应用和环境土壤学

PDF
应用和环境土壤学/2019年/文章

评论文章|开放获取

体积 2019年 |文章的ID 5794869 | https://doi.org/10.1155/2019/5794869

多拉Neina, 土壤pH值的作用在植物营养和土壤修复”,应用和环境土壤学, 卷。2019年, 文章的ID5794869, 9 页面, 2019年 https://doi.org/10.1155/2019/5794869

土壤pH值的作用在植物营养和土壤修复

学术编辑器:马可Trevisan
收到了 2019年8月26日
接受 2019年10月05
发表 2019年11月03

文摘

在自然环境中,土壤pH值有一个巨大的影响对土壤生物地球化学过程。土壤pH值,因此,描述为“掌握土壤变量”,影响无数的土壤生物、化学和物理性质和过程,影响植物的生长和生物量产量。论述了土壤pH值如何影响流程相互关联的生物、地质、土壤环境的化学方面以及如何将这些流程,通过人为干预,导致土壤变化博士与传统讨论土壤pH值的各种原因,特别是土壤酸化,本文侧重于关系和影响土壤生物地球化学而言。首先,土壤pH值对物质的影响可用性、流动性,和土壤生物过程讨论了紧随其后的是土壤生物调节pH值。结果表明,土壤pH值可以广泛应用在两大领域,即。、养分循环和植物营养和土壤修复(生物修复和物理化学修复)。

1。介绍

对许多人来说,土壤pH值仅是必不可少的化学和土壤的肥力。然而,土壤的识别功能以外的植物养分供应和土壤作为媒介作用的植物生长所需的土壤的研究及其属性的更广泛的生态系统功能通过一个多学科的方法。这允许科学家查看流程从景观区域和全球水平。一个过程表示土壤科学是土壤生物地球化学多学科方法,研究生物地球化学过程。土壤生态系统功能,在某种程度上,与土壤生物地球化学过程有强烈的关系,之间的联系的生物、化学和地质过程(1]。土壤是生命支持系统的关键因素,因为它提供了一些生态系统货物和服务,如碳储存水调节、土壤肥力、和粮食生产对人类福祉的影响(2- - - - - -4]。这些生态系统货物和服务大致分为支持、供应、管理和文化服务(5]。根据千禧生态系统评估5),供应和调节功能是最大的影响对人类福祉的组件的安全、美好生活的基本物质,健康和良好的社会关系。

在自然环境中,土壤的pH值有一个巨大的影响对土壤生物地球化学过程。土壤pH值,因此,描述为“掌握土壤变量”,影响无数的土壤生物、化学和物理性质和过程,影响植物的生长和生物量产量(6,7]。土壤pH值的温度相比,病人在医疗诊断,因为它容易给一个提示的土壤条件和许多土壤过程的预期方向(Eric Van Ranst名誉教授讲座声明根特大学)。例如,土壤pH值控制的浸出基本的阳离子如钙、镁、钾、从风化矿物和Na远远超出他们的释放,使H+和艾尔3 +占主导地位的可交换阳离子离子;公司的解散2在土壤水分生产碳酸电离之后和释放H+离子;腐殖质残留在土壤有机质的腐殖化,产生高密度的羧基和酚组游离释放H+离子;硝化作用的 生产H+离子;删除N在植物和动物产品;并从酸雨和植物吸氮输入(8]。另一方面,pH值控制土壤的生物学以及生物过程。因此,有一个双向土壤pH值和在陆地生态系统生物地球化学过程之间的关系,特别是在土壤。在这个意义上,土壤pH值影响许多生物地球化学过程,而一些生物地球化学过程,进而影响土壤pH值,在某种程度上,总结在图1

几十年来,密集的研究表明土壤pH值许多生物地球化学过程的影响。研究的最新进展已使有趣的披露的有关土壤pH值在许多土壤过程的重要作用。这个重要的土壤性质控制外源性物质的相互作用的三个阶段内土壤以及他们的命运,易位和转换。土壤pH值,因此,确定土壤环境中物质的命运。这对作物生产影响养分循环和可用性,分布环境中的有害物质,清除或易位。这个函数的作用在土壤生物地球化学是利用土壤pH值修复被污染的土壤和环境中污染物的控制易位和转换。不幸的是,在很多研究中,土壤pH值的标准通常都是随意的规范没有仔细考虑它在土壤中的作用。本文旨在探索土壤的pH值作为指标的重要性在环境生物地球化学过程的研究讨论了生物地球化学过程受到土壤pH值,还的生物地球化学过程控制土壤pH值,和未来的关系的相关性研究,规划和发展。

