土壤矿物固定态铵研究进展

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1、335Vol.9No.4朱维琴等：土壤矿物固定态氨研究进展文章编号：1008-181X（2000）-04-0333-04土壤矿物固定态铵研究进展朱维琴，章永松，林咸永（浙江大学环境与资源学院，浙江杭州310029）摘要：主要从土壤中粘土矿物组成、有机物质、土壤水分、Fe的氧化还原、钾素状况及土壤粘粒的不同层面电荷、净表面电荷、表面电荷均匀性等方面就土壤中固定态铵的固定机制及其对作物的有效性的影响进行了综述；并对近年来土壤中固定态铵的测定方法作一评述。关键词：固定态铵；固定机制；生物有效性；测定方法中图分类号：S158.3文献标识码：AAdvancesintheStudie

2、sofMineralNonexchangeable-ammoniuminSoilsZHUWei-qing,ZHANGYong-song,LINXian-yong(CollegeofEnvironmentalandResourcesScience,ZhejiangUniversity,Hangzhou310029,China)Abstract:Inthispaper,someaspectsaffectingammoniumfixationandtheavailabilityofnonexchangeable-ammoniumtoplants,involvingclaymin

3、eralcomposition,organicmatter,soilwatercontent,theredoxofiron,thestatusofpotassiuminsoilsandthehomogeneityofdifferentinterlayersurfacechargeandsoon,arereviewed.Moreover,themethodsofdeterminingnonexchangeable-ammoniuminsoilsarealsodiscussed.Keywords:nonexchangeable-ammonium;mechanismofammo

4、niumfixation;bio-availability;methodsofdetermination335Vol.9No.4朱维琴等：土壤矿物固定态氨研究进展自从Rodrigues1954年首次报道土壤中含有相当数量的固定态铵以来，土壤固定态铵的研究可以分为两个阶段。第一阶段是50~60年代，研究内容主要有：固定态铵的测定方法，土壤固定态铵的数量、分布，土壤固定态铵的影响因子。第二阶段主要是从80年代初至今，主要研究内容是判断固定铵的生物有效性大小。90年代以来，国内外的研究已经涉及到钾、钠、钙、镁等阳离子以及硝化作用对土壤固定、释放的竞争及物理化学的调节机理等方面。

5、本文主要就土壤中固定态铵含量、固定态铵的固定机制及其影响因素、固定态铵的生物有效性以及固定态铵的测定方法等研究作以下综述。1土壤固定态铵含量、固定机制及其影响因子1.1含量关于土壤固定态铵含量的报道众多。澳大利亚由千枚岩发育的土壤表土含固定态铵220~420mg/kg，弗吉尼亚州土壤中A层和B层的固定态铵含量每公顷达600~3000kg[5]；我国土壤固定态铵含量变动在35~573mg/kg，平均为198mg/kg，约占土壤全氮的17.6%。由此可见，土壤固定态铵相当于土壤中一个容量很大的贮氮库，越来越受到人们的关注。1.2固定机制及其影响因子土壤对NH4+的固定机制与对

6、K+的固定机制相似，即NH4+首先要通过扩散过程进入2∶1型粘土矿物层间，由于NH4+水化能较小易于脱去水化膜而进入四面体上由氧离子所组成的六角形孔穴，受静电引力作用，矿物层间间距从1.4nm（膨胀状态）向1.0nm发生收缩，使进入层间的NH4+被吸附得更紧，而不易被其他离子代换出来，这样也就发生了所谓的“专性吸附固定”。影响土壤对铵态氮固定的因素主要如下。1.2.1矿物组成不同土壤由于其矿物组成和粘粒含量不同，对铵态氮的固定能力存在差异，蛭石、云母、伊利石及某些蒙皂石类粘土矿物具有较强固铵能力。现有研究表明，固定铵量主要与蛭石含量有关[16]，对NH4+的固定能力是蛭石

7、>伊利石>蒙脱石，这主要与不同矿物内部发生同晶替代位置不同有关，蛭石在四面体上的同晶替代可高达80%~90%，伊利石约为60%，而蒙脱石仅为10%~20%[13]。由于四面体上产生的负电荷与NH4+之间的距离小，335Vol.9No.4朱维琴等：土壤矿物固定态氨研究进展所以产生于四面体的电荷越多，则库仑引力就越大，该粘土矿物对NH4+的固定能力越强。1.2.2有机物质的影响一般认为，施入大量有机物质时，由于有机物在粘粒表面的吸附，可造成晶层内外离子进出通道的闭塞，使铵难以进入层间位置；也可能是有机质阻止了矿物晶层间距的收缩，从