长期紫云英还田与化肥配施对土壤团聚体中黏粒矿物组成的影响

在湖南南县长期紫云英-双季稻轮作试验的基础上,选择单施紫云英（MV）、单施化肥（F100）和紫云英配施全量化肥（MV+F100）处理,研究不同施肥处理下土壤大团聚体（>250μm）、小团聚体（53～250μm）、粉黏粒（2～53μm）及<2μm团聚体的黏粒组分（100～2000、25～100 nm）中矿物的类型、含量和分布特征。结果表明,不同处理各粒级团聚体黏粒组分中的矿物组成相似,主要以伊利石和高岭石为主,包含少量蛭石和1.4nm过渡矿物。MV和MV+F100处理中,相比于<2μm团聚体,大团聚体、小团聚体及粉黏粒中100～2000 nm组分高岭石含量有所降低,蛭石含量增加。与MV相比,MV+F100处理明显增加了<2μm团聚体颗粒中伊利石的相对含量,以及各粒级团聚体颗粒中蛭石的相对含量。随着各团聚体黏粒组分由100～2000nm减小至25～100nm,黏粒矿物的类型减少,伊利石的相对含量显著提高,高岭石含量降低且结晶度变差。与F100相比,MV+F100处理中各粒级团聚体100～2000 nm颗粒的硅铝率明显降低,出现脱硅富铝化现象。     

九宫山地带性土壤颗粒中粘粒矿物的特征

以湖北省九宫山的4种垂直地带性土壤(基带棕红壤、山地黄红壤、山地黄棕壤和山地草甸土)为材料,分离不同粒级的土壤颗粒(<2000 nm、450~2000 nm、100~450 nm和25~100 nm),并对各粒级颗粒的矿物组成进行分析,揭示山地土壤中粘粒矿物的演变特点。结果表明,随海拔升高,土壤中针铁矿、赤铁矿和高岭石减少,伊利石、1.42 nm矿物和三水铝石增加。随粒径减小,土壤颗粒中粘粒矿物组成和结晶状况发生明显变化,其中1.42 nm矿物、高岭石和伊利石减少,其结晶度变弱,而针铁矿和赤铁矿增多。土壤随山体海拔升高,三八面体矿物增加,二八面体矿物减少;而随颗粒粒径的减小,此变化规律反之。     

不同母质发育的东北黑土的粘粒矿物组成研究

东北黑土的成土母质主要是第四纪沉积物,在对红土母质和黄土母质上发育的两种东北黑土剖面土壤进行小于2μm粘粒的化学组成和XRD衍射分析基础上,研究这两种母质上发育的东北黑土的粘粒矿物组成。结果表明红土母质上发育的东北黑土风化脱硅作用较强,以1—1型或2—1型粘粒矿物为主,主要含有伊利石、蛭石、高岭石,上层土壤粘粒中含有少量绿泥石,母质层含有大量的蒙脱石,不含有绿泥石。在成土过程中,伊利石大量存在,少量绿泥石逐渐形成,蒙脱石向蛭石转化;黄土母质上发育的东北黑土以2—1型粘粒矿物为主,主要含有伊利石、蛭石、高岭石、少量的绿泥石,母质层粘粒中含有长石,经过脱硅作用逐渐消失,有些土壤的母质层粘粒中也含有蒙脱石,粘粒矿物分布相对均匀,矿物间的转化和演化相对简单。     

利用方式对东北黑土粘土矿物组成的影响

土地利用方式是影响土壤可持续利用的重要因素。粘土矿物是土壤重要的活泼物质,会受利用方式的影响而发生改变。为了揭示利用方式对土壤粘土矿物的影响,对不同利用方式下的东北黑土进行土壤理化特性及粘粒XRD分析。结果表明:荒地、旱田(大豆)、旱田(玉米)、水田利用的土壤矿物颗粒的风化依次增强,伊利石的含量和结晶度也依次降低。经水田利用后的黑土,粘土矿物的演变过程为:云母→伊利石→蛭石和绿泥石。定量结果表明黑土水田利用会出现蛭石绿泥石化现象。综合说明旱田利用会使土壤结构破坏以及水土流失加剧,而水田利用则能较好的协调土壤理化性质,可较大程度的改良土壤。     