2。生物地球化学过程受到土壤pH值的影响

2.1。物质易位

同时,根据生物化学变化,物理化学过程,包括溶解、沉淀、吸附、稀释、挥发,和其他人,影响渗滤液质量(9]。

2.1.1。微量元素迁移

土壤pH值控制的溶解性、流动性、微量元素的生物利用度,确定它们的易位在植物10]。这在很大程度上依赖于元素的分区之间土壤固体和液体阶段通过precipitation-dissolution反应(10,11)由于pH-dependent指控在土壤矿物和有机分数。例如,负电荷支配着高pH值而正电荷在低pH值(12]。此外,溶解有机碳的数量,这也会影响微量元素的可用性,是由土壤博士在低pH值、微量元素通常是可溶性由于高解吸和吸附低。在中间pH值、微量元素吸附增加的趋势几乎没有吸附几乎完全吸附叫做pH-adsorption边缘的一个狭窄的pH值范围内(13]。从这一点开始,这些元素是完全吸附(13]。例如,Bradl [13)发现,在pH值为5.3,Cd的吸附,铜、和锌在沉积物组成的复合Al - Fe -,和Si-oxides为60%,62%,和53%,分别。相反,他发现50%的Cd和锌pH值4.8 - -4.9之间,这些到胡敏酸(13]。现成的微量元素的命运取决于双方的属性离子物种形成的土壤溶液和土壤除了土壤pH值本身的化学系统(14]。研究已经证实,随着土壤pH值增加,大多数微量元素的溶解度会降低,从而导致土壤溶液(低浓度14]。任何增加或减少对金属溶解在土壤pH值产生不同的影响。这也许可能依赖于金属和离子种类的pH值变化的方向。Rengel [15)观察到二价金属的溶解度降低一棵,而三价的经验减少千重。相比之下,福斯特(10)发现,土壤pH值下降一个单位导致金属溶解度增加十倍。在一个实验中,他观察到,在pH值7,只有1毫克锌·L−1的1200毫克公斤−1总锌含量是土壤溶液中。在pH值6,浓度达到100毫克锌·L−1在pH值5,40毫克锌·L−1是礼物。除了吸附,微量元素含量在高土壤pH值也可能造成与碳酸盐沉淀,氯化物,氢氧化物,磷酸,硫酸酯(11,16]。磷灰石和石灰应用于土壤pH值最高的影响,同时减少了可用的浓度,可滤取的,bioaccessible铜和Cd [16]。

2.1.2。流动性的土壤有机分数

土壤有机质存在于不同的分数从简单的分子,如氨基酸、单体的糖,等聚合物分子如纤维素、蛋白质、木质素等。这些发生一起undecomposed和部分分解植物和微生物残留17]。分数不同的溶解性和机动性期间和之后分解和可能导致的浸出在某些土壤溶解有机碳和氮。溶解有机碳被定义为有机碳的大小,通过0.45毫米直径的过滤器(18]。土壤pH值增加土壤有机质的溶解度增加酸的离解官能团(19),降低了债券之间的有机成分和粘土20.]。因此,溶解有机质的含量随土壤pH值,因此mineralizable C和N [20.]。这就解释了碱性土壤pH值条件的强烈影响浸出的溶解有机碳和溶解有机氮中观察到许多土壤含有大量的有机物质(19,21]。同样的观察已经在泥炭地土壤溶解有机碳浓度(22]。溶解有机碳浓度的pH-dependence越来越明显超出pH值6 (23]。

内的pH值条件在一个特定的土壤系统中,有机物的溶解度是强烈影响基础的类型,尤其大的单价和多价阳离子比的(23]。据安德森和尼尔森(24和安德森等。19),土壤pH值控制有机物的溶解度在两个主要方面:(i)对腐殖质化合物的电荷密度的影响,和(2)微生物活动的刺激或压迫。前者是发现比后者更为明显19]。

2.2。土壤生物过程
2.2.1。微生物指标的地步

生态生理学是cell-physiological功能之间的互连环境因素的影响下(25]。据估计使用代谢商(有限公司2)作为一个索引(25]显示效率的有机基质利用土壤微生物在特定条件下(26]。减少微生物群落呼吸使C可用生物质生产,产量高生物量单位(27]。代谢商,因此,称为cell-physiological实体反映环境条件的变化(25]。这意味着任何环境条件变化对不良状态将显示指数(25]。这是由土壤pH值控制28]。土壤pH值作为微生物ecophysical驱动力指标源于其对微生物群落的影响以及社区的维护需求(28),是预测的代谢商29日,30.]。代谢商被发现在低pH值两倍半的土壤相比,中性土壤pH值(28]。这是与散度的内部细胞pH值(通常保存约6.0)从周围pH值条件下,这就增加了维护需求和减少总微生物生物量生产(25]。

是观察到的文学土壤pH值条件所需微生物活动范围从5.5 - -8.826,31日,32]。因此,土壤呼吸通常与土壤pH值增加到一个最优水平(26]。这也与微生物生物量C和N内容,通常高pH值7 (26]。在低pH值条件下,真菌呼吸通常高于细菌呼吸和亦然(25因为真菌比细菌更适应酸性土壤条件。

2.2.2。土壤酶活性

土壤微生物产生的胞外酶是生物地球化学循环的营养物质(33]。土壤pH值的正常运行是至关重要的土壤中酶活性(34,35),并间接调节酶通过其对微生物产生影响他们(36]。然而,有无数的酶在生物系统,协助各种物质的变换。此外,酶是不同的起源和在固体表面不同程度的稳定。因此,他们达到最佳的pH值活动(pH值最佳状态)可能会有所不同33]。令人吃惊的是,酶在同一基质可以pH值相差很大在他们的最佳状态。这是显而易见的,磷酶,酸性和碱性的窗户功能范围内的酸碱3 - 5.5和8.5 - -11.5 (33]。在研究最佳pH值为特定的土壤酶活性在巴拿马中部七潮湿的热带森林,特纳(33)分类酶分成三组根据他们的pH值和土壤中发现的最适条件。这些是:(一)与酸性酶最适条件出现一致的土壤中,与酸性pH值(b)酶最适条件,不同的土壤,和(c)酶最适条件在酸性和碱性土壤博士Stursova和沃克(37]发现有机磷水解酶最佳活动高博士为例,糖苷酶的最佳pH值介于4和6之间相比,蛋白水解和氧化酶的最适条件7和9之间(35,36,38]。微生物群落组成的变化有可能影响酶生产如果不同微生物群体需要构建生物量养分浓度较低,或有酶的亲和力不同营养39]。

