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中外腐植酸文摘

2023-06-06

腐植酸 2023年5期
关键词:腐植酸去除率土壤

一、施用腐植酸改良大庆苏打盐碱土的效应

为研究煤炭腐植酸对大庆苏打盐碱土的改良效应,将腐植酸施用于土壤中,开展玉米田间小区种植试验,设置空白对照(CK)、单施化肥(T1)、低量腐植酸(T2)、中量腐植酸(T3)、高量腐植酸(T4)、低化肥与低量腐植酸配施(T5)6 个处理。结果表明:土壤pH 值和碱化度均随着腐植酸施用量的增多而减少,T4 处理达到最低,较CK 分别降低了20.9%和41%;土壤有机质和阳离子交换量均随着腐植酸施用量的增多而增多,T4 处理达到最高,较CK 分别升高100%和28%;土壤碱解氮、有效磷和速效钾均随着腐植酸施用量的增多而增多,较CK,T4 处理有效磷、碱解氮和速效钾含量分别提高了93.4%、19.3%和18.7%;T5 处理碱解氮、有效磷和速效钾含量达到最高,较CK 分别提高了23.8%、2 倍和42.1%;交换性钙、镁均随着腐植酸施用量的增多而增多,T4 处理达到最高,较CK 分别升高了10.1%和49.6%。可见,煤炭腐植酸能降低土壤的盐碱特性,同时提高土壤肥力,腐植酸与化肥配合施用的改良效果表现更加明显。

摘自:《中国土壤与肥料》,2021(4):77 ~82。

二、蒙脱土-腐植酸复合体制备及其对锶的吸附性能研究

为探究土壤胶体对放射性核素锶的吸附机制,选取典型无机矿物蒙脱土和腐植酸制备有机-无机复合胶体,并研究了其对锶的吸附性能。结果表明:人工复合体的腐植酸负载量可达到2.97%,并且添加腐植酸会改变蒙脱土的形貌。复合体对锶的吸附量达到6.86 mg/g,通过对复合体吸附锶的动力学拟合发现,吸附过程更符合二级动力学模型。吸附过程在10 min 后到达平衡,低温时去除率更高,15 ℃时为72.29%;当pH 值由5 增加到9时,去除率的变化范围在1%~2%之间;而离子强度对吸附有明显的影响,0.1 mol/L 时去除率较0.001 mol/L 时的去除率同比下降20%~60%。同时去除率随有机物浓度的增大而提高,从0 到60 mg/L 时去除率快速增长,60 mg/L 时去除率为75.36%,随后去除率增长进入平缓期。

摘自:《中国环境科学》,2021,41(9):4204 ~4210。

三、施用腐植酸对小麦生长和土理化性质的影响

为解决陕西 娄 土地区自然侵蚀严重、土壤肥力有限、水分短缺等问题,以“开麦18”为研究对象,设置5 个腐植酸固体肥不同施用水平,研究不同施肥水平对土壤物化性状和小麦生长指标的影响。结果表明:1200、1600 kg/hm2水平下,腐植酸固体肥可以显著提高土壤中有机质的含量,800、1200、1600 kg/hm2对土壤速效磷、速效钾均有显著提高,对土壤pH 值有着显著的降低效果。施用腐植酸肥料对小麦生长指标均有显著提高,通过对腐植酸施用浓度与生长指标的回归方程求解,得出在667 ~1122 kg/hm2施肥区间使用腐植酸肥料可获得最佳产量。

摘自:《水土保持研究》,2021,28(3):25 ~29。

四、氯化钙-腐植酸活化作用下土壤Cd 的电动脱除性能

为提高稻田土壤Cd 的去除率,同时减小对土壤pH 值的影响,采用氯化钙-腐植酸复合活化液增强土壤Cd 的可移动性,基于电动土工合成材料电动排水脱除土壤Cd,重点考察了不同活化剂浓度和活化时间下,土壤有效态Cd 含量以及土壤pH 值的变化,研究了活化-电动排水后土壤Cd 的电动脱除量、土壤全Cd 含量、有效态Cd 含量、土壤pH 值的变化。结果表明:0.5%氯化钙-1%腐植酸对土壤Cd 的活化效果最佳,土壤有效态Cd 含量可从0.30 mg/kg 提高至0.44 mg/kg,而活化处理后的土壤pH 值仅降低约0.4;排尽上覆水后,通过电动排水可进一步脱除土壤Cd,土壤Cd 的电动脱除量为上覆水中Cd 含量的3 倍左右;活化-电动排水后,土壤全Cd 含量从1.72 mg/kg降低至1.20 mg/kg 左右,土壤有效态Cd 含量降至0.27 ~0.31 mg/kg,各截面土壤pH 值较为均一且变化不明显,介于5.45 ~6.30 之间。研究所提出的方法可最大限度地脱除土壤Cd,提高稻田土壤Cd 的去除率,同时减小对土壤pH 值的影响,一定程度上保证了农作物的安全生产。