吉林省主要土壤胶散复合体粘土矿物XRD物相研究

以吉林省主要耕作土壤(白浆土、黑土和黑钙土)为研究对象,采用X射线衍射(XRD)分析方法,研究土壤胶散复合体(G0、G1、G2)中粘粒矿物组成特征,探讨不同土壤类型下胶散复合体中粘粒矿物的演化规律及形成机理。结果表明:对3种不同土壤类型而言,各组复合体含量均呈G0G1G2的趋势,且G0/G1、G0/G2均大于1。对胶散复合体不同组分而言,除G0组的含量大小顺序为黑土白浆土黑钙土外,G1、G2、(G0+G1+G2)组均为白浆土黑土黑钙土。XRD物相分析表明,主要耕作土壤胶散复合体粘粒中均以2∶1型粘粒矿物为主,且均含有蒙脱石、蛭石、伊利石、高岭石和石英等;黑土和黑钙土复合体中粘粒以蒙脱石、伊利石为主,白浆土则以蛭石、伊利石为主。土壤胶散复合体不同矿物的演变存在差异,3组复合体受风化影响的顺序为G0G1G2。     

全谱拟合定量研究气候对土壤成壤机制的约束:以鲁粤土壤剖面为例

以山东棕壤剖面和广东红壤剖面为研究对象,通过X射线衍射(XRD)和基于Rietveld技术的全谱拟合定量分析土壤中的矿物组成、在剖面上的含量变化并研究粘土矿物之间的相互转化关系,揭示气候对土壤成壤机制的约束。结果表明,2个剖面中的矿物组成不同:山东棕壤中非粘土矿物有长石、石英、方解石及少量的铁铝氧化物和闪石类矿物,粘土矿物有伊利石、绿泥石、高岭石和蒙脱石,且粘土矿物含量伊利石>绿泥石≈蒙脱石>高岭石;广东红壤的矿物组成为石英、赤铁矿、针铁矿、三水铝石、高岭石、伊利石和蛭石,其中高岭石>伊利石>蛭石。此外,两地的土壤中均含有少量的非晶质物质。山东气候干冷,以物理风化为主,化学风化较弱,原生闪石类原生硅酸盐矿物和易被溶蚀的方解石等仍有存留;广东气候湿热,化学风化强烈,存在明显的脱硅富铝作用,铁铝氧化物富集。3)利用定量结果计算的化学风化指数与矿物的变化是一致的。     

不同气候带森林土壤粘粒矿物XRD物相分析

以我国7个不同气候带下的森林土壤为研究对象,从不同温度及降水对森林土壤的影响方面入手,通过野外取样和室内分析相结合的方法,测定其阳离子交换量、土壤颗粒组成、化学组成特征情况,进行选择性溶解分析,并使用X射线衍射分析方法,分析不同森林土壤粘粒矿物XRD物相特征,深入探讨在不同气候带下、受不同温度及降水影响的森林土壤的粘粒矿物的组成特点及含量变化.结果 表明,7种供试森林土壤除雾灵山外,其他森林土壤粘粒含量均达到30％以上,雾灵山为壤土,西双版纳为砂质粘壤土,其他森林土壤为粘壤土.7种供试森林土壤粘粒化学组成以SiO2、Al2O3和Fe2O3为主,Sa值大小顺序为蛟河＞漠河＞太白山＞雾灵山＞天童山＞西双版纳＞黄连山.由北到南随着温度及降水的增加,森林土壤的Sa值、Saf值呈逐渐减少的趋势,土壤风化程度增加.寒温带漠河、中温带蛟河、暖温带雾灵山、北亚热带太白山的粘粒矿物以2:1型伊利石为主,中亚热带天童山、南亚热带黄连山、热带西双版纳的粘粒矿物以1:1型高岭石为主.随着温度及降水的升高,伊利石含量呈现逐渐减少的趋势,蒙脱石有所下降,高岭石有所上升,供试土壤粘粒矿物随着气候的变化表现出一定的规律性.     