2.2.3。生物降解

土壤微生物生态系统被描述为工程师参与土壤中物质的变换。这种转换之一是生物降解,微生物治理土壤污染的过程将有毒物质和外源性物质转换为最小或更多的有毒的形式。生物降解是有机和无机污染物的化学溶解微生物或生物制剂(34,40]。像许多土壤生物过程、土壤pH值影响生物降解通过其对微生物活性的影响,微生物群落多样性,援助的酶降解过程和降解物质的属性。土壤pH值是最重要的财产在阿特拉津的降解41]。一般来说,碱性或微酸性土壤pH值提高生物降解,而酸性环境对生物降解的限制(34,37,42]。通常,pH值在6.5和8.0之间被认为是最佳的石油降解[43]。在这个范围内,特定的酶功能在一个特定的pH值范围。例如,农药fenamiphos退化两个英国土壤pH值高(> 7.7)和两个澳大利亚土壤酸度范围从6.7到6.8。生物降解过程,而放慢在三个英国酸性土壤pH值(4.7 - 6.7)在接种后90天42]。徐(44)发现了一些从石油污染土壤中分离的细菌菌株在中国北方能够降低超过70%的石油在pH值7和9。在降解实验中涉及多环芳烃(多环芳烃),一半的多环芳烃降解在七日内pH值7.5代表最高的退化量(34]。这是与最高的细菌种类(34]。此外,Houot et al。41)发现了阿特拉津的降解在法国和加拿大的土壤,土壤发生与增加博士他们观察到最大土壤呼吸在atrazine-contaminated土壤土壤pH值高于6.5相比,土壤pH值小于6.0,代谢物,而积累。

2.2.4。矿化的有机物质

有机物质矿化通常表示为碳(C)、氮(N)、磷(P)和硫(S)通过微生物成矿作用。土壤pH值控制矿化的土壤,因为它直接影响微生物种群及其活动。这也暗示了细胞外酶的功能帮助微生物转化的有机基质。此外,在更高的土壤pH值、C和N的mineralizable分数增加,因为债券之间的有机成分和粘土坏了20.]。在一项研究C和N的矿化不同的亚热带山地土壤处理不同的有机材料,哈利勒et al。45)发现,土壤pH值和C / N比负责分解率的61%,与相应的提高有限公司2流出,净氮矿化和净硝化作用比土壤酸碱性。类似的结果之前一直通过科廷et al。20.]。

2.2.5。硝化和反硝化作用

硝化和反硝化是重要的氮转化过程的环境问题。像许多的生物地球化学过程,过程,在很大程度上,是由土壤博士硝化作用涉及到微生物转化铵硝酸盐。它通常增加而增加土壤酸度但达到一个最佳(45- - - - - -47]。在四年的一项研究中,Kyveryga et al。47)发现,土壤pH值范围的6到8强烈影响肥料n的硝化率一般来说,硝化率较低的土壤pH值降低。有些土壤硝化作用和硝化作用潜力大大减少或微不足道的pH值为4.2以下。然而,仍有可能发生硝化作用甚至pH值低于4.14,这表明ammonia-oxidizing和氮化物社区可能会保持活跃在低土壤pH值(48]。

脱氮是微生物过程中氧化氮物种如硝酸( )和亚硝酸盐( )减少气体一氧化氮(NO)、一氧化二氮(N2O)和分子氮(N2)在有限的氧气条件下49]。土壤pH值影响脱氮率、潜在的反硝化作用和反硝化作用的两个主要产品之间的比率(N2O, N2)。与土壤pH值的比率成反比关系49]。在pH值低于7,N2而N O是主要的脱氮产品2盛行在pH值高于8 [49]。太阳et al。50)发现,土壤pH值是最好的预测的脱氮率N的比例2/ N2O增加指数与土壤博士这是因为低pH值防止组装功能的一氧化二氮还原酶,这种酶减少N2O, N2在脱氮15,20.),这主要取决于自然土壤pH值(49]。然而,土壤pH值最高的一氧化二氮还原酶活性发生pH值约为7.3。这发生在土壤修正与氢氧化钾(KOH) [51]。这表明,反硝化作用的抑制高pH值,特别是到pH值9 (50]。此外,最大脱氮的68%和85%之间发生在桑迪和肥沃的土壤pH值5.2和5.9,分别为(52]。长期潜在的脱氮的最佳pH值在6.6和8.3之间。此外,短期内反硝化酶活性依赖于自然土壤pH值(49]。土壤pH值对脱氮的影响在一定程度上是由于pH值控制在反硝化微生物种群。硝酸盐还原细菌常住人口的人口规模急剧增加,当酸性土壤的pH值增加(53]。

2.2.6款。氨挥发

氨的挥发是自然发生的现象,在所有土壤(54),已被归因于的离解 对NH3和H+所示的方程(1)[55]

分离方法平衡通过介质的酸化。酸化的速度取决于初始和最终的浓度铵以及介质的缓冲能力(55]。当溶液pH值增加7以上,H+消费的反应。因此,铵的分解氨在方程(1)将有利于氨挥发。在中性和酸性土壤, 含有化肥少NH3损失比尿素和尿素肥料(54]。然而,程度也将取决于特定肥料及其对土壤的影响博士在一项研究中涉及的氨挥发碱被盐化土壤种植大米,李et al。56)发现,氨挥发与pH值迅速增加,pH值达到8.6。氨挥发强烈与pH值和碳酸钙,这表明土壤pH值是一个关键因素在氨挥发因为碳酸钙会增加土壤pH值进而控制土壤溶液中氨和铵的浓度(57]。

