多栎、杉、槠类、毛竹等乔木,质地稍重的中、基性岩区,多枣、松、杂丛、草坡,质地重的泥岩区,多草坡、灌丛及疏林。上述林分的长势、长相,也随质地的轻、重,及通透与黏闭程度而有一定区别,如杉、毛竹等在黏闭土壤上多生长不旺。该区土壤质地的形成与变化,多属自然因素,人为干预较少。

1.4 Q4沉积体区

多为冲积和湖积2大母质上发育的土壤,少量Q2红土、Q3黄土在低洼处的静水沉积物。全区平均质地为重壤左右,郎川河等河流上游稍轻,下游偏重,故自中壤至黏土,呈渐次演变过程。该区内地形平坦,利用方式也较单一,绝大部分为稻田,成土后的质地变化很小。这种偏重的地质地,给水稻生产带来了土壤优势,上游稍轻的冲积物,土壤通透性较佳[3-4],也有一定的养分含量,给稻麦轮作、种植玉米、大豆等提供了较好的条件。

2 主要土种分布利用情况

2.1 红壤土

郎溪县红壤面积占全县总面积的40%,达到2.8万hm2,是6个土类中分布面积最广的土类之一。飞里、毕桥、十字、姚村等4个乡镇是全乡范围内分布,凌笪、涛城、幸福、南丰等4个乡镇则是区域分布。

发育在Q2红土上的网纹层,多呈酸性反应,pH值为4.5~5.0,呈强酸性。一般淀积层5.0~5.5,红壤表土层5.5~6.0。母质层表层多趋于微酸,不同母岩发育的母质层pH值有所差异,花岗岩风化母质通常小于5.2,中性岩上的一般约为6.0。有机质含量丰富的地区,pH值趋于中性。硅铝铁率为2.0~2.5,铁的活化度大于10%,盐基饱和度多在40%以下,盐基代换量在10 me/100 g以下,黏粒部分的代换量小于35 me/100 g,盐基组成虽以钙、镁成分高,但显著低于棕壤、黄棕壤;组成百分率也显得特别低,钾、钠离子含量多低于10%,有的呈痕迹态。黏土矿物以高岭为主,伴有绿泥石、伊利石、蛭石、三水铝石。覆盖好、阔叶林为主的区域,有机质积累、分解均较快,在植被破坏后,土壤流失严重,分解快,土壤性质差于黄棕壤、棕壤。淀积层常有小量或中量的铁锰结核,其中农业用地主要是茶叶和薯—油(麦)、豆—油(麦)、玉米—油(麦)栽培模式,土壤酸性较强。

2.2 黄棕壤

黄棕壤占全县农林总面积的11%,达到0.8万hm2,集中连片分布于梅渚、新发、涛城、凌笪等乡镇,其他地区有零星镶嵌状分布。黄棕壤一般作为农业用地利用,垦植率达80%以上。与红土相比,郎溪县黄棕壤的生产性能较高,尤其是基性岩上发育的黄棕壤,常用于发展经济林,如板栗、柿、枣等,或者用作农耕地,只有极少数为荒山草坡。Q3黄土区、地貌平坦,自然植被多有中幼年的针叶林,以马尾松为主,零星镶嵌在农耕地中间,由于该土壤的适种性广,农业用地夏季多为黄豆、棉花、玉米、山芋,冬季为小麦、油菜,利用指数比红土上发育的黄泥土高,指数达1.6以上,很少一年一作。该土类在郎溪县北部为棕壤,南部为黄红壤,故其形态特征,常是南北地带性土壤的过渡性质,土壤的通体为黄棕色或灰棕色,郎溪县发育于Q3黄土和基性岩母质上的略有区别,前者表层为黄棕至淡黄棕色,基性岩则多暗棕色至淡棕黄色,黏粒部分特别是发育于Q3黄土的,在淋溶脱钙过程中被破坏,硅、铝、铁率的值变异较大(表层在黏粒流失后,多无鉴别价值),在该县的硅铝率则多在2.6~2.9,黏化值在1.2以上。同时,Q3黄土的黏盘层因受Q3期气候的影响,代换性硅、铝值较低,代换性总酸度各黏盘层多在0.15 me/100 g以下,但均质黄土在近期以来发育不甚明显的淀积层,则多在1 me/100 g以上。盐基饱和度基本均达90%以上,在基性岩上发育者,有较高的阳离子代换量,而盐基饱和度则常较Q3黄土低,多在65%~85%。黏土矿物组成,既有高龄石、伊利石,也有少量蒙脱,高龄石含量显著比红壤低,常不是组成的主要成分,Q3黄土的黏盘层尤其如此。

2.3 水稻土

郎溪县最主要的土壤是水稻土,占全县总土地面积的45%,其面积分布最大。全县水稻土面积为3.18万hm2,分布于全县12个乡镇,占耕地总面积的76%,水稻土的生产状况对郎溪县农业经济有决定性的影响。具体分析各乡镇分布情况,幸福、东夏、建平、南丰、涛城等5个乡质量最好,分布最为集中。南部Q2红土区以黄泥田为主,南部姚村乡以麻砂田、硅质泥田为主,北部Q3黄土区以马肝田、黄白土田为主,中部郎川河两岸以砂泥田为主。郎溪县水稻土基本有潴育型、淹育型、潜育型、侧渗型4个亚类形成,其中以淹育面积最小、潴育型面积最大。郎溪县水稻土土壤中氮素和有机质含量中等水平,钾元素和磷元素含量不足且分布不均匀,土壤呈弱酸性,在重点调查的3.18万hm2水田中,全县有机质平均含量22.837 g/kg比第2次土壤普查高3.037 g/kg,冲田、圩区田块土壤有机质含量相对岗丘区高,有机质Ⅲ级中等含量田块约2.07万hm2,占72%;全县磷素养分平均含量6.3 mg/kg比第2次土壤普查高1.13 mg/kg,Ⅳ级含量缺乏田块1.87万hm2,占87%左右;钾素养分平均含量75.81 mg/kg比第2次土壤普查高13.81 mg/kg,Ⅳ含量缺乏田块1.93万hm2,占85%;全氮平均含量1.23 g/kg比第2次土壤普查高0.12 g/kg,含量Ⅲ级中等田块2.2万hm2,占80%;pH值平均为5.62,比第2次土壤普查低0.18;全县有效铁、锰、铜均呈丰富状态,有效锌含量属Ⅲ级中等水平的有凌笪乡、毕桥乡、东夏镇、新发镇、飞里乡,其余乡镇达Ⅱ级丰富水平;交换性钙镁含量为Ⅱ级丰富水平。有效硫缺乏田666.67 hm2,占2.4%(缺硫田主要分布在姚村乡、其余乡镇均为中等至丰富状态),硼素养分缺乏较为突出,硼素Ⅳ级含量缺乏田块2.73万hm2,占98.%。郎溪县水田高产田约为0.83万hm2,占30%左右,主要集中在中部郎川河中下游沿南漪湖地区,中等田块约为1.67万hm2,占60%左右,主要集中在北部黄棕壤及中部郎川河上游地区,低产田为2666.67 hm2左右,占10%,主要分布在南部低山底部。

2.4 石灰岩土、紫色土和潮土

石灰岩土、紫色土和潮土等3类土壤所占比例较小,因为交通不便或者环境不利,影响此3类土壤的利用,部分可作为林业用地。郎溪县石灰岩土多分布在北部断块上升的低山周围,高程在70~140 m的残丘上,紫色土分部在20~50 m的基岩秃山上及其周围平缓地段。郎溪县潮土多为未曾垦植利用的河滩沙地,在9~14 m的半荒芜河湾间。郎溪县棕色石灰土,面积约266.67 hm2,是自然土壤中最小的土类,分布在凌笪乡的下吴、独山2个村,为低矮平缓的石灰岩残丘。土壤植被为灌丛、杂草,局部为人工营造的低矮松、杉林,生长欠繁茂,疏林景观较突出,土体构型为A、C、D,母质性状强烈。郎溪县紫色土面积约2 666.67 hm2,占全县自然土壤总面积2.93万hm2的9%,分布在涛城、水鸣、十字、飞里、幸福、城南等6个乡的乡际界山上,多处边远地区,该县紫色土所处的地形部位,为起伏度大于Q2红土和Q3黄土的指状岗地,多有一定的侵蚀现象。常与Q2红土互相镶嵌,两者的交接带上呈复区分布,有时形成二元母质土壤。目前,郎溪县的紫色土多为荒岗草坡,部分为疏林灌丛,人工营造的少量松、杉林,由于土壤遭受侵蚀,高处生长欠佳,低处则较Q3黄土母质上者优良,冲凹堆积深厚处,成林较快,成为荒岗草坡的苍翠点。开垦后侵蚀更甚,且在较短时间内常变为薄地,因此群众不愿垦植,至今全为荒林地。郎溪县的紫色岩类,均为粉砂质和砂泥质,有的在顶部覆有薄层的第三纪红色砂砾岩。成土后多为粉砂质至泥质土壤。分类上只有酸性紫色土1个亚类,酸性紫色土1个土属,1个紫色土土种。

3 施肥对策

3.1 红壤土

一是稳定使用氮素、增加使用磷素、钾素肥,配合施用其他中微量元素肥(特别是硼),促进作物正常生长。二是各类农业用地要逐年深耕,熟化土壤,增加熟土层厚度,加强秸秆利用、增施有机肥,增加土壤有机质含量。三是用土壤碱性调理剂进行酸性改良。

