大小依赖性胶体稳定性的因素及其对红壤耕作层（pedogenic horizons）中P元素含量的影响

《Soil Science Society of America Journal》：Factors and P-status implications of size-dependent colloidal stability in pedogenic horizons of reddish paddy soil

水稻土发育层水分散胶体矿物组成、稳定性特征及控制因素研究显示，<0.1 μm胶体因可膨胀矿物和风化特征具有最高稳定性，其稳定性与有机质碳氮含量呈正相关，与无定形铝氧化物负相关，电解质阈值效应显著（Na?>80 mmol/L致絮凝，H?PO??20-80 mg/L促分散）。

　　

摘要

胶体稳定性在调节稻田土壤中养分的运输和污染物的迁移过程中起着关键作用。本研究系统地分析了具有200多年耕作历史的代表性Ultisol土壤中不同土层（Ap1、Ap2、Br和Brs）中水溶性胶体的矿物组成、稳定性特征及其控制因素。通过扫描电子显微镜和X射线衍射技术，对四种不同粒径范围的胶体（<0.1、0.1–0.45、0.45–1和1–5 μm）进行了表征。胶体稳定性通过在KH₂PO₄和NaCl溶液（0–100 mg L^?1）中的临界凝聚浓度测量来进行量化。研究结果表明：(1) 较小的胶体（<0.1 μm）由于其可膨胀的矿物成分和明显的风化特征而表现出最高的稳定性；(2) 胶体稳定性与表面积归一化的碳和氮含量以及总有机质含量呈显著正相关，而与无定形氧化铝含量呈负相关；(3) 电解质的影响取决于其浓度阈值，Na⁺（>80 mmol L^?1）会引发胶体絮凝，而H₂PO₄^?（20–80 mg L^?1）则有助于增强胶体的分散性。这些结果为理解由土壤形成过程驱动的胶体行为提供了基础性见解，并对优化集约化稻田耕作系统的养分管理策略具有实际意义。

利益冲突声明

作者声明不存在利益冲突。