3所示。生物调节土壤pH值

土壤生物过程的生物和生物化学转换的死亡生物诱导改变土壤博士这可以发生通过生化过程的直接影响发生在土壤中的生物系统,主要通过根际过程或通过应用有机残留物的直接和间接影响,无论是在未燃烧,燃烧,或烧焦的形式以及它们的分解。

3.1。根际过程

根际土壤的体积在附近影响根的根和微生物活动(58- - - - - -60(引用的]Hiltner 190460]。这是一个纵向和径向渐变(61年),从0到2.0毫米从根垫(62年,63年]。在这种土壤容积小,根吸收水分和养料,进行根伸长和扩张,释放分泌物,呼吸,因此有较高的微生物活动(59,63年]。通过这些生物过程,植物根系能够诱导根际pH值变化通过释放质子(H+)或羟基离子(哦)维持离子平衡58,64年),根据植物的营养状况65年]。因此,根际土壤pH值可以增加或减少取决于流行的过程和类型的离子释放。

root-induced植物根际土壤的pH值变化是由特定的流程和控制等因素(i)离子吸收加上无机离子的释放,保持电中性,(ii)有机酸阴离子的排泄,(3)根分泌和呼吸,(iv) redox-coupled过程,(v)同化后的微生物生产酸释放根碳,和(vi)植物基因型(58,59]。令人惊讶的是,根更倾向于提高根际的pH值,而不是降低(65年,66年]。主导机制负责pH值变化在根际植物吸收营养的阳离子和阴离子的形式58,59,65年),主要是由于植物吸收无机氮的两种主要形式( ),通常占用大量(59]。氮是由植物三大形式:铵( ),硝酸( ),和分子氮(N2)[59氨基酸),虽然也可以了(58]。三种形式的氮的吸收伴随相应的离子的释放在根际保持电中性。当土壤中硝酸盐主导或吸收占主导地位,植物必须释放碳酸氢盐( )或羟基离子(哦)在soil-root保持电中性界面导致根际土壤pH值增加(58,59,64年]。相比之下,质子是由植物响应的 吸收,导致根际土壤pH值下降(58,62年]。它一直显示,15、6和0%,分别 N从总出现在减少所需的土壤根际土壤pH值降低1.2个单位,维持,或增加了0.4 pH值单位(62年]。

的程度影响的过程和因素控制根际土壤pH值变化取决于植物物种和增长阶段(65年]。例如,在研究根际酸化交互,费格特et al。67年在玉米根际酸化()发现差异玉米l .)和豆类(菜豆l .)。玉米最初酸化根际和碱性逐渐随着时间的推移而bean显示相反的效果。他们发现一个交互效应两种植物的根际土壤pH值变化,酸化或碱化程度较弱时,根长在同一个街区比根没有越来越靠近彼此。然而,根际土壤pH值随时间变化的变量氮离子的吸收,植物,植物的生长阶段(67年]。这是显示在一个实验在苹果树(马吕斯pumilaMiller)、荞麦(Fagopyrum esculentumMoench)、玉米(玉米l .)、豇豆(豇豆属unguiculata(左)Walp),泰国柠檬(柑橘hystrix(直流),生菜摘要以l .)、松树(松果体sp。l .)和小麦(小麦l .), Metzger [66年)发现的最大浓度 在根际盛开,果期阶段(图2),高出10 - 29%相比,大部分土壤。的浓度 在植物的根际秩序,生菜=荞麦>松>苹果>泰国>豇豆>玉米>小麦。这些值远低于获得根际的大豆(大豆(l)稳定。)64年]。此外,Turpault et al。59)发现,93%的没有3- n是由道格拉斯冷杉(Pseudotsuga menziesii(Mirb)。Franco)站在助力相比,83%在去年期间吸收。这可能增加根际土壤pH值和时期意味着低硝酸盐吸收、土壤pH值可能会减少由于缓冲或由于反应的吸收

3.2。生和燃烧的有机材料

当未燃尽的有机材料或生植物残体应用于土壤、pH值增加到峰值,然后降低。例如,Forjan et al。68年]发现最初申请时增加土壤pH值的混合污泥从漂白工厂,城市固体废物和矿山废弃物,从净化厂和污泥的混合物,木屑,残余食品行业土壤。此外,年轻的基库尤人(狼尾草clandestinuml .)芽也增加了土壤酸度的一个单位(69年]。这pH值变化的主要原因是由于(i)释放过剩的渣碱度归因于基本阳离子如钙、钾、镁、和Na (70年];(2)脱酸有机阴离子发生在C矿化,导致了消费的质子和释放哦(71年,72年];(3)氨化残渣N;残矿化N (iv)硝化;(v)协会/分离有机化合物的70年]。这些过程是由数量决定的应用和流行的土壤和环境条件70年]。据徐et al。70年];直接化学反应和有机阴离子的氧化残渣分解过程中是主要的机制参与有机anion-induced土壤pH值增加。此外,有机阴离子和其他带负电荷的化学官能团在有机物质可以接受协会反应与H+离子(71年,73年]。

土壤pH值的增加后残留物应用还取决于残留的类型(从单子叶植物还是双子叶植物),这是相关的碱度,残渣质量(C / N比值),残留率应用和分解,初始pH值,土壤缓冲能力(70年,71年]。不同的残留有不同的化学和生化成分,确定流程负责土壤pH值变化。这是一个孵化实验中发现涉及三种土壤和五个不同的残留在土壤pH值增加根据紫花苜蓿>鹰嘴豆>医生>小麦高氮>小麦(低氮吸收70年]。此外,在59-day实验室孵化(71年和现场实验74年),发现土壤pH值的大小增加后残渣修正案是鹰嘴豆>油菜>小麦的顺序71年,74年]。他们观察到40 - 62%的可溶性碱度油菜和鹰嘴豆残留负责pH值增加。很明显从这些和许多其他研究[69年),残留的双子叶植物,尤其是豆类、高碱度和产生更大的比单子叶植物对土壤的pH值变化的影响。pH值增加残渣后除了经常达到峰值,此后由于硝化作用下降。较低的残留碳氮(C / N)比率往往与pH值大幅下降后一段时间和程度随土壤类型和土壤缓冲能力(70年,71年,74年),而那些有较高的C / N比率产生较小的pH值增加,或根本没有70年]。