3.2 黄棕壤

一是稳定氮素肥使用量,增加施用磷、钾肥,促进作物正常生长,科学合理追肥,防止作物早衰。二是各类农业用地要加强秸秆利用、增施有机肥,增加土壤有机质含量,以肥带水,增加土壤持肥持水性能。三是精耕细作,合理管理,种养结合,加大土杂肥使用量,着重改善土壤耕性[5-6]。

3.3 水稻土

一是在郎川河中下游建平镇、幸福乡、东夏镇片属中高等肥力水平片,大多属青湖泥田,肥力较好,但土壤固磷性强,稻麦种植模式的田块要加强磷肥运用,科学运筹施用氮肥,适当施用锌肥。二是郎川河上游南丰乡、涛城镇属潮砂泥田类中低等肥力水平片,土壤持肥能力差,建议在基肥中加大有机肥施用量,增强土壤持肥、持水性能,加强追肥技术运用,防止作物后期脱肥。三是北部丘陵畈区新发镇、梅渚镇、凌笪乡属马肝田、黄白土田类中等肥力水平片,土壤持肥能力不强,必须在基肥中加大有机肥使用量,增强土壤持肥、持水性能,加强中后期追肥技术运用,提高作物穗粒数和千粒重。四是南部丘陵区飞里乡、毕桥镇、十字镇属棕红泥田类中等肥力水平片,土壤耕作层浅,有机质含量低,固磷性强,必须加强秸秆还田工作,在基肥中加大有机肥施用量,增加磷肥的施用量,并加强追肥技术运用,以防止作物后期脱肥早衰。

3.4 石灰岩土、紫色土和潮土

一是深耕改土。该片旱地和水田耕层均不厚,多在14 cm左右,应适当深耕,重施有机肥,并采用相应的保土、保肥措施,防止增加耕层后,再遭侵蚀,形成薄地(田)。二是保护荒草坡。目前所有的紫色土区和部分砾质黄红壤有不少荒草坡,应尽快造林绿化,减少水土流失,增加林业收入和社会效益,保护坡麓稻田,这些土壤应立即停止开垦农用。三是农业旱地、水田,应以重施有机肥、增施磷肥、钾肥为主的改土措施。一些白浆田、白黄泥田尤为重要。四是紫色土有较好的原生矿物肥力基础,可以发展苗木、茶叶、水果,应成为该片发展经济的重点项目之一。

4 参考文献

[1] 周宏美,宋晓,张彦玲,等.豫东潮土区耕地土壤养分动态监测与培肥途径[J].河南农业科学,2006(3):68-71.

[2] 刘义平.福安市耕地土壤肥力状况及改良途径[J].江西农业学报,2009(9):61-63.67.

[3] 杨琳,夏海鳌,黄铁平,等.湖南省耕地土壤退化现状、原因及防治对策[J].安徽农业科学,2005,33(2):355-357.

[4] 李浩,谢丽红,陈敏智,等.成都市耕地土壤有机质现状与管理对策[J].四川农业科技,2009(3):51-53.

第3篇:土壤的主要性质范文

【关键词】黄土性质;土壤侵蚀;化学性质

黄土是一种在世界范围内分布相当广泛的土壤,这种土壤由于其固有的物理、化学性质,与土壤侵蚀之间有着密切的关系。一般来讲,黄土由于其土质的疏松以及土质透水性强等性质,土壤侵蚀会很严重,从而导致土壤营养的流失,以及土壤质量的下降。而对黄土性质与土壤侵蚀关系的探索,则对土壤的研究会有很大的意义。

1 黄土性质概述

黄土是一种在干燥的气候条件之下形成的具有状柱节理的黄色土状堆积物。它产生于最新的地质时期,距今约200万年左右。这种土质地均匀,如果用手去搓一下就容易成为粉末,并且其中含有大量的钙质以及黄土的结核。具体来讲,黄土具有下面几个方面的性质:

(一)垂直节理发育

黄土在形成的过程中由于堆积加厚受到重力的影响,导致土粒间的上下之间的距离变得紧密,而左右之间的距离却没有改变,这样在水和空气的作用下,让黄土的垂直管状空隙不断的运动,从而导致了黄土的垂直节理发育。

(二)层理不明显

一般来说,沉积岩都有着层理,但是黄土作为一种沉积岩,却无明显的层理性。因为黄土在形成的过程中是渐次堆积而形成的,在这个过程中会形成非常薄的层理,有时候用肉眼几乎是看不见。另外,由于长期受到风吹雨淋,黄土土质又疏松,所以其表层往往都是黄土泥浆糊状物,因此,这从外面来看也观察不到黄土的层理。

(三)具有多孔性以及沉陷性

黄土由于是在干燥半干燥的气候条件下形成,其主要是由小小的粉状颗粒组成,所以他们之间的结合不紧密,也就是有很多大小不同,形状各异的空隙以及空洞。当然黄土的多孔性还与外力对黄土的作用有关。除了多孔性黄土还具有沉陷性,这个性质的形成也与气候以及黄土本身的性质有关,由于黄土是粉末状,所以在水以及一些重力的作用之下,就会沉陷。

四)透水性较强

黄土由于其垂直节理发育,并且具有多孔等特性,所以导致其具有较强的透水性。一般来说,未沉陷的黄土透水性强,沉陷过的黄土透水性较弱,黄土状的岩石透水性较弱,典型的黄土透水性强,而透水性的强弱与黄土的侵蚀有着紧密的关系。当然黄土的这几种性质相互影响,相互作用,形成了黄土独特的性质。

2 土壤侵蚀类型及影响

土壤侵蚀是指土壤在外力的作用下,被破坏、搬运以及沉积的过程。一般来讲,土壤侵蚀的类型有下面的几种:

(一)水力侵蚀

水力侵蚀是土壤侵蚀的一种,它是由于降雨以及一些径流所引起,也简称为水蚀。水力侵蚀主要包括面蚀、潜蚀、沟蚀和冲蚀。其中面蚀也成为片蚀,是片状的流水或者雨滴对地表进行的一种比较运城的侵蚀,这样的侵蚀主要发生在一些植被不多水土保持不好的坡地;潜蚀则是由地表径流的渗入所引起的侵蚀,它导致了喀斯特溶岩地貌的形成;当然这种水力侵蚀在黄土地区也是相当的易见;而沟蚀则是集中的线状水流侵蚀而成的,它是由片蚀发展而来的;冲蚀则是由于沟谷中的时令性的流水侵蚀而成的。

(二)重力侵蚀

重力侵蚀也是土壤侵蚀的一种。这种土壤侵蚀是在重力的作用下发生在不稳定的土石岩体上的,这种土壤侵蚀可以分为泻流、崩坍、滑坡和泥石流等类型,大部分都发生在深沟大谷的高陡边坡上。

(三)冻融侵蚀

这种土壤的侵蚀主要是分布在我国的的西部高寒地区,是由于土壤含有大量的水分并结冰所致。在春季的时候,上面的冰层融化,而下部的冰冻依旧没有解除,从而形成了隔水层。当上部有水流流过的时候,则会对土壤形成侵蚀。

(四)风力侵蚀

这种侵蚀是由风力作用形成的,这种土壤侵蚀一般出现在植被稀疏,比较干旱的地方。这种侵蚀的面积比较广泛,并且侵蚀的严重程度跟风力的大小、土壤的性质以及地形的特征等都有着紧密的关系。

(五)人为侵蚀

人为侵蚀也是土壤侵蚀的一种,这种侵蚀是因为人类的经济活动以及对于土体表面的不断开发,植被的破坏而造成的,这种土壤侵蚀给自然生态

造成了严重的破坏。

3 黄土性质与土壤侵蚀的关系

在黄土的侵蚀中,黄土的性质与其侵蚀有着紧密的关系。黄土所具有的物理性质以及化学性质都与土壤的侵蚀有着密切的关系。黄土性质与土壤侵蚀的关系主要表现在下面的几点,以供参考:

(一)黄土物理性质与土壤侵蚀的关系

(1)透水性与侵蚀的关系

黄土的透水性会让土壤的侵蚀加重,并且很多的危险性的土壤侵蚀都是由于黄土的透水性决定的。研究表明,在其它条件大致相同的时候,土壤的渗透率与其上面所经过的径流量呈现正负相关的关系,即渗透率越大,则径流量越小。而黄土的渗透率则与黄土的机械组成有关,一般来讲,黄土具有多孔性以及沉陷性,所以其渗透率也会受其影响。

(2)土壤抗蚀性与侵蚀的关系

如果土壤遭到破坏,一方面与降雨的强度等有关,另一方面还与土壤的抗蚀性有关。土壤的抗蚀性是用分散率、侵蚀率以及分散系数等指标表示的,一般来说侵蚀率大于10的土壤比较容易侵蚀,而侵蚀率小于10的则不容易受到侵蚀。

(3)土壤的抗冲性与侵蚀的关系

土壤的抗冲性是指土壤抵抗水等侵蚀力的机械破坏作用。一般来说,质地较细的土壤由于其有机含量比较高,所以抗冲性强。并且土地的利用状况不同,也会导致土壤抗冲性的不同。一般来说,林地的抗冲性最强,其次是草地,农田相对来说最弱。

