红壤耕层Ｅｈ的原位连续测量李成保，季国亮，孔晓玲（中国科学院南京土壤研究所南京２１０００ ８）摘要本研究采用ＥＣＡ一１型电化学参数采集系统，原位连续３个多月测量不同处理红壤小区 耕层Ｅｈ的动态变化，探讨了水、早利用方式及施用石灰、本田落干烤田对耕层Ｅｈ动态的影响。 关键词红壤耕层；Ｅｈ；原位测量由于土壤中有多种多样的氧化还原体系的存在和固相成分的参与 ，其氧化还原平衡过程较纯溶液要复杂得多，加之生物的参与，因而表现出更加活跃的特征［１］ ．在土壤中，影响氧化还原电位（Ｅｈ）的因素很多，土壤通气状况就是其中之一。因此，只有在 田间原位条件下测量土壤Ｅｈ，才能避免因取土而改变的通气状况所引起的误差。利用配有计算机 的测量系统原位连续测量不同土层的Ｅｈ，可以反映出不同土层中Ｅｈ的动态变化［２］．这对土 壤形成和土壤培肥的研究具有重要意义。由于水稻土中最明显的物理化学变化是氧化还原状况的周 期性变化［３］，所以Ｅｈ的原位连续测量对于水稻土的形成、发育与培肥的动态研究，具有特殊 的重要意义。本项研究采用ＥＣＡ－１型电化学参数采集系统（下称ＥＣＡ系统）［４］，对一个 由４小区组成的红壤地块，原位连续３个多月测量各小区耕层Ｅｈ和温度的动态变化。本文就农业 利用方式及耕作措施对红壤耕层Ｅｈ动态变化的影响予以探讨。１测量装置与田间小区１．１数据 采集系统采用ＥＣＡ系统连续采集红壤耕层的Ｅｈ与温度数据。该系统由传感器，ＭＩＡ一１型微 机化多功能离子分析器、ＰＣ一１５００袖珍计算机、ＣＥ－１５８多功能接口、宽行打印机和应 用程序等部分组成。１．２传感器１．２．１Ｅｈ测量用电极，指示电极为铂丝电极，使用前进行 挑选并脱膜处理；参比电极为饱和甘汞电极。１．２．２温度传感器。系半导体型，由一只性能优 良的ＰＮ结二极管封装而成。１．３田间小区供测小区布置在江西鹰潭中国科学院红壤生态试验站 。小区分水田和旱地，其中又分施国家自然科学基金资助项目。石灰和不施两种处理。水田栽后季 稻，旱地种养麦。对小区采用的农业措施概列于表１。２结果与讨论供测小区耕层（１５一２０ｃ ｍ）Ｅｈ值的原位测量从１９９３年８月１日正式开始。至１１月上旬结束。其中９月下旬到１０ 中旬采用外插电极，定期易位测量小区耕层不同水平位置上的Ｅｈ值，以观耕层Ｅｈ的局部差异状 况。ＥＣＡ系统日夜运行，每隔２小时采样一次，并打印出应用程度运算的结果。打印结果经整理 和温度校正①后，绘于图１和图２。２．１水田耕层Ｅｈ的动态变化用组合揉头测量的小区耕层Ｅ ｈ的动态变化绘于图１。可以看出，从灌溉渍水２天后的８月１日起到８月２０日。水田小区（１ ）和（２）的耕层Ｅｈ值约由２９０ｍＶ分别急降到─３８０和─６４０ｍＶ。此后至９月６日， 小区（１）内的Ｅｈ在─３５０ｍＶ上下波动，小区（２）李成保等，土壤电化学性质原位连续测 量的若干影响因素，待刊稿，１９９６。者有渐升趋势，约从─６００ｍＶ升至─４００ｍＶ，以 后１０天内，二小区的Ｅｈ值互相靠近且递减至─５００ｍＶ左右。从１０月中旬至１１月上旬， 二小区的Ｅｈ值明显增高，波动在１００ｍＶ上下，较９月中旬约正移了６００ｍＶ。此间水田耕 层Ｅｈ值的大幅度升高，看来主要与９月下旬开始的落干烤田，保持田面干于湿湿（表１），土壤 通气状况改善有关。综观测量全程，小区（１）的Ｅｈ变化较小区（２）者来得更为活跃。