摘自:《长江科学院院报》,2021,38(8):60 ~65。

五、含腐植酸褐煤施用下苏打盐碱土持水特性研究

通过室内培养方法,研究含腐植酸褐煤对苏打盐碱土持水特性的影响,并对土壤持水特性指标进行相关和回归分析。结果显示:施用褐煤处理土壤饱和持水量、毛管持水量、田间持水量、毛管孔隙度、非毛管孔隙度和总孔隙度均显著高于CK 处理(P<0.05),且均随着褐煤用量的增加呈升高趋势,但在褐煤用量较低时(<25%)非毛管孔隙度变化不显著。持水量与孔隙度呈极显著正相关,与容重、紧实度均呈极显著负相关(P<0.01)。饱和持水量、毛管持水量、田间持水量与毛管孔隙度相关系数分别为0.972、0.972、0.965,与非毛管孔隙度相关系数分别为0.697、0.691、0.672,与容重相关系数分别为-0.948、-0.948、-0.943,与紧实度相关系数分别为-0.693、-0.694、-0.677。饱和持水量、毛管持水量、田间持水量与容重、紧实度的回归趋势线均符合y=axb(a、b 为常数)的幂函数线性关系,拟合优度均较好。综上所述,施用含腐植酸褐煤能够有效改善苏打盐碱土孔隙度,提高土壤持水量。利用持水量与容重、紧实度拟合方程可以间接估算相应持水量。

摘自:《中国农村水利水电》,2023(5):141 ~145。

六、腐植酸钾对滨海粘质盐土主要盐分离子吸附与淋洗的影响

为探究腐植酸钾对粘质盐土盐分、Cl-、SO42-、Na+吸附和淋洗特性的影响,进行了 5 种腐植酸钾添加量(0、0.6、1.2、1.8、2.4 g/kg,处理号依次为 CK、T1、T2、T3、T4)的室内土柱模拟试验,分析了咸、淡水淋洗后,腐植酸钾添加量对土壤盐分、Cl-、SO42-、Na+含量及吸附、淋洗特性的影响。结果表明:(1)经过咸水淋洗,各处理土壤含盐量、Cl-、SO42-、Na+含量均有所升高,但随着腐植酸钾添加量的增加而降低。(2)与 CK 相比,T1 ~T4 4 个处理土壤含盐量、Cl-、SO42-、Na+含量增加量显著降低,其中土壤 Cl-、SO42-、Na+含量增加量的最大降低幅度分别为 72.42%、89.52%、54.10%。(3)淡水淋洗后,T1 ~T4 4 个处理土壤含盐量、Cl-、SO42-、Na+含量较 CK 显著降低。(4)与 CK相比,土壤盐分、Cl-、SO42-、Na+含量减少量显著提高,其中土壤 Cl-、SO42-、Na+含量减少量的最大提升幅度分别为 34.61%、42.31%、55.04%。腐植酸钾能抑制粘质盐土对盐分、Cl-、SO42-、Na+的吸附,增强淡水对土壤盐分、Cl-、SO42-、Na+的淋洗效果,从而达到降低土壤含盐量、Cl-、SO42-、Na+含量的目的。综合考虑,1.8 g/kg 可作为黄河三角洲地区利用腐植酸钾进行粘质盐土改良的推荐添加量。

摘自:《节水灌溉》,2022(4):77 ~82,93。

七、腐植酸对滨海盐土土壤性质及水稻产量的影响

通过腐植酸5 个施用量田间试验,研究腐植酸对土壤理化性质及水稻产量的影响,明确腐植酸对滨海盐土改良机理和效应,以期为滨海盐土治理提供理论依据和技术支撑。结果表明:腐植酸不仅显著降低了滨海盐土的土壤pH 值、盐分含量,还能显著增加土壤团聚体含量、饱和含水量和有机质含量,改善土壤肥力,从而提高稻谷产量。当腐植酸施用量为1200 kg/hm2时,滨海盐土的土壤降盐、降碱和稻谷增产等效果最好。因此,腐植酸在滨海盐土改良上效果较好,具有广阔的应用前景。