(二)黄土化学性质与土壤侵蚀的关系

黄土的化学性质与土壤侵蚀之间有着密切的关系,研究表明,黄土的化学成分只要是sio2,al2o3,和caco3。其中还有一些feo3,mgo以及k2o等,这些矿物质元素在比较干燥的时候容易跟土粒结合到一起,然后遇到水的侵蚀之后,就会在地表流失。并且在黄土中有着很多的碳酸盐与硫酸盐,这些盐酸的存在让黄土的易溶性增大,然后也就造成了严重的土壤侵蚀。

4 总结

综上所述,在黄土的侵蚀中,对于侵蚀影响最大的物理以及化学性质是土壤的质地、土壤的透水性、土壤的抗冲性、土壤的抗蚀性以及土壤的盐酸的溶解性、有机质的细致度等等。这些都对黄土的受侵蚀的情况产生一定的影响,当然这些也应该是在黄土土壤研究中需要关注的重点。

参考文献

第4篇:土壤的主要性质范文

关键词森林土壤;作用;土壤属性;林业发展;应用

1森林土壤的作用

森林土壤是发展林业生产的物质基础,林木生物积累所需的水分、养分、光、热和空气除部分来自大气外,水分、养分和一部分氧气都要依赖森林土壤的补给,并依靠它的基础支撑,使林木挺立于大地进行多种生命活动[1]。肥力是森林土壤的重要特性,它是决定森林生产力的主要因素,是土壤物理、化学和生物性质的综合反映。土壤肥力的高低取决于其中养分、水分、空气和温度,即水、肥、气、热四者的协调状况。因此,森林土壤肥力水平既受到成土条件的制约,也可以通过人为管理措施加以调控。森林土壤作为一种自然资源,不但是现有森林植物及其他物种的繁衍基地,而且还使之有再生的功能。林木及森林中的多种资源,在采集利用后,及时采取更新恢复措施,并保持良好的地力,就能够继续保证森林植物的后续生长,实现森林土壤的可持续利用。从这个意义理解,它又是可以长期利用、具有再生能力的生产资料[2]。从发生学角度来讲,森林土壤是气候、生物、母质、地形和时间等外在因素在森林生态系统中的重要组成,并与该系统内其他生态因子,如太阳辐射、降水、温度、森林植物、微生物、动物等进行着不间断地物质和能量交换,促进森林生态系统的发展演变。正是由于森林土壤是几种成土因素综合作用的产物,因此它的现状和某些特性又可为研究森林生态系统中其他生态因子提供借鉴[3-4]。

2与林木生长密切相关的森林土壤属性

2.1土壤质地

质地是由大小不同的土粒以各种比例组合而成。根据各种土粒级百分比,土壤质地划分为砂土、砂壤土、壤土和黏土。质地在化验室用比重计法或吸管法测定,在野外用手感法也能确定。森林土壤质地影响土壤有效水含量、养分含量和土壤保水保肥性能和通气性、透水性及温度变化,因而质地与林木生长关系密切。南方低山丘陵林地土壤多黏土、壤土,结持力紧密,易于板结,通透性差,保肥力强,但易导致地表水土流失,这种性状不利于杉木生长,对毛竹繁衍、生长尤为不利。在林业集约经营中应重视土壤质地的调查研究,在速生丰产林培育中尽可能施加有机肥或间种绿肥,并强化幼林阶段的土壤管理,增加松土锄草次数。黄泛平原林地土壤多砂土或砂壤上,通气透水性强,适宜杨树、泡桐等生长,但由于土壤水肥保蓄性能差,加之降水较少,土壤干旱缺水成为肥力发挥的主要障碍。这一地区林地砂土改良措施是掩埋落叶,加施土杂肥,增加土壤有机质,有条件的地方还可采取客黏改沙措施以根本改善土壤质地。

2.2土层厚度

土层厚度是指可供林木根系生长活动的土体厚度。它关系到土壤中水分、空气的容积及林木所需养分贮量,也影响根系伸展及林木抗风倒性能。土层厚度在山区尤为重要,由于山地森林土壤中石质多、土层薄,因此土层厚度是宜林地选择的主要因素。在调查研究中土层厚度划分以A层、B层厚度总和为准,30 cm以下为薄土层,31~60 cm为中土层,60 cm以上为厚土层。山地土壤厚度与地形部位及母质类型有关,一般坡下部堆积母质上形成的土壤厚度较大,山脊山顶或坡上部残积母质上形成的土壤土层较浅薄,由于具有这种分布规律,在造林地选择或立地类型图绘制中可以地形部位作为土层厚度的参考依据,并辅以实测为佐证。

2.3腐殖层厚度

土壤腐殖质是有机质经过微生物深刻作用后形成具有多功能团的、含氮的、酸性的高分子有机化合物,即胡敏酸、富里酸。通常用胡敏酸与富里酸比值(HA/FA)评价腐殖质质量。通常草甸上HA/FA比值大于1.0。阔叶林土壤HA/FA比值为0.5~1.0;针叶林土壤HA/FA比值小于0.5。腐殖质在森林土壤肥力上具有多功能,它是林木营养物质的主要源泉,土壤中大部分氮、磷、钾等养分存贮在腐殖质中,通过逐渐释放而为森林植物吸收利用,成为稳定的长效肥源。腐殖质分解过程中所产生的有机酸能够溶解难溶性磷,提高磷的利用率。腐殖质带有正、负电荷,可以同时吸附阴、阳离子形态的养分元素,避免其流失,同时具有对酸碱反应的缓冲性能。腐殖质具有胶体性能,利于团粒结构的形成,使土壤疏松多孔,改善通气性和透水性。腐殖质是土壤中微生物活动的能源,有助于土壤酶活性的加强,改善土壤肥力。

由于腐殖质的多功能性,在森林土壤调查中人们都非常重视腐殖质的调查研究,通常以腐殖质含量和厚薄来确定土壤的利用途径。腐殖质质龄一般用腐殖质层(A层)及其亚层的厚度、颜色衡量,颜色愈暗,厚度愈大,则腐殖质质量愈高。A层厚度在10 cm以下。灰褐色土壤为少腐殖质;A层厚10~20 cm,暗灰褐色土壤为中腐殖质;A层厚度在20 cm以上,黑褐色土壤为多腐殖质。

不同地区、不同森林土壤类型的腐殖质含量有很大差别,北方森林土壤多于南方,山地森林土壤多于平原、丘陵,阴坡森林土壤多于阳坡。从森林土壤类型比较,腐殖质含量依次为棕色针叶林>暗棕壤>棕壤>黄棕壤>红壤、黄壤>砖红壤。“七·五”期间国家攻关课题“用材林基地森林立地分类评价及适地适树研究”表明,东北山地林区及南方林区的立地研究中将腐殖质层质量列为分类评价的主导因素。黄泛平原区杨树丰产林培育采取落叶归根的措施以增加土壤腐殖质,改良林地土壤。这些实践都说明腐殖质在森林土壤培肥中具有重要作用。

2.4土壤水分

土壤水分状况(土壤湿度)影响到物理、化学和生物过程,对林木生长有显著制约作用。水分在土壤中受到各种作用力的影响,分为重力水、毛管水、吸湿水和膜状水。重力水受重力作用影响极易渗漏或流失,甚少为林木利用。吸湿水和膜状水受土壤颗粒的强烈吸附,也难于为林木吸收。毛管水可长时间在土壤孔隙中滞留,能为根系充分吸收,是林木利用的主要水分类型。

土壤水分状况直接受气候(降水、气温)、地形、植被及土壤本身性状的影响。在一定气候区域内地形对水分再分配起着主导作用。通常高海拔地区降水量大、空气湿度高,土壤湿度较低海拔湿度大。山坡上部有地表径流及土内侧渗,水分随地形汇于山脚坡麓,因此山坡上部土壤湿度明显低于下部。山地坡面分为凹形坡、直形坡及凸形坡等,降水或土壤水受这些坡形影响,其土壤湿度大小依次为:凹形坡>直形坡>凸形坡。阴、阳坡及坡度陡缓导致土壤水分状况差异更明显。土壤本身的质地、结构和孔隙状况也是制约土壤水分含量的主要因素。在相同地理条件下黏质土含水量高于砂质土。团粒结构土壤能渗入更多水分。孔隙度大的土壤容蓄水量也大。

在一定条件下土壤含水量与林木生长成直线相关。江南山地凹形坡杉木林、毛竹林生长量远大于凸形坡和直形坡的林木。大兴安岭地区坡麓草类落叶松林地位级为I~Ⅱ级,山坡上的杜鹃落叶松林地位级为Ⅲ~Ⅳ级。黄泛平原林地土壤湿度常年偏低,毛白杨人工林4—10月土壤含水量在20%~25%林木才能有较高生长量。这表明在林木培育中对土壤水分状况的管理是至关重要的。在人工林营造中主要通过立地类型划分和正确选地以尽可能适应林木生长要求。平原地区营造的速生丰产林已采用人工滩溉方式进行调控,以满足林木速生丰产要求。