这可能 与小区（１）的渗漏速度较大（表２）有关。２．２旱地耕层Ｅｈ的动态变化由图１中旱地小区（ ３）与（４）的耕层Ｅｈ动态可以看出，小区（３）的耕层Ｅｈ从８月初开始直到１０月底，基本 上稳定在３００─３５０ｍＶ之间；小区（４）者约从２８０ｍＶ渐减至１２０ｍＶ左右。显然， 这主要是由表土撤施石灰石粉后（麦１），耕层土壤ｐＨ逐渐升高①所引起的［１，２］。在整个 养麦生育期（８月１０日一１１月初）内，旱地红壤耕层的Ｅｈ变化比较稳定，不像植稻红壤耕层 那样，会出现周期性的大起大落。①季国亮等，红壤耕层ｐＨ的动态变化研究，待刊稿，１９９６ 。２．３农业利用方式和耕作措施对红壤耕层Ｅｈ的影响为了便于说明农业利用方式和耕作措施对 红壤耕层Ｅｈ的影响，在耕层Ｅｈ比较稳定的几个有代表性的观测期内，选择５一１０个日测Ｅｈ 值，取其平均值。从表３列示的１０天平均值看出，８月２５日到９月４日这一期间，水田红壤耕 层的Ｅｈ比旱地者要低６５０－７５０ｍＶ。可见红壤泡水会显著改变土壤中的氧化还原状况，使 土壤还原性大大增强，还可看出，施用石灰后土壤ｐＨ的升高会使Ｅｈ值降低１００ｍＶ（旱地） 到２００ｍＶ（水田）．从表３中Ｅｈ的５天平均值看出，水田耕层通过落干烤田，可使Ｅｈ值由 ─５００ｍＶ左右上升到１００ｍＶ上下。由此可见，灌溉渍水和落干烤田是调控水稻土中氧化还 原平衡过程的有力措施，也正是在渍水、落干的交替作用下，水稻土的氧化还原状况呈现周期性变 化。２．４红壤耕层Ｅｈ的局部差异为了观测小区耕层Ｅｈ的局部差异程度，从９月下旬开始，在 各小区内改用外插铂电极测量耕层Ｅｈ．每测数天后在水平方向上移动铂电极，每小区测４─５个 点，从测量结果（图２）看出，即使在小区试验条件下，耕层Ｅｈ的局部差异依然存在，旱地耕层 Ｅｈ的水平差异可由１００ｍＶ左右高至３００ｍＶ以上；水田耕层最大差异可达４００ｍＶ以上 ，由此可见，在土壤Ｅｈ的原位连续测量中，在Ｅｈ局部差异不可避免的情况下，如何取得有代表 性的测量数据是至关重要的。这在电子测量技术上是不难解决的，在每个小区内的不同水平位置上 安插３支（或３支以上）铂电极，采用定时自动切换的电子开关，当测量系统采样时，可依次将３ 支铂电极上的电位信号自动输入微机，取平均值后贮存或打印出来。参考文献｜｜［１］于天仁编 者，土壤的电化学性质及其研究法（修订本）．科学出版社，１９７６，３９９－４４０．［２］ ＭｉｃｈｉｏＫｏｍａｄａ，Ｒｅｄｏｘｐｏｔｅｎｔｉａｌｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｉｎａｆ ｌｏｏｄｅｄｐａｄｄｙｆｉｅｌｄｕｓｉｎｇａｃｏｍｐａｃｔｃｏｍｐｕｔｅｒｓｙｓｔｅｍ ．Ｔｒａｎｓ，１４ｔｈＣｏｎｇ．Ｉｎｔ．ＳｏｉｌＳｃｉ．Ｓｏｃ．，１９９０，Ⅱ，４４－ ４９．［３］于天仁等著，不稻土的物理化学，科学出版社，１９８３，１一３４．［４］于天仁 、季国亮等编著，土壤和木研究中的电化学方法，科学出版社，１９９１．４７２－４９２．红壤 耕层Ｅｈ的原位连续测量@李成保，季国亮，孔晓玲$中国科学院南京土壤研究所红壤耕层；Ｅｈ ；原位测量本研究采用ＥＣＡ一１型电化学参数采集系统，原位连续３个多月测量不同处理红壤小 区耕层Ｅｈ的动态变化，探讨了水、早利用方式及施用石灰、本田落干烤田对耕层Ｅｈ动态的影响 。