外施稀土在农田生态系中的生物地球化学循环与残留

选择已广泛使用稀土微肥的大兴县庞各庄小麦种植区内, 进行稀土喷施常规量、土施常规量及3倍常规量和对照4种处理的田间实验. 以各地块的耕层土壤为主体, 观测、收集和测定了与之相关各项源汇物质及它们所载带稀土的通量. 结果表明, 未施稀土的地块中, 由降雨、降雪、灌水、复合肥、尿素和降尘等主要源物质载带的稀土输入量极少, 每年共计仅有19.3 g·hm-2 左右; 而外施稀土的地块中, 稀土输入量显著增高. 喷施或土施常规量所输入的稀土分别为对照地块总输入量的9.7和106倍. 但在对照和施用不同量稀土的4个地块中, 由小麦植株的收获和雨水下渗所引起的稀土总输出量都很相近, 而且均以收获期的小麦植株为主要输出物质, 各部位的稀土输出量排序均为根>叶>茎>颍壳>籽粒. 由计算结果得知, 在对照地块的耕层土壤中稀土输出量与输入量基本平衡, 不会发生稀土累积; 而在外施稀土的地块中, 随着外施稀土量的增加, 耕层土壤中的稀土累积量有相应增高, 如果多年连续土施常规量稀土, 仅需159年就会使耕层土壤中稀土含量增加1倍, 发生环境污染有较大的潜在危险; 而采用喷施(常规量)的方法累积速度低得多, 需要2008年才能使耕层土壤中稀土含量增加1倍.     

土壤中稀土对有效氮形态分配和转化的影响

在土壤旱作和淹水培养两种方式下, 通过添加外源稀土研究了黄褐土中稀土对有效氮形态分配和转化的影响.结果表明, 在旱培条件下, 土壤中稀土含量的提高增加铵态氮和水解氮的含量, 减少硝态氮的含量, 两周内增加矿质态氮的含量, 八周以后则无显著影响; 有效氮的含量在稀土含量较低时升高, 高含量时则下降, 实验确定外源稀土对旱培土壤有效氮作用的无观察效应浓度(NOEC)为443.8 mg*kg-1. 在淹水培养条件下, 稀土含量较低时对土壤铵态氮和水解氮含量无显著影响, 含量较高时则降低铵态氮和水解氮含量, 外源稀土对淹水土壤铵态氮和水解氮含量影响的无观察效应浓度分别为 171.2, 256.9 mg*kg-1. 分析表明, 土壤中稀土含量的变化对氮素的影响在旱培条件下主要与稀土对土壤硝化过程作用有关, 淹水条件下与稀土对土壤氨化过程作用有关.     

高岭土吸附稀土元素的实验研究

为更好了解粘土矿物对稀土元素(REE)的吸附及其控制因素,进行了不同溶液介质条件(平衡时间、REE含量、pH＝3～6.5) 1 g·L-1高岭土对REE吸附的系列实验.结果表明: 稀土在较短时间内(24 h)吸附/解吸过程达到平衡;Langmuir吸附等温线能模拟REE在高岭土上的吸附,总的趋势是REE含量越高,分馏越不明显;此外,pH对REE吸附和分馏有很大影响,REE分配系数随pH值增加而增加,且在pH近中性时,出现了明显的重稀土比轻稀土更多的被吸附.