几种亚热带淋溶土基质和胶膜中1.4 nm过渡矿物组成的差异及其意义

以我国亚热带的黄褐土和黄棕壤的铁锰－粘粒混合胶膜为材料，分析了胶膜及其相应的淋溶土在粘土矿物类型和含量上的差别。研究结果表明：土壤和胶膜的粘土矿物均由1.4nm矿物、水云母、高岭石组成，土壤的1.4nm矿物为1.4nm过渡矿物和蛭石的混合相，而胶膜的1.4nm矿物全部由蛭石组成。由此认为，胶膜中的1.4nm过渡矿物主要来源于表层粘粒的淀积和裂隙周围基质土壤中粘土矿物的转化，胶膜的有机质含量、交换性盐基总量等性质明显不同于基质土壤，其微环境抑制了土壤中的蛭石向1.4nm过渡矿物的转化，并导致1.4nm过渡矿物向蛭石的转化。     

松嫩平原苏打盐渍土表层土壤黏粒矿物的组成分析

以松嫩平原内的前郭和大安两地苏打盐渍土表层土壤为供试土壤,采用Rigaku RIX 2000型荧光光谱仪和XRD—7000衍射仪,对土壤黏粒矿物组成进行了分析。结果表明:表层土壤黏粒(2μm)化学组成均以SiO_2、Al_2O_3和Fe2O3为主,其SiO_2/Al_2O_3 4,土壤风化脱硅作用较弱;土壤黏粒以2∶1型层状铝硅酸盐矿物为主,含有蒙脱石、伊利石—蒙脱石混层矿物、伊利石、伊利石—白云母混层矿物、蛭石、1∶1型层状铝硅酸盐高岭石以及少量2∶1∶1型绿泥石和石英及1.42 nm间层矿物。苏打盐渍土处于风化脱K作用阶段,土壤中混层及间层矿物较多,以蛭石—绿泥石、蒙脱石—绿泥石过渡矿物为主,为二八面体白云母和二八面体蒙脱石混层矿物。水田利用可使土壤黏粒中绿泥石增加,改善苏打盐渍土不良的结构。     

石灰岩发育土壤团聚体形成机制研究

土壤团聚体是土壤最基本的结构单元。为了解岩溶地区石灰岩发育土壤团聚体的形成机制,选择贵阳市花溪区花溪水库石灰岩所发育的土壤为材料,采用干、湿筛法,分析团聚体颗粒的分级情况,并比较拆分有机质与钙镁铁铝离子间连接后四种离子含量的变化以及团聚体各粒级含量的变化。结果显示:团聚体是由细小颗粒在胶结物质有机质与钙镁铁铝离子结合下形成微团聚体,进一步形成更大粒级的团聚体,最后在分子力的作用下粘结土粒或者其他团聚体形成完整的团聚体结构;有机质与钙离子的结合是团聚体形成的主要胶结物质,其次为有机质与镁铁离子的结合,有机制与铝离子的结合作用不大,这与石灰岩矿物主要是碳酸钙有关;研究区发育土壤大粒级水稳性团聚体含量相对较高,土壤抗蚀性好,抵抗侵蚀能力强。      

我国南方铁铝土矿物组成及其风化和演变

论述了我国南方玄武岩和风石发育的铁铝土原生矿物和粘土矿物物组成及其风化和演变。玄武岩发育的土壤中,风化强烈的砖红壤含重矿物主要集中在１０～５０μｍ和５０～１００μｍ粒级中,达３５％～９２％;内化较弱的红壤和赤红壤含重矿物主要在１００～２５０μｍ粒级中,达１０％～２０％;而花网岩发育的铁铝土中,轻矿物占绝对优势。玄武岩发育的赤红壤和红壤中市高岭石含量低于花岗岩发育的同类±２０％。而前发育的红壤粘粒     

桂林红土的工程地质性及其形成条件

桂林红土主要由更新世残积，坡残积，冲洪积及坡洪积经后期湿热化改造而成，在物质组成上其粘粒含量较高，一般都在５０％以上，矿物成分以次生高岭石，伊利石，绿泥石，滑石针铁矿以及蒙脱石，蛭石，混层粘土矿为主，含量通常在４０％～７５％；化学成分上铁铝氧化物大量富集，钾，钠，钙，镁等碱和碱土金属氧化物明显减少，前者一般达２５％～３５％，后者常常在５％以下，经近千组土工试验资料综合分析，桂林红土具以下几个基本特     