2.5土壤养分

土壤养分是构成林木生物量的基本物质,在林木生命活动中不可缺少的营养元素有20种左右。碳、氢、氧等元素自于空气和水中,其他养分元素都依靠土壤补给。氮、磷、钾、钙、镁、铁等在林木器官中含量多,土壤中含量也较丰富,通称为常量元素。硫、锰、铜、锌、硼等在林木及上壤中含量均少,通称为微量元素。林木各种器官含氮量为0.1%~0.3%,缺氮量时其根、茎、叶生长均受到抑制。森林土壤表层全氮含量一般为0.1%~0.3%,速效氮更少。林木组织含磷0.1%~0.2%,缺磷时则生长停滞,干形发育差。森林土壤磷含量多在0.02%~0.10%,速效磷含量为0.5~50.0 mg/kg。林木组织中含钾0.3%~2.0%,钾对树木生理有重要调节功能,贫缺时会严重削弱树木抗逆性。森林土壤中全钾含量为2.5%~5.0%,速效钾含量20~200 mg/kg,有效钾含量20~200 mg/kg。微量元素是构成树木体内酶、维生素及生长激素的成分,并直接参与代谢过程,是树木正常生长发育不能缺少的。土壤中这些元素含量低,但能满足林木需要。

上述这些营养元素在天然林中依靠森林生态系统内部的积累与循环,进行自我调节供应林木需要,未见天然林因某种养分不足而使生长受严重抑制的现象。但在人工林中,特别是短轮伐期的速生丰产林,生物量移出林地多,轮伐期短,养分积累与循环失调,会导致林木养分不足,生长减缓。北方平原杨树人工林、南方杉木、桉树人工林常见缺少氮、磷而生长受挫,因此林地施肥成为速生丰产林培育的必要技术措施。

2.6土壤酸碱性

土壤酸碱性由土壤溶液中氢离子与氢氧根离子二者相对数量决定的。一般用氢离子浓度来反映土壤酸碱性,并用pH值表示。当pH值=7时为中性,pH值 7时为碱性。土壤水溶液pH值一般为4~9,但因土壤类型不同而异。山地土壤类型多为酸性,平原土壤为中性或碱性,森林土壤除少数类型外多为酸性。土壤酸碱性分级:pH值8.5为强碱性不同林木对土壤酸碱性有不同适应性,这在育苗、造林、特别是引种外来树种时更要注意它们对土壤的适应能力。土壤酸碱性对林木生长影响在许多情况下是通过土壤微生物和土壤养分有效性而间接影响于林木。土壤pH值还可通过微生物影响有机物的分解和固氮作用的强度。此外,土壤酸碱度还会影响土壤营养元素的化学形态、溶解度及土壤保持养分的性能。

3森林土壤在林业发展中的应用

森林土壤学是研究土壤特性及其管理的应用基础学科。林业要发展,林地生产力要提高,很重要一点就是以森林土壤学为指导,根据土壤特性与林木生长关系,在生产中采用适宜的技术。现就造林、森林经营及林区上应用土壤的实践作一简述。

3.1在造林中的应用

在绿化造林和速生丰产林培育中,从树种和造林地选择(适地适树)、造林前整地方式、幼林抚育乃至成林后的施肥灌水,都需根据土壤的特性采取相应措施。立地类型是造林设计中落实技术措施的基本单元,无论山区或是平原都根据土壤某些属性如土层厚度、腐殖质层厚度、土壤质地等择其要者作为立地类型划分的主要因子。在造林中树种选择是关键环节,本着适地适树的原则,选择生态特性与土壤条件相适应的树种,以获取最大效益。江南地区杉木是主要造林树种,但它在肥沃湿润的土壤上才会有达到高产。北方平原造林树种有杨树、刺槐,但它们生态特性各异。杨树好水肥,并能充分发挥其速生优势;刺槐抗逆性强。因此,在水肥条件好的土壤上栽植杨树更为合适。造林前整地可以改善土壤透水性与通气性,易于幼树根系扩展,有利于成活与生长,是一项重要的造林措施,但各地要因地制宜。江南山地多为花岗岩风化物上形成的红黄壤,其质地松散,易于流失,全垦整地会导致大量养分流失,造林前整地以穴状为好,避免全面整地。淮北平原林地有大面积砂姜黑土,质地黏重,板结紧实,新植幼树根系难以伸展,采用大穴整地效果明显。黄泛平原宜林地多沙质潮土,肥力贫瘠,同时造林苗木较大,非常适于大穴或撩壕整地(深宽约1m),这样可扩大幼树营养范围,增强水分保蓄能力。各地营造速生丰产林养分耗用多,林地又多贫瘠,应根据土壤养分含量及树木生长需求,适时施用化肥。

3.2在森林经营中的应用

对有林地中幼林的抚育间伐,成过熟林的采伐利用及天然次生林的改造,都需根据土壤立地条件,采取相应措施。大兴安岭林区兴安落叶松天然更新普遍良好,幼树密度多达10万株/hm2以上,相互挤压,生长受到抑制,亟需疏伐抚育,但限于当前人力物力,不可能全面实施,只能选择土壤立地条件好的地段进行抚育疏伐。我国各林区分布有大面积天然次生林,它们所在的土壤条件不同,生长各异,应根据土壤肥瘠分别采用隔带补植目的树种、去劣留优或封山育林的改造措施。成过熟林的采伐可导致采伐地土壤及小气候的剧变,影响日后森林恢复,因此不同林分采伐方式选择是很重要的。通常土壤肥力好的林分采用皆伐,伐后人工造林;肥力差的采用渐伐方式,伐后天然更新或人工促进更新;综合作用和影响下形成的历史自然体。

4参考文献

[1] 李庆逵.我国土壤科学发展与展望[J].土壤学报,1989,26(3):207-216.

[2] 赵其国.九十年代的土壤科学[J].土壤通报,1992,23(1):17-20.

第5篇:土壤的主要性质范文

关键词:微量元素硒;成土母岩;酸碱度;有机质;土壤地质

引言

硒是一种地壳中含量稀少但对人体起着重要作用的微量元素。硒具有双重生物学功能,因膳食缺硒造成的人体硒缺乏会引起克山病和大骨节病等,而硒过量又会造成硒中毒,引起指甲、头发和眉毛脱落、神经系统紊乱等。我国又是一个缺硒大国,硒资源分布很不均匀,其中有黑龙江、河南、四川等22个省份,而富硒地带如湖北恩施等少数地区又曾出现硒中毒的情况,因此硒健康、硒安全越来越受到人们关注,富硒食品特别是天然富硒农作物的开发也越来越受到人们的重视。农作物中的硒主要来于土壤,天然富硒土壤的开发更受重视,因此了解影响土壤中硒含量的因素就显得尤为重要。

1 成土母岩

土壤在成土过程中受到各种自然因素的影响,成土母岩是其决定性因素。土壤的主要组成物质是成土母岩风化后的残留物质,因此母岩的各种元素含量决定了土壤中各元素的含量,往往成土母岩硒含量与土壤硒含量有较大的相关性。而且,硒元素在土壤形成和发育过程中逐渐积累,表现出土壤中硒含量高于成土母岩硒含量的特征。倪师军等通过对万源富硒地区的岩石、土壤分析得出,页岩中硒含量最高,碳酸盐岩次之,砂岩最低,含炭质成分的页岩、板岩硒含量明显偏高,它们形成的土壤硒含量也有相应的关系。此外,地层也影响着土壤硒含量,老地层相比新地层有着更高的硒含量,而含煤岩层也有较高的硒。

2 土壤的酸碱度(pH)

土壤的酸碱度主要影响硒的存在形态和有效性。亚硒酸盐主要存在于酸性和中性土壤中(4.5

3 有机质

有机质对硒的影响也表现在影响其有效性方面,在有机组分当中,硒常常与有机化合物结合,或者在微生物的作用下结合到氨基酸或蛋白质里,因此有机质对硒的吸附能力强于粘土矿物,因为有机质能固结土壤中的硒。但是有机质将土壤溶液中的硒固定在土壤中的同时也降低了硒的有效性。另外,有机质在发生矿化的同时会释放出硒,从而增加了土壤中的有效硒。

4 土壤质地

土壤中硒的迁移和积累与土壤质地关系密切,较多粘粒的土壤对硒有着较强的富集作用,而砂质土壤中的硒则容易被淋失。徐文等对海南土壤进行分析得出粒径大于1mm的土壤颗粒对硒很难有吸附固结作用,而粒径小于0.025mm的颗粒可使亚硒酸钠含量减少,因此粘土硒含量一般较高而砂质土壤硒含量较低。同时廖金凤等人对海南地区土壤硒的研究时也发现粘粒的硒含量为土壤平均硒含量的4倍。

5 土壤中Fe、Mn金属氧化物的作用

金属氧化物对表生环境中的硒有着深远的影响,土壤中金属元素对硒的影响主要表现为吸附固定作用。章海波等人对香港富硒土壤研究时发现土壤中硒的含量与土壤中Fe、Al含量有着十分显著的相关性。土壤中各形态的硒都能与Fe、Al和Mn的复合物发生反应而沉淀下来,Fe、Mn等的金属氧化物对硒有着很强的吸附能力,甚至强于粘土矿物,其作用类似于粘土矿物。

6 土地利用方式

土地利用的方式不同则直接导致土壤水热状况的重新分配,影响植被凋落和残余量,影响土壤微生物活动,最终引起养分在土壤系统的再分配。土地利用方式对硒的影响是多方因素的综合结果,在不同的利用方式下,硒在土壤中的物理、化学以及生物过程都存在极大的差异,进而引起硒的严重分异。在林地、草地、耕地和滩涂等不同土地利用方式当中,硒的转化形式不一样。林地和草地中,硒的转化形式主要为风化-植物吸收-腐殖化-有机物矿化,在这样的转化过程中硒由于树叶,草叶等在土壤表层腐烂堆积而富集与表层。而耕地中的硒由于长时间的耕作,农作物吸收硒造成硒的大量支出而硒含量减少,在滩涂中,由于长时间受到水流侵蚀而硒流失严重,硒含量较少。

除以上所述的原因外,气候、地形、人为施肥灌溉等因素也不同程度地影响着土壤硒的含量。

参考文献

[1]周越,吴文良,孟凡乔,等.土壤中硒含量、形态及有效性分析[J].农业资源与环境学报,2014,31(6):527-532.