摘自:《安徽农学通报》,2021,27(22):121 ~123,131。

八、不同分子量腐植酸的结构特征及其对土壤镉有效性的影响

为探究不同分子量腐植酸组分的结构特征,利用褐煤粉提取腐植酸进行超滤分级,获得4 个不同分子量的腐植酸组分。研究发现,分子量大于50 kDa 和小于1 kDa 的腐植酸分别占总腐植酸的49.66%、47.07%,中间两个组分占比很小;腐植酸的理化性质和功能主要由1 kDa 以下的腐植酸和50 kDa 以上的腐植酸决定。1 kDa 以下的腐植酸总酸性基、羧基和酚羟基官能团含量最高,酚羟基占总酸性基的比例也较高,腐植酸的芳香化程度、缩合度随分子量的增大而增大,含氧官能团含量、E4/E6值随分子量的增大而减少。通过盆栽试验,探索了不同分子量腐植酸对土壤Cd 有效性的影响,土壤对Cd 的吸附量随腐植酸分子量的增大而减少,各处理均在500 mg/L 时达到吸附平衡;土壤Cd 的解吸量亦随腐植酸分子量的增大而减少。小分子量腐植酸可以降低土壤对Cd 的吸持能力,提高其移动性和生物有效性;大分子腐植酸则主要起吸持和固定作用,降低重金属的移动性和生物有效性。

摘自:《土壤》,2022,54(6):1233 ~1239。

九、腐植酸型功能肥料对酸化土壤改良和香蕉生长的作用

本研究以pH 值小于4 的典型蕉园酸化土壤为试验对象,采用温室盆栽试验,研究腐植酸型功能肥对酸化蕉园土壤理化性质、微观结构和香蕉生长的影响。结果表明:以追施水溶性复合肥为对照,追施腐植酸型功能肥试验组土壤pH 值提高0.53 个单位,土壤交换性钙和阳离子交换量显著提高和保持了土壤养分含量,土壤颗粒数量增加体积变大,土壤团聚体蜂窝状结构变多,香蕉植株根系发达和植株生物量增加。腐植酸型功能肥料有效改良土壤酸度、改善土壤理化性质和微观结构,提高了香蕉根系生态环境质量,促进了香蕉生长,追施腐植酸型功能肥料是优化香蕉产业科学施肥结构、实现化肥减施增效的可行施肥措施。

摘自:《分子植物育种》,2022,20(6):1923 ~1929。

十、沸石腐植酸复合型土壤调理剂对黄河三角洲盐碱化农田土壤的改良效果

以天然沸石为主要材料,添加矿源腐植酸,形成复合型土壤调理剂,在山东东营黄河三角洲地区进行盐碱地玉米种植试验。结果显示:沸石腐植酸复合型土壤调理剂能有效降低土壤pH 值和盐碱度,优化土壤结构,提高土壤养分和微生物含量,还可实现玉米增产。施用7500 kg/hm2沸石腐植酸复合型土壤调理剂降盐效果最好,土壤脱盐率可达24.2%;施用6000 kg/hm2沸石腐植酸复合型土壤调理剂增产效果最佳,玉米最高增产可达24.09%。

摘自:《安徽农业科学》,2022,50(14):70 ~72,75。

十一、生化黄腐酸对盐碱土水盐运移特征及盐基离子组成的影响

为探讨添加生化黄腐酸(BFA)对盐碱土水盐运移规律的影响,揭示BFA 淋盐增效机理,基于一维垂直土柱入渗试验,对不同BFA 添加量(0、1、2、4、8 g/kg)条件下盐碱土的水盐运移特征、入渗模型参数及土壤交换性盐基离子组成进行了研究。结果表明:入渗条件下增加BFA 能够降低土壤水分入渗速率,延长入渗时间,提高土壤保水性能。Kostiakov 模型、Philip 模型和代数模型均能较好地描述入渗过程,模型参数中经验系数(K)、吸渗率(S)和综合形状系数(α)均随BFA 添加量的增加呈先减小后增加的变化趋势。与对照相比,添加BFA 均能提高土壤持水效率和相对脱盐率,在2 g/kg BFA 添加量条件下,0 ~20 cm 土层内土壤平均体积含水率提高3.38%,平均持水效率提高10.65%,相对脱盐率提高36.32%。此外,相比对照,添加BFA 后土壤交换性盐基总量(TEB)均有所增加,TEB 组成中Ca2+浓度增加,Na+浓度降低。因此,在盐碱土中添加BFA 能够显著影响土壤水分入渗和水盐运移特征,改善土壤水盐分布状况,对盐碱土具有较好的保水和脱盐效果,且添加BFA 后土壤TEB 显著增加,能够显著改善土壤交换性盐基离子组成,提升土壤质量。