有机酸盐影响下土壤中1.4 nm过渡矿物的转化特点

以我国中南地区黄棕壤和黄褐土的胶膜所对应的基质土壤为研究对象，用不同浓度的柠檬酸钠和乙酸钠溶液对土壤进行不同时间的培养试验，探讨1．4越过渡矿物．蛭石之间的转化特点。结果表明：基质土样中的部分1．4越过渡矿物已逐渐向蛭石转化；与其它处理相比，用O．5mol／L的柠檬酸钠和盐溶液培养基质土壤7个月后，其1．4啦过渡矿物向蛭石转化最为明显；培养前后用DCB脱铁与不脱铁的处理对样品中矿物转化的影响不显著。土壤经有机酸盐溶液培养后，其部分1．4越过渡矿物的层间羟基铝被柠檬酸钠或乙酸钠络合出层间，随后钾、钙、镁等的水合阳离子进入，使之转化为蛭石；有机酸盐的种类、浓度和培养时间的长短，对转化的进程起着重要的作用。     

全风化花岗岩全岩和粘粒中粘土矿物含量变化对比

工程实践和理论研究中常用全岩和粘粒中粘土矿物绝对和相对含量。对同一样品探求两者关系,便于数据对比,有利于工程应用。以采自香港九龙的2处边坡3个探坑中51个全风化花岗岩样品为例,作者用同一套仪器、测试方法,先后采用了颗分法测粘粒质量百分比、物理化学方法测比表面积、XRD方法测矿物成分,分别得出了全岩和粘粒中粘土矿物的绝对含量和相对含量,以及用粘粒质量百分比乘以相对含量得出的换算含量。另外还将全岩XRD矿物成分同薄片统计结果进行了相关分析。对粘土矿物绝对含量基本为20%～45%的全风化花岗岩,对比分析不同含量结果表明:全岩中的某些粘土矿物,如高岭石、蛭石的绝对含量远大于换算含量;不同样品中高岭石和蛭石的相对含量变化幅度远大于它们在全岩中绝对含量变化,两者变化呈现某种一致性;全岩中粘土矿物含量远大于粘粒(粒径<2μm和<5μm两个界限)的含量。后两者相对而言变化基本一致,差值不大;同全岩中粘土矿物含量相关性较好的是比表面积;同薄片统计结果相比,全岩XRD粘土矿物含量受对风化矿物处理不确定性的影响,结果往往偏大。     

安徽铜陵地区不同粒级土壤中元素含量与矿物组成分布特征

土壤矿物和粒级组成及其与土壤元素关系的研究对土壤生态环境和肥力评价具有重要意义。对安徽铜陵地区土壤的研究发现,不同粒级段土壤中元素富集程度不同,不同元素的富集粒级也不尽相同,-200目细粒级中各种元素含量最低。研究表明,土壤不同粒级段的矿物组成不同,伊利石和针铁矿对Cu、Zn、Cd、Pb、As等元素具有较强的吸附作用。     

矿物风化对黄土区土壤有效硅含量的控制作用--以陕西省关中-陕北地区为例

利用XRD、粒度分析、土壤风化模拟试验等方法,对黄土区土壤有效硅含量分布、土壤机械组成、粘粒矿物种类及含量分布、土壤溶液pH值和土壤矿物风化过程中硅的析出规律进行研究。从陕北干旱区到关中半湿润区,土壤中蛭石含量从0.18%升高到1.60%;高岭石从0.45%升高到1.84%,相应的土壤有效硅含量从122.62×10-6升高到463.95×10-6。土壤有效硅含量与粘粒矿物总量呈正比,与土壤溶液pH值成反比,这与南方水田水稻土情况完全不同。模拟实验证实土壤中存在的游离硅是硅酸盐矿物异成分溶解的结果。研究区土壤风化作用强度规律性变化是造成区内土壤有效硅含量变化的主要原因。     