[2]章海波,骆永明,吴龙华,等.香港土壤研究Ⅱ.土壤硒的含量、分布及其影响因素[J].土壤学报,2005,42(3):404-410.

[3]徐文,唐文浩,邝春兰,等.海南省土壤中硒含量及影响因素分析[J].安徽农业科技,2010,38(6):3026-3027.

[4]童建川.重庆紫色土硒分布、迁移富集及影响因子研究[D].重庆,西南大学,2009:29-39.

第6篇:土壤的主要性质范文

土壤腐殖质是由动植物遗骸经长期的演变而形成的,一般粘附在土粒的表面。由于腐殖质呈黑棕色,它含量的多少就决定了土壤颜色的深浅。黑土腐殖质含量最为丰富,腐殖质层厚度大,作用于农业生产中,表现为肥力高,钙、镁、钾、钠等无机养分也较多。所以说,黑土地是大自然赋予人类的得天独厚的宝藏。世界上仅有3块黑土平原:美洲的密西西比平原、欧洲的乌克兰平原以及亚洲的东北平原,它们均是世界著名的“粮仓”。鉴于黑土在农业生产中的重要作用,人们对黑土分类研究较细,如同动物可分成不同的门、纲、目等,土壤系统分类中黑土也可分成不同的亚类和土类。 2.棕色

棕壤也称棕色森林土,是指暖温带气候条件下发育出来的森林土壤。经过细分后则指暖温带落叶阔叶林和针阔混交林下形成的土壤。棕壤在欧洲分布广泛,在我国则主要分布在辽东半岛与山东半岛,在西南地区也有分布。由于植物腐殖质的作用,棕壤地区土壤肥力也较高,生物资源也很丰富,是重要的农业和森林土壤。 3.褐色

褐土主要分布在暖温带干旱森林与灌木草原植被下。褐土与棕壤虽然颜色相近,但成土过程与原生植被还是有区别的,尤其是土体中会有钙积层。比如,我国的褐土起先就被称为山东棕壤,以区别于欧洲的棕壤,后来才确定其相似于欧洲地中海区域的干旱森林与灌木草原下的褐土。褐土也适宜种植粮食和经济作物。 4.红色

除了土壤里的腐殖质,不同的矿物质成分也会让土壤呈现不同的颜色。比如,氧化铁就是土壤矿物质中的“调色”高手,当它在土壤中的含量高时,土色便呈红色或棕红色。红壤一般发育于热带和亚热带雨林或常绿阔叶林植被下,虽然有机质来源丰富,但分解流失多,缺乏碱金属和碱土金属而富含铁p铝氧化物。红壤又可划分为红壤、黄红壤、棕红壤、山原红壤、红壤性土5个亚类。红壤分布地带一般雨量大,降雨集中,容易造成水土流失。 5.黄色

由于氧化铁在一定条件下会发生化学变化,所以土壤的颜色也会随之变化。比如,在低洼潮湿的环境,氧化铁与水作用转变成黄色的水合氧化铁(针铁矿),这时土壤的颜色呈黄色。黄壤是我国南方山区的主要土壤类型,它与黄土高坡上的黄土虽然都是黄色,但形成的条件并不一样。 6.灰色

灰壤发育于寒温带湿润条件下的针叶林地带,又被称为灰土、灰化土或漂灰土。土壤是如何被“漂灰”的呢?原来,在湿冷的环境下落叶层分解缓慢,厚厚地堆积起来,在微生物的作用下逐渐形成有机强酸,破坏了碳酸盐、硅酸盐,而铁、铝等的化合物也被还原,铁、铝沉积到了下层,土壤表层的颜色被“漂”成灰白色。 7.白色

第7篇:土壤的主要性质范文

Abstract: Soil pollution is one of the important environmental problems. This paper outlines the current physical remediation, chemical remediation and bioremediation Technique as well as their research in soil pollution treatment at home and abroad. Because each one has its good points and limitations, therefore, in order to overcome the disadvantages of a single method, play the strengths of different remediation technology, this paper puts forward several suggestions to comprehensive remediation technology of strengthening the research and development of contaminated soil.

关键词: 土壤污染;重金属;石油烃;持久性有机物(POPs);土壤修复技术

Key words: soil pollution;heavy metal;petroleum hydrocarbon;persistent organic pollutants (POPs);soil remediation technology

中图分类号:X53 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2013)14-0313-02

0 引言

土壤是人类赖以生存的主要自然资源之一,也是人类生态环境的重要组成部分。土壤是由矿物质、动植物残体腐解产生的有机物质、土壤生物、水分和空气等固、液、气三相组成的。土壤介质是非均质的集合体,结构复杂,大量有机、无机胶体和氧化物相互交错、混杂,介质表面上的存在电场和剩余力场,具有巨大的表面能,能与土壤液、气相中的离子、质子、分子相互作用。与此同时,土壤中的生物体系非常丰富,包括微生物区系、微动物区系和动物区系,其中尤以微生物最为活跃。土壤生物使土壤具有生物活性,是土壤形成、养分转化、物质迁移、污染物迁移转化的重要参与者。此外,土壤中的有机和无机的氧化性和还原性物质构成了一个复杂的氧化还原混合体系,土壤在这些物质的共同作用下表现出一定的氧化-还原特性。土壤的这些性质,使土壤具备了一定的自净能力。

虽然土壤自身的净化作用可以减少土壤中污染物的污染程度,但是如果进入土壤中的污染物含量在数量和速度上超过土壤的自净能力,即超过土壤的环境容量,终将会导致土壤的污染。土壤污染在中国已成为一个日益严重的问题。这些污染场地的存在带来了双重问题:一方面是环境和健康风险;另一方面是阻碍了城市建设和地方经济的发展。解决此问题最直接方法是场地修复[1]。

1 土壤修复技术

1.1 几种典型的土壤污染问题

1.1.1 重金属污染 采矿、冶金和化工等工业排放的三废、汽车尾气以及农药和化肥的使用都是土壤重金属的重要来源。按生物化学性质土壤中的重金属可以分为两类:第一类,对作物以及人体有害的元素,如汞、镉、铅及类金属砷等,因此,必须减少这些元素的含量使其不超过环境的容量;第二类,常量下对作物和人体有益而过量时出现危险的元素,如铜、锌、铬、锰及类金属硒等,应控制其含量,使其有益作物生长和人体健康。

1.1.2 石油污染 石油污染是指在石油的开采、炼制、贮运、使用过程中原油和各种石油制品进入环境而造成的污染,土壤中的石油污染物多集中在20cm左右的表层。石油开采过程中产生的落地油和油田的接转站、联合站的油罐、沉降罐、污水罐、隔油池的底泥,炼油厂含油污水处理设施产生的油泥,也是我国油田土壤石油污染的主要来源。污染土壤中石油主要成分为C15-C36的烷烃、多环芳香烃、烯烃、苯系物、酚类等,其中环境优先控制污染物多达30种。

1.1.3 化肥污染 化学肥料在现代化的农业生产中不仅是粮食增产的物质基础,更是农业生产资料的主体。在粮食增产中花费的贡献率在40%-60%,稳定在50%左右,但是化肥中的有毒重金属、有机物以及无机酸类等是造成土壤污染的主要来源。

1.1.4 农药污染 据初步统计,我国至少有l300-1600万hm2耕地受到农药污染。造成土壤农药污染的主要是有机磷和有机氯农药。据2000年国家质检总局数据,全国47.5%的蔬菜农药残留超标,因农残超标被退回的出口农产品金额达74亿美元。

1.2 污染土壤的修复技术 现有污染土壤的修复途径包括:第一,降低污染物在土壤中的浓度;第二,通过固化或钝化作用改变污染物的形态从而降低在环境中的迁移性;第三;从土壤中去除[2]。下面介绍几种土壤的修复技术:

1.2.1 物理修复 治理污染土壤的方法在20世纪80年代以前仅仅限于物理法和化学法。如早期的焚烧法、换土法以及隔离法等都要求高温、人力以及机械设备等,不仅成本很高,最主要的是没有从根本上解决污染问题,这些处理方法仅仅是使污染物发生了转移,对这些污染物还需要进一步的处理,目前这些方法仅仅应用于处理一些突发的紧急事件。而现在出现的一些经济可行的新技术、新工艺等逐渐成为了研究的热点,如:电修复法、土壤气相抽提法及CSP法、热解析法等。

