水溶性有機物的化學行為及其對土壤中Cu形態(tài)和有效性的影響.pdf

1、水溶性有機物 (Dissolved organic matter DOM) 是有機肥料中最具有活性的組分.農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有機肥的施用歷來受到廣泛重視,并且通常被認為是提高土壤肥力,改善土壤性質(zhì),提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)的重要手段.水溶性有機物隨著有機肥的施用進入土壤后,通過與土壤中有機和無機膠體發(fā)生的一系列吸附、解吸、轉(zhuǎn)化、絡合等作用,將對土壤肥力、土壤理化性質(zhì)、土壤中微量元素和污染元素等的有效性產(chǎn)生一系列重要影響.研究DOM在土壤中的化學行為及

2、其對土壤中污染元素的影響,對于評價有機肥的效應、有機肥與土壤肥力的關系等具有重要意義. 本文以雞糞堆肥作為DOM的來源,選取黑土、褐土和紅壤三種土壤,研究了DOM在土壤中的吸附.解吸行為和固定作用,并著重研究了DOM對紅壤中重金屬Cu形態(tài)變化的影響,通過盆栽模擬試驗的手段,探討了DOM對三種Cu污染土壤上作物生長的影響,通過上述研究,主要取得了如下結(jié)論: (1) 外源DOM進入土壤后,能被土壤膠體所吸附,土壤對DOM的吸附過程是

3、一個快速反應的過程,通常在一個小時內(nèi)即可達到吸附解吸平衡;不同土壤對DOM的吸附能力差異明顯,有機質(zhì)含量高的黑土和低pH值的紅壤對DOM的吸附量較大,吸附速率較快,DOM在三種土壤中的分配系數(shù)分別為26.57、22.31、16.72;土壤對DOM的吸附是一個可逆的過程,在適當?shù)臈l件下,土壤所吸附的DOM又可以通過解吸作用釋放到土壤溶液中.對DOM吸附量大的土壤,其解吸量較大,而對DOM吸附量小的土壤與DOM的結(jié)合更為緊密,三種土壤所吸附

4、DOM的解吸量分別為所吸附DOM的905、50～60﹪、40﹪左右. (2) DOM進入土壤后,除了能被土壤吸附外,還能被土壤固定.土壤對DOM的固定與其對DOM的吸附之間聯(lián)系緊密,對土壤吸附能力強的土壤,對DOM的固定能力亦強.此外,溫度越高,土壤對DOM的固定能力越強. (3) 外源DOM對土壤中重金屬的存在形態(tài)產(chǎn)生重要影響.外源DOM進入土壤后,土壤中重金屬的存在形態(tài)迅速發(fā)生變化,主要表現(xiàn)為交換態(tài)重金屬離子的含量提

5、高(最高可提高36.33﹪),即外源DOM對土壤中重金屬產(chǎn)生了活化作用;當土壤中交換態(tài)重金屬離子的含量升高至一定水平后,隨著DOM在土壤中化學行為的變化,交換態(tài)重金屬離子含量又有所下降,但在相當長的一段時間內(nèi)仍高于原始土壤的水平(28d后仍高于對照6.74﹪～26.45﹪).DOM導致土壤中重金屬存在形態(tài)的變化受溫度的強烈影響,溫度越高時,DOM對土壤中重金屬的存在形態(tài)影響大,溫度越低,則DOM對土壤中重金屬的存在形態(tài)的影響較小.

6、 (4)DOM對土壤中重金屬形態(tài)和有效性的影響體現(xiàn)了復雜的多重效應,DOM在活化土壤中重金屬的同時,對土壤pH亦有提高效應(DOM濃度為1000mg C·kg<'-1>時,紅壤的pH值提高0.15～0.21 個pH單位),從而降低土壤中重金屬的有效性.在加入較低含量的DOM時,DOM對重金屬的活化效應占主導地位,表現(xiàn)為隨DOM濃度的增加,DOM對重金屬的活化能力增強;而當DOM濃度增加至一定程度時,DOM對土壤pH的提高效應開始顯現(xiàn),

7、表現(xiàn)為隨著DOM濃度的升高,DOM的活化效應降低;DOM對土壤中重金屬的活化效應還與土壤的性質(zhì)有關,有機質(zhì)含量高,pH值高的土壤,DOM的活化效應弱. (5) 因DOM能對被重金屬污染土壤中的重金屬產(chǎn)生活化作用,從而對作物的生長產(chǎn)生重要影響,主要表現(xiàn)為作物的中毒反應,在降低作物產(chǎn)量的同時,提高作物體內(nèi)重金屬濃度,降低作物品質(zhì). 根據(jù)本研究的結(jié)果,傳統(tǒng)上采用增施有機肥以修復重金屬污染的方法并非在所有情況下都是適用的,在重金