新疆库车凹陷侏罗系多粒级黏土矿物分析方法及其对沉积-成岩环境的指示

本文选取库车坳陷侏罗系阿合组—齐古组的碎屑岩样品,利用 Stokes 原理,通过同步跟进与离心分析相结合的多粒级提取的方式提取不同粒径的黏土矿物,包括>20μm;20μm～5μm;5μm～2μm;2μm～0.2μm和<0.2μm。不同粒径组分的黏土矿物呈现出不同的型貌特征,在20～2μm范围内的样品中,自生黏土矿物少见,大量可见碎屑来源的黏土矿物,由于经过了长期的机械搬运,难见完整的晶型。在<2μm的样品中大量存在自生黏土矿物,大量成集合体,同时也存在碎屑蚀变成因的黏土矿物。通过 XRD 方法定量分析了所分离出的不同粒径黏土矿物的相对含量,黏土粒径范围内的黏土矿物相对含量呈现些规律变化。碎屑伊利石含量有随着粒级的减小而减少的趋势,而自生伊利石和伊蒙混层只在2～0.2μm及0.2μm以下粒级才出现,并且集中在0.2μm以下粒级范围内;在古气候,沉积环境和母岩特性及分布基本一致的情况下,高岭石的分布有随着岩性的变粗呈现升高的趋势,而伊利石呈负相关关系。碎屑岩中黏土矿物的形貌特征表明,黏土矿物有陆源碎屑来源与自生两种成因,应用 Decoform 软件对0.2μm以下黏土矿物中不同成因的伊利石进行了计算,并就存在的比例与粒径的关系进行了讨论。黏土矿物组合揭示侏罗纪沉积环境由酸性环境向微碱性环境过渡,早侏罗世和中侏罗世早期为气候潮湿时期,高岭石的含量明显高于侏罗世晚期地层,恰克马克期到齐古期高岭石含量开始出现减小的趋势。从恰克马克期开始,气候缓慢向干旱变化,高龄石含量降低,而伊利石的平均含量明显增加,反映黏土矿物组合主要受沉积环境和成岩作用共同影响。     

阿尔泰山西北山区寒冻湿润条件下土壤的风化特征

通过阿尔泰山西北山区不同海拔的６个土壤剖面,从土壤的机械组成、底土层矿物、粘土矿物类型和粘粒的化学全量等,分析了其风化特征。研究结果表明,整个山区总体上风化较弱,在粘土矿物类型和粘粒的硅铝铁率比值方面无明显差异。粘土矿物都以水云母为主,粘粒的硅铝铁率为２．７８￣３．３７。风化程度的一定差异只表现在山区不同的高度带其土壤表层粘粒含量、Ｘ射线衍射峰的高度以及底土层矿物组成等方面。在高山带寒冻湿润的条件     

湖北、湖南红壤、黄棕壤的粘粒矿物组合与14过渡矿物特性研究

红壤、黄棕壤是我国亚热带的主要土壤,是我国农业开发治理的主要对象。土壤中粘粒层状硅酸盐矿物和粘粒氧化物的类型、含量及其表面化学特性,不仅是成土过程的反映,而且对土壤理化物性、养分和肥力状况起着决定性影响。14A过渡矿物是20世纪50年代发现的一类矿物,我国在70年代末期才初见报道。我国亚热带地区的土壤中普遍含有14A矿物,它们究竟是蛭石、绿泥石还是14A过渡矿物,在80年代中期以前的报道中,大多未加区分,常统称为蛭石(在山地土壤中多称之为绿泥石)。本研究在国家自然科学基金资助(编号:3850303)下,运用X射线衍射、化学选择溶提技术与土壤表面特性分析相结合,对中南地区不同纬度、不同海拔和不同母质发育的205个土壤样品研究,它们的粘性矿物组成及其分布规律,并着重研究了     

渝东南岩溶山区耕地利用变化下土壤颗粒体积分形特征研究

通过对重庆东南部喀斯特山区的野外调查采样和室内粒度分析,利用土壤颗粒体积分维模型,分析了该区域耕地土壤与撂荒地土壤颗粒体积分形维数特征,探讨了颗粒体积分形特征与颗粒体积含量的关系。研究结果表明:土壤颗粒体积分形维数与土壤中粘粒(<0.002mm)含量呈明显的线性相关,表现为粘粒含量越高的土壤,其分形维数也越高。土壤粘粒含量与土壤颗粒体积分形维数在不同土地利用方式的土壤剖面上表现出相同的变化规律。土壤分形维数不仅受粘粒含量的支配,还与土壤质地的均一程度有关,分形维数与土壤质地均匀指数表现出一定的相关性,但相关性较弱。耕地土壤分形维数值(平均值为2.5065)大于撂荒地分形维数值(平均值为2.4835),说明岩溶区人类农耕活动对土壤质地尤其是粘粒含量影响明显。土壤体积分形维数可以作为区域耕地土壤质量评价指标之一。