电修复法:将电极插入到受污染的地下水或土壤区域,在直流电的作用下形成直流电场,则土壤中的离子和颗粒物质会沿着电场方向发生定向的电渗析、电泳运动以及电迁移,使土壤空隙中的荷电离子或粒子发生迁移运动;热解析法主要用于修复有机物,它是通过加热升温土壤,收集挥发性污染物进行集中处理;土壤气相抽提法是一种原位修复技术,主要是去除石油污染土壤中挥发性或半挥发性的石油组分;CSP法是用煤和焦炭等含碳的物料当作吸附物,在90℃和强烈搅拌下通过煤表面强力吸附烃基污染物,然后用重选或浮选法将干净的土壤和吸附有烃基化合物的煤分开。

电修复法与传统的土壤修复技术相比具有经济效益高、不破坏现场生态环境以及接触毒物少的优点,更加适用于治理渗透系数低的密质土壤。而热解析法需要消耗大量的能力并且容易破坏土壤中的有机质和结构水,同时还会向空气会发有害蒸汽而造成二次污染。土壤土壤气相抽提法具有可操作性强、处理污染物的范围宽、可由标准设备操作、不破坏土壤结构及可回收利用废物等优点。

1.2.2 生物修复 在减少土壤中有毒有害物质浓度的时候利用生命的代谢活动使污染的土壤恢复到健康状态,这种修复土壤的方式为生物修复。目前有以下三类:

①微生物修复。土壤中的某些微生物对一种或多种污染物具有沉淀、吸收、氧化和还原的作用,微生物修复就是利用这种作用来降低土壤重金属的吸收、修复被污染的土壤和降解复杂的有机物。

影响微生物修复土壤的因素有很多,如温度、水分、pH以及氧气等。每种微生物对生物因子都会有一定的耐受范围,在同一个环境中,多种微生物就比一种微生物的耐受范围宽。如果环境的条件超过了所有定居微生物的耐受范围则微生物的修复作用就会停止。

②植物修复。利用能够富集重金属的植物清除土壤重金属污染的设想是美国科学家Chaney在1983年首次提出的,这就是植物修复技术。污染土的植物修复技术根据植物修复的机理和作用过程可以分为4种基本类型:植物提取、植物挥发、植物稳定和植物降解。

植物提取主要是靠植物吸收土壤中的污染物,这些污染物运输并储存在植物体的地上部分,通过种植和收割植物而达到去除土壤中污染物的目的;植物挥发净化土壤可以分为两种方式:一是土壤中的污染物在植物根系分泌的特殊物质的作用下转化为挥发态,其二是植物将土壤中的污染物吸收到体内在转换为气态物质释放到大气中;植物稳定是指植物通过某种生化过程使污染基质中污染物的流动性降低,生物可利用性下降;植物降解是通过植物根系分泌物与根际微生物联合作用而达到降解污染物的生物化学过程,这种主要是处理复杂的有机物。

以上几种方式中植物提取修复是目前应用最多、最有发展前景的技术;而植物挥发修复技术仅仅限于挥发性物质,将这些污染物转移到大气中有没有环境风险还不确定,因此应当谨慎采用;植物稳定修复仅仅是暂时固定污染物,当土壤环境发生变化时污染物可能将重新被激活而恢复毒性;因此,没有彻底解决土壤污染问题。

③动物修复。动物修复技术主要是通过土壤动物群来修复受污染的土壤,分为直接作用:吸收、转化和分解;间接作用:改善土壤理化性质,提高土壤肥力,促进植物和微生物的生长。动物修复技术包括两方面内容:第一,生长在污染土壤上的植物体和粮食等饲喂动物,通过研究动物的生化变异来研究土壤的污染状况;第二,直接将蚯蚓、线虫类等饲养在污染土壤中进行研究。目前这项技术较多的应用在石油类污染中。

1.2.3 化学修复 化学修复是通过土壤中的吸附、溶解、氧化还原、拮抗、络合螯合或沉淀作用,以降低土壤中污染物的迁移性或生物有效性。常用的有以下几种:

第一,固化:为了控制污染物在土壤中的迁移,一般是将含有重金属的污染土壤与固化剂按照一定的比例进行混合,熟化后形成渗透性较低的固体混合物,从而隔离了污染土壤与外界环境的影响将污染物固封在固化物中;第二,稳定化:将污染物转化为不易溶解、迁移能力小以及毒性小的形式或状态,主要是通过在土壤中加入化学物质改变重金属的形态或价态实现的;第三,萃取法:使用有机溶剂对石油污染的土壤中的原油进行萃取主要是根据相似相溶原理进行的,萃取后对有机相进行分离,回收油用于回炼,而分离的溶剂循环使用。第四,淋洗法:受到污染的土壤经过清水淋洗液或含有化学助剂的水溶液淋洗出污染物。

以上几种方式各有自己的优势和适用范围,因此在处理污染土壤时应当根据实际情况选择适宜的处理方式以达到预期的处理效果。如:固化适用于面积小但是污染严重的土壤;萃取法仅仅适用于受油污浓度较高的土壤;而化学氧化法虽然操作比较复杂但是可以灵活的应用于不同类型污染物的处理中[3]。

2 结语

土壤修复技术是一项涵盖地质学、化学、物理学、材料学、生物学和环境学的多学科综合技术。近年来,对石油污染土壤治理的研究很多,世界各国纷纷制定石油污染土壤的修复与治理计划,并取得很大进展目前土壤重金属污染物修复技术在探索中发展。物理修复、化学修复、生物修复技术本身都有明显的局限性。物理修复技术能量消耗高、需要专门设备、处理成本高、工作量大,只能处理小面积的污染土壤;化学法处理易破坏土壤团粒结构、处理成本高、存在二次污染的风险;生物修复存在过程缓慢、污染物降解的有些中间产物毒性甚至超过其自身,场地条件和环境因素对修复效率的影响大,修复效果不稳定。为克服单一方法的缺点,发挥不同修复技术的长处,研究开发土壤污染综合修复技术尤显重要。重点在不同生物技术的综合利用和开发物理、化学和生物联合修复工艺。

土壤修复技术是一项多学科的综合技术,涵盖了化学、材料学、地质学、物理学、环境学以及生物学等。通过本文我们知道物理修复技术能力消耗高、处理成本大而且需要专门的设备,它只能处理小面积的土壤污染;化学法处理成本高而且存在二次污染的风险;生物修复过程缓慢,场地条件和环境因素对修复效率影响较大,因此修复效果不稳定。为了发挥不同修复技术的长处而克服单一方法的缺点,必须研究和开发综合修复污染土壤技术,其重点是在不同生物技术的综合利用和开发物理、化学和生物联合修复工艺。

参考文献:

[1]谢剑,李发生.中国污染场地的修复与再开发的现状分析.世界银行,美国,2010,9.

第8篇:土壤的主要性质范文

关键词:园林树木 土壤管理

一、土壤需求特点

园林树木生长的土壤条件十分复杂,既有平原肥土,又有大量的水边低湿地、盐碱地等这些土壤大多需要经过适当的改造才能适合园林树木的健康生长。

(一)肥沃土壤的基本特征

不同的园林对土壤的要求不同,但一般说来,良好的肥沃土壤应该具备以下几个基本原则

1、土壤养分均衡,肥沃土壤的养分状况应该是缓效养分,相对均衡。2、土体构造适宜。有利于园林树木生长的土体结构是:在1-1.5米深度范围内为上松下实结构,特别是在吸收根集中分布的0.4-0.6米表层区内,土层疏松、质地较轻,有利于通气,透水,增温,又有利于保肥。3、物理性质良好,土壤固有的固、液、气三相物质组成及其比例是土壤物理性质良好的物质基础,大多数的园林树木要求封质地适中、耕种好,有较多的水稳定性和临时性的团聚体。

(二)树木长势不良的土壤因素

1、土壤通气性能差,土壤通气不良首先造成的树木根部缺氧,进而出现根部吸收功能的降低,根系衰老速度加快甚至腐烂。通常情况下造成通气不良的情况有四种,土壤板结、土壤黏重,覆土过厚,土壤积水。2、土壤缺肥,填方地段或新做的地形土山,因土壤没有很好的风化,微生物活动弱或无,致使土壤肥力地,使土壤营养耗费殆尽,常造成长势不良。

二、常规土壤改良

(一)土壤耕作改良

合理耕作可以改善土壤水分和通气条件,促进微生物的活动,提高土壤肥力,同时由于大多数园林植物的根系分布深广,通过土壤耕作可为根系提供更广的伸展空间,以保证树木随着年龄的增长对水、肥、气、热的不断需要。

1.深翻熟化,深翻就是对树木根区范围内的土壤进行深度翻垦,其主要目的是加快土壤的熟化,增加了土壤孔隙度,从而为树木根系向纵深伸展创造了有利条件,树体生长健壮。

2.中耕通气,中耕可以切断封表层的毛细管,减少土壤水分蒸发,改良土壤通气状况,防止泛碱,消除杂草,有效阻止病虫害蔓延,清理园容,洁净环境。一般每年2-3次,大多在生长季节进行。