［１］于天仁编者，土壤的电化学性质及其研究法（修订本）．科学出版社，１９７６，３９９ －４４０．［２］ＭｉｃｈｉｏＫｏｍａｄａ，Ｒｅｄｏｘｐｏｔｅｎｔｉａｌｍｅａｓｕｒｅｍ ｅｎｔｓｉｎａｆｌｏｏｄｅｄｐａｄｄｙｆｉｅｌｄｕｓｉｎｇａｃｏｍｐａｃｔｃｏｍｐｕｔ ｅｒｓｙｓｔｅｍ．Ｔｒａｎｓ，１４ｔｈＣｏｎｇ．Ｉｎｔ．ＳｏｉｌＳｃｉ．Ｓｏｃ．，１９ ９０，Ⅱ，４４－４９．［３］于天仁等著，不稻土的物理化学，科学出版社，１９８３，１一３ ４．［４］于天仁、季国亮等编著，土壤和木研究中的电化学方法，科学出版社，１９９１．４７ ２－４９２．国家自然科学基金区耕层Ｅｈ的局部差异程度，从９月下旬开始，在各小区内改用外 插铂电极测量耕层Ｅｈ．每测数天后在水平方向上移动铂电极，每小区测４─５个点，从测量结果 （图２）看出，即使在小区试验条件下，耕层Ｅｈ的局部差异依然存在，旱地耕层Ｅｈ的水平差异 可由１００ｍＶ左右高至３００ｍＶ以上；水田耕层最大差异可达４００ｍＶ以上，由此可见，在 土壤Ｅｈ的原位连续测量中，在Ｅｈ局部差异不可避免的情况下，如何取得有代表性的测量数据是 至关重要的。这在电子测量技术上是不难解决的，在每个小区内的不同水平位置上安插３支（或３ 支以上）铂电极，采用定时自动切换的电子开关，当测量系统采样时，可依次将３支铂电极上的电 位信号自动输入微机，取平均值后贮存或打印出来。参考文献｜｜［１］于天仁编者，土壤的电化 学性质及其研究法（修订本）．科学出版社，１９７６，３９９－４４０．［２］ＭｉｃｈｉｏＫ ｏｍａｄａ，Ｒｅｄｏｘｐｏｔｅｎｔｉａｌｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｉｎａｆｌｏｏｄｅｄｐ ａｄｄｙｆｉｅｌｄｕｓｉｎｇａｃｏｍｐａｃｔｃｏｍｐｕｔｅｒｓｙｓｔｅｍ．Ｔｒａｎｓ， １４ｔｈＣｏｎｇ．Ｉｎｔ．ＳｏｉｌＳｃｉ．Ｓｏｃ．，１９９０，Ⅱ，４４－４９．［３］于 天仁等著，不稻土的物理化学，科学出版社，１９８３，１一３４．［４］于天仁、季国亮等编著 ，土壤和木研究中的电化学方法，科学出版社，１９９１．４７２－４９２．红壤耕层Ｅｈ的原位 连续测量@李成保，季国亮，孔晓玲$中国科学院南京土壤研究所红壤耕层；Ｅｈ；原位测量本研 究采用ＥＣＡ一１型电化学参数采集系统，原位连续３个多月测量不同处理红壤小区耕层Ｅｈ的动 态变化，探讨了水、早利用方式及施用石灰、本田落干烤田对耕层Ｅｈ动态的影响。［１］于天仁 编者，土壤的电化学性质及其研究法（修订本）．科学出版社，１９７６，３９９－４４０．［２ ］ＭｉｃｈｉｏＫｏｍａｄａ，Ｒｅｄｏｘｐｏｔｅｎｔｉａｌｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｉｎａ ｆｌｏｏｄｅｄｐａｄｄｙｆｉｅｌｄｕｓｉｎｇａｃｏｍｐａｃｔｃｏｍｐｕｔｅｒｓｙｓｔｅ ｍ．Ｔｒａｎｓ，１４ｔｈＣｏｎｇ．Ｉｎｔ．ＳｏｉｌＳｃｉ．Ｓｏｃ．，１９９０，Ⅱ，４４－４９．［３］于天仁等著，不稻土的物理化学，科学出版社，１９８３，１一３４．［４］于天仁、季国亮等编著，土壤和木研究中的电化学方法，科学出版社，１９９１．４７２－４９２．国家自然科学基金
More abstracts about the 红壤耕层Eh的原位连续测量