土壤的初始pH值和缓冲能力接收植物残体产生深远的作用程度的pH值变化后的应用程序。例如,三种土壤类型的不同初始土壤pH值,即Wodjil与pH值(CaCl砂质壤土2)3.87,Bodallin砂壤土土壤pH值4.54,和Lancelin沙质土壤pH值5.06,孵化了鹰嘴豆的残留物,紫花苜蓿,医生,高氮小麦和小麦低氮吸收。此后,pH值增加了3.3个单位Wodjil紫花苜蓿的土壤(3.87),与鹰嘴豆1.6,1.5医生,与高氮小麦和0.5,没有增加小麦低氮吸收。pH值增加,达到42天的孵化Bodallin Wodjil桑迪这种下降而紧随其后,Lancelin沙质土壤的pH值达到14天前下降(70年]。在另一个孵化研究[71年),一个灰壤初始pH值为4.5,始成土的初始pH值6.2修改了残留的油菜,鹰嘴豆,和小麦。残留物,中度酸性pH值增加始成土达6倍比酸性灰壤。这个应用程序后14天达到高峰,之后下降。然而,在野外研究在相同的土壤(74年),应用程序的鹰嘴豆残留在土壤和土壤pH值提高了1.3个单位达到最多为3个月,而油菜残渣pH值增加了0.82和1.02单位的灰壤,始成土,分别达到了最大的pH值在9个月。

类似于未燃尽的有机材料,燃烧或烧焦的植物残体包含更大数量的碱度由于挥发的有机组分在热条件下导致碱性成分的浓度。实际的碱度取决于类型的生物量,他们的起源,燃烧温度。有机材料的燃烧和烧焦的形式包括生物炭灰。生物炭是热解固体一致的产品,而获得的灰是一种松散的粉状材料燃烧。生产生物炭的pH值-9.3和6.4 500 - 600°C与总碱度(即表现出强烈的关系。、有机和无机碱性)[75年]。无机碱性随着热解温度的增加而增加,增加二价阳离子的内容(75年因为在热解挥发的有机成分。生物炭的碱性中和酸度和增加土壤pH值取决于碱度的数量和土壤缓冲能力(76年]。生物质灰含有大量的碱性,通常表示为碳酸钙等价百分比(% CCE)。它从17 - 95%不等77年,78年]。类似于生物炭,燃烧温度影响生物量的碱度生物质类型和来源。最近,Neina et al。(提交)发现火山灰木炭CCE更高,比木柴灰pH值,和K的内容。根据碱化和土壤缓冲能力获得生物质灰、土壤pH值增加可以高或低。例如,在两个加纳强淋溶土,生物质灰应用于2.5 g·公斤−1土壤土壤pH值增加了12周的实验室孵化后大约1单位(79年]。这种pH值变化由于其他生物地球化学过程主要是短暂的。

4所示。结论

本文的内容突出土壤pH值作为一个主变量的作用与土壤生物地球化学过程的双向关系。虽然并不是所有的生物地球化学过程讨论了本文讨论的有实质性影响土壤健康,营养的可用性,污染,和潜在的污染物的危害以及他们的命运在食物链中。不健康的物质的流动通过水循环之间的亲密关系不容忽视,因为土壤和水。因此,这可以形成一个基础的了解和指导决策和选择的土壤管理、修复,恢复和维护土壤质量。观察到的土壤pH-biogeochemistry关系提供未来申请特定作物增加产量,通过养分循环和可用性,提高作物生长。瞬态根际土壤pH值也可以用来增强某些营养素的可用性在某些土壤条件(80年]。更重要的是,土壤pH值可以通过分布用于土壤污染控制和去除有害物质的系统。例如,矿化和退化过程,如C和N矿化和退化的pH值6.5和8间发生的农药,在pH值之间的最大石油降解和多环芳烃发生7和9。这些,以及pH值最大值为各种微生物酶,可以利用在许多土壤修复策略,特别是在生物修复。最终,土壤pH值可以广泛应用在两大领域,即。,nutrient cycling and plant nutrition and soil remediation (bioremediation and physicochemical remediation).