二、客、培土壤改良

1、客土、在树木栽植时对根际土壤实行局部换土,通常在封完全不适宜树木生长的情况下进行。

2、培土、在树木生长过程中,根据需要在生长地添加部分土壤基质,以增加土层厚度,保护根系,补充营养,改良结构。

三、土壤化学改良

1、施肥改良,土壤的施肥改良一般以有机肥为主,一方面有机肥所含营养元素全面,含有大量元素外,还有微量元素和多种生理活性物质。另一方面,还能增加土壤的腐殖质,其有机胶体又可增加土壤的孔隙度,提高土壤保水保肥能力,改善土壤的水、肥、气、热状况。2、土壤酸碱度的调节,主要影响土壤养分物质的转化,土壤微生物的活动和土壤的理化性质,与园林树树木的生长发育密切相关,当土壤ph值过低时,土壤中活性铁、铝增多,不利于土壤结构的生成。Ph值过高时,则发生明显的钙对磷酸的固定,致使土粒分散,结构被破坏。土壤酸化处理施用有机肥料,生理酸性肥料硫黄等释酸物质。土壤碱化处理施加石灰、草木灰等碱性物质。

四、土壤疏松剂改良

改良土壤结构和生物学活性,调节土壤酸碱度,提高土壤肥力。分有有机,无机和高分子三种类型,它们的功能分别表现在膨松土壤,土壤粒子团粒化,提高置换容量,促进微生物活动等。目前,我国使用的以泥炭,锯末粉,谷糠、腐叶土、家畜厩肥等有机类型为主。

五、土壤生物改良

(一)土壤改良

通过有计划地种植地被植物来达到改良土壤的目的,是一项行之有效的土壤改良措施。地被植物的应用,一方面能增加封可给态养分与有机质的含量,改善土壤结构,减少水、土、肥流失与土温的日变幅,有利于根系生长;另一方面,地面有地被植物覆盖,可以抑制杂草生长,丰富园林景观。增加园林地被植物的要求是:覆盖面大,有一定观赏价值,适应性强,有一定耐荫能、耐践踏能力。常见有的胡枝子,荆条,百合,金银花,三叶草等 。

(二)动物改良

自然土壤中有大量昆虫,软体动物,节肢动物以及细菌、真菌、放线菌等微生物生存。利用动物改良土壤,一方面加强土壤中有益动物类的保护,对土壤施肥,农药的使用,为动物创造良好的生存环境。另一方面可以使用根瘤菌、固氮菌、磷细菌、钾细菌等生物肥料,改善土壤理化性能,利于树木生长。

五、土壤污染的防治

土壤污染是指封中积累了有毒物质或有害物质超过了土壤自净的能力,从而对树木正常生长发育造成的伤害。

(一)土壤污染的途径

土壤污染主要来自工业和生活两大方面,根据土壤污染的途径的不同,可分为:1、水质污染,由工业污水和生活污水排放、灌溉引起的土壤污染。2、固体废弃物污染,包括工业废弃物,城市生活垃圾及污泥等。3、大气污染,工业废气以及汽车尾汽对土壤造成的污染。

第9篇:土壤的主要性质范文

关键词:氮污染;非饱和土壤;地质环境效应;邢台市平原区

非饱和土壤水分运动和溶质迁移作为田间物质循环的一个重要过程,在降雨产流、农田灌溉等方面受到愈来愈多的重视,土壤中水分和溶质运移一直是土壤一水环境系统的研究热点。利用邢台市平原区的黑龙港、滹滏和滏西平原区水质监测资料,对氮污染物在地下水中迁移的过程变化进行分析,研究环境地质条件变化的情况下土壤水分运动与溶质迁移规律,为该区或类似地区地下水保护提供科学依据。

污染物在地下水系统中的迁移过程,是复杂的物理、化学及生物因素综合作用过程。地表污染物进入含水层时,绝大部分必须通过包气带,它具有输水和储水功能,所以也具有输送和储存液体污染物的功能,同时还具有延缓或衰减污染的效应。

1、氮污染物吸附效应对水质的影响

1.1 物理吸附效应

物理吸附是一种物理作用,这种吸附作用发生原因主要是胶体具有巨大的比表面积和表面能所致。WWw.133229.Com物理吸附中的吸附质一般是中性分子,吸附力是范德华引力,吸附热一般小于40 kj/m0l,被吸附分子不是紧贴在吸附剂表面上的某一特定位置,而是悬在靠近吸附质表面的空间中,所以这种吸附是非选择性的、且能形成多层重叠的分子吸附层。物理吸附是可逆的,在温度上升或介质中吸附质浓度下降时会发生解吸。氮类污染物吸附效应主要有以下几种。

土壤质地:机械过滤作用主要取决于介质的性质及污染物颗粒大小。在松散地层里,颗粒越细,过滤效果越好;在坚硬岩石裂隙地层里,其过滤效果不如松散地层好,裂隙越大,过滤效果越差。因为黏土矿物主要集中在黏粒和细粉沙粒级中,所以黏粒和细粉沙含量越高的土壤固氮能力越强。

溶液中氨离子浓度:土壤对氨离子的固定量一般随溶液中氨离子的浓度的增加而增大。

伴随离子:黏土矿物对氨氮(nh+4)会产生固定外,对钾离子也存在着同样的固定方式,所以钾离子和铵离子会竞争固定位置,钾离子的存在会抑制黏土对铵离子的固定。

1.2 化学吸附效应

化学吸附是指胶体微粒所带电荷对介质中异性离子的吸附,或者是由于液体中的离子靠强化学键(如共价键)结合到固体颗粒表面。化学吸附热一般在120-200 kj/m0l,有时可达400 kj/m0l以上。温度升高往往能使吸附速度加快。通常在化学吸附中只形成单分子层,且吸附质分子被吸附在固体表面的固定位置上,不能再做前后左右方向的迁移。这种吸附一般是不可逆的,但在超过一定温度时也可能被解吸。

就特定的物质而言,阳离子的吸附亲和力是不同的,影响阳离子吸附亲和力的因素有:同价离子,其亲和力随离子半径离子水化程度而差异,一般来说,吸附亲和力随离子半径增加而增加,随水化程度的增加而降低。离子半径越小,水化程度越高。例如,na+、k+、nh+4的离子半径分别为0.98 nm、1.33 nm和14.3 m,其化学半径分别为7.9 nm、5.373 nm和53.2 nm。它们的亲和力分顺序为nh+4>k+>na+。

岩土颗粒表面多带负电荷,吸附阳离子,但ph小于零点电位ph时,颗粒表面带正电荷,也吸附阴离子。阴离子的主要吸附规律为:ci-和no-3最不易被吸附。

对氮类污染物而言,化学吸附作用的结果,使nh-4大部分被吸附在土壤中,则no-3不易被吸附。因此,硝酸盐容易被淋溶到地下水中,是造成地下水的氮污染的主要原因。

1.3 吸附效应对地下水质的影响

土壤颗粒和土壤胶体对氨氮都具有很强的吸附作用。土壤颗粒对于氨氮的吸附作用特性取决于土壤颗粒大小和矿物组成,土壤胶体对铵离子的吸附作用取决于胶体的组成和表面性质。土壤对氨氮的吸附作用在氮素运移与转化过程中主要表现在两个方面:由于土壤对氨氮的吸附作用,使得大部分的可交换性铵得以保存在土壤中;另一方面,从氮素对地下水污染来看,由于土壤对氨氮具有保持作用,阻滞了氨氮向深层土壤的淋失,减轻了氮素对地下水的污染。但是当土壤对氨氮的吸附达到最大值时,即土壤对氨氮的吸附作用达到饱和时,在渗入水流的作用下氨氮还可能进入地下水中,加重对地下水的氮污染。

土壤砂性愈强,硝态氮淋溶损失的潜在可能性愈大,黏重土淋溶较慢。通过对邢台市平原区3个水资源分区地下水含氮量进行分析,水质资料采用2001年-2008年地下水监测资料,土壤性质导致硝酸盐氮对地下水渗入量比较明显,滏西平原区土壤性质以中、粗砂为主,地下水中硝酸盐氮多年平均含量为4.94 mg/l;黑龙港平原区土壤性质主要以黏土、细砂为主,地下水中硝酸盐氮多年平均含量为0.62 mg/l。滏西平原地下水硝酸盐氮含量是黑龙港平原的8.0倍。表1是不同分区地下水含氮量多年平均统计结果。

2、硝化作用与反硝化作用对水质的影响

化学氮肥施入土壤后,被作物吸收利用的只占其施入量的30%-40%,剩余部分氮肥经各种途径损失于环境中,并对水环境造成污染。在农田氮素进入地表水和地下水过程中,各种形态的氮素之间、氮素与周围介质之间,始终伴随和发生一系列物理、化学和生物化学转化作用。

在通气条件下由土壤微生物(细菌、真菌和放线菌等)能把氨和某些胺类化合物氧化为硝态氮化合物。作用较强的硝化细菌是一种好气性细菌,属于自营性细菌的一类,包括两种完全不同代谢群:亚硝酸菌属及硝酸菌属。亚硝酸细菌(3l称氨氧化菌)将氨氧化成no-2。硝酸细菌(又称硝化细菌)将亚硝酸氧化成no-3。土壤中的硝化作用受多种因素的影响,其中主要有土壤的水分和通气条件、土壤温度和ph、施入肥料的种类和水量,以及耕作制度和檀物根系等。