摘自:《水土保持学报》,2022,36(4):228 ~235。

十二、天然粘土矿物与腐植酸相结合修复钒污染土壤

由于钒开采活动日益频繁,矿区周边土壤污染严重。黏土矿物修复重金属污染土壤是一种有效的原位修复技术。本研究探索了一种粘土矿物与腐植酸相结合修复钒污染土壤的新方法。结果表明:电气石作为修复污染土壤的有效粘土矿物,具有调节土壤pH 值、保持有效养分和稳定钒的作用。此外,腐植酸与电气石的结合可以进一步促进修复效果。腐植酸和电气石添加量分别为1%和5%时,土壤pH 较对照微增0.62 个单位,提高了土壤速效养分的保存率。两周后黑麦草发芽率达到95%,株高达到12 cm。对修复后土壤物种均匀度和丰富度的分析表明,修复后的Shannon 指数和McIntosh 指数分别提高到2.023 和0.968。处理60 d 后,土壤中残余钒比对照增加了30%。扫描电镜-能量色散光谱、傅里叶变换红外光谱和x 射线光电子能谱分析表明,结合的钝化剂与钒的相互作用主要包括络合、离子交换和吸附作用。本研究结果可为钒污染土壤的修复提供一种绿色有效的方法。

译者:中国腐植酸工业协会韩立新

译自:Remediation of vanadium-contaminated soils by the combination of natural clay mineral and humic acid,Journal of Cleaner Production,2021,279:123874。

十三、黄腐酸包覆纳米羟基磷酸铁修复重金属污染土壤

重金属释放到环境中,对生态健康构成严重威胁和破坏。n-HFP(聚六氟丙烯)通常用于修复重金属污染的土壤,但其固化重金属的能力有限。黄腐酸(FA)具有丰富的含氧官能团,具有良好的捕集重金属的能力。但FA 在水中的溶解度限制了其在重金属去除领域的应用。本文采用共沉淀法制备了n-HFP@FA。通过傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)和比表面积检测法(BET)分析,发现FA 的加入增加了n-HFP@FA 的含氧官能团和比表面积。n-HFP@FA 对Pb、Cd 和Cu 的吸附行为符合拟二阶模型和Langmuir 等温模型。此外,n-HFP@FA 对Pb、Cd 和Cu 的最大吸附量分别为371.1、190.5 和129.75 mg/g。FT-IR 和XPS(X 射线光电子能谱)分析表明,n-HFP@FA 去除Pb、Cd 和Cu 的主要机理为络合、静电和沉淀。n-HFP@FA 对不同pH 土壤渗滤液中Pb、Cd 和Cu的去除率较高。在土壤修复实验中,顺序提取法(BCR 法)和Pearson 相关分析表明,土壤中Pb、Cd 和Cu 的可溶于酸的、可还原的和可氧化的组分有效转化为更稳定的残余组分。本研究为n-HFP@FA复合材料在污染土壤修复中的应用开辟了前景。

译者:中国腐植酸工业协会韩立新

译自:Remediation of the soil contaminated by heavy metals with nano-hydroxy iron phosphate coated with fulvic acid,Environmental Technology,2022:21 ~23。

十四、腐植酸与气化炉渣耦合强化光暗循环交替条件下Cd 污染土壤的修复

本研究合成了一种煤化工气化炉渣-腐植酸(SA)复合材料,用于修复镉(Cd)污染土壤。为了探讨SA 对Cd 污染土壤和植物生长的影响,在不同光照条件下进行了一系列试验。结果表明:SA 具有一定的光催化活性,在光暗循环(12L/12D)交替条件下,向土壤中添加10wt%的SA 可明显提高土壤肥力,降低土壤中Cd 的迁移率;SA 处理土壤中残渣态Cd 含量达到69.5%,黑沙蒿叶、茎和根中Cd 的降幅分别接近100%、91.3%和75.3%。改良剂的表征表明,降水和表面络合作用的协同作用在Cd 污染土壤的修复中起主要作用。

译者:中国腐植酸工业协会李双

译自:Humic acid coupled with coal gasification slag for enhancing the remediation of Cd-contaminated soil under alternated light/dark cycle,Environmental Science and Pollution Research International,2022:22308。