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版这篇文章。

引用

  1. r·a·达利”在土壤和生态系统生物地球化学过程:从分子尺度景观,“《地球化学勘查,卷88,不。1 - 3、186 - 189年,2006页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  2. 粮农组织、修改后的世界土壤宪章粮食及农业组织,罗马,意大利,2015年。
  3. 粮农组织和伙伴关系,地位的世界土壤资源(SWSR)小镇报告,联合国粮食及农业组织和政府间技术小组土壤,罗马,意大利,2015年。
  4. a·琼斯,h . Breuning-Madsen m·布罗萨德et al。土壤非洲阿特拉斯欧盟、欧洲委员会、出版物的办公室,布鲁塞尔,比利时,2013年。
  5. 千禧生态系统评估,生态系统与人类福祉:沙漠化合成世界资源研究所,华盛顿,美国,2005年。
  6. n·c·布雷迪和r·r·威尔土壤的性质和属性,Prentice Hall,上鞍,新泽西,美国,1999年。
  7. b . Minasny郑胜耀香港,a . e . Hartemink黄懿慧Kim和s . s .康”下土壤pH值增加水稻在韩国在2000年至2012年之间,“农业、生态系统和环境卷,221年,第213 - 205页,2016年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  8. r·e·怀特,原则和实践的土壤科学:土壤作为一种自然资源英国牛津布莱克威尔出版,2006年。
  9. d . Kulikowska和大肠Klimiuk年龄对市政垃圾填埋场渗滤液成分的影响,“生物资源技术,卷99,不。13日,5981 - 5985年,2008页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  10. 美国Forstner”,土地污染metals-global范围和大小的问题,”金属物种形成和土壤的污染黄,h·e·艾伦,c·p·g·w·贝利和a·r·鲍尔斯,Eds。,页1-33,CRC出版社,Inc ., 1995年美国佛罗里达州博卡拉顿的。视图:谷歌学术搜索
  11. j . s . Rieuwerts桑顿,m·e·法拉格和m . r .安石”影响因素金属在土壤生物利用度:初步调查发展的一个关键的负载方法对金属,”化学物种形成和生物利用度,10卷,不。2、61 - 75年,1998页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  12. g·p·吉尔曼,”一个分析工具了解可变电荷土壤的属性和行为,“土壤的研究,45卷,不。2、83 - 90年,2007页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  13. h·b·Bradl”吸附重金属离子在土壤和土壤成分,”胶体与界面科学杂志》上,卷277,不。1队,2004页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  14. a . Kabata-Pendias微量元素在土壤和植物美国佛罗里达州波卡拉顿,CRC新闻,2011年。
  15. z Rengel”,在作物微量营养物质利用效率的基因型差异,”通信在土壤科学和植物分析,32卷,不。7 - 8,1163 - 1186年,2001页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  16. h·崔y粉丝,g .方h . Zhang b·苏和j .周”可滤去,可用性和bioaccessibility铜和镉的污染土壤处理磷灰石、石灰和木炭:五年的田间试验,”生态毒理学和环境安全卷,134年,第155 - 148页,2016年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  17. j·a·鲍多克”成分和土壤有机碳循环”在陆地生态系统养分循环、p·马斯纳和z . Rengel Eds。,pp. 1–35, Springer-Verlag, Berlin, Germany, 2007.视图:谷歌学术搜索
  18. f·沃格尔,a .拥抱,j·哈弗和p·r·冯·罗尔”的平均氧化态碳(MOC)——有用的概念来描述氧化过程,”水的研究,34卷,不。10日,2689 - 2702年,2000页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  19. 美国安德森、s . i .尼尔森和p -“浸出的溶解有机碳(DOC)和溶解有机氮(不)在铁道部腐殖质受到温度和pH值的影响,“土壤生物学和生物化学,32卷,不。1、1 - 10,2000页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  20. d·科廷、c·a·坎贝尔和a·贾利勒”酸度对矿化的影响:pH-dependence弱酸性的土壤有机质矿化的”土壤生物学和生物化学,30卷,不。1,57 - 64,1998页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  21. c·d·埃文斯,t·g·琼斯,et al ., a负担”酸度控制在有机土壤溶解有机碳的流动性,”全球变化生物学,18卷,不。11日,第3331 - 3317页,2012年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  22. t . Oulehle史,w·张,吴y、m·杨和p . Wang“环境因素和溶解有机碳含量在金川泥炭地,“生态学报,36卷,不。3、160 - 165年,2016页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  23. d·科廷·m·e·彼得森和C·r·安德森,“pH-dependence有机物的溶解性:基本类型影响溶解有机C, N, P和S与对比土壤矿物学,”Geoderma卷,271年,第172 - 161页,2016年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  24. 美国安德森和s . i .尼尔森pH值和温度对微生物活性的影响,基质土壤溶液的细菌和浸出的溶解有机碳在铁道部腐殖质,”土壤生物学和生物化学,33卷,不。9日,第1191 - 1181页,2001年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  25. 郭宏源。安德森,“微生物eco-physiological驴土壤质量指标,”农业、生态系统和环境,卷98,不。1 - 3、285 - 293年,2003页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  26. j·c·a·利和p·c·布鲁克斯,”氮矿化以及pH值梯度的沙壤土英国土壤,“土壤生物学与生物化学,40卷,不。3、797 - 802年,2008页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  27. 郭宏源。安德森和k h . Domsch“碳微生物生物量和土壤有机质之间的联系,”在微生物生态学视角f . Megusar和m . Gantar Eds。,pp. 467–471, Mladinska Knjiga, Ljubljana, Slovenia, 1986.视图:谷歌学术搜索