2.1 硝化作用

硝化作用是微生物将氨氮氧化为硝酸盐氮。在有氧条件下,经亚硝化细菌和硝化细菌的作用氧化为硝酸盐的过程 称为硝化作用,可分为两个阶段:

第一阶段:2nh+42no-2+2h2o+4h+

第二阶段:2no-2+o22no-3

硝化作用形成的硝酸盐氮也是植物容易吸收利用的氮素,但硝酸盐氮比氨氮较容易从土壤中淋失进入地下水。影响硝化作用的因素有以下几种。

土壤含水量和通气性:硝化作用是一个生物氧化过程,硝化微生物是好气性微生物,它的活性受土壤通气性影响很大,而土壤通气又受控于土壤含水量,一般在田间最大持水量的50%-60%时,硝化作用最旺盛。由于硝化作用需要良好的通气条件,所以硝化作用一般在通气良好的旱地土壤中。表2为邢台市黑龙港平原区土壤含水量监测成果。

土壤ph值:土壤ph值与硝化作用有良好的相关性,在ph值5.6-8.5范围内,随着ph值升高,硝化作用的速率成倍增加。实验证明:酸性条件有利于亚硝酸氮的还原,碱性条件有利于氨氮的氧化,通过对邢台市平原区地下水ph值监测结果分析,该区地下水呈碱性,有利于硝化反应的进行。表3为邢台市平原区地下水ph值变化情况统计表。

土壤温度:大多数生物反应都受温度的影响。在一定温度范围内,温度升高能促进硝化作用的进行,一般来讲硝化作用最适宜的温度是20℃-25℃,但是不同气候条件下土壤中的硝化细菌适宜的温度是不一样的。根据该区的地理位置,夏季的温度是硝化反应适宜的温度,再加上该时期又是暴雨季节,大量雨水入渗加速了硝酸盐氮进入地下水的进程。

nh+4的供应:硝化作用首先需要底物nh+4的供应,如果条件不适于有机质释放氨或未使含氨肥料,则不会产生硝化作用。土壤中nh+4的主要来源与氮肥施用量有关。目前,邢台市使用的化肥主要是氮肥、磷肥、钾肥和复合肥四种,其中氮肥使用量最大。化肥的使用,对保持农业高产稳产发挥重要作用。根据邢台市统计局化肥施用量统计资料,邢台市多年平均氮肥施用量572716 t,复合肥135746 t,按折纯法计算,氮肥的总含氮量为192737 t。邢台市现有耕地面积675077 hm2,平均施用化肥含氮量为286 kg/hm2。

nh+4,no-3易溶于水,一般情况下,带负电荷的土壤胶体表面对nh+4保持于土壤中;而对no-3产生副吸附(排斥作用),使no-3存在于土壤溶液中,易被淋失。

表层土的氮大部分是有机氮,约占总氮的90%以上。尽管某些植物也能直接利用氨基酸,但植物摄取氮几乎都是元机氮,植物吸收无机氮并以有机氮形式贮存起来。土壤中无机态氮主要是人为施用化肥形成的铵态氮nh+4和硝态氮n0-3,它们是植物摄取的主要形态。铵态氮是由土壤有机质通过微生物的铵化作用而生成,能为带负电荷的土壤胶体所吸附,不易流失。硝态氮能直接被植物吸收,由于是阴离子不能被土壤吸附而易流失。亚硝态氮、n2o、no、no2等在土中停留时间短,只是在硝化、反硝化过程和硝酸盐还原中作为微生物转化氮的中间物而存在。

2.2 反硝化作用

在嫌气条件下,多种微生物可对硝态氮发生反硝化,而将底物(no-3和no-2)还原成气体no、n2o和n2或氮氧化物。土壤中的反硝化作用受到多种因素影响,主要有土壤含水量和通气状况、土壤温度、土壤有机碳含量、植物根系、耕作,以及n03-n的浓度和施氮量等。而温度是影响反硝化的最重要因素,其次是土壤含水量。反硝化作用使硝酸盐还原成气态氮,从而降低了土壤中氮素营养的含量,对农业生产不利。影响反硝化作用的因素有以下几种。

土壤含水量和通气性:硝化作用主要是一个嫌气条件下进行的生物还原过程,所以土壤通气直接影响到反硝化作用的进程,而土壤通气条件直接受控于土壤水分。旱地雨后会造成局部嫌气条件,会产生反硝化作用;旱地深层也会有反硝化作用。

土壤易分解有机质:土壤中易分解的有机质含量高,会促进反硝化作用,因为易分解的有机物质在分解过程中会消耗掉土壤中的氧,间接地促进了土壤嫌气条件的形成。

土壤温度:反硝化作用在2℃-60℃内随温度的增加而增加,温度超过60℃,反硝化作用收到抑制,温度过低也能抑制反硝化作用。

土壤ph值:反硝化作用能进行的ph值范围比较宽,ph值3.5-11.2都有反硝化作用存在,ph值7-8时反硝化作用最大,但强酸强碱条件都会抑制反硝化作用。

土壤中硝酸盐含量:土壤中硝态氮(或亚硝态氮)是产生反硝化作用的先决条件。在一定的浓度范围内,no-3含量与反硝化速率呈正相关,但浓度过高、过低,都会抑制反硝化作用,no-3浓度过高时,会抑制反硝化细菌的生长,从而抑制反硝化作用。

3、氮污染物迁移过程对地下水水质影响分析

由于一般污染物并非直接接触地下含水层,而是经过非饱和带向下迁移的,而非饱和带由气、液、固三相构成的多孔介质体,土壤中的溶质可以以气态形式扩散和挥发,可以被稀释、浓缩。同时溶质可以气态、液态形式在土壤体内迁移或迁移到土体外部。污染物在非饱和带运移时,还会发生各种复杂的物理、化学和生物反应,导致各种物质浓度发生变化,这些迁移转化过程与土壤质地、结构、含水量和温度以及溶质本身特性有关。

3.1 影响氮在土壤中运移的因素

水和溶解态硝酸根的向下移动,受重力以及土壤水势差和化学势差控制。有两个条件对硝酸盐向深层移动极为重要:一是要有硝酸盐存在;二是水向下移动。后一条件决定于水的渗漏,因为淋溶作用只能出现在有过量水灌进土壤的时候。

影响硝酸根从土壤表层淋溶的因素和过程大致分为两类:一类影响土壤的水流,从而影响硝酸根的移动,因为硝态氮一般不受土壤吸附作用的影响;另一类影响土壤中氮素转化,从而影响硝酸根浓度。影响土壤中氮淋溶渗入的主要因素有降雨量、土壤性质、肥料种类和用量以及植物覆盖度等。  对于同一种土壤,则因氮肥的种类有关,根据实验资料,氮肥淋失量的大小随氮肥品种及施用量的不同而有明显的差异,其中硝酸氮淋失量最高,尿素与硫酸铵的淋失量较低。氮肥淋失量的多少与施肥时期也有密切关系,特别是在植物根系尚未完全发育时,施用大量氮肥会加剧对地下水的污染。

3.2 地下水中各类氮污染物监测结果分析

氮对地下水污染受降水量、土壤性质、植物植被、化肥品种等多种因素制约,其中使用氮肥多少是造成地下水氮污染的前提条件。由于以上土壤氮循环过程受土壤环境中生物、化学、物理因素影响,变得极其复杂。由于土壤颗粒吸附氨氮,而几乎不吸附硝酸盐,因此,氨氮基本上滞留在土壤上层或中层,而硝酸盐在下层大量存在,亚硝酸盐作为消化和反消化过程的中间产物,存在时间有限,因而淋溶损失也并不严重。

对于较高浓度的含铵态氮溶液,在渗入排水作用下,尽管土壤能够吸附一部分铵态氮,但是大部分铵态氮还是能随水流渗入下部水层和浅层地下水中,对土壤和地下水造成氮污染。

邢台水环境监测中心从1991年开展对平原地下水水质的监测工作,设置水质监测点41处,水质监测站网密度217km2/站。每年5月、9月进行监测。利用2001年-2008年地下水监测资料,计算出邢台市平原区地下水氮类污染物的每年平均值,计算结果见表4。

由地下水监测结果可以看出,氨氮在土壤中迁移转化,受多种因素影响的作用,存在较大的不确定性,导致地下水中的含量变化幅度较大,不同年份监测结果变化幅度较大,可能与年降水量大小和强度有关。亚硝酸盐氮作为中间产物,变化幅度大与影响因素有密切的相关性。地下水中氮类污染物主要以硝酸盐氮的形式存在,占氮类污染物的96%左右。地下水中硝酸盐氮呈增长趋势,通过对1991年-2000年资料分析,变化幅度在0.5-2.0 mg/l之间,也是呈增长的趋势。2001年-2008年的变化幅度在1.06-3.87 mg/l之间,地下水中含量增长显著。这种增长的趋势能延续多久,地下水中硝酸盐氮含量能增长到多大,是有待于进一步研究的问题。

4、结 论

氮类化合物是农作物必需的一种肥料,氮肥的使用对提高农作物产量发挥了重要作用。但由于施肥不当或施肥过量,会对土壤和地下水产生污染。

有机氮在土壤中的主要存在形式为氨氮、亚硝酸盐和硝酸盐氮。该研究区区域内土壤性质、ph值、温度等多种因素,氮类污染物的存在形式均有利于土壤中硝化反应,抑制反硝化反应。