十五、控释尿素和黄腐酸作用下的土壤微生物共现模式

随着控释尿素(CRU)和黄腐酸(FA)在农业上应用的增加,需要更好地了解FA 对微生物介导的氮(N)养分循环的影响。本研究通过0 ~60 d 的室内培养试验和连续(2016—2018 年)的盆栽试验,研究了施用CRU 和CRU+FA 对土壤微生物氮循环过程和土壤肥力的影响。与CRU 处理相比,CRU+FA 处理小麦产量提高了22.1%。为揭示CRU+FA 影响土壤肥力的机制,对土壤养分供应和微生物群落进行了评估和对比。0 ~60 d,与CRU 处理相比,CRU+FA 处理20 cm 土层NO3-N淋失量显著降低12.7%~84.2%。不同肥料和施肥天数均会对土壤微生物群落产生影响。CRU+FA 处理在0 ~60 d 增加了放线菌门Actinobacteria 和变形杆菌门Proteobacteria。网络分析显示,CRU+FA处理期间微生物共现增长更密集,环境变化增强了微生物群落。尤其是CRU+FA 处理显著降低了与硝化反应相关的鞘氨醇单胞菌属Sphingomonas、溶杆菌属Lysobacter和硝化螺菌属Nitrospira,以及与反硝化反应相关的类诺卡氏菌属Nocardioides和Gaiella的相对丰度。同时,CRU+FA 处理增加了具有固氮作用的剑菌属Ensifer、芽球菌属Blastococcus和黄色杆菌Pseudolabrys的相对丰度,从而减少了NH4+-N 和NO3-N 的淋溶,改善了土壤养分供应。综上,控释尿素的缓慢养分释放和黄腐酸的促生协同作用可改善土壤氮循环微生物群落,减少养分损失,提高小麦产量。

译者:中国腐植酸工业协会李双

译自:Soil microbial co-occurrence patterns under controlled-release urea and fulvic acid applications,Microorganisms,2022,10(9):1823。

十六、各种环境因素对腐植酸与纳米氧化铁复合胶体负载As(V)的迁移影响

纳米粒子已被应用于修复地下水和土壤中的重金属污染物(如砷),但在这个多组分系统中,污染物的迁移机制尚未完全了解。为了更好地了解纳米氧化铁在多因素影响下对砷迁移的影响,本研究采用砷[As(V)]、腐植酸和纳米氧化铁(n-α-Fe2O3)制备了负载As(V)的复合胶体(HA-n-α-Fe2O3)。然后在不同的腐植酸浓度、pH 值、离子强度和氧化铁含量下,研究了n-α-Fe2O3对HA-n-α-Fe2O3负载As(V)在石英砂柱中迁移行为的影响。采用经典的平流-色散方程(ADE)和Hausdorff分形平流-色散方程(HADE)2 种迁移模型,定量分析了负载As(V)的HA-n-α-Fe2O3在柱中传递As(V)的共迁移情况。分析结果表明:n-α-Fe2O3对As(V)的吸附能力随着pH、腐植酸和氧化铁浓度的降低而降低,从而加速了As(V)的移动。而离子强度的增加则增强了n-α-Fe2O3对As(V)的吸附力,抑制了As(V)的迁移。此外,模拟结果表明,HADE 模型在表征As(V)迁移方面优于传统的ADE 模型,其中时间导数指数是异常扩散的一个指标。

译者:中国腐植酸工业协会韩立新

译自:Migration modelling of As(V) loaded by humic acid and nano iron oxide composite colloids affected by various environmental factors,Environmental Advances,2022,8:100218。

十七、微碳技术(MCT®)肥料对土壤和室内栽培辣椒的生物刺激作用

由于传统施肥造成的环境问题,生物刺激剂被提议作为农业中作物营养的环境友好型替代品。本研究基于褐煤提取的腐植酸,通过生物处理制备成新型微碳技术(MCT®)肥料,研究其对3 种不同质地土壤中辣椒植株生长的影响。试验在西班牙的生长室和商业温室2 个条件可控的环境中进行。通过微生物呼吸和酶活性(水解酶、脱氢酶和脲酶)分析了施肥对土壤的影响。对于植物检测,评估了生物特征参数(鲜重和果实硬度),并对叶片(叶绿素指数和营养成分)进行了分析。在控制条件下,使用这些具有生物刺激活性的肥料使土壤微生物活性在24 h 内显著提高,土壤酶活性增强。通过植物检测发现,具有生物刺激活性的肥料与叶片氮平衡指数(Dualex)和中量营养素Ca、Mg 含量呈正相关关系。在商业温室中,具有生物刺激剂活性的肥料在很大程度上取决于土壤质地。总之,这些产品具有真正的潜力,可以在商业生产领域替代传统肥料。

译者:中国腐植酸工业协会李双

译自:Biostimulant effects of micro carbon technology (MCT®)-based fertilizers on soil and capsicum annuum culture in growth chamber and field,Agronomy,2022,12(1):70。

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