  28. e . v . Blagodatskaya郭宏源。安德森,pH值和底物质量的“互动效应fungal-to-bacterial比例和qCO2在森林土壤的微生物群落土壤生物学和生物化学,30卷,不。年级,1269 - 1274年,1998页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  29. d . Neina a Buerkert, r . g . Joergensen“微生物反应恢复Technosol修改与当地有机材料,”土壤和耕作研究卷,163年,第223 - 214页,2016年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  30. d . Neina a Buerkert, r . g . Joergensen”土地利用对微生物指标的影响在钽铁矿矿山土壤,西方卢旺达,“土地退化与发展,28卷,不。1,第188 - 181页,2017。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  31. j·c·a·利和p·c·布鲁克斯,”土壤pH值和微生物之间的关系属性英国耕地土壤中,“土壤生物学与生物化学,40卷,不。7,1856 - 1861年,2008页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  32. n·菲勒和r·b·杰克逊,“土壤细菌群落的多样性和生物地理学”,美国国家科学院院刊》上,卷103,不。3、626 - 631年,2006页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  33. b·l·特纳,pH值的变化最适条件在热带雨林土壤水解酶的活动,“应用与环境微生物学,卷76,不。19日,6485 - 6493年,2010页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  34. r·m·帕瓦尔,”土壤pH值的影响的生物修复多环芳烃(多环芳烃)、“生物修复和生物降解》第六卷,没有。3、1 - 14,2015页。视图:谷歌学术搜索
  35. r . l . Sinsabaugh c . l .到来m . n . Weintraub et al .,“化学计量的土壤酶活性在全球范围内,“生态学通讯,11卷,不。11日,第1264 - 1252页,2008年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  36. l·基勒,r . l . Sinsabaugh c·克伦肖et al .,“脉冲动力学和微生物过程aridland生态系统,”《生态学杂志》,卷96,不。3、413 - 420年,2008页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  37. b . k . Stursova和a·沃克,”微生物降解有机磷化合物。”《微生物学检查,30卷,不。3、428 - 471年,2006页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  38. r . l . Sinsabaugh m . m . Carreiro和阿尔瓦雷斯,“酶和微生物动力学垃圾分解过程中,”酶在环境:活动、生态、和应用程序r . g .烧伤和r·p·迪克。,pp. 249–266, CRC Press, Inc., Oxford, UK, 2002.视图:谷歌学术搜索
  39. v . j . Allison l . m . Condron d . a . peltz s . j·理查森和b·l·特纳“酶活性和土壤微生物群落组成的变化以及碳和养分梯度法兰士约瑟夫chronosequence,新西兰,”土壤生物学和生物化学,39卷,不。7,1770 - 1781年,2007页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  40. s . Dass m . Muneer和k . r . Gopidas废水污染物的光催化降解。Titanium-dioxide-mediated多核芳烃氧化。”光化学与光:化学》期刊上,卷77,不。1,第88 - 83页,1994。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  41. s . Houot大肠Topp、答:亚瑟尔和g .索拉斯“依赖加速降解阿特拉津对土壤的pH值在法国和加拿大的土壤,“土壤生物学和生物化学,32卷,不。5,615 - 625年,2000页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  42. b·k·辛格,a·沃克j·a·w·摩根和d·j·莱特”作用的土壤pH值在Fenamiphos增强生物降解的发展,“应用与环境微生物学,卷69,不。12日,第7043 - 7035页,2003年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  43. m . Vidali”生物修复。概述”,纯粹与应用化学,卷73,不。7,1163 - 1172年,2001页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  44. j .徐“原油污染土壤的生物修复石油降解活性细菌,”介绍强化采油(采油)过程和生物修复受到石油污染的网站,l . Romero-Zeron Ed,页207 - 244,InTech,里耶卡,克罗地亚,2012。视图:谷歌学术搜索
  45. m·i·哈利勒·m·b·侯赛因,Schmidhalter,“在不同的旱地土壤碳和氮矿化的亚热带处理有机材料,”土壤生物学和生物化学,37卷,不。8,1507 - 1518年,2005页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  46. m .Šimek和j·a·库珀,土壤pH值对脱氮的影响:进展的理解这种交互在过去的50年里,“欧洲的土壤科学》杂志上,53卷,不。3、245 - 254年,2002页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  47. p . m . Kyveryga a . m . Blackmer j·w·埃尔斯沃思和r·伊斯拉”土壤pH值对硝化作用的影响fall-applied无水氨,”美国土壤科学学会杂志》上,卷68,不。2、545 - 551年,2004页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  48. b . j . Zebarth t . a .伪造、c .异教徒和l·d·林,“土壤酸化对土壤中硝化作用的影响。”加拿大的土壤科学》杂志上,卷95,不。4、359 - 363年,2015页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  49. m .Šimek l . Jišova和d·w·霍普金斯,“什么是所谓的最佳pH值在土壤反硝化作用吗?”土壤生物学与生物化学,34卷,不。9日,第1234 - 1227页,2002年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  50. p .太阳,y诸葛,j . Zhang和z Cai”,土壤pH值的主要控制因素是脱氮率和N2/ N2O排放比率在森林和草地的土壤样沿着东北(NECT)”土壤科学和植物营养,卷。58岁的没有。4、517 - 525年,2012页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  51. c·安德森·m·彼得森和d·科廷基阳离子,K+和Ca2 +对比对土壤碳的影响,氮和脱氮动力学随着pH值上升,”土壤生物学和生物化学卷,113年,第107 - 99页,2017年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  52. b . w . Hutsch张,k .冯f(音)和s .舒伯特”从不同的耕地土壤pH值对脱氮的影响损失,”植物营养。植物和土壤科学的发展埃德·w·j·霍斯特,页962 - 963,施普林格,柏林,德国,2001年。视图:谷歌学术搜索
  53. N·沃尔夫冈·r·康拉德,“土壤pH值的影响硝酸盐还原微生物种群及其潜在减少硝酸和N2啊,”《微生物生态学,7卷,不。1,49-57,1990页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  54. s . l .蒂斯达尔,w·l·纳尔逊·j·d·Beaton和j·l·Havlin土壤肥力和肥料麦克米伦出版公司,纽约,纽约,美国第五版,1985年版。
  55. y Avnimelech和m . a音的唱名,“从土壤氨挥发:平衡考虑,”美国土壤科学学会杂志上41卷,第1084 - 1080页,1997年。视图:谷歌学术搜索
  56. 李y l .黄h·张,m . Wang和z .梁,“氨挥发损失的评估和氮利用率在被盐化碱性土壤、水稻生长季节期间”可持续性,9卷,不。1,第139 - 132页,2017。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  57. d . Zhenghu和x Honglang土壤特性对氨挥发的影响。”土壤科学和植物营养,46卷,不。4、845 - 852年,2000页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  58. p . Hinsinger c . Plassard c . Tang和b . Jaillard“根际root-mediated pH值变化的起源及其反应环境约束:一个评论,”植物和土壤,卷248,不。1 - 2,43-59,2003页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  59. M.-P。Turpault、g . r . Gobran和p . Bonnaud”时态变化的根际和大部分土壤化学道格拉斯冷杉,”Geoderma,卷137,不。3 - 4、490 - 496年,2007页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  60. p . j . Gregory”的历史根际研究业务的基础上,一个解决方案,”19世界大会的程序的土壤,土壤的解决方案一个变化的世界2010年8月,布里斯班,澳大利亚,1 - 6。视图:谷歌学术搜索
  61. 油状虫n C”的类型、数量和可能的功能化合物释放到根际土壤植物,”根际:生物化学和有机物质在土壤-植物界面r . Pinton z, Varanini, p . Nannipieri Eds。,pp. 19–40, Marcel Dekker Inc., New York, NY, USA, 2000.视图:谷歌学术搜索
  62. t . s . Gahoonia和n e·尼尔森root-induced pH值的变化对损耗的影响根际无机和有机的磷,”植物和土壤,卷143,不。2、185 - 191年,1992页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  63. c·贝尔坦公司x杨,l·a·韦斯顿“根分泌物的作用,化感物质在根际,“植物和土壤,卷256,不。1,第83 - 67页,2003。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  64. d·莱利和s . a .理发师“碳酸氢盐积累和pH值的变化在大豆(大豆(l)1)-土界面稳定。”美国土壤科学学会杂志》上,33卷,不。6,905 - 908年,1969页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  65. p·h·奈,“根环境中的流程1。”土壤科学杂志》,19卷,不。2、205 - 215年,1968页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  66. w·h . Metzger“土壤养分的植物生长对溶解度的影响,“土壤科学,25卷,不。4、273 - 280年,1928页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  67. m·费格特、美国Blossfeld和p . Gillhaussen vonU。Schurr和v . m . Temperton理清谁是谁在根际酸化根交互:荧光结合optode技术,”植物科学前沿4卷,1 - 8,2013页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  68. r . Forjan诉Asensio、a . Rodriguez-Vila和e . f . Covelo”效应修正的物理和化学废料的回收我的土壤,“《地球化学勘查卷,147年,第97 - 91页,2014年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  69. t·t·阮和P·马斯纳”,土壤呼吸、土壤中微生物生物量和养分有效性与调整后的残留物后N和P的浓度,”土壤圈,27卷,不。1,第85 - 76页,2017。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  70. j·m·徐c . Tang和z l .陈”的作用植物残体在酸性土壤的pH值变化不同初始pH值,“土壤生物学和生物化学,38卷,不。4、709 - 719年,2006页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  71. c . r .黄油,b .履新Kaudal j·a·鲍多克和c .唐”贡献的农业残留物的可溶性和不可溶性分数短期pH值的变化,“欧洲的土壤科学》杂志上,卷62,不。5,718 - 727年,2011页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  72. f . Rukshana c . r .黄油,j·a·鲍多克和c .唐”模型有机化合物有不同的影响在两种土壤的pH值变化不同初始pH值,“生物和土壤的肥力卷,47号1,51 - 62,2011页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  73. c . Tang和余问:“影响豆科残留的化学成分和初始pH值变化土壤pH值的土壤残留物合并后,“植物和土壤,卷215,不。1,第29,1999页。视图:谷歌学术搜索
  74. c . r .黄油、j·a·鲍多克和c .唐”作物残留对土壤pH值变化的贡献在野外条件下,“植物和土壤,卷366,不。1 - 2、185 - 198年,2013页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  75. r·b·菲德尔·d·a . Laird m·l·汤普森和m . Lawrinenko”表征和量化生物炭的碱度,光化层卷,167年,第373 - 367页,2017年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  76. a . Obia g . Cornelissen j .穆德,p . Dorsch土壤pH值增加生物炭对不,N2O, N2生产在酸性土壤反硝化作用,”《公共科学图书馆•综合》,10卷,不。9篇文章ID e0138781 2015。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  77. a . Demeyer j . c . Voundi Nkana, m·g . Verloo”木灰的特点和影响土壤性质和营养吸收:概述,“生物资源技术,卷77,不。3、287 - 295年,2001页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  78. t . Ohno和苏珊·m·埃里希,”木灰应用对土壤pH值的影响和土壤营养水平测试,”农业、生态系统和环境,32卷,不。3 - 4、223 - 239年,1990页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  79. d . Neina和g . Dowuona短期影响人类的尿液化肥和土壤的pH值和电导率木灰,“杂志在热带和亚热带农业和农村发展卷,114年,第100 - 89页,2013年。视图:谷歌学术搜索
  80. P . Hinsinger”,生物利用度在根际土壤无机磷影响root-induced化学变化:复习一下,”植物和土壤,卷237,不。2、173 - 195年,2001页。视图:谷歌学术搜索

版权©2019年多拉Neina。这是一个开放的分布式下文章知识共享归属许可,它允许无限制的使用、分配和复制在任何媒介,提供最初的工作是正确引用。


更多相关文章

PDF 下载引用 引用
下载其他格式更多的
订单打印副本订单
的观点70876年
下载10210年
引用

相关文章

文章奖:2020年杰出的研究贡献,选择由我们的首席编辑。获奖的文章阅读